浙江版5年高考3年模拟A版2020年物理总复习专题一质点的直线运动课件.pdf
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1、专题一 质点的直线运动 高考物理(浙江专用)高考物理(浙江专用) 考点一 基本概念与规律考点一 基本概念与规律 考向基础考向基础 一、质点、参考系和坐标系一、质点、参考系和坐标系 1.质点质点:用来代替物体的 有质量 的点,它是一种理想化的物理模 型,实际上并不存在;当物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽 略不计时,物体可视为质点。 2.参考系参考系:为了研究物体的运动而假定为不动的物体,参考系可以是运动 的,也可以是静止的。 3.坐标系坐标系:一般来说,为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在参 考系上建立适当的坐标系。 考点考点清单清单 二、时间和位移二、时间和位移 1.时间间隔与时
2、刻:时间对应时间轴上一段线段,时刻对应时间轴上一点。 2.位移:是矢量,有大小和方向,可以用由起点指向终点的有向线段表示。 三、速度三、速度 1.速度速度:(是矢量,有大小和方向)表示物体的运动快慢和方向;单位为米每 秒(m/s),其方向为运动方向。 2.平均速度平均速度: = (某段过程中的位移x除以所用的时间t),是矢量,其 方向就是相应位移的方向。它是对物体运动快慢的粗略描述。 3.瞬时速度瞬时速度:质点在某一时刻(或某一位置)具有的速度,是矢量,其方向沿 轨迹上该点的切线方向且指向前进的一侧,它是对运动快慢的精确描述。 v x t 4.速率速率:瞬时速度的大小,是标量。 5.比值定义法
3、比值定义法:就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理 量的方法,速度就是用此方法定义的,其定义式为v=x/t。 四、加速度四、加速度 物理意义公式方向单位 表示物体 速度变化 的快慢与方向 a= = (计算式)与速度的变化量v的方 向相同 米每二 次方秒 (m/s2) a= (决定式)与合外力的方向相同 0 vv t v t F m 合 说明说明 (1)错误说法:速度大,加速度就大;速度变化量v大,加速度就大。 (2)加速、减速:a、v同向,加速;a、v反向,减速。 五、速度与时间、位移与时间的关系五、速度与时间、位移与时间的关系 1.匀变速直线运动的定义及特点:物体在一条直线上运动,
4、如果在任意相 等的时间内速度变化相同,这种运动就叫做匀变速直线运动。 其特点是:加速度恒定,即a=恒量(如果物体的速度与加速度的方向相同, 这个运动叫匀加速直线运动,如果物体的速度与加速度的方向相反,这 个运动叫匀减速直线运动)。 2.匀变速直线运动的基本规律 a.速度公式(速度时间关系式):v=v0+at。 b.位移公式(位移时间关系式):x=v0t+ at2。 3.匀变速直线运动的推论 1 2 a.速度位移公式:b. v2- =2ax 。 b.平均速度公式: = 。 c.中间时刻的瞬时速度公式:vt/2= 。 速度位移公式由速度公式和位移公式消去时间t得到,适用于不涉及时 间的情况。平均速
5、度、中间时刻的瞬时速度公式由速度公式、位移公 式和平均速度定义式出发,演绎得到,适用于匀变速直线运动。 2 0 v v 0 2 vv 0 2 vv 六、自由落体运动六、自由落体运动 1.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫自由落体运动。 自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。 2.g是自由落体的加速度,又叫重力加速度,其方向总是竖直向下,在地球 上的不同纬度,重力加速度大小一般不同。 3.自由落体运动特点:v0=0,a=g。 基本规律:h= gt2,v=gt。 重要推论:v2=2gh。 1 2 七、速度与时间、位移与时间的关系七、速度与时间、位移与时间的关系 伽利略科学思
6、想方法核心: 把 实验和逻辑推理 (包括数学推理)结 合起来。 考向突破考向突破 考向考向 速度与时间、位移与时间的关系速度与时间、位移与时间的关系 1.匀变速直线运动的四个公式的区别 下表中的“不含量”表示五个参量v0、a、t、v、x中缺少的物理量; “突显量”是在v0、a、t、v、x中,已知的、有联系的、所求的和没有 明确表示出来的物理量。 公式不含量突显量适用过程 v=v0+atxv0、a、t、v与x无关 x=v0t+ at2vv0、a、t、x与v无关 v2- =2axtv0、a、x、v与t无关 = av0、t、x、v与a无关 1 2 2 0 v x t 0 v 2 v 说明说明 五个运
7、动参量在描述运动中所起的作用:v0和a决定了运动的特 性,在解题时,往往以a是否变化作为划分运动阶段的标准;t反映了某种 性质的运动过程的长短,而x、v则反映了运动达到的效果,所以解题时 应特别注重五个运动参量的相关信息,以便选择合适的公式解题。 例例1 2014年12月26日,我国东部14省市ETC联网正式启动运行,ETC是 电子不停车收费系统的简称。汽车分别通过ETC通道和人工收费通道 的流程如图所示。假设汽车以v1=15 m/s沿直线朝收费站正常行驶,如果 过ETC通道,需要在收费站中心线前10 m处正好匀减速至v2=5 m/s,匀速 通过中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费
8、通道,需要恰好 在中心线处匀减速至零,经过20 s缴费成功后,再启动汽车匀加速至v1正 常行驶。设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s2。求 (1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小; (2)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是多少。 解题思路解题思路 画出运动过程草图,并标示未知量和已知量。 解析解析 (1)过ETC通道时,减速的位移和加速的位移相等,均为s1= , 所以总的位移s总1=2s1+10 m=210 m t1= 2+ =22 s (2)过人工收费通道时,所用时间t2= 2+20 s=50 s s2= 2=225 m 二者的位移差s=
9、s2-s总1=225 m-210 m=15 m 在这段位移内过ETC通道时是匀速直线运动,所以t=t2-(t1+ )=27 s 22 12 2 vv a 12 vv a 2 10m v 1 v a 2 1 2 v a 1 s v 答案答案 (1)210 m (2)27 s 2.公式公式x=aT2的拓展应用的拓展应用 (1)公式的适用条件:匀变速直线运动。T为相等的时间间隔,x为连续 相等的时间间隔内的位移差。 (2)进一步的推论:xm-xn=(m-n)aT2。 要注意此式的适用条件及m、n、T的含义。 现举例说明(如图所示): 一物体做匀变速直线运动,连续四段时间t1、t2、t3、t4内的位移
10、分别为x 1、x2、x3、x4,则: 若t1=t2=t3=t4=T,则x3-x1=x4-x2=2aT2; 若各段时间不相等,则等式不成立。 例例2 从斜面上某一位置每隔0.1 s释放一个小球,释放后小球做匀加速 直线运动,在连续释放几个后,对在斜面上滚动的小球拍下如图所示的 照片,测得xAB=15 cm,xBC=20 cm。则 (1)小球的加速度是多大? (2)拍摄时B点小球的速度是多大? (3)拍摄时xCD是多少? (4)在A点小球的上面滚动的小球还有几个? 解析解析 小球释放后做匀加速直线运动,且每相邻的两个小球的时间间隔 相等,均为0.1 s,可以认为A、B、C、D各点是一个小球在不同时
11、刻的位 置。 (1)由推论x=aT2可知,小球的加速度大小为 a= = = m/s2=5 m/s2。 (2)由题意知B点是AC段的中间时刻,可知B点小球的速度等于AC段的平 均速度,即 vB= = = m/s=1.75 m/s。 (3)由于匀加速直线运动中相邻相等时间内位移差恒定,所以 xCD-xBC=xBC-xAB 2 x T 2 BCAB xx T 22 2 20 1015 10 0.1 ACv 2 AC x T 22 20 1015 10 2 0.1 所以xCD=2xBC-xAB=22010-2 m-1510-2 m=2510-2 m=0.25 m。 (4)设A点小球速度为vA,由于vB
12、=vA+at 所以vA=vB-at=1.75 m/s-50.1 m/s=1.25 m/s 所以A点小球运动时间为tA= = s=0.25 s 因为每隔0.1 s释放一个小球,故A点小球的上面滚动的小球还有2个。 A v a 1.25 5 答案答案 (1)5 m/s2 (2)1.75 m/s (3)0.25 m (4)2个 3.关于两类匀减速直线运动关于两类匀减速直线运动 (1)刹车类问题,即匀减速到速度为零后立即停止运动,加速度a突然消 失,求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及最后阶段(到停 止运动)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零的匀加速直线运 动。 (2)双向可逆类问题,如沿
13、光滑斜面上滑的小球,到最高点后能以原加速 度匀加速下滑,全过程中加速度的大小、方向均不变,故求解时可对全 过程列式,但必须注意x、v、a等矢量的正负号。 例例3 (2017浙江金、丽、衢十二校联考)目前我省交警部门开展的“车 让人”活动深入人心,不遵守“车让人”规定的驾驶员将受到罚款、扣 分的严厉处罚,如图所示,以8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口,有一老 人正在过人行横道,此时汽车的车头距离停车线8 m。该车减速时的加 速度大小为5 m/s2。则下列说法中正确的是 ( ) A.如果驾驶员立即刹车制动,则t=2 s时,汽车离停车线的距离为2 m B.如果在距停车线6 m处开始刹车制动,汽车能
14、在停车线处刹住,停车让人 C.如果驾驶员的反应时间为0.4 s,汽车刚好能在停车线处刹住,停车让人 D.如果驾驶员的反应时间为0.2 s,汽车刚好能在停车线处刹住,停车让人 解析解析 此题考查了速度与时间、位移与时间的关系。 汽车立即刹车, 则从刹车到停止的时间t1= =1.6 s。如果驾驶员立即刹车制动,则t=2 s 时汽车已经停下来,位移x0= =6.4 m,距离停车线x=8 m-6.4 m=1.6 m, 选项A错。如果在距停车线6 m处开始刹车制动,根据汽车停下来的位 移x0= =6.4 m,汽车将越过停车线0.4 m,选项B错。如果驾驶员的反应 时间为0.4 s,则有x1=v0t+ =
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