運動和力專題

1、第第1 1課時直線運動與曲線運動課時直線運動與曲線運動運動學是中學物理的基礎和主要內容之一，也運動學是中學物理的基礎和主要內容之一，也是歷屆高考的重點高考涉及到的知識主要包括參考是歷屆高考的重點高考涉及到的知識主要包括參考系、質點、位移、路程、速度、速率、平均速度、加系、質點、位移、路程、速度、速率、平均速度、加速度、勻速圓周運動的線速度、角速度和離心現(xiàn)象等速度、勻速圓周運動的線速度、角速度和離心現(xiàn)象等概念，勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、概念，勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動等各種運動遵循的規(guī)律以及對勻速圓周運動等各種運動遵循的規(guī)律以及對st圖、圖、vt圖的理解與

2、應用，運動的合成和分解的方法及其應圖的理解與應用，運動的合成和分解的方法及其應用并且運動學的考點很容易與動力學、動量與能量、用并且運動學的考點很容易與動力學、動量與能量、電學等知識點融為一體，必須給予足夠的重視電學等知識點融為一體，必須給予足夠的重視一、勻變速直線運動的重要關系式一、勻變速直線運動的重要關系式加速度加速度a不變的直線運動是勻變速直線運動，是中學不變的直線運動是勻變速直線運動，是中學階段主要研究的一種運動但勻變速直線運動的公階段主要研究的一種運動但勻變速直線運動的公式較多，不少同學感覺到不易記住其實只要弄清式較多，不少同學感覺到不易記住其實只要弄清各個公式的區(qū)別和聯(lián)系，記憶是不困

3、難的各個公式的區(qū)別和聯(lián)系，記憶是不困難的二、追及相遇問題的求解方法二、追及相遇問題的求解方法相遇問題分為追及相遇和相向相遇兩種情況，從時相遇問題分為追及相遇和相向相遇兩種情況，從時間和空間的角度來講，相遇是指同一時刻到達同一間和空間的角度來講，相遇是指同一時刻到達同一位置相遇的物體必然存在以下兩個關系：一是相位置相遇的物體必然存在以下兩個關系：一是相遇位置與各物體的初始位置之間存在一定的位移關遇位置與各物體的初始位置之間存在一定的位移關系若同地出發(fā)，相遇時位移相等為空間條件二系若同地出發(fā)，相遇時位移相等為空間條件二是相遇物體的運動時間也存在一定的關系若物體是相遇物體的運動時間也存在一定的關系若

4、物體同時出發(fā)，運動時間相等；若甲比乙早出發(fā)同時出發(fā)，運動時間相等；若甲比乙早出發(fā)t，則，則運動時間關系為運動時間關系為t甲甲t乙乙t.要使物體相遇就必須同要使物體相遇就必須同時滿足位移關系和運動時間關系求解此類問題的時滿足位移關系和運動時間關系求解此類問題的方法是：方法是：(1)分析各個物體的運動特點，形成清晰的運動分析各個物體的運動特點，形成清晰的運動情景情景(2)根據兩物體的運動性質列出位移方程，根據根據兩物體的運動性質列出位移方程，根據運動情景找出運動時間的關系和兩物體位移間運動情景找出運動時間的關系和兩物體位移間關系方程關系方程(3)挖掘隱含的臨界條件，特別是兩物體速度相挖掘隱含的臨界

5、條件，特別是兩物體速度相等時的物理意義等時的物理意義 (4)聯(lián)立方程求解聯(lián)立方程求解 三、平拋運動與類平拋運動的規(guī)律三、平拋運動與類平拋運動的規(guī)律以拋出點為坐標原點，初速度以拋出點為坐標原點，初速度v0方向為沿方向為沿x軸正軸正方向，力的方向為方向，力的方向為y軸正方向，建立如下圖所示軸正方向，建立如下圖所示的坐標系，在該坐標系中，對任一時刻的坐標系，在該坐標系中，對任一時刻t.一、直線運動問題一、直線運動問題例例1 已知已知O、A、B、C為同一直線上的四點，為同一直線上的四點，AB間的距離為間的距離為l1，BC間的距離為間的距離為l2，一物體自，一物體自O點點由靜止出發(fā)，沿此直線做勻加速運動

6、，依次經由靜止出發(fā)，沿此直線做勻加速運動，依次經過過A、B、C三點，已知物體通過三點，已知物體通過AB段與段與BC段所段所用的時間相等求用的時間相等求O與與A的距離的距離二、追趕和相遇問題二、追趕和相遇問題例例2 如圖所示，直線如圖所示，直線MN表示一條平直公路，甲、表示一條平直公路，甲、乙兩輛汽車原來停在乙兩輛汽車原來停在A、B兩點，兩點，A、B間的距離為間的距離為85 m，現(xiàn)甲車先開始向右做勻加速直線運動，加，現(xiàn)甲車先開始向右做勻加速直線運動，加速度速度a12.5 m/s2，甲車運動，甲車運動6.0 s時，乙車開始向時，乙車開始向右做勻加速度直線運動，加速度右做勻加速度直線運動，加速度a2

7、5.0 m/s2，求，求兩輛汽車相遇處距兩輛汽車相遇處距A處的距離處的距離小結與拓展小結與拓展追趕與相遇問題要注意把握三個物理追趕與相遇問題要注意把握三個物理特征其一，速度特征追及問題中追者速度大于特征其一，速度特征追及問題中追者速度大于被追者速度，兩者間距離不斷減?。蛔氛咚俣刃∮诒蛔氛咚俣?，兩者間距離不斷減小；追者速度小于被追者速度，兩者距離不斷增大；因此，追和被追被追者速度，兩者距離不斷增大；因此，追和被追的兩物體的速度相等的兩物體的速度相等(同向運動同向運動)是能否追上及兩者是能否追上及兩者距離有極值的臨界條件其二，位移特征兩物體距離有極值的臨界條件其二，位移特征兩物體相遇時，到達同一位

8、置，據此可找出兩物體位移關相遇時，到達同一位置，據此可找出兩物體位移關系的表達式其三，時間特征兩物體相遇時，根系的表達式其三，時間特征兩物體相遇時，根據是同一時刻到達同一位置，還是不同時刻到達同據是同一時刻到達同一位置，還是不同時刻到達同一位置，可找出兩物體時間關系的表達式此類問一位置，可找出兩物體時間關系的表達式此類問題往往有多種解法，根據勻變速直線運動規(guī)律，常題往往有多種解法，根據勻變速直線運動規(guī)律，常采用物理方法、數(shù)學方法、圖象法、參考系轉化法采用物理方法、數(shù)學方法、圖象法、參考系轉化法求解求解三、圖象應用問題三、圖象應用問題例例3 某人騎自行車在平直道路上行進，某人騎自行車在平直道路上

9、行進，圖中的實線記錄了自行車開始一圖中的實線記錄了自行車開始一段時間內的段時間內的vt圖象，某同學為圖象，某同學為了簡化計算，用虛線作近似處理，下列說法正確的是了簡化計算，用虛線作近似處理，下列說法正確的是( )A在在t1時刻，虛線反映的加速度比實際的大時刻，虛線反映的加速度比實際的大B在在0t1時間內，由虛線計算出的平均速度比實際時間內，由虛線計算出的平均速度比實際的大的大C在在t1t2時間內，由虛線計算出的位移比實際的大時間內，由虛線計算出的位移比實際的大D在在t3t4時間內，虛線反映的是勻速直線運動時間內，虛線反映的是勻速直線運動BD【命題立意】【命題立意】本題通過速度圖象描述物體的運動

10、本題通過速度圖象描述物體的運動情況，考查學生對圖象的識別與應用能力情況，考查學生對圖象的識別與應用能力【分析與解答】【分析與解答】如圖所示，如圖所示，t1時刻，實線上時刻，實線上A點的點的切線為切線為AB，實際加速度為，實際加速度為AB的斜率，由圖可知的斜率，由圖可知虛線反映的加速度小于實際加速度，故選項虛線反映的加速度小于實際加速度，故選項A錯錯誤；誤；在在vt圖象中，位移等于所對應圖線與坐標軸所包圖象中，位移等于所對應圖線與坐標軸所包圍的面積，圍的面積，0t1時間內，虛線所對應的位移大于實時間內，虛線所對應的位移大于實線所對應的位移，由線所對應的位移，由 知，由虛線計算出的知，由虛線計算出

11、的平均速度比實際的大，故選項平均速度比實際的大，故選項B正確；正確；在在t1t2時間內，虛線計算出的位移比實際小，故選時間內，虛線計算出的位移比實際小，故選項項C錯誤；錯誤；t3t4時間內虛線為平行于時間軸的直線，此線反映時間內虛線為平行于時間軸的直線，此線反映的運動為勻速直線運動，故選項的運動為勻速直線運動，故選項D正確正確svt小結與拓展小結與拓展vt圖象直接反映的是物體的速圖象直接反映的是物體的速度隨時間變化的規(guī)律但它還包含豐富的內涵，度隨時間變化的規(guī)律但它還包含豐富的內涵，從從vt圖象上還可以看出物體的加速度、位移圖象上還可以看出物體的加速度、位移等信息全面掌握等信息全面掌握vt圖象的

12、物理內涵是解決圖象的物理內涵是解決這類問題的關鍵同時還要注意這類問題的關鍵同時還要注意“速度速度時間時間”圖象特點：圖象特點：因速度是矢量，故因速度是矢量，故“速度速度時間時間”圖象上只能表圖象上只能表示物體運動的兩個方向，即直線運動示物體運動的兩個方向，即直線運動(位移位移時間時間圖象亦如此圖象亦如此)，t軸上方軸上方v為正值，代表為正值，代表v的的“正方正方向向”，t軸下方軸下方v為負值，代表為負值，代表v的的“負方向負方向”；“速度速度時間時間”圖象中圖線上每一點的斜率代表圖象中圖線上每一點的斜率代表該點的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜該點的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜

13、率的正負表示加速度的方向；率的正負表示加速度的方向；“速度速度時間時間”圖象上表示速度的圖線與時間圖象上表示速度的圖線與時間軸所夾的軸所夾的“面積面積”在數(shù)值上等于物體的位移在數(shù)值上等于物體的位移此外，要注意此外，要注意“速度速度時間時間”圖象與圖象與“位移位移時時間間”圖象的區(qū)別圖象的區(qū)別四、拋體運動問題四、拋體運動問題例例4 (2012全國新課標全國新課標)如圖，如圖，x軸在水平地面內，軸在水平地面內，y軸沿豎直方向圖中畫出了從軸沿豎直方向圖中畫出了從y軸上沿軸上沿x軸正方向軸正方向拋出的三個小球拋出的三個小球a、b和和c的運動軌跡，其中的運動軌跡，其中b和和c是是從同一點拋出的，不計空氣

14、阻力，則從同一點拋出的，不計空氣阻力，則( )Aa的飛行時間比的飛行時間比b的長的長Bb和和c的飛行時間相同的飛行時間相同Ca的水平速度比的水平速度比b的小的小Db的初速度比的初速度比c的大的大BD小結與拓展小結與拓展對平拋運動，要善于化繁為簡，用兩個簡單對平拋運動，要善于化繁為簡，用兩個簡單的直線運動代替復雜的曲線運動平拋運動與類平拋運動的直線運動代替復雜的曲線運動平拋運動與類平拋運動處理方法相同，只是與初速度垂直的分運動的加速度不處理方法相同，只是與初速度垂直的分運動的加速度不同處理平拋物體的運動時應注意以下三點：同處理平拋物體的運動時應注意以下三點：水平方向和豎直方向的兩個分運動是相互獨

15、立的，其中水平方向和豎直方向的兩個分運動是相互獨立的，其中每個分運動都不會因另一個分運動的存在而受到影響；每個分運動都不會因另一個分運動的存在而受到影響；兩個分運動與合運動具有等時性；兩個分運動與合運動具有等時性；末速度和水平方向的夾角末速度和水平方向的夾角不等于位移和水平方向的夾不等于位移和水平方向的夾角角，且，且tan2tan.五、圓周運動問題五、圓周運動問題例例5 一水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉動，在圓盤一水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉動，在圓盤上沿半徑有一條寬度為上沿半徑有一條寬度為2 mm的均勻狹縫將激光的均勻狹縫將激光器與傳感器上下對準，使兩者間連線與轉軸平行，器與傳感器上下對準，使

16、兩者間連線與轉軸平行，分別置于圓盤的上下兩側，且可以同步地沿圓盤半分別置于圓盤的上下兩側，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束在徑方向勻速移動，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束在圓盤轉動過程中，當狹縫經過激光器與傳感器之間圓盤轉動過程中，當狹縫經過激光器與傳感器之間時，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計算時，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機，經處理后畫出相應圖線圖機，經處理后畫出相應圖線圖(a)為該裝置示意圖，為該裝置示意圖，圖圖(b)為所接收的光信號隨時間變化的圖線，橫坐標為所接收的光信號隨時間變化的圖線，橫坐標表示時間，縱坐標表示接收到的激光信號強度，圖表示時

17、間，縱坐標表示接收到的激光信號強度，圖中中t11.0103 s，t20.8103 s.(1)利用圖利用圖(b)中的數(shù)據求中的數(shù)據求1 s時圓盤轉動的角速度；時圓盤轉動的角速度；(2)說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向；說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向；(3)求圖求圖(b)中第三個激光信號的寬度中第三個激光信號的寬度t3.【命題立意】【命題立意】本題以水平放置的圓盤繞豎直固本題以水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉動為背景，同時介入激光器與傳感器沿定軸轉動為背景，同時介入激光器與傳感器沿圓盤半徑方向勻速移動，給問題帶來一定的復圓盤半徑方向勻速移動，給問題帶來一定的復雜性對學生的分析能力提出了一定的要求

18、雜性對學生的分析能力提出了一定的要求小結與拓展小結與拓展本題中要注重挖掘光信號隨時間變化本題中要注重挖掘光信號隨時間變化的的It圖象給出的信息其一，任意相鄰兩個光信圖象給出的信息其一，任意相鄰兩個光信號之間的時間間隔相等，說明轉盤做勻速圓周運動，號之間的時間間隔相等，說明轉盤做勻速圓周運動，且相鄰兩個光信號之間的時間間隔就等于轉動周期且相鄰兩個光信號之間的時間間隔就等于轉動周期T0.8 s其二，其二，tiT，所以傳感器接收第，所以傳感器接收第i個脈個脈沖時，激光器和探測器半徑由中心向邊緣移動的距沖時，激光器和探測器半徑由中心向邊緣移動的距離可以忽略不計，據此才能得到離可以忽略不計，據此才能得到

19、兩式兩式勻速圓周運動的運動學問題主要是根據相關定義勻速圓周運動的運動學問題主要是根據相關定義式進行求解；勻速圓周運動的動力學問題則需將式進行求解；勻速圓周運動的動力學問題則需將勻速圓周運動的相關定義式與牛頓第二定律綜合勻速圓周運動的相關定義式與牛頓第二定律綜合來求解，受力分析是關鍵同時，還要注意：做來求解，受力分析是關鍵同時，還要注意：做勻速圓周運動的物體所受合外力全部充當向心勻速圓周運動的物體所受合外力全部充當向心力力勻速圓周運動的特征：勻速圓周運動的特征：線速度方向以及加速度方向時刻在變化，是一種線速度方向以及加速度方向時刻在變化，是一種非勻變速曲線運動，其速度、加速度是變化的，非勻變速曲

20、線運動，其速度、加速度是變化的，其機械能也可能是變化的其機械能也可能是變化的1在某校舉行的校運會上，某同學以在某校舉行的校運會上，某同學以11.0 s的成績的成績獲得男子獲得男子100米冠軍，如果測得他起跑后米冠軍，如果測得他起跑后5.5 s時的時的瞬時速度為瞬時速度為8.0 m/s，根據以上條件，可求出該同學，根據以上條件，可求出該同學在比賽中的在比賽中的( )A起跑加速過程中的加速度起跑加速過程中的加速度 B跑完跑完50 m所用的時間所用的時間C跑完全程的平均速度跑完全程的平均速度D沖刺過終點時的瞬時速度沖刺過終點時的瞬時速度CA3物體做方向不變的直線運動，若在任意相等位物體做方向不變的直

21、線運動，若在任意相等位移內速度變化量移內速度變化量v相等，則下列說法中正確的是相等，則下列說法中正確的是() A若若v0，則物體做勻速直線運動，則物體做勻速直線運動 B若若v0，則物體做勻加速直線運動，則物體做勻加速直線運動C若若v0，則物體做加速度逐漸變大的加速直，則物體做加速度逐漸變大的加速直線運動線運動D若若v0，則物體做加速度逐漸變大的減速直，則物體做加速度逐漸變大的減速直線運動動線運動動2AC【解析】【解析】若若v0則則a0物體做勻速直線運動，所物體做勻速直線運動，所以以A正確，若正確，若v0，則相等位移內物體的平均速，則相等位移內物體的平均速度在增加，所用時間在減小，而在這個時間段

22、內速度在增加，所用時間在減小，而在這個時間段內速度變化相等，所以加速度在增加，所以度變化相等，所以加速度在增加，所以C正確，若正確，若v0則相等位移內物體的平均速度在減小，所用則相等位移內物體的平均速度在減小，所用時間在增加，而在這個時間段內速度變化相等，所時間在增加，而在這個時間段內速度變化相等，所以加速度減小，所以以加速度減小，所以D不正確不正確4由中國改造的前蘇聯(lián)廢棄航母由中國改造的前蘇聯(lián)廢棄航母“瓦良格瓦良格”號的號的飛行甲板長為飛行甲板長為300 m，若該航母上所配的蘇，若該航母上所配的蘇33型艦載戰(zhàn)斗機在飛行甲板上所能達到的最大加速型艦載戰(zhàn)斗機在飛行甲板上所能達到的最大加速度為度為

23、1.5 m/s2，該戰(zhàn)斗機安全起飛的最小速度為，該戰(zhàn)斗機安全起飛的最小速度為50 m/s，為保證該戰(zhàn)斗機安全起飛，應使航母勻速運，為保證該戰(zhàn)斗機安全起飛，應使航母勻速運動，則航母勻速運動的速度至少為動，則航母勻速運動的速度至少為()A10 m/s B20 m/sC. 30 m/s D40 m/sB【解析】【解析】設航母勻速運動的速度為設航母勻速運動的速度為v0，戰(zhàn)斗機，戰(zhàn)斗機起飛時相對航母的速度起飛時相對航母的速度v50v0，依，依v22aS.有有(50v0)221.5300.所以所以v020 m/s，選，選B.AC6在地面上某一高度處將在地面上某一高度處將A球以球以初速度初速度v1水平拋出，

24、同時在水平拋出，同時在A球球正下方地面處將正下方地面處將B球以初速度球以初速度v2斜向上拋出，結果兩球在空中相斜向上拋出，結果兩球在空中相遇，不計空氣阻力，則兩球從拋遇，不計空氣阻力，則兩球從拋出到相遇過程中出到相遇過程中()AA和和B初速度的大小關系為初速度的大小關系為v1aBCA做勻變速運動，做勻變速運動，B做變加速運動做變加速運動DA和和B的速度變化相同的速度變化相同AD【解析】【解析】設設v2與水平方向夾角為與水平方向夾角為，兩球相遇時，兩球相遇時經歷時間相同，水平方向通過位移相同，則經歷時間相同，水平方向通過位移相同，則v1v2cosv2，A正確兩球都是只受到重力作正確兩球都是只受到重力作用，則用，則aAaBg，B錯誤兩球加速度相同且錯誤兩球加速度相同且恒定，都是勻變速曲線運動，恒定，都是勻變速曲線運動，C錯誤經歷時錯誤經歷時間相同，則速度變化量間相同，則速度變化量vgt也相同，也相同，D正正確確7甲、乙兩車在一條直線上沿相同方向運動，甲甲、乙兩車在一條直線上沿相同方向運動，甲在乙前在乙前x56 m處，甲以初速度處，甲以初速度v116 m/s、加速、加速度大小為度大小為a12 m/s2勻減速剎車，乙以初速度勻減速剎車，乙以初速度v24 m/s、加速度大小為、加速度大