高考物理一轮精品教案:第01章-直线运动.doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章:直线运动运动学是动力学的基础,在每年的高考中或者单独命题或者渗透在动力学问题中,都要对运动学的概念和规律进行考查。追及和相遇问题又是运动学中的一类典型问题,解答这类问题对学生的分析综合能力和推理判断能力都有相当高的要求,通过这类问题的练习,有利于提高分析解决问题的能力。近年来考察最频繁的是匀变速直线运动的规律,在新课标能力立意的原则下,与实际生活和生产密切结合的问题,新高考考查的几率将大大提高,应多注意对有关交通运输、现代科技、测量运动物体的速度和物体之间距离等体型的归纳和总结。在复习过程中,熟练的掌握匀变速运动的公式、规律和他们之间的关系,并能灵活的运用和变
2、通,是解决该部分问题的关键一复习要点1机械运动,参照物,质点、位置与位移,路程,时刻与时间等概念的理解。2匀速直线运动,速度、速率、位移公式S=t,St图线,t图线3变速直线运动,平均速度,瞬时速度 4匀变速直线运动,加速度,匀变速直线运动的基本规律:、匀变速直线运动的t图线5匀变速直线运动规律的重要推论6自由落体运动,竖直上抛运动7运动的合成与分解。二命题趋势力和运动的关系问题是力学的中心问题,而运动学问题是力学部分的基础之一,在整个力学中的地位是很重要的,本章研究物体做直线运动的规律,即物体的位移、速度、加速度等概念贯穿几乎整个高中物理内容,尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多,但力学
3、问题、力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察,1、近年高考考查的重点是匀变速直线运动的规律及图像。近些年高考中图像问题频频出现,且要求较高,它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。2、本章知识较多与牛顿运动定律、电场、磁场中带电粒子的运动等知识结合起来进行考察。3、近年试题的内容与现实生活和生产实际的结合逐步密切。第一模块:描述运动和物理量夯实基础知识1、机械运动一个物体相对于另一个物体的位置的改变,叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等运动形式运动是绝对的,静止是相对的。宏观、微观物体都处于永恒的运动中。2、参考系(参照物)参考系:在描述一个物体运动时,选作标准的物体(假
4、定为不动的物体)描述一个物体是否运动,决定于它相对于所选的参考系的位置是否发生变化,由于所选的参考系并不是真正静止的,所以物体运动的描述只能是相对的。描述同一运动时,若以不同的物体作为参考系,描述的结果可能不同参考系的选取原则上是任意的,但是有时选运动物体作为参考系,可能会给问题的分析、求解带来简便,一般情况下如无说明,通常都是以地球作为参考系来研究物体的运动3、平动与转动平动:物体不论沿直线还是沿曲线平动时,都具有两个基本特点:(a)运动物体上任意两点所连成的直线,在整个运动过程中始终保持平行(b)在同一时刻,平动物体上各点的速度和加速度都相同,因此在研究物体的运动规律时,可以不考虑物体的大
5、小和形状,而把它作为质点来处理。转动:分为定轴转动和定点转动,定轴转动的特点为:(a)在转动过程中,物体上有一条直线(轴)的位置不变,其它各点都绕轴做圆周运动,且轨迹平面与轴垂直。(b)物体上各点的状态参量,除角速度之外都不相等。定点转动的特点是运动过程中,物体内某一点保持不动的机械运动,绕定点转动的物体只有一点不动,其它各点分别在以该固定点为中心的同心球面上运动。4、质点研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素,对问题的研究没有影响或影响可以忽略,为使问题简化,就用一个有质量的点来代替物体用来代替物体的有质量的点做质点质点没有形状、大小,却具有物体的全部质量。质点是一
6、个理想化的物理模型,实际并不存在,是为了使研究问题简化的一种科学抽象。把物体抽象成质点的条件是:(1)作平动的物体由于各点的运动情况相同,可以选物体任意一个点的运动来代表整个物体的运动,可以当作质点处理。(2)物体各部分运动情况虽然不同,但它的大小、形状及转动等对我们研究的问题影响极小,可以忽略不计(如研究绕太阳公转的地球的运动,地球仍可看成质点)由此可见,质点并非一定是小物体,同样,小物体也不一定都能当作质点5、位置、位移、路程位置:质点的位置可以用坐标系中的一个点来表示,在一维、二维、三维坐标系中表示为s(x) 、s (x,y) 、s (x,y,z)位移:位移是表示质点位置的变化的物理量用
7、从初位置指向末位置的有向线段来表示,线段的长短表示位移的大小,箭头的方向表示位移的方向。位移是矢量,既有大小,又有方向。它的方向由初位置指向末位置注意:位移的方向不一定是质点的运动方向。如:竖直上抛物体下落时,仍位于抛出点的上方;弹簧振子向平衡位置运动时。单位:m路程:路程是指质点所通过的实际轨迹的长度路程是标量,只有大小,没有方向;路程和位移是有区别的:一般地路程大于位移的大小,只有做直线运动的质点始终向着同一个方向运动时,位移的大小才等于路程6、时刻和时间时刻:时刻指某一瞬时,时间轴上的任一点均表示时刻如第3s末、3s时(即第3s末)、第4s初(即第3s末)均表示为时刻,对应的是位置、速度
8、、动量、动能等状态量。时间:时间指一段时间间隔,时间轴上任意两点的间隔均表示时间,如:4s内(即0至第4末) 第4s(是指1s的时间间隔) 第2s至第4s均指时间。对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。7、速度、速率、瞬时速度、平均速度、平均速率速度:表示质点的运动快慢和方向,是矢量。它的大小用位移和时间的比值定义,方向就是物体的运动方向速率:在某一时刻物体速度的大小叫做速率,速率是标量瞬时速度:由速度定义求出的速度实际上是平均速度,它表示运动物体在某段时间内的平均快慢程度,它只能粗略地描述物体的运动快慢,要精确地描述运动快慢,就要知道物体在某个时刻(或经过某个位置)时运动的快慢,因此而引入瞬
9、时速度的概念。瞬时速度的含义:运动物体在某一时刻(或经过某一位置)时的速度,叫做瞬时速度方向:物体经过某一位置时的速度方向,轨迹是曲线,则为该点的切线方向。平均速度:运动物体位移和所用时间的比值叫做平均速度。定义式:平均速率:平均速率等于路程与时间的比值。平均速度的大小不等于平均速率。8、加速度物理意义:描述速度变化快慢的物理量(包括大小和方向的变化)大小定义:速度的变化与所用时间的比值。 定义式:a=(即单位时间内速度的变化)a也叫做速度的变化率。加速度是矢量:现象上与速度变化方向相同,本质上与质点所受合外力方向一致。判断质点作加减速运动的方法:是加速度的方向与速度方向的比较,若同方向表示加
10、速。若反方向表示减速。9、速度、速度的变化量和速度的变化率(加速度)速度是描述物体运动快慢的物理量,或者说是描述位置变化快慢的物理量速度越大,表示运动得越快,或者说位置变化得越快速度的变化量是指末速度与初速度之差,用v=v-v0表示速度的变化v也是矢量速度的变化率加速度等于速度的变化v跟时间t的比值加速度用公式:由公式可知,加速度的大小决定于速度的变化v的大小和发生这一变化所用的时间t的大小的比值,而与速度v的大小、速度变化v的大小无关它是表示速度变化快慢的物理量第二模块:匀变速直线运动的基本规律夯实基础知识1、两个基本公式:位移公式: 速度公式:2、两个推论:匀变速度运动的判别式: 速度与位
11、移关系式:3、两个特性 可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有4、做匀变速直线运动的物体,如果初速度为零,或者末速度为零,那么公式都可简化为: , , , 以上各式都是单项式,因此可以方便地找到各物理量间的比例关系5、两组比例式:对于初速度为零的匀加速直线运动:按照连续相等时间间隔分有1s末、2s末、3s末即时速度之比为:前1s、前2s、前3s内的位移之比为第1s、第2s、第3s内的位移之比为按照连续相等的位移分有1X末、2X末、3X末速度之比为:前1m、前2m、前3m所用的时间之比为第1m、第2m、第3m所用的时间之比为6、两个图像:即位移时间图像与速度时间图像。研究和处理图像问题,要注意首先
12、看清纵、横轴各表示的意义,采用什么单位,搞清所研究的图像的意义。识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点位移时间图象(1)定义:在平面直角坐标系中,用纵轴表示位移s,用横轴表示时间t,通过描点和连线后得到的图象,简称位移图象。位移时间图象表示位移随时间的变化规律。(2)破解位移图象问题的五个要点图象只能用来描述直线运动,反映位移随时间的变化关系,不表示物体的运动轨迹由图象可判断各时刻物体的位置,或相对坐标原点的位移。由图象的斜率判断物体运动的性质若图象是一条倾斜直线,则表示物体做匀速直线运动,直线的斜率表示物体的速度。图像的斜率为正值,表示物体沿与规定的正方向相同的方向运动图像的斜
13、率为负值,表示物体沿与规定的正方向相反的方向运动若图象与时间轴平行,说明斜率为零,即物体的速度为零,表示物体处于静止状态若物体做非匀速直线运动,则图象是一条曲线。图象上两点连线的斜率表示这段时间内的平均速度,图象上某点切线的斜率表示这点的瞬时速度。若图像不过原点,有两种情况:图线在纵轴上的截距表示开始计时时物体的位移不为零(相对于参考点)图线在横轴上的截距表示物体过一段时间才从参考点出发两图线相交说明两物体相遇,其交点的横坐标表示相遇的时刻,纵坐标表示相遇处对参考点的位移。速度时间图像:用图像表达物理规律,具有形象,直观的特点。对于匀变速直线运动来说,其速度随时间变化的t图线如图所示,对于该图
14、线,应把握的有如下三个要点。(1)纵轴上的截距其物理意义是运动物体的初速度0;(2)图线的斜率其物理意义是运动物体的加速度a;(3)图线下的“面积”其物理意义是运动物体在相应的时间内所发生的位移s第三模块:自由落体运动和竖直上抛运动夯实基础知识1、自由落体运动:(1)概念:自由落体运动:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。(2)性质:它是v0=0,a=g的匀加速直线运动。(3)规律:基本规律: 初速度为0的匀加速直线运动的一切规律对于自由落体运动都适用。2、竖直上抛运动(1)竖直上抛运动:有一个竖直向上的初速度0;运动过程中只受重力作用,加速度为竖直向下的重力加速度g。
15、(2)性质:是坚直向上的,加速度为重力加速度g的匀减速直线运动。(3)竖直上抛运动的规律:竖直上抛运动是加速度恒定的匀变速直线运动,若以抛出点为坐标原点,竖直向上为坐标轴正方向建立坐标系,其位移公与速度公式分别为 对公式的理解当时,表示物体正在向下运动。当时,表示物体正在最高点。当时,表示物体正在向上运动。对公式的理解当时,表示物体在抛出点下方。当时,表示物体回到抛出点。当时,表示物体在抛出点上方。(4)竖直上抛运动的特征:竖直上抛运动可分为“上升阶段”和“下落阶段”。前一阶段是匀减速直线运动,后一阶段则是初速度为零的匀加速直线运动(自由落体运动),具备的特征主要有:时间对称“上升阶段”和“下
16、落阶段”通过同一段大小相等,方向相反的位移所经历的时间相等速率对称“上升阶段”和“下落阶段”通过同一位置时的速率大小相等(5)竖直上抛的几个结论:最大高度 、上升时间 (6)竖直上抛的处理方法:对于竖直上抛运动可以有两种处理方法对于运动过程可以分段来研究也可以把把整个过程看成一个匀减速运动来处理。这样比较方便,即全程做初速度为加速度为的匀变速直线运动。注意有关物理量的矢量性,习惯取的方向为正。题型解析类型题: 注意弄清位移和路程的区别和联系 位移是表示质点位置变化的物理量,它是由质点运动的起始位置指向终止位置的矢量。位移可以用一根带箭头的线段表示,箭头的指向代表位移的方向,线段的长短代表位移的
17、大小。而路程是质点运动路线的长度,是标量。只有做直线运动的质点始终朝着一个方向运动时,位移的大小才与运动路程相等【例题】一个电子在匀强磁场中沿半径为的圆周运动。转了3圈回到原位置,运动过程中位移大小的最大值和路程的最大值分别是:(B)A,; B,; C,; D0,。【例题】如图所示,某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点,则它通过的位移和路程分别是()北南东西A0,0 B2r,向东;Cr,向东; D2r,向东;【例题】如图所示,物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C,则它的位移和路程分别是( D )西东BACA0,0 B4R向西,2R向东C4R向东,4R D4R向东,2R类型题: 瞬时速度和
18、平均速度的区别和联系 瞬时速度是运动物体在某一时刻或某一位置的速度,而平均速度是指运动物体在某一段时间或某段位移的平均速度,它们都是矢量。当时,平均速度的极限,就是该时刻的瞬时速度。定义式对任何性质的运动都适用,而只适用于匀变速直线运动。此外对匀变速直线运动还有【例题】在软绳的两端各拴一石块,绳长3m,拿着上端石块使它与桥面相平,放手让石块自由下落,测得两石块落水声着0.2s,问桥面距水面多高?(g取10m/s2)解析:后一块石块下落最后3m用时0.2s,则后一石块落水速度【例题】质点做匀变速直线运动,5 s内位移是20 m,在以后的10 s内位移是70 m,求质点的加速度解析:根据平均速度定
19、义,分别求得5s内、10s内的平均速度为4 m/s 7 m/s 根据加速度定义式,则质点的加速度为【例题】(南京市2007届高三物理第二次调研性测试试卷)弹簧秤挂在升降机的顶板上,下端挂一质量为2kg的物体当升降机在竖直方向运动时,弹簧秤的示数始终是16N如果从升降机的速度为3m/s时开始计时,则经过1s,升降机的位移可能是(g取10m/s2)( AC )A2mB3mC4mD8m解析:此题可以用平均速度也可以用位移公式【例题】一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s。在这1s内该物体的( )A位移的大小可能小于B位移的大小可能大于C加速度的大小可能小于
20、 D加速度的大小可能大于。解析:本题的关键是位移、速度和加速度的矢量性。若规定初速度V0的方向为正方向,则仔细分析“1s后速度的大小变为10m/s”这句话,可知1s后物体速度可能是10m/s,也可能是-10m/s,因而有:同向时,反向时,式中负号表示方向与规定正方向相反。因此正确答案为A、D。类型题: 速度、速度变化和加速度区别联系 加速度是描述速度变化的快慢和方向的物理量,是速度的变化和所用时间的比值,加速度a的定义式是矢量式。加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的联系。只要速度在变化,无论速度多小,都有加速度;只要速度不变化,无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大
21、、是小或是零,物体的加速度就大。加速度的与速度的变化V也无直接关系。物体有了加速度,经过一段时间速度有一定的变化,因此速度的变化V是一个过程量,加速度大,速度的变化V不一定大;反过来,V大,加速度也不一定大。【例题】以下说法正确的是( )A物体速度越大,加速度一定越大B物体速度变化越快,加速度一定越大C物体加速度不断减小,速度一定越来越小D物体速度变化越大,加速度一定越大E物体在某时刻速度为零,其加速度也一定为零解析:根据加速度的物理意义可知,加速度是表示运动物体速度变化快慢的物理量,物体速度变化越快,加速度越大;物体速度变化越慢,则物体加速度就越小由此可知选项B是正确的根据加速度定义,加速度
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- 高考 物理 一轮 精品 教案 01 直线运动
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