1、1第 1 讲 描述直线运动的基本概念一、质点质点是用来代替物体的 的点 .质点是理想模型 . 二、参考系参考系是研究物体运动时假定 、用作参考的物体 .通常以 为参考系 . 三、时刻和时间1.时刻指的是某一瞬时,对应的是位置、瞬时速度、动能和动量等状态量 .2.时间是两时刻的间隔,对应的是位移、路程、功和冲量等过程量 .四、路程和位移1.路程指物体 的长度,它是标量 . 2.位移是由初位置指向末位置的 ,它是矢量 . 五、平均速度与瞬时速度1.平均速度:物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值,即 v= ,是矢量,其方向就是 的方向 . 2.瞬时速度:物体在某一时刻或经过某一位置的速度,是矢
2、量,其方向是物体的运动方向或运动轨迹的 方向 . 六、加速度1.定义:物体 和所用时间的比值 .定义式: a= . 2.方向:与 v 的方向一致,由 F 合 的方向决定,而与 v0、 v 的方向无关,是矢量 .【辨别明理】(1)研究花样游泳运动员的动作时,不能把运动员看成质点 . ( )(2)参考系必须是静止的物体 . ( )(3)做直线运动的物体的位移大小一定等于路程 . ( )(4)平均速度的方向与位移的方向相同 . ( )(5)子弹击中目标时的速度属于瞬时速度 . ( )(6)速度变化率越大,加速度越大 . ( )(7)太阳从东边升起,向西边落下,是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬
3、度较高地区上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象,需要什么条件?2考点一 质点、参考系、位移、时间与时刻1.(质点、参考系、时间与时刻)人教版必修 1 改编下列说法错误的是 ( )A.“一江春水向东流”是以河岸为参考系B.“研究地球绕太阳公转”可以把地球看作质点C.“火车 8 点 42 分到站”,“8 点 42 分”指的是时刻D.“第 3s 末”和“第 3s 内”都是指时间间隔 1s2.(位移与路程)(多选)人教版必修 1 改编一位同学从操场中心 A 点出发,向北走了 40m,到达 C 点,然后又向东走了 30m,到达 B 点 .下列说法正确的是 ( )A.相对于操场中心 A
4、点,该同学运动的路程大小为 70mB.相对于操场中心 A 点,该同学运动的位移大小为 70mC.相对于操场中心 A 点,该同学运动的位移方向为东偏北 37D.相对于操场中心 A 点,该同学运动的位移方向为北偏东 373.(矢量与标量)关于矢量和标量,下列说法中正确的是 ( )A.标量只有正值,矢量可以取负值B.标量的正负表示大小,矢量的正负表示方向C.矢量既有大小也有方向D.当物体做单向直线运动时,路程(标量)和位移(矢量)没有区别要点总结(1)对于同一个物体运动的描述,选用的参考系不同,其运动性质可能不同 .在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个
5、参考系 .(2)区别标量和矢量不只看是否有方向或正、负号,关键看运算是否遵循平行四边形定则 .(3)对位移和路程的辨析如下表:比较项目 位移 x 路程 l决定因素 由始、末位置决定 由实际的运动轨迹决定运算规则矢量的三角形定则或平行四边形定则代数运算大小关系 x l3考点二 平均速度、瞬时速度对比项 平均速度 瞬时速度 实际应用定义物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值物体在某一时刻或经过某一位置时的速度物理实验中通过光电门测速定义式 v= (x 为位移)xt v= ( t 趋于零) x t矢量性矢量,平均速度方向与物体位移方向相同矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿其运动轨迹切线方
6、向把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度图 1-1例 1(多选)如图 1-1 所示,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计算出出发地 A 和目的地B 的直线距离为 9km,实际从 A 运动到 B 用时 5min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15km.当他经过某路标 C 时,车内速度计指示的示数为 150km/h,那么可以确定的是 ( )A.整个过程中赛车的平均速度为 180km/hB.整个过程中赛车的平均速度为 108km/hC.赛车经过路标 C 时的瞬时速度为 150km/hD.赛车经过路标 C 时速度方向为由 A 指向 B变式题小明骑自行车由静止沿直线运动,他在第 1s 内、第
7、2s 内、第 3s 内、第 4s 内通过的位移分别为 1m、2m、3m、4m,则 ( )A.他在 4s 末的瞬时速度为 4m/sB.他在第 2s 内的平均速度为 1.5m/sC.他在 4s 内的平均速度为 2.5m/sD.他在 1s 末的瞬时速度为 1m/s4例 2人教版必修 1 改编光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1-2 甲所示, a、 b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从 a、 b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间 .图乙中 MN 是水平桌面, Q 是木板与桌面的接触点,1 和 2 是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时
8、器没有画出 .让滑块 d 从木板上某处滑下,光电门 1、2 各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 2.510-2s 和1.010-2s,小滑块 d 的宽度为 0.25cm,可测出滑块通过光电门 1 的速度 v1= m/s,滑块通过光电门 2 的速度 v2= m/s. 图 1-2要点总结“极限法”求瞬时速度(1)由平均速度公式 v= 可知,当 x、 t 都非常小,趋于极限时,平均速度就可认为是某 x t一时刻或某一位置的瞬时速度 .(2)极限法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续单调变化(单调增大或单调减小)的情况 .考点三 加速度1.速度、速度变化量和加速度的对比比较项目速度 速度变化量 加
9、速度物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量,是状态量描述物体速度改变的物理量,是过程量描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量定义式 v= x t v=v-v0 a= = v tv-v0t决定因素v 的大小由v0、 a、 t 决定由 a 与 t 决定( v=a t)由 F、 m 决定( a 不是由v、 t、 v0决定的)方向 与位移同向,即 由 a 的方向决定 与 v 的方向一致,由 F 的方向5物体运动的方向 决定,与 v0、 v 的方向无关2.两个公式的说明a= 是加速度的定义式,加速度的决定式是 a= ,即加速度的大小由物体受到的合力 F 和物 v t Fm体的质量 m 共同决定,加
10、速度的方向由合力的方向决定 .考向一 加速度的理解例 3人教版必修 1 改编如图 1-3 所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是 v1,经过一小段时间之后,速度变为 v2, v 表示速度的变化量 .由图中所示信息可知 ( )图 1-3A.汽车在做加速直线运动 B.汽车的加速度方向与 v1的方向相同C.汽车的加速度方向与 v1的方向相反 D.汽车的加速度方向与 v 的方向相反考向二 加速度与速度的关系例 4 一个质点做速度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
11、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,位移将不再增大D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值考向三 加速度的计算例 5(多选)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度大小为 4m/s,1s 后速度的大小变为10m/s,在这 1s 内该物体的 ( )A.加速度可能为 6m/s2,方向与初速度的方向相同B.加速度可能为 6m/s2,方向与初速度的方向相反C.加速度可能为 14m/s2,方向与初速度的方向相同D.加速度可能为 14m/s2,方向与初速度的方向相反要点总结6考点四 匀速直线运动规律的应用匀速直线运动是最基本、最简单的运动形式,应用广泛 .例如:声
12、、光的传播都可以看成匀速直线运动 .下面是几个应用实例 .实例 图示 说明计算声音传播时间声波通过云层反射,视为匀速直线运动计算子弹速度或曝光时间子弹穿过苹果照片中,子弹模糊部分的长度即为曝光时间内子弹的位移雷达测速通过发射两次(并接收两次)超声波脉冲测定汽车的速度由曝光位移求高度曝光时间内下落石子的运动视为匀速运动图 1-4例 6鲁科版必修 1 改编如图 1-4 所示是高速摄影机拍摄的子弹头射过一张普通的扑克牌的照片 .已知子弹头的平均速度是 900m/s,则子弹头穿过扑克牌的时间约为( )A.8.410-3s B.8.410-4sC.8.410-5s D.8.410-6s7变式题如图 1-
13、5 所示为一种常见的身高体重测量仪 .测量仪顶部向下发射波速为 v 的超声波,超声波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔 .质量为 M0的测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比 .当测重台没有站人时,测量仪记录的时间间隔为 t0,输出电压为 U0,某同学站上测重台,测量仪记录的时间间隔为 t,输出电压为 U,则该同学的身高和质量分别为 ( )图 1-5A.v(t0-t)和 UM0U0B. 和 Uv(t0-t)2 M0U0C.v(t0-t)和 (U-U0)M0U0D. 和 (U-U0)v(t0-t)2 M0U0建模点拨在涉及匀速直线运动的问题中,无论是求解距离、时间、速度中的哪个,其核心方程都只有一个: x=vt,知道该方程中任意两个量即可求第三个量 .解答此类问题的关键是在以下两个方面:其一,空间物理图景的建立;其二,匀速直线运动模型的建立 .8
