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1、高三物理第一轮总复习 2016届 第一章直线运动 1 机械运动 参考系 坐标系 1 机械运动 一个物体相对其他物体的位置变化 叫机械运动 简称运动 机械运动是自然界中最简单 最基本的运动形式 2 参考系 用来描述物体运动的参照物称为参考系 也就是假设静止的物体 同一个运动 如果选不同的物体做参考系 观察结果可能不同 研究地面上物体的运动时 通常取地面或相对地面静止的物体做参考系较为方便 3 坐标系 一般说来 为了定量描述物体的位置及位置的变化 需要在参考系上建立适当的坐标系 第一课时描述运动的基本概念 4 参考系选取的原则 任意性 在运动学中参考系的选取是任意的 但是选择不同的参考系对物体运动
2、的描述不同 方便性 在实际问题中 参考系的选择应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则 例如卫星挣脱地球引力束缚绕月球运动时 应以月球为参考系 合理性 参考系的选择要合理 确定性 在研究同一问题的过程中 参考系选择之后就不宜再变化 研究地面上物体的运动 一般选择地面或相对地面静止不动的物体为参考系 1 在平直公路上行驶的汽车内 一乘客以自己的车为参考系向车外观察 他看到的下列现象中肯定错误的是 A 与汽车同向行驶的自行车 车轮转动正常 但自行车向后行驶B 公路两旁的树因为有根扎在地里 所以是不动的C 有一辆汽车总在自己的车前不动D 路旁的房屋是运动的 B 例与练 2 在电视连续剧 西游记
3、 中 常常有孙悟空 腾云驾雾 的镜头 通常是采用 背景拍摄法 让 孙悟空 站在平台上 做着飞行的姿式 在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云 同时加上烟雾效果 摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头 放映时 观众就感觉到 孙悟空 在 腾云驾雾 这时 观察所选的参考系是 A 孙悟空B 平台C 飘动的白云D 镜头 C 例与练 3 甲 乙 丙三个观察者同时观察一个物体的运动 甲说 它在做匀速运动 乙说 它是静止的 丙说 它在做加速运动 这三个人的说法 A 在任何情况下都不对B 三个中总有一人或两人的说法是错误的C 如果选择同一参考系 那么三个人的说法都对D 如果各自选择自己为参考系 那
4、么三个人的说法就可能都对 D 解析 如果被观察物体相对于地面是静止的 甲 乙 丙相对于地面分别做匀速运动 静止 加速运动 再以他们自己为参考系 则三个人的说法都正确 A B错误 D正确 在上面的情形中 如果他们都选择地面为参考系 三个的观察结果应是相同的 因此C错误 例与练 例题 某人划船逆流而上 当船经过一桥时 船上一小木块掉在河水里 但一直航行至上游某处时此人才发现 便立即返航追赶 当他返航经过1h追上小木块时 发现小木块距离桥有5400m远 若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等 试求河水的流速为多大 解法一 选水为参考系 小木块是静止的 相对水 船以恒定不变的速度运动 到船 追上
5、 小木块 船往返运动的时间相等 各为1h 桥相对水向上游运动 到船 追上 小木块 桥向上游运动了位移5400m 时间为2h 易得水的速度为0 75m s 解法二 若以地面为参考系 水的速度设为v1 船在静水中的速度设为v2 划船者向上游运动时间为t1 向下游运动时间为t2 则对木块 v1 t1 t2 5400m对小船 v1 v2 t2 v2 v1 t1 5400m已知t2 3600s 解得 t1 3600s v1 0 75m s 2 质点 1 定义 用来代替物体的具有质量的点 质点是一个理想化模型 是对实际物体的科学抽象 并不是实际存在的 2 物体能视为质点的判断依据是 所研究的问题涉及的尺度
6、远远大于物体本身尺度 或者该问题着重研究物体的平动而不是物体的转动 3 对质点模型的理解 质点是理想化模型 质点是对实际物体科学的抽象 是研究物体运动时 抓住主要因素 忽略次要因素 对实际物体进行的近似 是一种理想化模型 真正的质点是不存在的 质点只占位置不占空间 质点是只有质量而无大小和形状的点 质点占有位置但不占有空间 3 物体可被看成质点的几种情况 平动的物体通常可视为质点 如水平传送带上的物体随传送带的运动 有转动但相对平动而言可以忽略时 也可以把物体视为质点 如汽车在运行时 虽然车轮转动 但我们关心的是车辆整体的运动快慢 故汽车可看成质点 同一物体 有时可看成质点 有时不能 物体本身
7、的大小对所研究问题的影响不能忽略时 不能把物体看成质点 如研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点 但研究火车从北京到上海所用时间时就可把火车看成质点 物体能否视为质点与物体自身大小无关 4 在下列各物体中 可视作质点的物体有 A 研究公路上行驶的汽车B 研究转动的汽车轮胎上各点的运动情况C 表演精彩动作的芭蕾舞演员D 乒乓球运动员接球时的弧旋球 A 5 在下列情况下 物体可以看成质点的是 A 研究一列火车全部通过桥所需的时间B 研究 嫦娥二号 卫星绕月球飞行C 研究地球昼夜交替D 研究月球圆缺 B 例与练 3 时刻和时间 时刻 时间 4 位移和路程 6 质点的位移和路程的下列说法中正确的是
8、A 位移是矢量 位移的方向即质点运动的方向B 路程是标量 即位移的大小C 质点沿直线向某一方向运动 通过的路程等于位移的大小D 物体通过的路程不等 位移可能相同 CD 7 如图所示 某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点 则它通过的位移和路程分别是 A 0 0B 2r 向东 rC r 向东 rD 2r 向东 2r B 例与练 5 速度和速率 8 物体运动一段时间后 下列说法正确的是 A 物体的平均速度大小等于物体的平均速率B 物体的平均速度的大小不小于物体的平均速率C 物体的平均速度的大小不大于物体的平均速率D 物体的平均速度的大小可以等于零 但平均速率一定大于零 CD 9 一质点做单向直线
9、运动 1 若前一半时间的平均速度为v1 后一半时间的平均速度为v2 则全程的平均速度为多少 2 若前一半位移的平均速度为v1 后一半位移的平均速度为v2 则全程的平均速度为多少 例与练 6 加速度 1 加速度是矢量 其正负号只表示与规定的正方向相同或相反 2 物体有加速度时 速度大小不一定变化 即加速度既可描述速度大小变化的快慢 也可描述速度方向变化的快慢 3 a v t是加速度的定义式 加速度的大小由物体受到的合力F与物体的质量m共同决定 加速度的方向也由合力的方向决定 4 在x t图象中 图线上各点的斜率等于该时刻质点的速度 5 在v t图象中 图线上各点的斜率等于该时刻质点的加速度 6
10、加速度与速度 速度的变化量之间无必然联系 加速度的大小对应于速度变化量和时间的比值 即速度的变化率的大小 针对训练3 1 2010年福建省泉州四校一次摸底 关于做直线运动的物体的速度和加速度的关系 以下结论正确的是 A 物体的速度越大 加速度就越大B 物体的速度变化越大 加速度就越大C 物体的速度变化越快 加速度就越大D 物体的加速度的方向 就是速度的方向 C 10 齐尼亚当选为2010年墨西哥春季联赛最佳球员 在某次比赛中 足球以8m s的速度飞来 他在0 2s的时间内将足球以12m s的速度反向踢出 足球在这段时间内的平均加速度为 m s2 方向与 m s的速度方向相反 解 以球飞来的方向
11、为正方向 速度变化量为 方向与8m s的速度方向相反 例与练 100 8 11 两木块自左向右运动 现用高速摄影机在同一底片上多次曝光 记录下木块每次曝光时的位置 如图所示 连续两次曝光的时间间隔是相等的 由图可知 A 在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同B 在时刻t3两木块速度相同C 在时刻t3到时刻t4之间某瞬时两木块速度相同D 在时刻t2到时刻t5之间两木块的平均速度相同 CD 例与练 12 如图所示是汽车的速度计 某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化 开始时指针指示在如图甲所示位置 经过8s后指针指示在如图乙所示位置 若汽车做匀变速直线运动 那么它的加速度约为 A 11m s2B 5
12、 0m s2C 1 4m s2D 0 6m s2 C 例与练 13 一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样大小的速度并列运动 如果这只蜜蜂眼睛紧盯着汽车车轮边缘上某一点 如粘着的一块口香糖 那么它看到的这一点的运动轨迹是 A 解析 蜜蜂和汽车速度相同 因此就好像是蜜蜂在车轴上看车轮边缘上一点的运动一样 其运动轨迹是圆 A正确 例与练 14 一个做直线运动的物体 某时刻的速度是10m s 那么 这个物体 A 在这个时刻之前0 1s内的位移一定是1mB 从这个时刻起1s内的位移一定是10mC 从这个时刻起10s内的位移可能是50mD 从这个时刻起做匀速直线运动 则通过100m的路程所用时间为10s
13、CD 例与练 15 如图所示 由于风的缘故 河岸上的旗帜如图飘扬 在河面上的两条船上的旗帜分别如图示状态 则关于两条船的运动状态的判断 结论正确的是 A 甲船肯定是向左运动的B 甲船肯定是静止的C 乙船肯定是向右运动的D 乙船可能是静止的 C 例与练 一 匀变速直线运动 1 定义 物体加速度保持不变的直线运动 2 分类 3 基本规律 速度公式 位移公式 速度位移关系式 匀加速直线运动 a与v方向相同 匀减速直线运动 a与v方向相反 第二课时匀变速直线运动的规律 4 应用公式时应注意以下几点 1 以上各式仅适用于匀变速直线运动 2 以上各式均是矢量式 应用时要注意各物理量的符号 一般情况下 我们
14、规定初速度的方向为正方向 与初速度同向的物理量取正值 反向的物理量取负值 3 对匀减速直线运动 要注意减速为零后又反向匀加速的情况 以上各式均包含了这种情况 比如一物体做匀减速直线运动 当其位移为s时所用的时间应有两个解 4 对匀减速直线运动 要注意减速为零后停止 加速度变为零的实际情况 如刹车问题 注意题目给定的时间若大于 刹车 时间 则 刹车 时间以外的时间内车是静止的 提醒 物体做加速还是减速运动 不是由加速度的大小决定 而是取决于加速度和速度的方向关系 方向相同 物体做加速运动 方向相反则做减速运动 5 以上各式涉及到五个物理量 在v0 v a t s中只要已知三个 其余两个就能求出
15、二 匀变速直线运动中几个常用的结论 1 匀变速直线运动的实验依据 x aT2 即任意相邻相等时间内的位移之差相等 可以推广到xm xn m n aT2 判断匀变速直线运动的实验依据 2 平均速度 即某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度 3 中间位置的速度 某段位移中点的瞬时速度 可以证明 无论匀加速还是匀减速 都有 三 初速度为零的匀加速直线运动的几个比例关系 1 前1T 前2T 前3T 内的位移之比为1 4 9 2 第1T 第2T 第3T 内的位移之比为1 3 5 3 前1s 前2s 前3s 所用的时间之比为 对末速度为零的匀减速直线运动 可逆向等效处理为初速度为零的匀加速直线
16、运动 就可利用上述结论进行判断 4 第1s 第2s 第3s 所用的时间之比为 2 初速度为v0 20m s的汽车 在平直的公路上行驶 刹车后以大小为4m s2的加速度匀减速运动 求汽车停下之前最后1s的位移 解析 汽车停下之前最后1s的位移大小和汽车以4m s2的加速度从静止开始加速1s的位移大小相等 例与练 1 一观察者站在第一节车厢前端 当列车从静止开始作匀加速运动时 A 每节车厢末端经过观察者的速度之比是B 每节车厢经过观察者所经历时间之比是C 在相等时间里经过观察者的车厢数之比是1 3 5 D 在相等时间里经过观察者的车厢数之比是1 2 3 AC 4 有一个质点在连续12s内做匀加速直线运动 在第1个4s内位移为24m 在最后一个4s内位移为56m 求质点的加速度和初速度 答案 1m s24m s 3 物体从静止开始做匀加速直线运动 第3s内通过的位移是3m 则 A 第3s内的平均速度是3m sB 物体的加速度是0 4m s2C 前3s内的位移是6mD 3s末的速度是4m s A 例与练 5 一个小球从斜面上的A点由静止开始做匀加速直线运动 经过3s后到斜面底端B点 并开始在水
