高中物理必修一运动学总结

-1-高一物理必修一运动学一、几个常见易混淆的概念:1、时刻和时间时刻：指的是某一瞬时。在时间轴上用一个点来表示。对应的是位置、速度、动量、动能等状态量。时间：是两时刻间的间隔。在时间轴上用一段长度来表示。对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。时间间隔=终止时刻－开始时刻。2、位移和路程位移：描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的矢量。路程：物体运动轨迹的长度，是标量。只有在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程。3、平均速度和瞬时速度速度：描述物体运动的方向和快慢的物理量。1.平均速度：位移与发生这个位移所用的时间之比，即txv，单位：m／s。速度是矢量，其方向与位移的方向相同。它是对变速运动的粗略描述。2.瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧。对于运动快慢一直在变化的“非匀速运动”（又叫变速运动），如果要精确描述物体每时每刻运动的快慢程度，就必须引入“瞬时速度”这个概念。当Δt非常小（用数学术语来说，Δt→0）时的tx就可以认为是瞬时速度。4、平均速度和平均速率平均速度=平均速率=5、速度和加速度速度：描述物体运动的方向和快慢的物理量。加速度：反映运动物体速度变化快慢．．．．．．的物理量。即速度的变化率。加速度的定义：速度的变化与发生这一变化所用的时间的比值，即a=tv=tvv12。-2-加速度是矢量。加速度的方向与速度方向并不一定相同。两种常见加速度：切向加速度、法向加速度。二、几种常见的运动1、静止自然界最基本、最简单的运动形式。运动是绝对的，静止是相对的。特征：V=0、a=02、匀速直线运动定义：在相等的时间里位移相等的直线运动。特点：a＝0，v=恒量．位移公式：S＝vt．3、匀变速直线运动（包括：匀加速直线运动和匀减速直线运动）定义：在相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动。简而言之：匀变速直线运动是速度变化均匀的运动。特点：a＝恒量，v时刻变化。位移公式：S＝v0t＋21at2公式：（1）vt=v0十at（2）s=v0t＋21at2（3）vt2－v02=2as（4）s=tvvt20。4、变速运动：变速直线运动和变速曲线运动（高中要求掌握平抛运动和圆周运动）注意：1、速度与加速度的关系：物体有加速度则速度发生变化。2、速度变化量大，加速度并不一定越大。三、运动问题的重要推论：对于初速度为零的匀变速直线运动：（l）IT末、2T末、3T末……nT末，物体瞬时速度之比为：Vl∶V2∶V3……∶Vn＝1∶2∶3∶……∶n；（2）1T内、2T内、3T内……nT内，物体位移之比为：-3-Sl∶S2∶S3∶……Sn=12∶22∶32∶……∶n2；（3）第一个T内，第二个T内，第三个T内……第nT内，物体位移之比为：SI∶SⅡ∶SⅢ∶……∶SN=l∶3∶5∶……∶（2n－1）；（4）静止开始通过连续相等的位移所用时间的比：t1∶t2∶t3∶……tn＝123121nn：：：：对于匀变速直线运动：（5）匀变速直线运动的物体，在某段时间内中间时刻的瞬时速度2tV=20tvv。（6）匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即2tV=V=20tvv。（7）匀变速直线运动的物体，在某段位移的中间位移处的瞬时速度为22202tsvvv（8）匀变速直线运动的物体，在任两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量，即ΔS＝SⅡ－SⅠ＝aT2=恒量（9）末速度为零的匀减速度直线运动可以看作是初速度为零的匀加速直线运动的逆过程。例例1、物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面，到达斜面最高点C时速度恰为零，如图所示．已知物体第一次运动到斜面长度34处的B点时，所用时间为t，求物体从B滑到C所用的时间。解法一比例法对于初速度为零的匀变速直线运动，在连续相等的时间里通过的位移之比为s1∶s2∶s3∶…∶sn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)现有sBC∶sBA＝sAC4∶3sAC4＝1∶3通过sAB的时间为t，故通过sBC的时间tBC＝t解法二图象面积法-4-利用相似三角形面积之比，等于对应边平方比的方法，作出v－t图象，如图所示．S△AOCS△BDC＝CO2CD2，且S△AOC＝4S△BDC，OD＝t，OC＝t＋tBC，所以41＝t＋tBC2tBC2，得tBC＝t.方法总结：要养成根据题意画出物体运动示意图的习惯。特别对较复杂的运动，画出示意图可使运动过程直观，物理图景清晰，便于分析研究。例2、一个物体从静止开始做匀加速直线运动．它在第1s内与第2s内的位移之比为s1∶s2，在走完第1m时与走完第2m时的速度之比为v1∶v2.以下说法正确的是()。A．s1∶s2＝1∶3，v1∶v2＝1∶2B．s1∶s2＝1∶3，v1∶v2＝1∶2C．s1∶s2＝1∶4，v1∶v2＝1∶2D．s1∶s2＝1∶4，v1∶v2＝1∶2例3、一个向正东方向做匀变速直线运动的物体，在第3s内发生的位移为8m，在第5s内发生的位移为5m，则关于物体运动加速度的描述正确的是()．A．大小为3m/s2，方向为正东方向B．大小为3m/s2，方向为正西方向C．大小为1.5m/s2，方向为正东方向D．大小为1.5m/s2，方向为正西方向例4、运动着的汽车制动后做匀减速直线运动，经3.5s停止，试问它在制动开始后的1s内、2s内、3s内通过的位移之比为多少？四、匀变速直线运动的图像1、对于运动图像要从以下几点来认识它的物理意义：（1）、从图像识别物体运动的性质。-5-（2）、能认识图像的截距的意义。（3）、能认识图像的斜率的意义。（4）、能认识图线覆盖面积的意义。（5）、能根据图像说明物体的运动状况。2、S—t图像和V—t图像，只能描述直线运动——单向或双向直线运动的位移和速度随时间的变化关系，而不能直接用来描述方向变化的曲线运动。（1）S—t图像：反映了运动物体的位移随时间变化的关系。匀速运动的S—t图像是直线，直线的斜率数值上等于运动物体的速度；变速运动的S—t图像是曲线，图线切线方向的斜率表示该点速度的大小。A物体的运动情况：A物体的运动图像与纵轴截距的含义：B物体的运动情况：B物体的运动图像斜率的含义：（2）、V一t图像：反映了运动物体速度随时间的变化关系。匀速运动的V一t图线平行于时间轴；匀变速直线运动的V—t图线是倾斜的直线，其斜率数值上等于物体运动的加速度；非匀变速直线运动的V一t图线是曲线，每点的切线方向的斜率表示该点的加速度大小。A物体的运动情况：A物体的运动图像与纵轴截距的含义：B物体的运动情况：B物体的运动图像斜率的含义：B物体的运动图像面积的含义：试说明以下三个物体做什么运动:-6-五、考试中常考的两种运动：自由落体运动：物体只受重力作用所做的初速度为零的运动。特点：（l）只受重力；（2）初速度为零。规律：（1）vt=gt；（2）s=21gt2；（3）vt2=2gs；（4）s=tvt2；（5）gtthv21；竖直上抛运动：物体只受重力作用下，初速度竖直向上的运动。特点：（l）只受重力；（2）初速度不为零，且方向竖直向上。其规律为：（1）vt=v0－gt，（2）s=v0t－21gt2（3）vt2－v02=－2gh几个特征量：最大高度h=v02／2g，运动时间t=2v0/g。两种处理办法：（1）分段法：上升阶段看做末速度为零，加速度大小为g的匀减速直线运动，下降阶段为自由落体运动。（2）整体法：从整体看来，运动的全过程加速度大小恒定且方向与初速度v0方向始终相反，因此可以把竖直上抛运动看作是一个统一的减速直线运动。这时取抛出点为坐标原点，初速度v0方向为正方向，则a=一g。上升阶段与下降阶段的特点：（l）物体从某点出发上升到最高点的时间与从最高点回落到出发点的时们相等。即t上=v0/g=t下所以，从某点抛出后又回到同一点所用的时间为t=2v0/g（2）上升时的初速度v0与落回出发点的速度V等值反向，大小均为gH2；即V=V0=gH2-7-注意：①以上特点适用于竖直上抛物体的运动过程中的任意一个点所时应的上升下降两阶段，因为从任意一点向上看，物体的运动都是竖直上抛运动，且下降阶段为上升阶段的逆过程。②以上特点，对于一般的匀减速直线运动都能适用。若能灵活掌握以上特点，可使解题过程大为简化。尤其要注意竖直上抛物体运动的对称性和速度、位移的正负。例1.以初速度为30m/s竖直向上抛出一小球，求抛出4s内的位移。（取g＝10m/s2）解析：可先求出小球抛到最高点的时间及其高度，再减去下落高度，亦可将竖直上抛运动作为一个整体处理，此法较为简便。解法一：小球抛到最高点的时间及高度分别为：tvgss030103；hvgmm02223021045故小球下落1s，下落高度为hgtm'1212101522抛出4s内的位移为：s＝45－5＝40m-8-解法二：作整体处理，4s内位移为：若求出s为负值，则末位置在抛出位置之下。即位移方向与正方向相反。说明：分段处理比较好理解，但是繁琐，整体处理简单，但不好理解。注意整体处理时，位移、速度、加速度都以向上为正方向，时间起点为抛出点。-9-高一物理必修一几种常见的力一、重力：重力：由于地球的吸引，而使物体受到的力叫做重力，重力的方向竖直向下。G=mgg随纬度变化的关系：广州g=9.788武汉g=9.794上海g=9.794北京g=9.801纽约g=9.803北极地区g=9.832规律总结1：g随纬度增大而。思考1：同一物体在不同高度的重力的大小相等吗？规律总结2：g随高度增大而。（注：如果上升高度不大，则每升1km，g减少0.03%）二、万有引力：万有引力：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。公式表示思考2：同一物体在地球表面的不同地方万有引力的大小相等吗？思考3：比较质量为1千克的物体所受的重力和万有引力的大小？（地球的赤道半径为6378.2公里，质量5.9742×1024kg）规律总结3：思考3：为何不同纬度同一物体的重力的大小不相等？思考4：赤道上质量为1千克的物体所受的重力、向心力和万有引力的大小关系如何？万有引力的两个作用效果为：1：-10-2：三、弹力弹力：发生形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用。1、弹力产生的条件：（1）、接触（2）、发生形变2、几种常见的弹力的方向：总结：1、面面接触的弹力：2、点面接触的弹力：3、两球面接触的弹力：3、弹力有无的判断方法一：根据弹力产生的条件判断方法二：用假设法判断4、弹簧的弹力：F=k·x或△F=k·Δx（胡克定律）k是常数，是物体的劲度（倔强）系数-11-5、弹力突变问题：支持力、压力、绳的弹力可以突变；弹簧的弹力不能突变。四、摩擦力1、常见的两种摩擦力：静摩擦力和滑动摩擦力。2、摩擦力产生的条件：（1）、接触（2）、发生形变（3）有相对运动或有相对运动的趋势。3、静摩擦力的静止大小：静摩擦力根据外力而变化，但有一个最大值，叫做最大静摩擦力。最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，最大静摩擦力的大小与正压力和接触面的粗糙程度有关。方向：跟接触面相切，跟相对运动趋势方向相反。计算方法：用平衡条件计算4、滑动摩擦力：F=μFn（μ为动摩擦因数、Fn为正压力）5、摩擦力有无的判断：方法一：根据摩擦力产生的条件判断方法二：用假设法判断例、在粗糙水平面上有A、B两物体，其受力情况如图甲、乙所示，请画出两种情况下A、B两物体所受力的力的示意图，并求出各力的大小。-12-高一物理必修一受力分析一.受力分析的步骤①明确研究对象：研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体的集合，甚至可能是一个点。②按顺序进行受力分析，画出受力示意图，标明各力的符号。③检查画出的每一个力能否找出它的施力物体，防止发生漏力、添力或错力现象。④检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态。二、受力分析的方法整体法：将相互作用的