高一物理必修第二,三章单元复习及其测试题

1高一物理必修第二、三章单元复习及其测试题第二、三章归纳·总结·专题一、单元知识网络物体的运动：运动的描述：想化的物理模型有质量的点，是一种理质点：用来代替物体的时，用来做参考的物体参考系：描述物体运动其他物体位置的变化机械运动：物体相对于基本概念的物理量加速度的区别速度、速度的变化量与关系不确定方向的化的方向相同，与速度矢量：其方向与速度变位：（速度的变化率），单定义：度变化快慢的物理量物理意义：表示物体速加速度速度与速率平均速度与瞬时速度，矢量位（位置的变化率），单定义：动的快慢物理意义：表示物体运速度位置的有向线段表示变化，用从初位置到末位移：表示物体位置的描述运动2s/mtvas/mtxv加速度大小等向、负方向），⑤比较断运动方向（正方速、非匀变速），④判质（静止、匀速、匀变），③判断运动性速度，②求位移（面积应用：①确定某时刻的的变化规律意义：表示速度随时间图像等确定位移或时间，③比较运动快慢，④向（正方向、负方向），②判断运动方（匀速、变速、静止）应用：①判断运动性质的变化规律意义：表示位移随时间图像图像tvtx匀变速直线运动的研究：1.匀变速直线运动①共线与恒定，化相等任意相等时间内速度变运动特点0vaa2②运动规律：t2vvxax2vvat21tvxatvvt0202t200t基本公式2vvvv2vvvaTx2t202x2tt02推论)1NN()23()12(1tttt)1N2(531ssssn941ssssn321vvvv0vNIIIIIINIIIIII2n321n3210：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：）几个比例式（只适用于2.的应用，照片分析原理闪光照相纸带分析使用原理打点计时器探究匀变速直线运动的实验2/t2vvaTx二.方法归纳总结1.科学抽象——物理模型思想这是物理学中常用的一种方法。在研究具体问题时，为了研究的方便，抓住主要因素，忽3略次要因素，从实际问题中抽象出理想模型，把实际复杂的问题简化处理。如质点、匀速直线运动、匀变速直线运动等都是抽象了的理想化的物理模型。2.数形结合思想本章的一大特点是同时用两种数学工具：公式法和图像法描述物体运动的规律。把数学公式表达的函数关系与图像的物理意义及运动轨迹相结合的方法，有助于更透彻地理解物体的运动特征及其规律。3.极限思想在分析变速直线运动的瞬时速度和位移时，我们采用无限取微逐渐逼近的方法，即在物体经过的某点后面取很小的一段位移，这段位移取得越小，物体在该段时间内的速度变化就越小，在该段位移上的平均速度就能越精确地描述物体在该点的运动快慢情况。当位移足够小时（或时间足够短时），该段位移上的平均速度就等于物体经过该点时的瞬时速度，物体在一段时间内的位移就可以用v-t图线与t轴所围的面积来表示。4.解题方法技巧（1）要养成画物体运动示意图或v-t图像的习惯，特别对较复杂的运动，画示意图或v-t图像可使运动过程直观，物理情景清晰，便于分析研究。（2）要注意分析研究对象的运动过程，搞清整个运动过程按运动性质的转换可分为哪几个运动阶段，各个阶段遵循什么规律，各个阶段间存在什么联系。（3）由于本章公式较多，且各公式间又相互联系，因此，本章的题目常可一题多解。解题时要思想开阔，联想比较，筛选最简捷的解题方案。本章解题方法主要有：a.基本公式法b.推论公式法c.比例公式法d.图像法e.极值法f.逆向转换法g.巧选参考系法5.利用匀变速直线运动的特性解题总结、归纳匀变速直线运动有以下几个特性，熟练地把握，便于灵活快捷方便地解题。（1）运动的截止性（2）运动的对称性（3）运动的可逆性如物体以10m/s的初速度，5m/s2的加速度沿光滑斜面上滑至最高点的匀减速运动可当成是初速度为0，加速度为5m/s2的匀加速直线运动。因为这两个运动是“可逆的”。（4）运动中物理量的矢量性。三.专题归纳总结1.几个概念的区别与联系（1）时间与时刻的区别时间能表示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间和时刻的表述，能够正确理解。如：第4s末、4s时、第5s初等均为时刻；4s内（0到第4s末）、第4s4（第3s末到4s末）、第2s至第4s内等均为时间。（2）位移和路程的区别与联系位移是在一段时间内，由物体起始时刻位置指向末时刻位置的有向线段。确定位移时，不需考虑质点运动的详细路径，只确定初、末位置即可；路程是运动物体轨迹线的长度。确定路程时，需要考虑质点运动的详细路径。位移是矢量，路程是标量。一般情况下位移大小不等于路程，只有当物体做单向直线运动时路程才等于位移的大小。（3）速度和速率的区别与联系（详见第4节知识点4、5）（4）速度、速度改变量、加速度的比较（详见第6节知识点4、5）2.运动图像的理解和应用由于图像能更直观地表示出物理过程和各物理量之间的依赖关系，因而在解题过程中被广泛应用。在运动学中，主要是指x-t图像和v-t图像。x-t图像：它表示做直线运动的物体位移随时间变化的规律。图像上某点的切线斜率表示该时刻物体的速度。v-t图像：它表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律。图线上某点的切线斜率表示该时刻物体的加速度；某段时间图线与时间轴围成图形的面积值表示该段时间内物体通过的位移的大小。形状一样的图线，在不同图像中所表示的物理规律不同，因此在应用时要特别注意看清楚图像的纵、横轴所描述的是什么物理量（x-t和v-t图像的区别详见第5节知识点3）。3.匀变速直线运动规律基本分析方法在研究匀变速直线运动中，要把握以下三点：第一，要熟练掌握下列四个公式：①atvv0t，②20at21tvx，③ax2vv202t，④t2vvxt0这四个公式中，前两个是基本公式，后两个是前两个的推论，也就是说在这四个公式中只有两个是独立的，解题时只要适当地选择其中的两个即可。第二，要分清运动过程是加速的还是减速的。第三，要清楚这四个公式都是矢量式，求解问题时，首先要规定一个正方向，以它来确定其他各矢量的正负。一般选择0v的方向为正。一个匀变速直线运动的过程，一般用五个物理量来描述，即0v、tv、a、x和t。在这五个量中，只要知道三个量，就可以求解其他两个未知量，常叫“知三求二”。4.初速度为零的匀变速直线运动的比例式初速度为零的匀变速直线运动是最常见的、最简单的匀变速运动。运动过程中，各物理量的变化具有很强的规律性，包含着丰富的比例关系，对不少有关直线运动的问题，特别是选择题、填空题，用比例关系求解，往往会使较复杂的解题过程变得简单易求。当t=0时开始计时，以T为时间单位，则（1）1T末、2T末、3T末…瞬时速度之比为:3:2:1:v:v:v321可由atvt直接导出。5（2）第一个T内，第二个T内，第三个T内…位移之比::5:3:1x::x:x:xnIIIIII（2n－1）。即初速为零的匀加速直线运动，在连续相等时间内位移的比等于连续奇数的比。（3）1T内、2T内、3T内…位移之比2223213:2:1x:x:x可由2at21x直接导出。（4）通过连续相同的位移所用时间之比)1nn(::)23(:)12(:1t::t:t:tnIIIIII说明：①以上四个比例式只适用于初速度0v0的匀加速运动。对于做匀减速且速度一直减到零的运动，可等效看成反向的初速度0v0的匀加速运动，也可用比例式。②应用比例式时，可从比例式中任意取出两个或一部分比例式进行应用，但比例式顺序要对应，不能颠倒，比例式数值不能改变。如初速度0v0的匀加速运动中，第2s内和第19s内位移比，可从比例式中挑出：37:3x:x192（3和37可由通项2n－1导出，当n=2和n=19时代入求得）。其他比例式用法与此相同。5.匀变速直线运动的三个重要推论（1）在连续相等的时间（T）内的位移之差为一恒定值，即△x=2aT（又称匀变速直线运动的判别式）。进一步推论可得2n3n2n2n2n1n2T3xxT2xxTxxTxa（2）某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即2vvvt02t。（3）某段位移内中间位置的瞬时速度2xv与这段位移的初、末速度0v和tv的关系为)vv(21v2t202x。6.纸带问题的研究（1）判断物体是否做匀变速运动因打点计时器每隔相同的时间T打一个点，设物体做匀变速直线运动，物体运动的初速度为0v，加速度为a，则相邻相等时间内物体位移差为n2312xxxxxx－621naTx恒量。此结论反过来也成立，即要由纸带判断物体是否做匀变速直线运动，只要求出纸带上时间间隔相等的连续相邻的点间的距离之差是否相等即可。（2）逐差法求加速度根据上面的结论2aTx，可求得加速度2Txa，但利用一个△x求得加速度，偶然误差太大，最好多次测量求平均值，求平均值的方法可以有两个，一是求各段△x的平均值x，用x求加速度，二是对每个△x分别求加速度，再求各加速度的平均值，但这两种方法实质是相同的，都达不到减小偶然误差的目的。原因是运算中实际上只用了1n1xx和两个数据，其他的全丢掉了。按逐差法处理数据求得的a的平均值就可避免上述情况。取纸带上测得的连续6个相同时间T内的位移621xxx、、、，如图所示。则233622252114Ta3xxTa3xxTa3xx，，所以3aaaa3212321654236225214T9)xxx()xxx()T3xxT3xxT3xx(31由此看出621xxx、、、各个实验数据都得到了利用，有效地减小了偶然误差，这种方法称为逐差法。（3）用平均速度求瞬时速度根据匀变速直线运动的推论。在一段时间t内的平均速度等于该段时间中点2t时刻的瞬时速度，可求得图中，，，T2xxvT2xxvT2xxv43332221177.追及和相遇问题两物体在同一直线上运动，往往涉及追及、相遇或避免碰撞问题。解答这类问题的关键是：两物体是否同时到达空间某位置。分析这类问题先要认真审题，挖掘题中的隐含条件，建立一幅物体运动关系的图景在头脑中。解答这类问题的方法有公式法、图像法、极值法、相对运动法等。但是，不论运用哪种方法，都是寻找两物体间的位移关系和速度关系，然后列式求解。基本思路：先分别对两物体进行研究，并画出运动过程示意图；然后找出时间关系、速度关系、位移关系，并列出相应的方程，最后解出结果，必要时还要对结果进行讨论。（1）追及问题追和被追的两物体的速度相等（同向运动）是能追上或追不上、两者距离有极值的临界条件。①速度大者减速（如匀减速直线运动）追速度小者（如匀速运动）：a.若两者速度相等时，但追者位移仍小于被追者位移，则永远追不上，此时两者间有最小距离。b.若两者速度相等时，两者的位移也相等，则恰能追上，这也是它们避免碰撞的临界条件。c.若两者位移相等时，追者的速度仍大于被追者的速度，则被追者还有一次追上追者的机会，其间速度相等时两者间的距离有一个较大值。②速度小者加速（如初速度为零的匀加速直线运动）追速度大者（如匀速运动）：a.当两者速度相等时有最大距离。b.当两者位移相等时，后者追上前者。（2）相遇问题①同向运动的两物体追及即相遇。②相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始两物体的距离即相遇。【典型例题】例1.一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4s的位移为1.6m，随后4s的位移为零，那么物体的加速度多大？（设物体做匀变速运动）解析：设物体的加速度大小为a，由题意知a的方向沿斜面向下。解法一：（基本公式法）物体前4s位移1.6m，是减速运动，所以有