（北京專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題一 質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動課件.ppt

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1、考點(diǎn)一基本概念與規(guī)律 考向基礎(chǔ) 一、質(zhì)點(diǎn) 1.質(zhì)點(diǎn)的概念:在某些情況下,可忽略物體的形狀和大小,把物體簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn),這樣的點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)。 2.物體可視為質(zhì)點(diǎn)的條件 (1)當(dāng)物體上各部分的運(yùn)動情況相同時,物體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動情況都能反映物體的運(yùn)動,物體可看成質(zhì)點(diǎn)。 (2)物體的大小、形狀對所研究的問題無影響,或可以忽略不計時,可看成質(zhì)點(diǎn)。,考點(diǎn)清單,時間:前后兩時刻之差。在表示時間的數(shù)軸上,時間用線段表示,例如,前幾秒內(nèi)、第幾秒內(nèi)。 五、位移 1.表示物體位置的變化,可用初位置到末位置的有向線段 表示,是矢量。 2.大小:小于或等于路程。 六、速度 1.物理意義:表示物體位置變化的快慢

2、。 2.分類 (1)平均速度:=,方向與位移方向相同。,(2)瞬時速度:當(dāng)t0時,v=,方向?yàn)槟且粫r刻的運(yùn)動方向 。 3.速度與速率的區(qū)別和聯(lián)系 (1)速度是矢量,而速率是標(biāo)量; (2)平均速度=,平均速率=; (3)瞬時速度的大小通常叫速率。 七、加速度 1.物理意義:表示物體速度變化的快慢。,2.定義式:a=(速度的變化率),單位m/s2,是矢量。 3.方向:與速度變化的方向相同,與速度的方向關(guān)系不確定。 4.v-t圖像中圖線的斜率表示加速度。 八、勻變速直線運(yùn)動 1.定義:沿著一條直線,且加速度不變的運(yùn)動,叫做勻變速直線運(yùn) 動。 2.勻加速直線運(yùn)動和勻減速直線運(yùn)動 在勻變速直線運(yùn)動中,如

3、果物體的速度隨時間均勻增加,這個運(yùn) 動叫做勻加速直線運(yùn)動;如果物體的速度隨著時間均勻減小,這 個運(yùn)動叫做勻減速直線運(yùn)動。,九、勻變速直線運(yùn)動中的基本公式 1.v=v0+at 2.x=v0t+at2 3.== 4.2ax=v2-,注意公式為矢量式。,十、自由落體運(yùn)動 1.自由落體運(yùn)動的定義及特點(diǎn) (1)定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動。 (2)特點(diǎn):初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動。 物體下落的快慢與重力大小無關(guān)。 2.物體做自由落體運(yùn)動的條件:初速度為零;僅受重力。 3.自由落體加速度(重力加速度g) (1)定義:在同一地點(diǎn),一切物體在自由落體運(yùn)動中的加速度都相同 ,這個加速

4、度叫做自由落體加速度,也叫重力加速度,通常用g表示。 (2)數(shù)值:在地球上不同的地方g大小一般不同,且隨高度增大而減小,,隨緯度增大而增大,在通常的計算中,g取9.8 m/s2,粗略 計算時g取10 m/s2。,十一、豎直上拋運(yùn)動 1.豎直上拋運(yùn)動的條件:物體只受重力,初速度豎直向上 。 2.運(yùn)動性質(zhì):豎直方向的勻減速直線運(yùn)動。它的加速度為重力加 速度g(g=9.8 m/s2),方向豎直向下。 3.豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律 選定豎直向上的初速度方向?yàn)檎较?那么,加速度g應(yīng)為負(fù)值。 (1)速度公式:vt=v0-gt,(2)位移公式:h=v0t-gt2 (3)速度位移公式:=-2gh,考向突破 考向一

5、對加速度的正確理解與計算 1.加速度a=,描述速度變化的快慢,也稱速度的變化率,a和v的方向 相同。 2.v、v、a三者的大小無必然聯(lián)系。v大,a不一定大,更不能認(rèn)為a減小,v就減小;v大,a也不一定大;v的方向決定了物體的運(yùn)動方向,a與v的方向關(guān)系決定了物體是加速還是減速。,3.常見典型情況可總結(jié)如下(以v0的方向?yàn)檎较? (1)a與v0同向 (2)a與v0反向,4.勻變速直線運(yùn)動中加速度的計算公式 (1)a=; (2)a=; (3)a=。,例1下列關(guān)于加速度的說法中正確的是() A.速度越大,加速度一定越大 B.速度為零,加速度一定為零 C.速度變化越快,加速度一定越大 D.速度變化越大

6、,加速度一定越大,解析加速度是描述速度變化快慢的物理量,由加速度的定義式a= 知,速度變化越快,加速度一定越大,速度變化越大,加速度不一定越大,加速度的大小與物體的運(yùn)動速度沒有必然聯(lián)系,所以本題只有C選項(xiàng)正確。,答案C,例2如圖所示,汽車向右沿直線運(yùn)動,原來的速度是v1,經(jīng)過一小段時間之后,速度變?yōu)関2,v表示速度的變化量。由圖中所示信息可知() A.汽車在做加速直線運(yùn)動 B.汽車的加速度方向與v1的方向相同 C.汽車的加速度方向與v1的方向相反 D.汽車的加速度方向與v的方向相反,解析據(jù)加速度的定義式a=,a的方向與v方向相同。由圖知,v與v1 反向且與v2反向,汽車做減速運(yùn)動,C正確。,答

7、案C,考向二勻變速直線運(yùn)動的常用方法,例3物體做勻加速直線運(yùn)動,相繼經(jīng)過兩段距離為16 m的路程,第一段用時4 s,第二段用時2 s,則物體的加速度是() A. m/s2B. m/s2 C. m/s2D. m/s2,解析根據(jù)題意,物體做勻加速直線運(yùn)動,t時間內(nèi)的平均速度等于時 刻的瞬時速度,在第一段路程內(nèi)中間時刻的瞬時速度v1== m/s=4 m/ s,在第二段路程內(nèi)中間時刻的瞬時速度v2== m/s=8 m/s,則物體的加 速度a== m/s2= m/s2,故選項(xiàng)B正確。,答案C,考向三自由落體運(yùn)動與豎直上拋運(yùn)動 1.自由落體運(yùn)動公式 (1)速度公式vt=gt。 (2)位移公式h=gt2。

8、(3)速度與位移的關(guān)系式2gh=。,說明凡是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的規(guī)律,自由落體運(yùn)動公式都適用。 2.伽利略研究自由落體運(yùn)動的方法 (1)假設(shè):運(yùn)動的速度與時間是正比關(guān)系。 (2)推論:如果速度與時間成正比,那么位移與時間的平方成正比。 (3)用小角度的光滑斜面來延長物體的下滑時間,再通過不同角度進(jìn)行合理的外推來得出結(jié)論。,3.豎直上拋運(yùn)動的幾個特點(diǎn) (1)物體上升到最高點(diǎn)時的特點(diǎn)是vt=0。物體上升的最大高度H滿足:H=。,(2)時間對稱在“上升階段”和“下落階段”中物體通過同一段大小相等、方向相反的位移所經(jīng)歷的時間相等。 上升到最大高度所需要的時間滿足:t=。 物體返回拋出點(diǎn)所用的時

9、間:T=。 (3)速率對稱在“上升階段”和“下落階段”中物體通過同一位置時的速率大小相等,物體返回拋出點(diǎn)時的速度:vt=-v0。,例4在奧運(yùn)會上,一跳水運(yùn)動員從離水面10 m高的平臺上向上躍起,舉起雙臂直立離開臺面,此時其重心位于從手到腳全長的中點(diǎn),躍起后重心升高0.45 m到達(dá)最高點(diǎn),落水時身體直立,手先入水(此過程中運(yùn)動員水平方向的運(yùn)動忽略不計),從離開跳臺到手觸水面,可用來完成空中動作的時間是多少?(計算時,可以把運(yùn)動員看成一個質(zhì)點(diǎn),取g=10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),解析根據(jù)題意畫出草圖如圖所示,運(yùn)動員從平臺躍起到雙手接觸水面,其重心的高度變化為 h=10 m 設(shè)運(yùn)動員躍起的

10、初速度為v0,則 -=-2gH 故v0== m/s=3 m/s 法一:將整個過程分為上升和下降兩個階段考慮,則,上升的時間為 t1== s=0.3 s 設(shè)運(yùn)動員從最高點(diǎn)到手接觸水面所用的時間為t2,則 H+h=g 故t2== s=1.4 s 可用來在空中完成動作的時間為 t=t1+t2=1.7 s 法二:運(yùn)動員的整個運(yùn)動過程為豎直上拋運(yùn)動,設(shè)總時間為t,由于運(yùn)動員入水時位于躍起位置下方10 m處,故整個過程的位移為 -h=v0t-gt2,代入數(shù)據(jù)整理,得 5t2-3t-10=0 解得t= s=1.7 s(另一根已舍去),答案1.7 s,考點(diǎn)二運(yùn)動的圖像 考向基礎(chǔ) 直線運(yùn)動的圖像 1.x-t圖像

11、的意義 x-t圖像表示運(yùn)動的位移隨時間的變化規(guī)律。 2.x-t圖像的理解 (1)x-t圖像不是物體實(shí)際運(yùn)動的軌跡。 (2)從x-t圖像上判斷物體的運(yùn)動性質(zhì) a.圖線平行于時間軸,表示物體靜止; b.圖線是傾斜直線,表示物體做勻速直線運(yùn)動; c.圖線是曲線,表示物體做變速直線運(yùn)動。,(3)x-t圖像的斜率表示物體的速度,勻速直線運(yùn)動的x-t圖像是一條傾斜直線。斜率不變,速度的大小在數(shù)值上等于圖線斜率的絕對值,即v=,如圖所示。 (4)x-t圖像的交點(diǎn):如果兩物體在同一直線上運(yùn)動,其x-t圖像的交點(diǎn)表示兩物體相遇。,3.直線運(yùn)動的v-t圖像 (1)勻速直線運(yùn)動的v-t圖像 a.勻速直線運(yùn)動的v-t

12、圖線是與橫軸平行的直線。 b.從圖像上不僅可以求出速度的大小,而且可以求出位移大小(圖中陰影部分的面積,如圖)。,體做減速運(yùn)動。,考向突破 考向x-t圖像和v-t圖像,解析v-t圖線的斜率的絕對值反映加速度的大小,B對。v-t圖線與橫軸所圍面積反映位移大小,則x甲x乙,由=可知,A、C、D 錯。,答案B,考點(diǎn)三追及、相遇問題 考向基礎(chǔ) 兩種追及問題 1.初速度小者追初速度大者,2.初速度大者追初速度小者,考向突破 考向追及、相遇問題 1.追及、相遇問題中的一個條件和兩個關(guān)系 (1)一個條件:兩者速度相等,它往往是物體間能夠追上、追不上或兩者間的距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點(diǎn)。

13、(2)兩個關(guān)系:即時間關(guān)系和位移關(guān)系,這兩個關(guān)系可通過畫運(yùn)動示意圖得到。 2.追及、相遇問題常見的情況 假設(shè)物體A追物體B,開始時兩個物體相距x0,有三種常見情況: (1)A追上B時,必有xA-xB=x0,且vAvB。 (2)要使兩物體恰好不相撞,兩物體同時到達(dá)同一位置時速度相同,必有,xA-xB=x0,vA=vB。 (3)若使兩物體保證不相撞,則要求當(dāng)vA=vB時,xA-xB

14、求: (1)汽車追上自行車之前,兩者間的最大距離; (2)汽車啟動后追上自行車所需的時間。,答案(1)6.0 m(2)4.0 s,方法技巧 方法1直接運(yùn)用基本公式 勻變速直線運(yùn)動有三個基本公式:速度公式vt=v0+at,位移公式x=v0t+at2,速度位移公式-=2ax。這三個關(guān)系式均是矢量表達(dá)式,使用時應(yīng)注意方向性,一般選初速度v0的方向?yàn)檎较?與正方向相同者視為正,與正方向相反者視為負(fù)。選用公式時應(yīng)注意每個公式的特點(diǎn),例如速度公式不涉及位移,位移公式不涉及末速度,速度位移公式不涉及時間,在解題時應(yīng)盡量選用未知量少的公式,以便簡化解題的過程。,例1一物體做勻變速直線運(yùn)動,初速度v0=20

15、m/s,加速度大小為5 m/s2,方向與初速度方向相反,求: (1)物體經(jīng)多少時間回到出發(fā)點(diǎn); (2)由開始運(yùn)動算起,求6 s末物體的速度。,解析(1)以初速度方向?yàn)檎较?則加速度a=-5 m/s2,物體回到出發(fā)點(diǎn),則位移為零,將數(shù)據(jù)代入位移公式x=v0t+at2,可得到t=8 s。 (2)將數(shù)據(jù)代入速度公式vt=v0+at可得vt=-10 m/s,6 s末速度方向和初速度方向相反。,答案見解析,方法2利用兩個推論,推論1:==(v0+vt)=,即勻變速直線運(yùn)動中間時刻的瞬時速度等于這 段時間內(nèi)的平均速度。,推論2:x=aT2,即勻變速直線運(yùn)動過程中,每經(jīng)過相同時間物體的位移均遞增(或遞減)

16、相同的數(shù)值,這個數(shù)值就是x,并且都等于aT2(這就是遞增原理)。,注意以上兩個公式僅適用于勻變速直線運(yùn)動;公式中的T是指每段相等的時間間隔。,例2一個做勻加速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),在連續(xù)相等的兩個時間間隔內(nèi),通過的位移分別是24 m和64 m,每一個時間間隔為4 s。求質(zhì)點(diǎn)的加速度大小和兩段時間中間時刻的速度大小。,解析由x=aT2可得a=2.5 m/s2,由==可得=11 m/s。,答案2.5 m/s211 m/s,例3某動車組列車以平均速度v從甲地到乙地的時間為t。若該列車以速度v0從甲地勻速前進(jìn),途中經(jīng)緊急剎車停車后又立即勻加速到v0,并以此速度繼續(xù)勻速前進(jìn)。從開始剎車至加速到v0所用時間為t

17、0,列車剎車過程與加速過程的加速度大小相同,若要列車仍在時間t內(nèi)到達(dá)乙地,則該動車組勻速運(yùn)動的速度v0應(yīng)為() A.B.C.D.,解析列車以速度v0減速至零及再加速至v0的兩個過程,加速度大小相同,故均為勻變速運(yùn)動,由平均速度公式得兩過程的平均速度大小都為 =v0,由vt=v0(t-t0)+v0t0解得v0=。選項(xiàng)A正確。,答案A,例4一石塊從樓房陽臺邊緣向下做自由落體運(yùn)動到達(dá)地面,把它在空中運(yùn)動的時間分為相等的三段,如果它在第一段時間內(nèi)的位移是1.2 m,那么它在第三段時間內(nèi)的位移是() A.1.2 mB.3.6 mC.6.0 mD.10.8 m,解析做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的物體,從靜

18、止開始在相等時間內(nèi)位移之比為1357(2n-1),由此可知x1x2x3=135即x1x3=15=1.2 mx3,所以x3=6.0 m,故選C。,答案C,例5一列火車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,一個人站在第1節(jié)車廂前端的站臺前觀察,第1節(jié)車廂通過他歷時2 s,全部車廂通過他歷時8 s,忽略車廂之間的距離,車廂長度相等,求: (1)這列火車共有多少節(jié)車廂? (2)第9節(jié)車廂通過他所用的時間為多少?,解析(1)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的物體,連續(xù)通過相等位移所用時間之比為1(-1)(-)(-) == 所以=,n=16,故這列火車共有16節(jié)車廂。 (2)設(shè)第9節(jié)車廂通過他所用時間為t9,則= t9

19、=(-)t1=(6-4)s。,答案見解析,方法4逆向思維 逆向思維就是有意識地從習(xí)慣思維的反方向研究問題。在直線運(yùn)動中可把運(yùn)動過程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”來反向研究問題,如物體做加速運(yùn)動看成反向的減速運(yùn)動,物體做減速運(yùn)動看成反向加速運(yùn)動處理。該方法一般用在末狀態(tài)已知的情況,若采用逆向思維方法,往往能收到事半功倍的效果。 在處理末速度為零的勻減速直線運(yùn)動時,可以采用逆向思維的方法,將該運(yùn)動看做加速度大小相等的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,則相應(yīng)的位移、速度公式以及在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之比、連續(xù)相等位移內(nèi)的時間之比等結(jié)論,均可使用,采用這種方法十分簡捷,尤其在解選擇題,或填空題時。,例6一顆子彈垂直

20、穿過三塊緊靠在一起的木板后,速度剛好為零,設(shè)子彈在木板中所受阻力不變,若三塊木板厚度相同,則穿過三塊木板的時間之比為()。 A.123B.1 C.135D.(-)(-1)1,解析該題直接用勻減速運(yùn)動的規(guī)律求解不夠簡捷。若采用逆向思維,即將子彈末速度為零的勻減速直線運(yùn)動看成初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,這樣能方便地利用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動中連續(xù)相等位移內(nèi)的時間之比的結(jié)論,得出答案為(-)(-1)1,使題目得到快速 解答,本題選D。,答案D,方法5巧取參考系 運(yùn)動都是相對于某一參考系而言的,同一運(yùn)動相對于不同的參考系,會有不同的結(jié)果。比如,一輛勻速運(yùn)動的汽車,相對等速同向運(yùn)動的汽車與相對速度比

21、它大的同向運(yùn)動汽車,分別是靜止和向后運(yùn)動。研究地面上物體的運(yùn)動,常以地面為參考系,有時為了研究的方便,也可以巧妙地選用其他物體做參考系(如兩車的追及問題、同時開始的自由落體問題等),從而簡化求解過程。參考系選取的一般原則是:使研究對象的運(yùn)動盡量變得簡單。,例7某人在河中劃船逆流航行,經(jīng)過A地時草帽落入水中,經(jīng)過十分鐘后他才發(fā)覺并立即掉頭追趕,在A點(diǎn)下游3 600米處追到。設(shè)船相對于水的速率不變,求水流的速度多大?,解析以草帽為參考系,草帽隨水漂流,和水有相同的速度,因此船相對于草帽的速率是不變的。又因?yàn)榇鄬τ诓菝蓖稻嚯x相同,所以小船從A處逆水而上的時間和它順?biāo)碌淖凡菝钡臅r間相等,為十分鐘。在20分鐘內(nèi),草帽順?biāo)鞯奈灰茷? 600米,所以水流的速度為v=s/t=3 m/s。,答案3 m/s,