高一物理必修1直线运动11种典型案例分析.pdf
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1、高一物理必修1 直线运动 11 种典型案例分析 直线运动是高中物理的重要章节,是整个物理学的基础内容之一。本章涉及位移、速度、 加速度等多个物理量,基本公式也较多,同时还有描述运动规律的s-t 图象、 v-t 图象等知识。 案例 1: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 1、一个电子在匀强磁场中沿半径为R 的圆周运动。转了3 圈回
2、到原位置,运动过程 中位移的最大值和路程的最大值分别是: A2R,2R;B2R,6R; C2 R,2R;D0,6R。 答案 :B 案例 2. 瞬时速度和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t或某段位移x的平均速度,它们都是矢量。当0t时,平均速度的极限,就是该时 刻的瞬时速度。 例 2、甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标,甲车在前一半时间内以速度 v1做匀速直线运动,后一半时间内以速度 v2做匀速直线运动;乙车在前一半路程中以速度v1 做匀速直线运动,后一半路程中以速度v2做匀速直线运动,则() 。 A甲先到达;
3、B.乙先到达;C.甲、乙同时到达;D.不能确定。 答案 :B 案例 3. 速度、速度的变化和加速度的区别和联系。 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、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
4、一定大。 例 3、关于加速度,以下说法中正确的是() A. 运动物体的速度特别大,其加速度也一定大 B. 运动物体的速度非常小,其加速度也一定小 C. 物体的速度很大,但加速度可能为零 D. 物体的速度为零,但加速度可能很大 答案:、 案例 4.匀变速直线运动公式的矢量性 对匀变速直线运动的四个公式,要特别注意公式的矢量性.通常规定初速度方向为正方向, 凡与初速度方向反向的矢量,一定要注意数值前面加“-”号 . 例 4.一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4m (B) 位移的大小可能大于
5、10m (C)加速度的大小可能小于4m/s 2 (D) 加速度的大小可能大于10m/s 2. 答案为 A、D。 案例 5.匀变速直线运动中各个公式的区别和联系 加速度 a 不变的变速直线运动是匀变速直线运动,是中学阶段主要研究的一种运动。但 匀变速直线运动的公式较多,不少同学感觉到不易记住。其实只要弄清各个公式的区别和联系, 记忆是不困难的。 四个公式 : vt=v0+at (无 s) 2 0 1 2 sv tat(无 vt) 22 0 2 t vvas(无 t) 0 2 t vv st(无 a) 一个特征: 2 aTS,物理意义是做匀变速直线运动的物体在相邻相等时间间隔内位移 差相等 二个中
6、点公式:时间中点 0 2 t vv v,位移中点 22 0 2 t vv v 中点 三个等时比例式: 对于初速度为零的匀加速直线运动s 1: s 2:s 3 =1:4:9 ,s : s :s =1:3:5 , v1:v2:v3 =1:2:3 ; 两个等比例式:对于初速度为零的匀加速直线运动有, 等位移之内的时间之比: :321 321 ttt 等时间之内的位移之比: )23( :)12(:1: 321 ttt 例 5、.一汽车在平直的公路上以 0 20/vm s做匀速直线运动,刹车后,汽车以大小为 2 /4sma的加速度做匀减速直线运动,那么刹车后经8s汽车通过的位移有多大? 答案 :50m
7、练习、物体沿一直线运动,在t 时间内通过的路程为s ,它在中间位置 1 2 s处的速度为 v1,在中间时刻 t 2 1 时的速度为v2,则 v1和 v2的关系为() A当物体作匀加速直线运动时,v1v2; B.当物体作匀减速直线运动时,v1v2; C当物体作匀速直线运动时,v1=v2; D.当物体作匀减速直线运动时,v1v2。 答案: A、B、C。 例 7、一个质量为m 的物块由静止开始沿斜面下滑,拍摄此下滑过程得到的同步闪光(即 第一次闪光时物块恰好开始下滑)照片如图1 所示已知闪光频率为每秒10 次,根据照片测 得物块相邻两位置之间的距离分别为AB 2.40cm, BC 7.30cm, C
8、D 12.20cm, DE 17.10cm由此可知,物块经过D 点时的速度大小为_m/s;滑块运动的加速度为 _ (保留 3位有效数字) 答案: 1.46m/s 2.40m/s2 案例 6.位移图象和速度图象的区别和联系 运动图象包括速度图象和位移图象,要能通过坐标轴及图象的形状识别各种图象,知道 它们分别代表何种运动,如图2 中的 A、B 分别为 v-t 图象和 s-t 图象。 其中: 1是匀速直线运动, 2是初速度为零 的匀加速直线运动, 3 是初速不为零的匀加速直 线运动,4是匀减速直线运动。 同学们要理解图象所代表的物理意义,注 意速度图象和位移图象斜率的物理意义不同,s -t 图象的
9、斜率为速度,而v-t 图象的斜率为加速 度。 例 7、龟兔赛跑的故事流传至今,按照龟兔赛跑的故事情节,兔子和乌龟的位移图象如图 3 所示,下列关于兔子和乌龟的运动正确的是 A兔子和乌龟是同时从同一地点出发的 B乌龟一直做匀加速运动,兔子先加速后匀速再加速 C骄傲的兔子在T4时刻发现落后奋力追赶, 但由于速度比乌龟的速度小,还是让乌龟先 到达预定位移s 3 D在 0T5时间内,乌龟的平均速度比兔子的平均速度大 答案: D 例8、两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为 v0,若前车突然以恒定 的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹 车.已知前车在刹车过程中所行
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