第一讲描述运动的基本概念和规律学案

泰安育星培训学校物理高三1第一讲描述运动的基本概念和规律高考试题回顾：1.（海南卷）3．下列说法正确的是A．若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零B．若物体的加速度均匀增加，则物体做匀加速直线运动C．若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动D．若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动2.（新课标卷）24．短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9．69s和l9．30s。假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0．15S，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动。200m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑l00m时最大速率的96％。求：(1)加速所用时间和达到的最大速率：(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)知识归纳总结：一、运动的确定1.运动的性质：（1）根据运动的轨迹：直线或曲线；（2）根据加速度：当加速度等于零时，做匀速直线运动；当加速度恒定不变时，为匀变速运动；当加速度变化时，为变加速运动。2.参考系：为了研究物体的运动而假定为不动的物体，叫做参照系．对同一个物体的运动，所选择的参照系不同，对它的运动的描述就会不同，灵活地选取参照系会给问题的分析带来简便；通常以地球为参照系来研究物体的运动．3.质点：研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体．用来代替物体的有质量的做质点．像这种突出主要因素，排除无关因素，忽略次要因素的研究问题的思想方法，即为理想化方法，质点即是一种理想化模型．4.坐标系：在确定运动物体的具体位置时，需要建立一个坐标系。当物体作直线运动时，可做一维坐标系；当物体在平面内运动时，可作直角坐标系。二、描述运动的物理量1.时间和时刻：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、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.速度：平均速度、瞬时速度、速率、平速率4.加速度：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：a＝ΔV/Δt，单位：m／s2．加速度是矢量，它的方向与速度变化（ΔV）的方向相同．三、匀速直线运动1．定义：在相等的时间里位移相等的直线运动叫做匀速直线运动．泰安育星培训学校物理高三22．特点：a＝0，v=恒量．3．位移公式：S＝vt．四、匀变速直线运动1．常用公式有以下四个：atvvt02021attvsasvvt2202tvvst202．匀变速直线运动中几个常用的结论（1）任意相邻相等时间内的位移之差相等：Δs=aT2，可以推广到sm-sn=(m-n)aT2（2）中间时刻的速度：tsvvvtt202/，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。（3）中间位置的速度：22202/tsvvv，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度）。（4）拓展：无论匀加速还是匀减速，都有2/2/stvv。3．初速度为零（或末速度为零）的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为：gtv，221ats，asv22，tvs2以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。4．初速为零的匀变速直线运动①前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶……②第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶……③前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶2∶3∶……④第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶12∶（23）∶……对末速为零的匀变速直线运动，可以相应的运用这些规律。5．一种典型的运动经常会遇到这样的问题：物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线运动到静止。用右图描述该过程，可以得出以下结论：①tsatas,1,1②221Bvvvv规律与方法一、明确位移与路程的关系例1、一实心的长方体，三边长分别是a、b、c（a＞b＞c），如图所示．有一质点，从顶点A沿表面运动到长方体的对角B，求：（1）质点的最短路程．（2）质点的位移大小．练习：在与x轴平行的匀强电场中，一带电量q=1.0×10-8C、质量m=2.5×10-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x＝0.16t－0.02t2，式中x以m为单位，t以s为单位。从开始ABabcABCa1、s1、t1a2、s2、t2泰安育星培训学校物理高三3运动到5s末物体所经过的路程为m，克服电场力所做的功为J。二、瞬时速度与平均速度的区别和联系例2、一物体做直线运动，前一半路程上平均速度是，后一半路程上平均速度是，此物体在全程中的平均速度A．可能等于B．不可能等于C．有可能等于D．有可能大于练习：下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是（）A．做变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的B．瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度C．平均速度就是初末时刻瞬时速度的平均值D．某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止三、速度、速度的变化、加速度的区别和联系例3、一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，经过1s后的速度的大小为10m/s，那么在这1s内，物体的加速度的大小可能为___________，位移的大小可能为_____________例4、一质点沿直线ox方向作加速运动，它离开o点的距离x随时间变化的关系为x=5+2t3(m)，它的速度随时间变化的关系为v=6t2(m/s)，求该质点在t=0到t=2s间的平均速度大小和t=2s到t=3s间的平均速度的大小。四、匀速运动的基本规律应用例5、天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们运动，离我们最远的星体，背离我们运动的速度（成为退行速度）越大。也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和星体与我们的距离r成正比，即v＝Hr。式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定。为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外做匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远．这一结果与上述天文观测一致。由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄t，其计算式为t＝。根据近期观测，哈勃常数H＝3×10-２m/(s·ly)(ly表示“光年”：光在一年中行进的距离），由此估算宇宙的年龄约为Y(Y表示“年”）。练习：一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声音从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方与地面成600角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍？五、匀变速直线运动的规律例6、一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站，起动加速度为2m/s2，加速行驶5秒，后匀速行驶2分钟，然后刹车，滑行50m，正好到达乙站，求汽车从甲站到乙站的平均速度？六、适当使用推理、结论例7、两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知A.在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同B.在时刻t1两木块速度相同C.在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同t1t2t3t4t5t6t7t1t2t3t4t5t6t7泰安育星培训学校物理高三4七、借助等效思想分析运动过程例8、如图所示为水平导轨，A、B为弹性竖直挡板，相距L＝4m.小球自A板处开始，以V0＝4m/s的速度沿导轨向B运动．它与A、B挡板碰撞后均与碰前大小相等的速率反弹回来，且在导轨上做减速运动的加速度大小不变．为使小球停在AB的中点，这个加速度的大小应为多少？巩固练习：1．骑自行车的人沿着直线从静止开始运动，运动后，在第1s、2s、3s、4s内，通过的路程分别为1m、2m、3m、4m，有关其运动的描述正确的是A．4s内的平均速度是2.5m/sB．在第3、4s内平均速度是3.5m/sC．第3s末的即时速度一定是3m/sD．该运动一定是匀加速直线运动2．汽车以20m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度为5m/s2，那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移之比为A．1∶4B．3∶5C．3∶4D．5∶93．有一个物体开始时静止在O点，先使它向东做匀加速直线运动，经过5s，使它的加速度方向立即改为向西，加速度的大小不改变，再经过5s，又使它的加速度方向改为向东，但加速度大小不改变，如此重复共历时20s，则这段时间内A．物体运动方向时而向东时而向西B．物体最后静止在O点C．物体运动时快时慢，一直向东运动D．物体速度一直在增大4．下面关于加速度的描述中正确的有A．加速度描述了物体速度变化的多少B．加速度在数值上等于单位时间里速度的变化C．当加速度与位移方向相反时，物体做减速运动D．当加速度与速度方向相同且又减小时，物体做减速运动5．物体从斜面顶端由静止开始滑下，经ts到达中点，则物体从斜面顶端到底端共用时间为A．t2sB.tsC.2tsD.22ts6．做匀加速直线运动的物体，先后经过A、B两点时的速度分别为v和7v，经历的时间为t，则A．前半程速度增加3.5vB．前2t时间内通过的位移为11vt/4C．后2t时间内通过的位移为11vt/4D．后半程速度增加3v7.一物体由斜面顶端由静止开始匀加速下滑，最初的3秒内的位移为s1，最后3秒内的位移为s2，若s2-s1=6米，s1∶s2=3∶7，求斜面的长度为多少？8.一质点沿AD直线作匀加速运动，如图，测得它在AB、BC、CD三段的运动时间均为t，测得位移AC=L1，BD=L2，试求质点的加速度？ABCD