高中物理一轮复习(运动学)

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一切为了学生的未来发展而存在知识丰富人生,学习赢得未来!1专题一直线运动知识点复习一、基本概念1、质点:用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型,物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。2、时刻:表示时间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。3、位置:表示空间坐标的点。位移:由起点指向终点的有向线段,位移是末位置与始位置之差,是矢量。路程:物体运动轨迹之长,是标量。4、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量,是位移对时间的变化率,是矢量。平均速度:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,v=s/t(方向为位移的方向)瞬时速度:对应于某一时刻(或某一位置)的速度,方向为物体的运动方向。速率:瞬时速度的大小即为速率;平均速率:质点运动的路程与时间的比值,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。【例1】物体M从A运动到B,前半程平均速度为v1,后半程平均速度为v2,那么全程的平均速度是:()A.(v1+v2)/2B.21vvC.212221vvvvD.21212vvvv5、加速度:描述物体速度变化快慢的物理量,a=△v/△t(又叫速度的变化率),是矢量。a的方向只与△v的方向相同(即与合外力方向相同)。【例2】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6、运动的相对性:只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动。一般以地面上不动的物体为参照物。【例3】甲向南走100米的同时,乙从同一地点出发向东也行走100米,若以乙为参考系,求甲的位移大小和方向?一切为了学生的未来发展而存在知识丰富人生,学习赢得未来!2【例4】某人划船逆流而上,当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里,但一直航行至上游某处时此人才发现,便立即返航追赶,当他返航经过1小时追上小木块时,发现小木块距离桥有5400米远,若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。试求河水的流速为多大?二、匀速直线运动1.定义:tsv,即在任意相等的时间内物体的位移相等.它是速度为恒矢量的运动,加速度为零的直线运动。2.图像:匀速直线运动的s-t图像为一直线:图线的斜率在数值上等于物体的速度。三、综合例析【例5】关于位移和路程,下列说法中正确的是()A.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移B.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小C.物体通过一段路程,其位移可能为零D.物体通过的路程可能不等,但位移可能相同【例6】关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是()A.速度变化越大,加速度就越大B.速度变化越快,加速度越大C.加速度大小不变,速度方向也保持不变D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小【例7】在与x轴平行的匀强电场中,场强为E=1.0×106V/m,一带电量q=1.0×10-8C、质量m=2.5×10-3kg的物体在粗糙水平面上沿着x轴作匀速直线运动,其位移与时间的关系是x=5-2t,式中x以m为单位,t以s为单位。从开始运动到5s末物体所经过的路程为m,位移为m。【例8】某游艇匀速滑直线河流逆水航行,在某处丢失了一个救生圈,丢失后经t秒才发现,于是游艇立即返航去追赶,结果在丢失点下游距丢失点s米处追上,求水速.(水流速恒定,游艇往返的划行速率不变)。一切为了学生的未来发展而存在知识丰富人生,学习赢得未来!3【例9】如图所示为高速公路上用超声测速仪测车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到信号间的时间差,测出被测物体速度,图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2被汽车反射回来的信号,设测速仪匀速扫描,P1,P2之间的时间间隔Δt=1.0s,超声波在空气中传播的速度是340m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图B可知汽车在接收P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是___m,汽车的速度是_____m/s.【例10】天文观测表明,几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度远离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大;也就是说,宇宙在膨胀,不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比,即v=Hr,式中H为一恒量,称为哈勃常数,已由天文观测测定。为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个爆炸的大火球开始形成的,大爆炸后各星体即以各自不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心。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﹒光年,由此估算宇宙的年龄约为年。四、针对训练1.对于质点的运动,下列说法中正确的是()A.质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零B.质点速度变化率越大,则加速度越大C.质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零D.质点运动的加速度越大,它的速度变化越大2.某质点做变速运动,初始的速度为3m/s,经3s速率仍为3m/s测()A.如果该质点做直线运动,该质点的加速度不可能为零B.如果该质点做匀变速直线运动,该质点的加速度一定为2m/s2C.如果该质点做曲线运动,该质点的加速度可能为2m/s2D.如果该质点做直线运动,该质点的加速度可能为12m/s23.关于物体的运动,不可能发生的是()A.加速度大小逐渐减小,速度也逐渐减小B.加速度方向不变,而速度方向改变C.加速度和速度都在变化,加速度最大时,速度最小D.加速度为零时,速度的变化率最大4.两木块自左向右运动,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t3两木块速度相同C.在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同一切为了学生的未来发展而存在知识丰富人生,学习赢得未来!45.一辆汽车在一直线上运动,第1s内通过5m,第2s内通过10m,第3s内通过20m,4s内通过5m,则最初两秒的平均速度是m/s,最后两秒的平均速度是__m/s,全部时间的平均速度是______m/s.6.在离地面高h处让一球自由下落,与地面碰撞后反弹的速度是碰前3/5,碰撞时间为Δt,则球下落过程中的平均速度大小为_____,与地面碰撞过程中的平均加速度大小为_______。(不计空气阻力).7.物体以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动,经4s滑回原处时速度大小仍为5m/s,则物体的速度变化为_____,加速度为_____.(规定初速度方向为正方向).8.人们工作、学习和劳动都需要能量,食物在人体内经消化过程转化为葡萄糖,葡萄糖在体内又转化为CO2和H2O,同时产生能量E=2.80×106J·mol-1.一个质量为60kg的短跑运动员起跑时以1/6s的时间冲出1m远,他在这一瞬间内消耗体内储存的葡萄糖质量是多少?匀变速直线运动一、匀变速直线运动公式1.常用公式有以下四个:atvvt0;2021attvs;asvvt2202;tvvst202.匀变速直线运动中几个常用的结论(1)Δs=aT2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到sm-sn=(m-n)aT2(2)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。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)。可以证明,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)的匀变速直线运动一切为了学生的未来发展而存在知识丰富人生,学习赢得未来!5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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。综合应用例析【例1】在光滑的水平面上静止一物体,现以水平恒力甲推此物体,作用一段时间后换成相反方向的水平恒力乙推物体,当恒力乙作用时间与恒力甲的作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的速度为v2,若撤去恒力甲的瞬间物体的速度为v1,则v2∶v1=?【例2】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【例3】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。t1t2t3t4t5t6t7t1t2t3t4t5t6t7一切为了学生的未来发展而存在知识丰富人生,学习赢得未来!6【例4】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?【例5】汽车以加速度为2m/s2的加速度由静止开始作匀加速直线运动,求汽车第5秒内的平均速度?【例6】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?【例7】物块以v0=4米/秒的速度滑上光滑的斜面,途经A、B两点,已知在A点时的速度是B点时的速度的2倍,由B点再经0.5秒物块滑到斜面顶点C速度变为零,A、B相距0.75米,求斜面的长度及物体由D运动到B的时间?【例8】一质点沿AD直线作匀加速直线运动,如图,测得它在AB、BC、CD三段的时间均为t,测得位移AC=L1,BD=L2,试求质点的加速度?【例9】一质点由A点出发沿直线AB运动,行程的第一部分是加速度为a1的匀加速运动,接着做加速度为a2的匀减速直线运动,抵达B点时恰好静止,如果AB的总长度为s,试求质点走完AB全程所用的时间t?【例10】一个做匀加速直线运动的物体,连续通过两段长为s的位移所用的时间分别为t1、t2,求物体的加速度?ABCD一切为了学生的未来发展而存在知识丰富人生,学习赢得未来!7二、匀变速直线运动的特例1.自由落体运动:物体由静止开始,只在重力作用下的运动。(1)特点:加速度为g,初速度为零的匀加速直线运动。(2)规律:vt=gth=21gt2vt2=2gh2.竖直上抛运动:物体以某一初速度竖直向上抛出,只在重力作用下的运动。(1)特点:初速度为v0,加速度为-g的匀变速直线运动。(2)规律:vt=v0-gth=v0t-21gt2vt2-v02=-2gh,上升时间gvt0上,下降到抛出点的时间gvt0下,上升最大高度gvHm220综合应用例析【例11】(1999年高考全国卷)一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是______s。(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g取10m/s2,结果保留二位数)【例12】如图所示是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空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