上海市高三物理高考一轮复习——直线运动沪科版

第一章直线运动说明：运动的合成和分解仅限于同一参照系运动；不要求学习讨论“打点计时器”和匀变速s-t图象。第1课时描述运动的物理量基础知识回顾1．质点，物理模型（1）质点的概念：当物体的形状、大小、体积对所研究的问题不起作用或所起作用可忽略时，为了研究方便，就可忽略其形状、大小、体积，把物体简化为一个有质量的点．（2）物体视为质点的条件：①当物体上各部分的运动情况相同时，物体上任意一点的运动情况都能反映物体的运动，物体可看作质点．②物体的大小、形状对所研究的问题无影响，或可以忽略不计的情况下，可看成质点．2．参考系（1）为了描述一个物体的运动，选定来做参考的另一个物体叫做参考系．（2）参考系的选择：①一般根据研究问题的方便来选取，在研究地面上物体的运动时，通常选定地面或者相对于地面静止的其它物体作参考系．②选择不同的参考系，来观察物体的运动时，其结果可能不同．3．坐标系定量地描述物体的位置及位置的变化．4．时刻：表示时间的坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末，几秒时。时间：前后两时刻之差。时间坐标轴上用线段表示时间，例如，前几秒内、第几秒内。5．位移（1）表示物体位置的变动，可用初位置到末位置的有向线段表示，是矢量．（2）大小：小于或等于路程．6．速度（1）物理意义：表示物体位置变化的快慢．（2）分类：①平均速度：tSv，方向与位移方向相同．②瞬时速度：当Δt→0时，vtS，方向为那一时刻的运动方向．（3）速度与速率的区别与联系：①速度是矢量，而速率是标量；②平均速度=时间位移，平均速率=时间路程；③瞬时速度的大小通常叫速率．7．加速度（1）物理意义：表示物体速度变化的快慢．（2）定义式：atvv0，(速度的变化率)，单位m/s2，是矢量．（3）方向：与速度变化的方向相同，与速度的方向关系不确定．（4）υ－t图像中图线的斜率表示加速度．重点难点例析一、关于位移和路程的区别与联系问题1．位移是矢量，是从初位置指向末位置的有向线段，它着重描述了物体的位置变化；而路程是标量，是物体运动轨迹的总长度，它强调了物体运动的过程．2．确定位移时，只需确定物体运动的初、末位置，不需考虑物体运动的实际路径；确定路程时，必须考虑物体运动的具体路径．3．一般情况下，位移的大小不等于路程，只有当物体做单向直线运动时路程才等于位移的大小．【例1】如图1-1-1所示，甲图中用一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上，手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置．小球向右经过中间位置O时开始计时,其经过各点的时刻如乙图所示．若测得OA＝OC＝7cm，AB＝3cm，则：(1)分别以O和A为坐标原点建立坐标系，方向均以向右为正方向填写以下表格．坐标原点的设置0时刻的坐标0.2s时刻的坐标0.4s时刻的坐标0.6s时刻的坐标0.8s时刻的坐标1.0s时刻的坐标以O为原点以A为原点(2)0.2s内小球发生的位移大小是，方向，经过的路程是．(3)0.6s内小球发生的位移大小是，方向，经过的路程是．(4)0.8s内小球发生的位移大小是，经过的路程是．(5)1.0s内小球发生的位移大小是，方向，经过的路程是．拓展某同学从学校的门口Ａ处开始散步，先向南走了50m到达B处，再向东走了100m到达C处，最后又向北走了150m到达D处，则：(1)此人散步的总路程和位移各是多少？(2)要比较确切地表示这人散步过程中的各个位置，应采用什么数学手段较妥，分别应如何表示？(3)要比较确切地表示此人散步的位置变化，应用位移还是路程？图1-1-1二、关于“速度”的理解及计算问题【例2】有一高度为1.70米的田径运动员正在进行100米短跑比赛．在终点处，有一站在跑道终点旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲刺运动．摄影记者使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是16，快门（曝光时间表）是1/60秒．得到照片后测得照片中人的高度为1.7×10-2米，胸前号码布上模糊部分的宽度是2×10-3米，由以上数据可以知道运动员冲剌时1/60秒内的位移是；冲刺时的速度大小是．拓展某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速度为υ1，下山的平均为υ2，则往返的平均速度的大小和平均速率是（）A．υ1＋υ12，υ1＋υ22B．υ1－υ12，υ1－υ22C．0，υ1－υ2υ1＋υ2D．0，2υ1υ2υ1＋υ2三、对加速度的正确理解与计算1．加速度a＝ΔxΔt，描述速度变化的快慢，也称速度的变化率，a和Δυ的方向相同．2．υ、Δυ、a三者的大小无必然联系．υ大，a不一定大，更不能认为a减小，υ就减小；Δυ大，a也不一定大；υ的方向决定了物体的运动方向，a与υ的方向关系决定了物体是加速还是减速．3．常见典型情况可总结如下（以υ0的方向为正方向）(1)a与υ0同向→加速运动Δυ＞0→a恒定，υ均匀增加a增加，υ增加变快a减小，υ增加变慢(2)a与υ0反向→减速运动Δυ＜0→a恒定，υ均匀减小a增加，υ减小变快a减小，υ减小变慢【例3】一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度大小变为10m/s．在1s内该物体的（）A．速度变化的大小可能小于4m/sB．速度变化的大小可能大于10m/sC．加速度的大小可能小于4m/s2D．加速度的大小可能大于10m/s2课堂自主训练1．甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动．这三架电梯相对地面的运动情况可能是（）A．甲向上、乙向下、丙不动B．甲向上、乙向上、丙不动C．甲向上、乙向上、丙向下D．甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都xrOBA图1-1-3慢2．一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，在此过程中（）A．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值．B．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不现增大D．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值3．如图1-1-3所示，一质点沿半径为r＝20cm的圆周自A点出发，逆时针的运动2s，运动3/4圆周到达B点，求：(1)质点的位移和路程．(2)质点的平均速度和平均速率．课后创新演练1．一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样大小的速度并列运动，如果这只蜜蜂紧盯着汽车车轮边缘上的某一点（如粘着的一块口香糖），那么它看到的这一点的运动轨迹是（）2．在研究物体的运动时，下列物体中可以当做质点处理的是（）A．中国排球队为了了解各个比赛队的特点，在研究发出的排球时B．研究北京奥运会女子25米手枪金牌得主---陈颖打出的子弹时C．研究哈雷彗星绕太阳公转时D．用GPS定位系统确定汽车位置时3．一物体以2m/s2的加速度沿某一方向做直线运动，下列说法中正确的是（）A．物体的末速度一定等于初速度的2倍B、物体的末速度一定比初速度大2m/sC、物体的初速度一定比前1s内的末速度大2m/sD、物体的末速度一定比前1s内的初速度大4m/s4．如图1-1-5所示是汽车中的速度计。某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化，开始时指针指示在如图甲的位置，经过7s后指针指示如图乙（）A．右速度计直接读出的是汽车运动的平均速度B．右速度计直接读出的是汽车7s时的瞬时图1-1-4DCBA图1-1-5速度C．汽车运动的加速度约为5.7m/s2D．汽车运动的加速度约为1.6m/s25．小球从距地面5m高处落下，被地面反向弹回后，在距地面2m高处被接住，则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是（）A．7m，7mB．5m，2mC．5m，3mD．7m，3m6．足球运动员在罚点球时，球获得30m/s的速度并做匀速直线运动．设脚与球作用时间为0.1s，且球被挡出后以10m/s沿原路反弹，求（1）罚球瞬间，球的加速度的大小；（2）守门员接球瞬间，球的加速度的大小？7．物体沿直线运动，以速度υ1走了位移x，又以同向的速度υ2走了位移x，它在2x位移中的平均速度为．若以速度υ1走了时间t，又以同向的速度υ2走了2t，它在3t时间内平均速度为．8．借助运动传感器可用计算机测出物体运动的速度。如图1-1-6所示，传感器由两个小盒子A、B组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，它装在被测物体上，每隔0.03s可同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲；B盒装有红外线接收器和超声波接收器，B盒收到红外线脉冲时开始计时(红外线的传播时间可以忽略不计)，收到超声波脉冲时计时停止．在某次测量中，B盒记录到的连续两次的时间分别为0.15s和0.20s，根据你知道的知识，该物体运动的速度为多少？运动方向是背离B盒还是靠近B盒？(声速取340m/s)第2课时匀变速直线运动规律及应用基础知识回顾1．匀变速直线运动（1）定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动．（2）匀加速直线运动和匀减速直线运动在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做匀减速直线运动．2．匀变速直线运动中的速度和时间的关系（1）公式：atvv0，at可理解为t时间内速度的变化量，即Δυ＝at．公式中当υ0＝0时，υ＝at∝t，表示物体从静止开始做匀加速直线运动；当a＝0，υ＝υ0时，表示物体做匀速直线运动．速度的大小和方向都不变．（2）公式υ＝υ0＋at的矢量性因为υ、υ0、a都是矢量，在直线运动中这些矢量只可能有两个方向，所以如果选定该直线的一个方向为正方向，则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值，与规定正方向相反的矢量取负值．（3）平均速度：v20vv2tv，即匀变速直线运动的平均速度等于初、末速度的平均值，也等于中间时刻的瞬时速度．3．匀变速直线运动中的位移与时间关系（1）公式：221attvS0，（2）位移公式为矢量式，若取初速度方向为正方向，当物体做匀加速运动时，a取正值；物体做匀减速运动，a取负值．并注意S、υ0、a必须选取统一的正方向．（3）若初速度υ0＝0，则公式变成221atS，即S∝t2．4．匀变速直线运动中的位移与速度的关系（1）公式：aSvvt2202（2）如果问题的已知量和未知量都不涉及时间t，利用本公式求解，往往使问题变得简单、方便．（3）应用时要选取正方向，若S、a、υ、υ0的方向与正方向相反应取负值．5．匀变速直线运动的推论（1）在连续相等的时间T内的位移之差为一恒定值，即ΔS＝aT2．，（2）某段位移中间位置的瞬时速度υs2与这段位移的初、末速度υ0与υ的关系为22202tsvvv（3）初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式：设t＝0开始计时，以T为时间单位，则①1T末、2T末、3T末……瞬时速度之比为υ1∶υ2∶υ3∶…＝1∶2∶3∶…②1T内、2T内、3T内……位移之比为ΔS1∶ΔS2∶Sx3∶…＝12∶22∶32∶…③第一个T内，第二个T内，第三个T内，……第n个T内位移之比为SI∶SII∶SIII∶…∶Sn∶＝1∶3∶5∶…(2n-1)④通过连续相同位移所用时间之比为Δt1∶Δt2∶Δt3∶…∶Δtn＝1:(21):(32)::(1)nn重点难点例析一、基本规律、公式应用1．如何灵活选用匀变速直线运动的有关公式解决具体问题．在仔细审题的基础上，正确判断物体的运动性质，分析已知量、相关量与待求量，看这些量共存于哪个公式中，这个公式就是要选取的最合适的公式。如υ2－υ02＝2ax中不涉及时间，如果题目中已知条件缺时间，又不要求时间的话，选用该公式求解较简捷，如果缺加速度，则可考虑用公式s＝(υ0＋υt)2t求解，若缺位移，可考虑用Δs＝aT2求解．2．要注意的几个问题．（1）公式适用条件：匀变速直线运动．（2）公式a、υt、υ0的都是矢量，其方向用正负表示，一般都取初速度方向为正，则与υ0同向的量取正值，与υ0方向相反的量取负值．（3）每