第1講-描述直線運動的基本概念v1.0

第一單元運動的描述與勻變速直線運動知識框架新課程標準考試說明要求說明

(1)通過史實，初步了解近代實驗科學(xué)產(chǎn)生的背景，認識實驗對物理學(xué)發(fā)展的推動作用．

(2)通過對質(zhì)點的認識，了解物理學(xué)研究中物理模型的特點，體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用．

(3)經(jīng)歷勻變速直線運動的實驗研究過程，理解位移、速度和加速度，了解勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用．

(4)能用公式和圖象描述勻變速直線運動，體會數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性.參考系、質(zhì)點

Ⅰ位移、速度和加速度Ⅱ勻變速直線運動及其公式、圖象

Ⅱ?qū)嶒灒貉芯縿蜃兯僦本€運動

要求會正確使用的儀器主要有：刻度尺、電火花計時器或電磁打點計時器

考試說明考試說明說明:對各部分知識內(nèi)容要求掌握的程度Ⅰ和Ⅱ的含義:Ⅰ——對所列知識要知道其內(nèi)容及含義，并能在有關(guān)問題中識別和直接使用，與課程標準中的“了解”和“認識”相當(dāng)．Ⅱ——對所列知識要理解其確切含義及與其他知識的聯(lián)系，能夠進行敘述和解釋，并能在實際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運用，與課程標準中的“理解”和“應(yīng)用”相當(dāng)．復(fù)習(xí)策略本單元內(nèi)容是高考能力考查依托的重點之一，是高考的必考內(nèi)容，命題有以下特點:1．主要考查對運動學(xué)基本概念的理解、勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用、v－t圖象或x－t圖象等，對思維的發(fā)散性和深刻性要求較高．選擇題一般是與牛頓定律、曲線運動的分解結(jié)合命題，綜合計算題則常將勻變速直線運動的規(guī)律與牛頓定律、動能定理、功能關(guān)系、曲線運動、電磁問題綜合到一起作為綜合命題中的知識點來體現(xiàn)．2．聯(lián)系生活實際、聯(lián)系體育及科技信息是高考命題的趨勢，考查運用知識的能力、建立物理模型的能力和解決實際問題的能力．復(fù)習(xí)本單元時應(yīng)注重基本概念與規(guī)律的理解與掌握、注重用運動圖象分析物體的運動．建議復(fù)習(xí)時突破以下重點或難點:1．透徹理解基本概念，準確掌握位移與路程、時間與時刻、平均速度與瞬時速度、速度與加速度的區(qū)別與聯(lián)系，并熟練地應(yīng)用概念分析和描述質(zhì)點的運動．2．掌握勻變速直線運動的特點，理解規(guī)律的使用條件，注重運動過程的分析，總結(jié)解題方法和規(guī)律，靈活解答相遇、追及問題，注意一題多解．3．關(guān)注圖象問題，掌握利用運動圖象分析物體的運動的要領(lǐng)和一般求解方法，重視圖象信息的讀取(如斜率、截距、面積、最值及函數(shù)方程)，聯(lián)系圖象信息與物體的運動解題．第一單元

│復(fù)習(xí)策略第1講描述直線運動的基本概念知識點整合典例精析要點探究高頻題型1、機械運動2、參考系典例3、質(zhì)點典例4、時刻和時間（間隔）典例5、位移和路程典例6、速度典例7、加速度典例三量的關(guān)系8、勻速直線運動典例機械運動

1.定義:物體的空間位置隨時間的變化.

2.特點:是自然界最簡單?最基本的運動形態(tài).

3.力學(xué):物理學(xué)研究物體做機械運動規(guī)律的分支.參考系1.定義:在描述物體的運動時,選來做參考的?假定不動的其他物體.2.意義:觀察被研究物體相對于參考系的位置是否隨時間變化以及怎樣變化.3.運動和靜止的關(guān)系.運動是絕對的,靜止是相對的,但在研究具體物體運動時也可以說運動是相對的.4.對參考系的理解(1)運動是絕對的，靜止是相對的.一個物體是運動的還是靜止的，都是相對于參考系而言的.(2)參考系的選取可以是任意的.(3)判斷一個物體是運動還是靜止，如果選擇不同的物體作為參考系，可能得出不同的結(jié)論.(4)參考系本身既可以是運動的物體也可以是靜止的物體，在討論問題時，被選為參考系的物體，我們常假定它是靜止的.

(5)要比較兩個物體的運動情況時，必須選擇同一個參考系.物體和質(zhì)點1.質(zhì)點:用來代替物體的有質(zhì)量的點.只占有位置，但不占有空間2.實際物體可看作質(zhì)點的條件.如果不考慮物體的大小和形狀對所研究問題的影響,就可把物體看作質(zhì)點.在具體問題中，要考慮物體的運動情況及所要研究的實際問題，如觀看運動員百米競賽可將運動員看成質(zhì)點，研究運動員在百米競賽中的技術(shù)要領(lǐng)時則不能將運動員看成質(zhì)點.3.質(zhì)點是一個理想化的物理模型,實際上并不存在.質(zhì)點不是質(zhì)量很小的點；與幾何中的“點”不同.時刻和時間間隔1.時刻:在時間軸上用點表示,表示某一瞬間,與物體的位置相對應(yīng).2.時間間隔:在時間軸上用線段表示,表示某一過程,與物體的位移相對應(yīng).3.時刻與時間間隔的聯(lián)系:時間間隔是指兩個時刻之間的時間段.路程和位移1.路程:物體運動軌跡的總長度,只有大小,沒有方向,是標量.2.位移(1)物理意義;表示物體(質(zhì)點的)位置變化.(2)定義;從初位置指向末位置的有向線段.(3)大小:初末位置間線段的長度.(4)方向:由初位置指向末位置.速度1.定義:物體的位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值.3.物理意義:描述物體的運動快慢程度和運動方向.4.單位國際單位:米每秒,符號:m/s或m·s-1非國際單位:km/h,cm/s等.5.矢量:速度既有大小又有方向平均速度和瞬時速度1.平均速度:表示物體在一段時間內(nèi)運動的平均快慢程度和方向,用公式表示為

2.瞬時速度:表示物體在某一時刻或某一位置的運動快慢程度和方向.3.在勻速直線運動中,平均速度等于瞬時速度.速率1.速率:瞬時速度的大小.2.速率是標量,只考慮其大小,不考慮其方向.?探究點二平均速度和瞬時速度的辨析1.平均速度和瞬時速度在勻速直線運動中，平均速度與瞬時速度相同，v＝既是平均速度，也是質(zhì)點在各個時刻的瞬時速度.在變速運動中，平均速度v＝隨位移s或時間t的選取不同而不同，是反映這段位移上的平均速度，它只能粗略地描述這段位移上運動的快慢程度.對做變速運動的質(zhì)點，在它經(jīng)過的某個位置附近選很小一段位移Δs，Δs小到在這段位移上察覺不到速度有變化，即在Δs上物體是勻速，那么這段位移上的平均速度與這段位移上各個時刻的瞬時速度相等。度相等，即認為運動質(zhì)點經(jīng)過這一位置置的速度等于在這一位置附近取一小段位移Δs與經(jīng)過這段Δs所用時間Δt的比值，即Δt趨于零時，v=2.平均速率平均速率是質(zhì)點通過的路程與通過這段路程所用時間的比值，v＝.平均速率是對質(zhì)點在一段路程或一段時間內(nèi)的運動快慢的粗略描述.3.方向問題平均速度和瞬時速度都是矢量，平均速度的方向與位移方向相同，瞬時速度的方向與物體運動的方向相同，沿運動軌跡的切線方向．平均速率是標量，只有在方向不變的直線運動中，平均速率才等于平均速度的大?。⒁?在計算平均速度時,v＝適用于任何運動；而v＝僅適用于勻變速直線運動，平均速度等于該過程中間時刻的瞬時速度．加速度1.物理意義:描述物體速度變化的快慢.2.定義:速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值.3.表達式:4.單位:國際單位是米每二次方秒,符號為m/s2或m·s-2.5.分類:加速度有平均加速度和瞬時加速度.從v-t圖象看加速度1.v-t圖象:反映了物體的速度隨時間變化的規(guī)律.2.加速度:v-t圖線的傾斜程度表示運動的加速度,即斜率加速度方向與速度方向的關(guān)系1.加速度的方向:與速度變化量的方向相同.2.加速度方向與速度方向的關(guān)系:在直線運動中,速度增加時,a與v同向,速度減小時,a與v反向.3.四種特殊的運動情況。?探究點三對加速度與速度的關(guān)系的理解勻速直線運動1.勻速直線運動:在任意相等時間內(nèi)位移相同的直線運動．2.特點:(1)速度為恒量；(2)加速度為零3.規(guī)律:(1)x＝vt；(2)圖象:如圖1－1所示．

例1

在以下的哪些情況中不可將物體看成質(zhì)點(

)A.研究某學(xué)生騎車由學(xué)校回家的速度

B.研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡

C.研究火車從煙臺站到濟南站的運動時間

D.研究整列火車經(jīng)過一個隧道的時間例1D[解析]質(zhì)點是指有質(zhì)量而不考慮大小和形狀的物體．它是我們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而引入的一種理想化模型．能否將物體視為質(zhì)點，關(guān)鍵看所研究的問題的性質(zhì)，即物體大小和形狀能否忽略．A.B情景中物體大小和形狀能忽略，因而可視為質(zhì)點；C情景中，由于火車的長度與煙臺與濟南的距離相比可以忽略不計，故火車可視為質(zhì)點；而D情景中卻必須考慮火車的長度，不可將火車視為質(zhì)點．[點評]運動物體能不能視為質(zhì)點處理，不是由它的幾何尺寸決定的．如果物體的大小形狀及各部分的運動差異對所研究的問題無影響或影響不大，則運動物體可視為質(zhì)點．如本題中的A、B.C選項，又如，太陽系中的木星、土星體積都比地球大得多，研究它們繞太陽公轉(zhuǎn)時均可作質(zhì)點處理，但研究它們自轉(zhuǎn)時就不能作為質(zhì)點，故從不同角度研究同一物體的運動，有時可看作質(zhì)點，有時又不能看作質(zhì)點．例2第一次世界大戰(zhàn)期間,一名法國飛行員在2000m高空飛行時,發(fā)現(xiàn)臉旁有一個小東西,他以為是蟲子,敏捷地把它一把抓過來,令他吃驚的是,抓到的竟然是一顆子彈,飛行員能抓到子彈的原因是()A.飛行員的反應(yīng)快B.子彈的飛行速度遠小于飛行員的速度C.子彈相對于飛行員來說是幾乎靜止的D.飛行員的手特有勁例2C[解析]以地面為參考系,飛機飛行時的速度和子彈的速度都很大,由于二者的速度接近,子彈相對飛行員的速度極小,所以飛行員能夠輕松地將子彈抓住,故本題應(yīng)選C.[點評]判別有關(guān)參考系的問題，必須跳出日常生活均以地面為參考系的思維習(xí)慣.乘火車時，以自己所乘火車為參考系，通過觀察路邊的物體、迎面而來的火車、同向而行的火車的運動，可較好體會以運動物體為參考系，和以地面為參考系的不同之處.在解題時，靈活地選擇參考系可以使問題的求解變得簡單，變式題就說明了這一問題，在第4講相遇、追及問題的求解中，參考系會發(fā)揮它更大的作用.例3[2010·閔行模擬]在2008北京奧運會中，牙買加選手博爾特是公認的世界飛人，在男子100m決賽和男子200m決賽中分別以9.69s和19.30s的成績破兩項世界紀錄，獲得兩枚金牌.關(guān)于他在這兩次決賽中的運動情況，下列說法正確的是()A.200m決賽中的位移是100m決賽的兩倍B.100m決賽中的平均速度約為10.32m/sC.100m決賽中的最大速度約為20.64m/sD.200m決賽中的平均速度約為10.36m/s[點評]對于速度的理解，一定要能分清平均速度與瞬時速度、平均速度與平均速率的區(qū)別，本題不少同學(xué)錯選D選項，就是因為沒能區(qū)分平均速度與平均速率.變式題[2010·福州模擬]甲、乙兩輛汽車沿平直公路從某地同時同向駛向同一目的地，甲車在前一半時間內(nèi)以速度v1＝3m/s做勻速運動，后一半時間內(nèi)以速度v2＝6m/s做勻速運動；乙車在前一半路程中以速度v1＝3m/s做勻速運動，在后一半路程中以速度v2＝6m/s做勻速運動，則可知()A.甲的平均速度大B.乙的平均速度大C.甲乙同時到達目的地D.乙先到達目的地A

例4一個質(zhì)點做方向不變的直線運動,加速度的方向始終與速度方向相同,但加速度大小逐漸減小直至為零,則在此過程中()A.速度逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時,速度達到最小值B.速度逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時,速度達到最大值C.位移逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時,位移將不再增大D.位移逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時,位移達到最小值

例4B[解析]速度方向和加速度的方向相同時，質(zhì)點做加速運動，加速度的大小減小只反映質(zhì)點的速度增大的快慢程度的減?。辉诜较虿蛔兊闹本€運動中，當(dāng)加速度減小到零時，速度最大，質(zhì)點最終做勻速運動，所以位移仍增大.選項B正確

[點評]當(dāng)加速度方向與速度方向相同時，速度變大；當(dāng)加速度方向與速度方向相反時，速度變小.不能認為加速度變小則速度一定變小，也不能認為加速度變大則速度一定變大.?探究點四勻速直線運動規(guī)律的應(yīng)用求解多物體或多過程運動問題的方法:(1)審清題意，分析各個物體和各個運動過程，構(gòu)建運動圖景，并盡量畫出草圖；(2)分段分析各階段運動特點，找準各階段運動的區(qū)別與聯(lián)系；(3)靈活運