高三物理复习《直线运动》2009 15页

高三物理复习《直线运动》2009本文由lds0818贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第二讲直线运动【知识要点】知识要点】一.涉及质点运动的物理概念与描述质点运动的物理量1.参照物1.参照物2.质点3.时刻和时间4.位移和路程5.速度(1)匀速直线运动的速度sv=t变速直线运动(2)变速直线运动的平均速度sv=tsv=?t(3)变速直线运动的瞬时速度6.匀变速直线运动的加速度6.匀变速直线运动的加速度vt?v0a=t二.直线运动的规律1.直线运动的分类1.直线运动的分类2.匀速直线运动2.匀速直线运动(1)特点(2)公式(3)图象v=恒量;v=恒量;s=vt;s=vt;3.匀变速直线运动3.匀变速直线运动(1)特点(2)公式(3)图象(3)图象a=恒量;a=恒量;vt=v0+at;12s=v0t+at;22v2=v0+2as;t12s=vtt-at;2s=(v0+vt)t/2。(4)运动图象的对比(4)运动图象的对比【疑难讲解】疑难讲解】1.用打点计时器研究匀变速直线运动1.用打点计时器研究匀变速直线运动用打点计时器研究匀变速直线运动,用打点计时器研究匀变速直线运动,纸带如图所示。\n用打点计时器研究匀变速直线运动的计算公式(1)加速度的计算公式ssn+1?sna=2=TT2(2)中时刻的瞬时速度计算公式Sn+Sn+1SN+1?SN?1Vn==2T2T用一句话概括这个公式是,某段时间的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度。另:中位置的瞬时速度计算公式V02+Vt2VC=2用一句话概括这个公式是,某段位移的初速与末速的方均根等于该段位移中点的瞬时速度。ssn+1?sna=2=TT2Sn+Sn+1Vn=2T(3)初速度为零的匀加速直(3)初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律SⅠ:SⅡ:SⅢL:SN=1:22:33L:n2s1:s2:s3L:sn=1:3:5L:(2n-1)VI:VII:VIIILVN=1:2:3L:nv1:v2:v3L:vn=1:3:5L:(2n?1)v1:v2:v3L:vn=1:2:3L:n式中vn表示第n个时间单位内的平均速;VN表示前n个时间单位内的平度均速度;vn表示第n个时间单位的末时刻的瞬时速度。2.在初速度为零的匀变速直线运动中通过相2.在初速度为零的匀变速直线运动中通过相等位移所用时间比的问题在些类问题中,在些类问题中,相等位移的分界点的编号及符号的物理意义如图所示。所示。在些类问题中,相等位移的分界点的编号及符号的物理意义如图所示。t1:t2:t3:L:tn=1:2:3L:nΔt1:Δt2:Δt3L:Δtn=1:(2-1):(3-2)…\n:(n-n-1)VI:VII:VIIILVN=1:2:3L:nv1:v2:v3L:vn=1:(1+2):(2+3)L:(n?1+n)v1:v2:v3L:vn=1:2:3L:n式中vn表示第n个位移单位内的平均速度;VN表示前n位移单位内的平均速度;vn表示第n个位移单位刻终点的瞬时速度。3.竖直上抛运动3.竖直上抛运动在此问题中符号的物理意义如图所示。在此问题中符号的物理意义如图所示。(1)在竖直上抛运动中,物体上升的最大高度vH=02g2(2)在竖直上抛运动中,物体上升所用的时间与物体从最高点返回原位置所用的时间相等。vt上=t返=0g(3)在竖直上抛运动中,物体返回初位置时的速度与上抛物体时初速度的大小相等,方向相反。v=v0返更更一般的情况是,在竖直上抛运动中,物体上升和下落经过同一高度时,速度的大小相等,方向相反。v=v上下【典型例题】典型例题】例题1例题1.下述四种不同的运动分别应该用图中的哪一个速度图线来表示:速度图线来表示:(1)竖直上抛运动,抛出后又落回原处.竖直上抛运动,抛出后又落回原处.(2)前进中的汽车,从刹车到停下,然后又立即加速动行驶.前进中的汽车,从刹车到停下,然后又立即加速动行驶.(3)电梯从楼房的高层先加速下降,然后减速,最后停止。电梯从楼房的高层先加速下降,然后减速,最后停止。(4)一球自由下落,与桌面发生完全弹性碰撞后,弹回到原一球自由下落,与桌面发生完全弹性碰撞后,来高度.来高度.分析:分析匀变速直线运动的v-t图线应是一条直\n线,当物体匀加速运动时,直线的斜率为正;当物体匀减速运动时,直线的斜率为负.图线与横坐标t轴的交点表示该时刻的瞬时速度为零.横坐标t轴上方的值表示物体向前运动,横坐标t轴下方的值表示物体向后(向与规定正方向的相反方向)运动。解:(1)竖直上抛运动,速度为正值,但数值减小;物体上升到最高点后,向正加速运动,速度为负值,但数值的绝对值仍增大.因此可知,速度图线应是图中的C.(2)汽车刹车减速直到停下,然后又起动,速度的大小虽然变化,但方向并未改变,始终向前.因此,速度图线应是图中的A.(3)电梯下行,其速度先增后减,但速度方向并未改变,以向下为正向.那么,速度图线应是图中的B.(4)一球自由下落后又反弹上去,前半段速度数值不断增大,后半段速度数值不断减小;以向下为正向,则前半段速度为正,后半段速度为负,其速度图线应是图中的D.答:对应于上抛物体、汽车、电梯、小球的速度图线应分别是图中的C、A、B、D.说明:1.匀速运动的v-t图线是平行于横坐标t轴说明的一条直线,其斜率为零,表示加速度为零.匀变速运动的v-t图线也是一条直线,这条直线的纵截距是物体运动的初速度,直线的斜率是物体运动的加速度.2.物体运动的v-t图线与横坐标t轴所组成的图形面积即为物体运动的位移数值.例题2.一位观察者站在一列火车的第一节车厢的例题2.一位观察者站在一列火车的第一节车厢的前端旁的站台上进行观察,前端旁的站台上进行观察,火车从静止开始作匀加速直线运动,第一节车厢全部通过需时8试问:直线运动,第一节车厢全部通过需时8秒,试问:(1)16秒内共有几节车厢通过？(1)16秒内共有几节车厢通过？(2)第(2)第2节车厢通过需要多少时间？分析设每节车厢的长度为s,那么每节车厢通设每节车厢的长度为s,那么每节车厢通过观察者就意味着火车前进了s距离。于是,过观察者就意味着火车前进了s距离。于是,原题的意思就变成火车在开始运动的8秒内前进了s,求意思就变成火车在开始运动的8秒内前进了s,求16秒内前进的距离是几个s,以及前进第2秒内前进的距离是几个s,以及前进第2个s所需的时\n间。此外本题只有两个已知数据，即v0=0，t=8秒；此外本题只有两个已知数据，t=8另一个隐含的条件是车厢长度，解题中要注意消去s另一个隐含的条件是车厢长度，解题中要注意消去s。解:(1)相等时间间隔问题,T=8秒sI1=2→sII=4sI=4ssII2(2)相等位移问题,d=s(2),d=st11=→?t2=(2?1)?t1=3.31秒?t22?111,,=解(1)设每节车厢长为s则s=at2,在2t(16秒)时间内s′a(2t)2得:s′22=4s即在16秒内有4节车厢通过。(2)火车前进2s所需时间为t′,则2s=1at′2得:t′=2t则第2节车厢通2过所需时间为t′-t=(2-1)t=3.31秒说明:按上面解题的思路,我们可以得到几个有普遍意义的结论。由静止开始的匀加速直线运动,每经过一段相等时间的总位移之比为1∶4∶9∶…∶n2;在相等的相邻时间内的位移之比为1∶3∶5∶…∶(2n1);通过相邻的相等位移所需的时间之比为1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n-n-1)。在解答有些问题时，若注意到这种比例关系，会使解题更加简便。例题3一质点从静止开始，先以加速度a例题3、一质点从静止开始，先以加速度a1做一段时间的匀加速直线运动，紧接着以大小为a的匀加速直线运动，紧接着以大小为a2的加速度做减速直线运动，直至静止。质点运动的总时间为t,求它运动的总路程。运动，直至静止。质点运动的总时间为t,求它运动的总路程。分析不妨作出质点运动的速度图线(如图),以便找出解题的方法。质点做加速运动的时间为t1，做减速运动的时间间隔为t2=t-t1运动的最大速度为v0，从图线入手可引出不少解题方法，我们采用平均速度的方法求解。解:由图象得v0=a1t1=a2t2LL(1)11s=v0(t1+t2)=v0tLL(2)22\n由(1)式得t1a2t1a2a1t1=a2t2→=→=t2a1t1+t2a1+a2a2a2→t1=(t1+t2)=ta1+a2a1+a2由以上各式得11a1a2s=v0t=s=a1t1t=t2222(a1+a2)1解从图中可看出,t1,t2两段时间内的平均速度均为v0,则总路程21111s=v0t1+v0t2=v0(t1+t2)=v0·t2222又因为:v0=a1t1,v0=a2t2,将两式分别乘以a2与a1后得:v0a2=a1a2t1,v0a1=a1a2t2故v0(a1+a2)=a1a2(t1+t2)=a1a2ta1a2v0=ta1+a2代入路程公式得:a1a2s=t22(a1+a2)说明:(1)从匀变速直线运动的基本规律可推出平均速度的表达式说明v=v0+vt,这个结论对加速或减速运动都是适用的,如果初速度(或末速2vvv+vts度)等于零，则v=t(或v=0)，同时注意到v=，就有s=0t22t2的关系,用平均速度来解题,往往较好。要灵活运用数学的解方程的技巧,如本题在求解的过程中求v0是先求t1,t2,而是直接设法得到(t1+t2)的组合,这可使解题过程简化。(2)作速度图线来帮助我们分析问题,是解运动学问题的常用手段,我们不难从图中得到启,解题的关键或者是求0,或者是求出1,t2,这发vt样就能合理地选用公式。例题4一列客车以v例题4、一列客车以v1的速度前进，司机发现前面在同一轨道上有列货车正在以v匀速前进，且v轨道上有列货车正在以v2匀速前进，且v2