质点的直线运动教案讲义(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上质点的直线运动一、基础知识1.质点:用来代替物体的有 质量 的点。质点是一种理想化模型。当物体的 形状 和 大小 对所研究物体的影响不大、可以忽略时,可将物体看成 质点 。2.参考系:在描述物体运动时,被选定作为参考、假定 不动 的其他物体。对同一物体的运动,所选的 参考系 不同,对它运动的描述就可能不同。通常以 地面 为参考系来描述物体的运动。3.时刻与时间:时刻时间意义一瞬间两个在时间轴上的表示 一个点 一段间隔 对应物理量位置、瞬时速度、瞬时加速度等位移、平均速度、平均加速度等举例第几秒初、第几秒末第几秒内、几秒内4.位移和路程:定义标矢性联系位移位移表示物体的
2、位置变化,用由 初位置 指向 末位置 的有向线段表示位移是矢量,方向由 初位置 指向 末位置 (1)一般情况下,位移的大小小于路程(2)只有在单向直线运动中,位移的大小等于路程路程路程是质点运动轨迹的长度路程是标量,没有方向5.速度和加速度:物理量物理意义标矢性说明速度平均速度描述一段时间内物体运动的平均快慢及方向矢量瞬时速度v物体在某时刻或某位置的运动快慢和方向矢量(1)当时,(2)方向:位移变化方向瞬时速率瞬时速度的大小标量速度变化描述速度变化的大小和方向矢量加速度a描述物体速度变化的快慢矢量(1)方向:与方向一致,与v方向无关(2)a的大小由合外力F与质量m决定6.匀变速直线运动的规律:
3、运动轨迹是一条直线,且 加速度 不变的运动。基本公式基本推论7.运动图像:s-t图像v-t图像定义是反映直线运动物体_位移_随时间变化的规律是反映直线运动物体_速度_随时间变化的规律图像切线斜率图像上某点切线的斜率大小表示物体_速度的大小_、正负表示物体_速度的方向_图像上某点切线的斜率大小表示物体_加速度的大小_、正负表示物体_加速度的方向_运动甲:图像是一条平行于时间轴的直线,说明物体处于_静止_状态乙:图像是一条倾斜的直线,说明物体在做_匀速直线_运动甲:图像是一条平行于时间轴的直线,说明物体在做_匀速直线_运动乙:图像是一条倾斜的直线,说明物体在做_匀加速直线_运动面积1)图线与坐标轴
4、围成的“面积”表示物体相应时间内的_位移_2)面积在时间轴上方,说明位移的方向为_正_3)面积在时间轴下方,说明位移的方向为_负_8.初速度为零的匀加速直线运动规律:(1)在1T末,2T末,3T末,nT末的瞬时速度之比为v1v2v3vn 1:2:3:n (2)在1T内,2T内,3T内,nT内的位移之比为s1s2s3sn 12:22:32:n2 (3)在第1个T内,第2个T内,第3个T内,第n个T内的位移之比为s1s2s3sn 1:3:5:2n-1 (4)通过1X、2X、3X所用时间之比为t1t2t3tn 1 (5)通过第一个X、第二个X、第三个X所用时间之比为t1t2t3tn 1(1)()(
5、) (6)通过1X末、2X末、3X末时的速度之比为v1v2v3vn 1 注意:1、此规律只适用于初速度为0的匀加速直线运动2、解题时先确定所研究的问题(等分运动时间/等分运动位移)3、区分nT内和第几个T的位移比,nX内和第几个X内的时间比4、匀减速直线运动可以看做反向的匀加速直线运动二、常规题型例1.关于质点,下列说法中正确的是( BD )A凡是轻小的物体,都可以看做质点B质点是一个理想化模型,实际上并不存在C物理学中的“质点”跟几何学中的“点”没有区别D如果物体的大小和形状在研究的问题中属无关的或次要的因素,就可以把物体看做质点练习1.下列问题中所研究的物体或人可以看作质点的是( C )A
6、研究“摩天”轮的转动情况B评委为体操运动员刘璇的“跳马”动作评分C估算一辆轿车从长沙开到上海所需要的时间D研究一列火车通过某一铁路桥所用的时间练习2.关于质点,下列说法中正确的是(CD)A质点一定是体积和质量极小的物体B因为质点没有大小,所以与几何中的点没有区别C研究运动员在3000米长跑比赛中运动的快慢时,该运动员可看做质点D由于所研究的问题不同,同一物体有时可以看作质点,有时不能看作质点例2.关于参考系,下列说法中正确的是( AD )A研究物体的运动时,应先确定参考系B参考系必须选取地面或相对于地面静止不动的其它物体C研究地面上物体的运动时只能选取地面为参考系 D描述一个物体的运动情况时,
7、参考系可以任意选取练习1.第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000m高空飞行时,发现脸旁有一个小东西,他以为是虫子,敏捷地把它一把抓过来,令他吃惊的是,抓到的竟然是一颗子弹,飞行员能抓到子弹的原因是( C )A、飞行员的反应快 B、子弹的飞行速度远小于飞行员的速度C、子弹相对于飞行员来说是几乎静止的 D、飞行员的手特有劲练习2.飞机着地后还要在跑道上滑行一段距离,机舱内的乘客透过窗户看到树木向后运动,乘客选择的参考系是( C )A. 停在机场的飞机 B.候机大楼 C.乘客乘坐的飞机 D.飞机跑道例3.一列火车从上海开往北京,下列说法中表示时间的是( BD ),表示时刻的是( AC )A早上
8、6时10分,列车从上海站出发 B列车一共行驶了12小时C列车在9时45分到达途中的南京车站 D列车在南京车站停留了10分钟例4.关于位移和路程,下列说法中正确的是( D )A位移和路程是两个相同的物理量B路程是标量,即表示位移的大小C位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向D若物体做单一方向的直线运动,位移的大小等于路程练习1.某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一个小球,上升的最大高度为20 m,然后落回到抛出点O下方25 m的B点,则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向上为正方向)( D )A25m、25m B65m、25m C25m、-25m D65m、-25m练习2.下列
9、说法中正确的是( AC )A出租车应按路程收费B出租车应按位移收费C在曲线运动中,同一运动过程的路程大于位移的大小D在跳远比赛中,裁判员测定的是运动员的路程例5-1.下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的是( AC )A若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零B若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度D变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度练习1.下列所说的速度中,哪些是瞬时速度( AC )A.百米赛跑的运动员以9.5
10、 m/s的速度冲过终点线B.2011年8月28日铁路调整列车运行后,部分高铁和客专的动车组速度悄然降低,如济南西杭州的G51次列车,在沪杭高铁段时速由350 km降至300 kmC.返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋D.由于堵车,在隧道内的车速仅为1.2 m/s练习2.一个物体以10 m/s的速度从甲地运动到乙地,又以20 m/s的速度从乙地运动到丙地,已知甲、乙两地之间的距离等于乙、丙两地之间的距离,试求物体从甲地到丙地的平均速度物体从甲地到乙地的速度v110 m/s,从乙地到丙地的速度v220 m/s,若物体运动的总位移为2x.则总时间:tx所以物体的平均速度: m/s例5-2.
11、关于速度、加速度正确的说法( CD )A、物体有加速度,速度就增加 B、加速度增大,速度一定增大C、物体速度很大,加速度可能为零 D、物体加速度值减小,速度可能增大练习1.关于物体的下列运动中,不可能发生的是( C )A. 加速度逐渐减小,而速度逐渐增大 B. B.加速度方向不变,而速度的方向改变C.加速度大小不变,方向改变,而速度保持不变D.加速度和速度都在变化,加速度最大时速度最小;加速度最小时速度最大练习2.下列所描述的运动中,可能存在的是( AD )A速度变化很大,加速度很小 B速度变化方向为正,加速度方向为负C速度变化越来越快,加速度越来越小 D速度越来越大,加速度越来越小练习3.做
12、匀减速直线运动的物体,10s内速度由20m/s减为5m/s求10s内物体的速度变化和加速度设初速度方向为正方向,10s内物体的速度变化为,v=vtv0=(520)m/s=15m/s即速度变化的大小为15m/s,v为负值表示速度变化的方向与初速度的方向相反物体的加速度为,a=v/t=(15/10)m/s2=1.5m/s2即加速度的大小为1.5m/s2,a为负值表示加速度的方向与初速度的方向相反练习4.计算下列运动中的物体的加速度(1)某飞机的起飞速度是50m/s,要求飞机在8S内离开跑道,求飞机起飞时的最小加速度(2)一辆汽车正以54km/h的速度行驶,发生紧急情况刹车,刹车后做匀减速直线运动,
13、经5S停止(1)飞机从跑道滑行起飞的末速度是vt =50m/s,滑行的最长时间t=8s,由题意知飞机由静止起动,v00据加速度公式a=v/t=(vtv0)/t=(500)/8m/s2=6.25m/s2(2)汽车做匀减速直线运动的初速度,v0=15m/s,末速度vt=0,时间t=5s若规定初速度方向为正方向,则火车的加速度a=v/t=(vtv0)/t=(015)/5m/s2=3m/s2式中负号表示加速度方向与初速度方向相反例6-1.一物体做匀变速直线运动,当t0时,物体的速度大小为12 m/s,方向向东;当t2 s时,物体的速度大小为8 m/s,方向仍向东,当t为多少时,物体的速度大小变为2 m
14、/s( BC )A3 sB5 sC7 sD9 s运用公式v=v0+at求出a,a为负说明方向与初速度相反,再求物体速度为正2负2所需时间练习1. 中国首架空客A380大型客机在最大重量的状态下起飞需要滑跑距离约3000m,着陆距离大约为2000m设起飞滑跑和着陆时都是匀变速运动,起飞时速度是着陆时速度的1.5倍,则起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比是?由x = vt/2解得起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比是 t1:t2 =(x1/x2)(v2/v1) =11例6-2.汽车以20 m/s的速度做匀速运动,某时刻关闭发动机而做匀减速运动,加速度大小为5m/s2,则它关闭发动机后通过37.5 m所需时间为
15、( A )A3 s B4 s C5 s D6 ssv0tat2,解得t13 s,t25 s,因为汽车经t04 s停止,故t25 s舍去,应选A练习1.(2011,天津)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x = 5t + t2 (各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( D )A第1s内的位移是5m B前2s内的平均速度是6m/sC任意相邻1s内的位移差都是1m D任意1s内的速度增量都是2m/s由公式sv0t+at2得出,v0=5,a=2。第1s位移51+12=6,A错。前2s内的位移52+22=14,平均速度142=7,B错。根据推论x=aT2=2,C错。1s内速度增量就是加速度a=2
16、,D正确。例6-3.一汽车以10 m/s的速度行驶了5分钟,突然刹车,如果刹车过程中汽车做匀变速运动,加速度大小为5m/s2,则刹车后3 s内汽车所通过的位移是多少?汽车刹停的时间t=v/a=10/5=2s,3s的时候汽车已经停止vt=0,所以vt2-v02=2as, 有0-100=-25s,求得s=10m练习1.一辆汽车由静止开始做匀加速直线运动,从开始运动到驶过第一个100 m距离时,速度增加了10 m/s.汽车驶过第二个100 m时,速度的增加量是( A )A4.1 m/s B8.2 m/s C10 m/s D20 m/sv12-v02=2as,根据第一个100m,求出加速度a= vt2
17、/2s=0.5,根据第二个100m,v2-v12=2as,v2=2as+v12=200v14.1,所以v-v1=4.1,选A例7-1.某质点运动的v-t图像如右图所示,则( BD )A该质点在t10 s时速度开始改变方向B该质点在010 s内做匀减速运动,加速度大小为3 m/s2C该质点在t20 s时,又返回出发点D该质点在t20 s时,离出发点300 m由图像知质点前10 s内做匀减速运动,加速度a m/s23 m/s2.后10 s内做匀加速运动,全过程中速度始终为正,故A错,B对又由图像的面积可得位移x3010 m3010 m300 m故C错,D对练习1.(2010天津卷)质点做直线运动的
18、v-t图像如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8 s内平均速度的大小和方向分别为( B )A0.25 m/s 向右 B0.25 m/s 向左C1 m/s 向右 D1 m/s 向左质点8s内的总位移为32- 52=-2m,所以平均速度为-2/8=-0.25m/s,速度为负,方向向左练习2.如图所示为甲、乙两物体从同一地点沿直线向一方向运动的vt图像,则( AB )A甲、乙两物体在5 s末相遇B前4 s内甲物体总在乙物体前面C甲、乙两物体在4 s末相距最远D甲、乙两物体在5 s内相遇两次根据图像与坐标轴围成的面积等于位移,甲乙面积相等时即相遇,面积大者在前,面积差即为距离。练习3.有一个物体开
19、始时静止在O点,先使它向东做匀加速直线运动,经过5s,使它的加速度方向立即改为向西,加速度的大小不改变,再经过5s,又使它加速度方向改为向东,但加速度大小不改变,如此重复共历时20 s,则这段时间内( BC )A物体运动方向时而向东时而向西B物体一直向东运动C物体运动时快时慢D物体速度一直在增大vt图像在时间轴上方,速度始终为正,大小做周期性变化,周期为10 s,故B、C正确例7-2.如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的xt图像,则下列说法正确的是( C )甲、乙均做匀变速直线运动 甲比乙早出发时间t0甲、乙运动的出发点相距x0 甲的速率大于乙的速率A BC D练习1.如图所示st图像和v
20、t图像中,给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是( B )A图线1表示物体做曲线运动Bst图像中t1时刻v1v2Cvt图像中0至t3时间内4的平均速度小于3的平均速度D两图像中,t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动练习2.在下列所给的质点位移图像和速度图像中,能反映运动质点回到初始位置的是( AD ) A B C D三、重点难点例1.(2014,海南)短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段。一次比赛中,某运动员用11.00s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m,求该运动员的加速度及在加
21、速阶段通过的距离。根据题意,在第1s和第2s内运动员都做匀加速运动。设运动员在匀加速阶段的加速度为a,在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2由运动学规律得s1at02,s1+s2a(2t0)2,其中t0=1s,解得a=5m/s2设运动员做匀加速运动的时间为t1,匀速运动时间为t2,匀速运动的速度为v;跑完全程的时间为t,全程的距离为s,加速阶段通过的距离为s。依题意及运动学规律得t=t1+t2,v=at1,s=at12+vt2,s=at12,解得s=10m练习1.汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动产生明显的滑动痕迹,即常说的刹车线由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小,因此刹车
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