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1、运动的描述运动的描述 匀变速直线运动规律匀变速直线运动规律知识网络：知识网络：单元切块：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成四部分，即：基本概念、匀速直线运动；匀变速直线运动；运动图象;探究速度随时间变化的规律。其中重点是匀变速直线运动的规律和应用。难点是对基本概念的理解和对研究方法的把握。基本概念基本概念 匀速直线运动匀速直线运动知识点复习知识点复习1、质点质点(1)质点是一个理想化的物理模型；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(2)物体能否看成质点是由问题的性质决定的，同一物体在有些问题中能看做质点，而在另一些 问题中又不能看做
2、质点如研究火车过桥的时间时就不能把火车看做质点，但研究火车从北京到上海所用的时间时就可把火车看做质点(3)物体可看做质点的条件是：(1)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(2)物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小参考系参考系(1)为了研究物体的运动而假定不动的物体，叫做参考系(2)对同一物体的运动，所选择的参考系不同，对它的运动的描述可能会不同通常以地球为参考系【例】在以下的哪些情况中可将所研究的物体看成质点( )A研究某学生骑车由学校回家的速度B对这位学生骑车姿势进行生理学分析C研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D研究火星探测器降落火星后如何探测火星的
3、表面答案 AC解析 质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体它是我们为了研究问题方便而引入的一种理想化模型，A、C 情景中物体的大小和形状能忽略，因而可看成质点；B、D 情景中所研 究的问题都涉及物体的不同部分，此时的物体就不能再看成质点，否则问题将无法研究2、时刻时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末，几秒时。时间：时间：前后两时刻之差。时间坐标轴上用线段表示时间，例如，前几秒内、第几秒内。3、位置：位置：表示空间坐标的点。位移：位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。路程：路程：物体运动轨迹之长，是标量。注意：位移与路程的区别【例】关于位移和路程，下
4、列说法中正确的是（ ）A物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小C物体通过一段路程，其位移可能为零D物体通过的路程可能不等，但位移可能相同解析：位移是矢量，路程是标量，不能说这个标量就是这个矢量，所以 A 错，B 正确路程是物体运动轨迹的实际长度，而位移是从物体运动的起始位置指向终止位置的有向线段，如果物体做的是单向直线运动，路程就和位移的大小相等如果物体在两位置间沿不同的轨迹运动，它们的位移相同，路程可能不同如果物体从某位置开始运动，经一段时间后回到起始位置，位移为零，但路程不为零，所以，CD 正确4、速度：速度：描述物体运动快慢和运动
5、方向的物理量，是位移对时间的变化率，是矢量。平均速度：平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，v = s/t（方向为位移的方向） 只适用于匀变速直线运动；vv0v2瞬时速度：瞬时速度：对应于某一时刻（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。速率：速率：瞬时速度的大小即为速率；平均速率：质点运动的路程与时间的比值，它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。注意：平均速度的大小与平均速率的区别【例】物体M从A运动到B，前半程平均速度为v1，后半程平均速度为v2，那么全程的平均速度是：（ ）A（v1+v2）/2 B C D解析：本题考查平均速度的概念。全程的平均速度，故正确答案为
6、 D5、加速度加速度：描述物体速度变化快慢的物理量，a=v/t （又叫速度的变化率），是矢量。a的方向只与v的方向相同（即与合外力方向相同）。点评 1：（1）加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）。（2）加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”表示变化的快慢，不表示变化的大小。点评点评 2：物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快
7、慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。（1）当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。（2）当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大， 速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。【例】一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为 4m/s，经过 1s 后的速度的大小为 10m/s，那么在这 1s 内，物体的加速度的大小可能为 解析：本题考查速度、加速度的矢量性。经过 1s 后的速度的大小为 10m/s，包括两种可能的情况，一是速度方向和初速度方向仍相同
8、，二是速度方向和初速度方向已经相反。取初速度方向为正方向，则 1s 后的速度为vt=10m/s 或vt =10m/s由加速度的定义可得m/s 或m/s。答案：6m/s 或 14m/s点评：对于一条直线上的矢量运算，要注意选取正方向，将矢量运算转化为代数运算。6、运动的相对性运动的相对性：只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动。一般以地面上不动的物体为参照物。【例】甲向南走 100 米的同时，乙从同一地点出发向东也行走 100 米，若以乙为参考系，求甲的位移大小和方向？ 解析：如图所示，以乙的矢量末端为起点，向甲的矢量末端作一条有向线段，即为甲相对乙的位移，由图可知，甲相对乙的
9、位移大小为m，方向，南偏西 45。 点评：通过该例可以看出，要准确描述物体的运动，就必须选择参考系，参考系选择不同，物 体的运动情况就不同。参考系的选取要以解题方便为原则。在具体题目中，要依据具体情况灵活选取。下面再举一例。【练】雨点以 3m/s 的速度竖直下落,行人感到雨点与竖直方向成 30 角迎面打来,那么行人行 走的速度是多少?二、匀速直线运动匀速直线运动定义定义：，即在任意相等的时间内物体的位移相等它是速度为恒矢量(即速度不变,速度不变包括大小和方向都不变)的运动，加速度为零的直线运动。(单方向的直线运动)三、综合例析三、综合例析【例 5】关于位移和路程，下列说法中正确的是（ ）A物体
10、沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小C物体通过一段路程，其位移可能为零D物体通过的路程可能不等，但位移可能相同解析：位移是矢量，路程是标量，不能说这个标量就是这个矢量，所以 A 错，B 正确路程是物体运动轨迹的实际长度，而位移是从物体运动的起始位置指向终止位置的有向线段，如果物体做的是单向直线运动，路程就和位移的大小相等如果物体在两位置间沿不同的轨迹运动，它们的位移相同，路程可能不同如果物体从某位置开始运动，经一段时间后回到起始位置，位移为零，但路程不为零，所以，CD 正确【例 6】关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（）A速度变化
11、越大，加速度就越大B速度变化越快，加速度越大C加速度大小不变，速度方向也保持不变C加速度大小不断变小，速度大小也不断变小解析：根据可知，v 越大，加速度不一定越大，速度变化越快，则表示越大，故加速度也越大，B 正确加速度和速度方向没有直接联系，加速度大小不变，速度方向可能不变，也可能改变加速度大小变小，速度可以是不断增大故此题应选 B【例 7 】在与x轴平行的匀强电场中，场强为E=1.0106V/m，一带电量q=1.010-8C、质量m=2.510-3kg 的物体在粗糙水平面上沿着x轴作匀速直线运动，其位移与时间的关系是x5-2t，式中x以 m 为单位，t以 s 为单位。从开始运动到 5s 末
12、物体所经过的路程为 m，位移为 m。解析：须注意本题第一问要求的是路程；第二问要求的是位移。将x5-2t和对照，可知该物体的初位置x05m，初速度v0=m/s，运动方向与位移正方向相反，即沿x轴负方向，因此从开始运动到 5s 末物体所经过的路程为 10m，而位移为m。【例 8】某游艇匀速滑直线河流逆水航行，在某处丢失了一个救生圈，丢失后经 t 秒才发现，于是游艇立即返航去追赶，结果在丢失点下游距丢失点 s 米处追上，求水速（水流速恒定，游艇往返的划行速率不变）。解析：以水为参照物（或救生圈为参照物），则游艇相对救生圈往返的位移大小相等，且游艇相对救生圈的速率也不变，故返航追上救生圈的时间也为
13、t 秒，从丢失到追上的时间为 2t 秒，在 2t 秒时间内，救生圈随水运动了 s 米，故水速思考：若游艇上的人发现丢失时，救生圈距游艇 s 米，此时立即返航追赶，用了 t 秒钟追上，求船速【例 9】如图所示为高速公路上用超声测速仪测车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号间的时间差，测出被测物体速度，图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2被汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，P1，P2之间的时间间隔t=1.0s，超声波在空气中传播的速度是 340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图可知汽车在接收P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是m
14、，汽车的速度是_m/s.解析：本题首先要看懂图中标尺所记录的时间每一小格相当于多少：由于P1 P2 之间时间间隔为 1.0s，标尺记录有 30 小格，故每小格为 130s，其次应看出汽车两次接收（并反射）超声波的时间间隔：P1发出后经 1230s 接收到汽车反射的超声波，故在P1发出后经 630s 被车接收，发出P1后，经 1s 发射P2，可知汽车接到 P1后，经 t1=1-6/30=24/30s 发出P2，而从发出P2到汽车接收到P2并反射所历时间为 t2=4.5/30s，故汽车两次接收到超声波的时间间隔为 t=t1+t2=28.5/30s，求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔：s=(6/3
15、0-4.5/30)v声（1.5/30）340=17m，故可算出 v汽=s/t=17(28.5/30)=17.9m/s.【例 10】 天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度远离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v=Hr，式中H为一恒量，称为哈勃常数，已由天文观测测定。为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个爆炸的大火球开始形成的，大爆炸后各星体即以各自不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心。由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T= 。
16、根据近期观测，哈勃常数H=310-2m/s光年，由此估算宇宙的年龄约为 年。解析：本题涉及关于宇宙形成的大爆炸理论，是天体物理学研究的前沿内容，背景材料非常新颖，题中还给出了不少信息。题目描述的现象是：所有星体都在离我们而去，而且越远的速度越大。提供的一种理论是：宇宙是一个大火球爆炸形成的，爆炸后产生的星体向各个方向匀速运动。如何用该理论解释呈现的现象？可以想一想：各星体原来同在一处，现在为什么有的星体远，有的星体近？显然是由于速度大的走得远，速度小的走的近。所以距离远是由于速度大，v=Hr只是表示v与r的数量关系，并非表示速度大是由于距离远。对任一星体，设速度为v，现在距我们为r，则该星体运动r这一过程的时间T即为所要求的宇宙年龄，T=r/v将题给条件v=Hr代入上式得宇宙年
