2019年高考物理備考 中等生百日捷進(jìn)提升系列 專題01 質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)（含解析）.docx
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專題01 質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng) 第一部分名師綜述 本專題中的基礎(chǔ)知識(shí)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律較多，是學(xué)好后面知識(shí)的重要依據(jù)；從考綱要求中可以看出需要我們理解質(zhì)點(diǎn)、時(shí)間間隔、時(shí)刻、參考系、速度、加速度等基本概念，理解相關(guān)知識(shí)間的聯(lián)系和區(qū)別，這些知識(shí)點(diǎn)一般不會(huì)單獨(dú)出題，但這是解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基礎(chǔ)。要掌握幾種常見的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和規(guī)律的一些推論，并能應(yīng)用它們解決實(shí)際問題，同時(shí)要掌握追及、相遇問題的處理方法。這些知識(shí)可以單獨(dú)命題，但更多是與牛頓運(yùn)動(dòng)定律或帶電粒子的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合命制綜合的題目。圖象問題一直是高考的熱點(diǎn)，本章中位移圖象和速度圖象一定要認(rèn)真掌握，并能用來分析物體的運(yùn)動(dòng)。自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)在考綱中雖沒有單獨(dú)列出但仍有可能作為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例進(jìn)行考查。 第二部分知識(shí)背一背 一、質(zhì)點(diǎn)、位移和路程、參考系 1.質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型；現(xiàn)實(shí)中是不存在的，切記能否看做質(zhì)點(diǎn)與研究物體的體積大小，質(zhì)量多少無關(guān)。 2.位移和路程一般情況下，位移大小不等于路程，只有物體作單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)位移大小才等于路程。在題目中找一個(gè)物體的位移時(shí)，需要首先確定物體的始末位置，然后用帶箭頭的直線由初始位置指向末位置 3.參考系參考系具有：假定不動(dòng)性，任意性，差異性。需要注意：運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。 二、平均速度、瞬時(shí)速度 1.平均速度平均速度是粗略描述作直線運(yùn)動(dòng)的物體在某一段時(shí)間（或位移）里運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，它等于物體通過的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，其方向與位移方向相同；而公式僅適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。值得注意的是，平均速度的大小不叫平均速率。平均速度是位移和時(shí)間的比值，而平均速率是路程和時(shí)間的比值。 2.瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度精確地描述運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻或某一位置的運(yùn)動(dòng)快慢，即時(shí)速度的大小叫即時(shí)速率，簡(jiǎn)稱速率。 三、加速度：應(yīng)用中要注意它與速度的關(guān)系，加速度與速度的大小、方向，速度變化量的大小沒有任何關(guān)系，加速度的方向跟速度變化量的方向一致。 四、自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng) 自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是物理學(xué)中的理想化運(yùn)動(dòng)，只有滿足一定的條件才能把實(shí)際的落體運(yùn)動(dòng)看成是自由落體運(yùn)動(dòng)，第一、物體只受重力作用，如果還受空氣阻力作用，那么空氣阻力與重力比可以忽略不計(jì)，第二、物體必須從靜止開始下落，即初速度為零。 重力加速度g的方向總是豎直向下的。在同一地區(qū)的同一高度，任何物體的重力加速度都是相同的。重力加速度的數(shù)值隨海拔高度增大而減小，隨著維度的增大而增大 豎直上拋運(yùn)動(dòng)還可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向的不同，分為上升階段的勻減速直線運(yùn)動(dòng)和下降階段的自由落體運(yùn)動(dòng)。其實(shí)豎直上拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)互為逆運(yùn)動(dòng)，具有對(duì)稱性，這一規(guī)律可以方便我們解題 五、運(yùn)動(dòng)圖象 ①位移圖象：縱軸表示位移x，橫軸表示時(shí)間t；圖線的斜率表示運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度。 ②速度圖象：縱軸表示速度v，橫軸表示時(shí)間t；圖線的斜率表示運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的加速度；圖線與之對(duì)應(yīng)的時(shí)間線所包圍的面積表示位移大??；時(shí)間軸上方的面積表示正向位移，下方的面積表示負(fù)向位移，它們的代數(shù)和表示總位移。 六、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是使用的交流電，并且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)工具 第三部分技能+方法 一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1.解題思路分析 （1）要養(yǎng)成畫物體運(yùn)動(dòng)示意圖，或者x-t圖象與v-t圖象的習(xí)慣，特別是比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，畫出示意圖或者運(yùn)動(dòng)圖像可使運(yùn)動(dòng)過程直觀化，物理過程清晰，便于研究， （2）要注意分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程，搞清楚整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)換可以分為哪幾個(gè)階段，各個(gè)階段遵循什么規(guī)律，各個(gè)階段又存在哪些聯(lián)系 （3）對(duì)于連續(xù)物體的運(yùn)動(dòng)問題，如水滴的持續(xù)自由下落可當(dāng)做一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)來處理，通過等效轉(zhuǎn)化的思想來簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)過程 2.常用解題方法 由于運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式較多，并且各公式之間又相互聯(lián)系，所以常常會(huì)出現(xiàn)一些題目可一題多解，因此在解題時(shí)需要思路開闊，聯(lián)想比較，篩選出最為便捷的解題方案，從而簡(jiǎn)化解題過程。 常用方法 規(guī)律特點(diǎn) 基本公式法 速度公式，位移公式和位移速度公式都是矢量式，使用時(shí)一定要注意方向性，五個(gè)物理量，、a、x、t只要知道任意三個(gè)量就可以求出另外兩個(gè)物理量 平均速度與中間時(shí)刻速度法 平均速度的定義式。此公式對(duì)任何性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都適合；公式，此公式只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng) 比例法 對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，可利用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的重要比例關(guān)求解 逆向思維法 把運(yùn)動(dòng)過程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”的反向研究問題的方法，一般用于末態(tài)已知的情況 巧用推論 對(duì)于一般的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題，若出現(xiàn)相等時(shí)間間隔的位移時(shí)，優(yōu)先考慮用求解 圖像法 應(yīng)用v-t圖像，可把比較復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，尤其是用圖像定性分析時(shí)，可避開繁雜計(jì)算，快速找到答案 巧選參考系法 為了求解簡(jiǎn)潔，有時(shí)需要靈活轉(zhuǎn)換參考系，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方法簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)過程 3.推導(dǎo)公式： （1）中間時(shí)刻速度為，中間位置的速度為 （2）由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中，即時(shí)，將時(shí)間等分，在相同的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移比為： （3）做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在相同的時(shí)間內(nèi)走過的位移差是一個(gè)定值，即 為恒量，此式對(duì)于或者均成立，是判定物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的依據(jù)之一，其中T為時(shí)間間隔。 （4）從靜止開始連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為， 二、運(yùn)動(dòng)圖像 1.位移－時(shí)間圖象 物體運(yùn)動(dòng)的x-t圖象表示物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。與物體運(yùn)動(dòng)的軌跡無任何直接關(guān)系，圖中a、b、c三條直線都是勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象?？v軸截距表示t=0時(shí)a在b前方處；橫軸截距表示c比b晚出發(fā)時(shí)間；斜率表示運(yùn)動(dòng)速度；交點(diǎn)P可反映t時(shí)刻c追及b。 2.速度—時(shí)間圖象 物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象表示物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，與物體運(yùn)動(dòng)的軌跡也無任何直接關(guān)系。 圖中a、b、c、d四條直線對(duì)應(yīng)的v-t關(guān)系式分別為 直線a是勻速運(yùn)動(dòng)的速度圖象，其余都是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象，縱軸截距表示b、d的初速度，橫軸截距表示勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度等于零需要的時(shí)間，斜率表示運(yùn)動(dòng)的加速度，斜率為負(fù)者（如d）對(duì)應(yīng)于勻減速直線運(yùn)動(dòng)。圖線下邊覆蓋的面積表示運(yùn)動(dòng)的位移。兩圖線的交點(diǎn)P可反映在時(shí)刻t兩個(gè)運(yùn)動(dòng)（c和d）有相同的速度。 3. s－t圖象與v－t圖象的比較 圖中和下表是形狀一樣的圖線在s—t圖象與v—t圖象中的比較。 x—t圖 v—t圖 1.表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)（斜率表示速度v） 1.表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)（斜率表示加速度a） 2.表示物體靜止 2. 表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) 3.表示物體靜止 3. 表示物體靜止 4.表示物體向反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；初位移為x0 4. 表示物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；初速度為v0 5.交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三個(gè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)相遇時(shí)的位移 5. 交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示三個(gè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的共同速度 6. t1時(shí)間內(nèi)物體位移為x1 6. t1時(shí)刻物體速度為v1（圖中陰影部分面積表示質(zhì)點(diǎn)在0～t1時(shí)間內(nèi)的位移） 三、追及和相遇問題的求解方法 1.基本思路：兩物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)，往往涉及追擊、相遇或避免碰撞問題，解答此類問題的關(guān)鍵條件是：兩物體能否同時(shí)到達(dá)空間某位置，基本思路是： （1）分別對(duì)兩物體研究； （2）畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖； （3）列出位移方程； （4）找出時(shí)間關(guān)系、速度關(guān)系、位移關(guān)系； （5）解出結(jié)果，必要時(shí)進(jìn)行討論。 2.追擊問題：追和被追的兩物體的速度相等（同向運(yùn)動(dòng)）是能否追上及兩者距離有極值的臨界條件。 第一類：速度大者減速（如勻減速直線運(yùn)動(dòng)）追速度小者（如勻速運(yùn)動(dòng)）： （1）當(dāng)兩者速度相等時(shí)，若追者位移仍小于被追者位移，則永遠(yuǎn)追不上，此時(shí)兩者間有最小距離。 （2）若兩者位移相等，且兩者速度相等時(shí)，則恰能追上，也是兩者避免碰撞的臨界條件。 （3）若兩者位移相等時(shí)，追者速度仍大于被追者的速度，則被追者還有一次追上追者的機(jī)會(huì)，其間速度相等時(shí)兩者間距離有一個(gè)較大值。 第二類：速度小者加速（如初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)）追速度大者（如勻速運(yùn)動(dòng)）： （1）當(dāng)兩者速度相等時(shí)有最大距離。 （2）若兩者位移相等時(shí)，則追上。 3.相遇問題 （1）同向運(yùn)動(dòng)的兩物體追上即相遇。 （2）相向運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時(shí)兩物體的距離時(shí)即相遇。 第四部分基礎(chǔ)練+測(cè) 一、單選題 1．A、B兩物體從同一位置向同一方向同時(shí)運(yùn)動(dòng)，甲圖是A物體的位移時(shí)間圖像，乙圖是B物體的速度時(shí)間圖像，根據(jù)圖像，下列說法正確的是 A．運(yùn)動(dòng)過程中，A、B兩物體相遇一次 B．運(yùn)動(dòng)過程中，A、B兩物體相遇兩次 C．A、B兩物體最遠(yuǎn)距離是20m D．6秒內(nèi)，A物體的平均速度是B物體的平均速度的兩倍 【答案】A 【解析】 【詳解】 AB、由圖甲知，A物體在前2s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，2-4s靜止，4-6s又勻速返回出發(fā)點(diǎn)，總位移為零；B物體前2s做速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，位移是12210m=10m，2-4s勻速運(yùn)動(dòng)，位移是210m=20m，4-6s勻減速運(yùn)動(dòng)，位移是12210m=10m，總位移是40m，所以運(yùn)動(dòng)過程中，只是在A物體返回時(shí)，與B物體相遇一次，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤； C、由以上分析知6s時(shí)兩物體相距最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離是40m，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤； D、A在6s內(nèi)平均速度是零，B在6s內(nèi)平均速率是406m/s=203m/s，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤； 說法正確的是選選項(xiàng)A。 2．質(zhì)量為m的物體在水平恒定外力F作用下沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去外力，已知物體的v－t圖象如圖所示，則下列說法正確的有 A．水平拉力大小是物體所受摩擦力大小的2倍 B．在物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中， F的沖量大小大于摩擦力的沖量大小 C．在物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中， F做的功大于克服摩擦力做的功 D．物體在加速段的平均速度等于減速段的平均速度 【答案】D 【解析】 【詳解】 由v-t圖象知物體在加速過程的加速度大小為a1=v0t0，在減速過程的加速度大小為a2=v02t0；對(duì)于勻減速運(yùn)動(dòng)過程，由牛頓第二定律知物體所受摩擦力大小為 f=ma2=mv02t0；在勻加速過程中，由牛頓第二定律有 F-f=ma1，即水平拉力大小為F=3mv02t0，是物體所受摩擦力大小的3倍，故A錯(cuò)誤；對(duì)整個(gè)過程，由動(dòng)量定理：IF-If=0，則在物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中， F的沖量大小等于摩擦力的沖量大小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)整個(gè)過程，由動(dòng)能定理：WF-Wf=0，則在物體運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，F(xiàn)做的功等于克服摩擦力做的功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由v-t圖象知物體在加速段的平均速度和在減速段的平均速度均為v02，故D正確；故選D. 3．將一小球豎直向上拋出，取向上為正方向．設(shè)小球在拋出點(diǎn)的重力勢(shì)能為零，小球所受空氣阻力大小恒定．則上升過程中，小球的加速度a、速度v、機(jī)械能E、動(dòng)能Ek與小球離拋出點(diǎn)高度h的關(guān)系錯(cuò)誤的是( ) A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 【詳解】 根據(jù)牛頓第二定律，則-mg-f=ma，解得a=-mg+fm，則選項(xiàng)A正確；根據(jù)v2=v02-2gh可知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)能量關(guān)系：E=E0-fh可知，選項(xiàng)C正確；根據(jù)動(dòng)能定理：Ek=Ek0-mgh-fh可知，選項(xiàng)D正確；此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選B. 4．在學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后，小華用一根長50cm的輕繩拴住兩個(gè)小球，手持上面一個(gè)小球，從四樓陽臺(tái)由靜止釋放小球，兩小球落地時(shí)間間隔為△t1，然后他又上到五樓陽臺(tái)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，兩小球落地時(shí)間間隔為△t2，不計(jì)空氣阻力，關(guān)于小球落地的時(shí)間間隔正確的是 A．△t1<△t2 B．△t1=△t2 C．△t1>△t2 D．無法確定 【答案】C 【解析】 【分析】 根據(jù)題中“長50cm的輕繩拴住兩個(gè)小球…從四樓陽臺(tái)由靜止釋放…又上到五樓陽臺(tái)重復(fù)實(shí)驗(yàn)…球落地的時(shí)間間隔”可知，本題考察自由落體運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用自由落體的公式、位移時(shí)間關(guān)系等知識(shí)分析推斷。 【詳解】 下方小球落地后，上方小球接下來的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，據(jù)位移時(shí)間公式可得，l=vΔt+12g(Δt)2。從四樓陽臺(tái)由靜止釋放小球與從五樓陽臺(tái)由靜止釋放小球相比，由v2=2gh，可知下方小球到達(dá)地面時(shí)的速度v1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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