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1、第一章第一章 运动的描述运动的描述探究匀变速直线运动的规律探究匀变速直线运动的规律1.1.参考系、质点参考系、质点 2.2.位移、速度和加速度位移、速度和加速度 3.3.匀变速直线运动及其公式、图象匀变速直线运动及其公式、图象4.4.实验一：研究匀变速直线运动实验一：研究匀变速直线运动高考考点高考考点考点考点1 1 参考系、质点参考系、质点1.1.参考系参考系(1)(1)定义：为了研究物体的运动而假定定义：为了研究物体的运动而假定_的物体的物体. .(2)(2)选取：可任意选取，但对同一物体的运动，所选选取：可任意选取，但对同一物体的运动，所选的参考系不同，运动的描述可能会的参考系不同，运动的
2、描述可能会_，通常以，通常以_为参考系为参考系. .不动不动不同不同地面地面2.2.质点质点(1)(1)定义：用来代替物体的有定义：用来代替物体的有_的点的点. .(2)(2)把物体看做质点的条件：物体的把物体看做质点的条件：物体的_和和_对研对研究问题的影响可以忽略究问题的影响可以忽略. .质量质量大小大小形状形状3.3.物体可被看做质点的两种情况物体可被看做质点的两种情况(1)(1)多数情况下，多数情况下，平动平动的物体可看做质点的物体可看做质点. .(2)(2)有有转动转动但转动可以忽略时，可把物体看做质点但转动可以忽略时，可把物体看做质点. .4.4.对质点的三点说明对质点的三点说明(
3、1)(1)质点是一种质点是一种理想化模型，真正的质点是不存在的理想化模型，真正的质点是不存在的. .(2)(2)一个物体能否看做质点，并非依据物体自身大小来一个物体能否看做质点，并非依据物体自身大小来判断，而是由所研究问题的性质决定的判断，而是由所研究问题的性质决定的. .(3)(3)质点不同于几何质点不同于几何“点点”，几何中的，几何中的“点点”仅仅表示仅仅表示空间中的某一位置空间中的某一位置. . 关于质点，下列说法中正确的是关于质点，下列说法中正确的是 A.A.质点一定是体积和质量极小的物体质点一定是体积和质量极小的物体B.B.因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别因为质点没有大小，
4、所以与几何中的点没有区别C.C.研究运动员在研究运动员在30003000米长跑比赛中运动的快慢时，该运米长跑比赛中运动的快慢时，该运动员可看做质点动员可看做质点D.D.欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时，可以把芭蕾舞表演欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时，可以把芭蕾舞表演者看做质点者看做质点对点训练对点训练1 1C考点考点2 2 位移、速度位移、速度1.1.位移和路程位移和路程(1)(1)位移描述物体位移描述物体_的变化，用从的变化，用从_指向指向_的的有向线段表示，是矢量有向线段表示，是矢量. .(2)(2)路程是物体路程是物体_的长度，是标量的长度，是标量. .位置位置初位置初位置末位置末位置运动轨迹
5、运动轨迹2.2.速度和速率速度和速率(1)(1)平均速度：物体的位移与发生平均速度：物体的位移与发生_所用时间的比值，所用时间的比值，即即 ；其方向与；其方向与_的方向相同，是矢量的方向相同，是矢量. .(2)(2)瞬时速度：运动物体在某一瞬时速度：运动物体在某一_或某一或某一_的速度，方的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量. .(3)(3)速率：速率：_的大小，是标量的大小，是标量. .这段位移这段位移位移位移时刻时刻位置位置瞬时速度瞬时速度1.1.位移和路程的联系位移和路程的联系(1)(1)只有在单向直线运动中，
6、位移的大小才等于路程只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程. .(2)(2)一般情况下，位移的大小小于路程一般情况下，位移的大小小于路程. .2.2.平均速度与瞬时速度的区别和联系平均速度与瞬时速度的区别和联系(1)(1)区别：平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段区别：平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度；瞬时速度与位置或位移或某段时间内的平均快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度. .(2)(2)联系：瞬时速度是运动时间联系：瞬时速度是运动时间t0t0时的平均速度时的
7、平均速度. .(双选双选)某赛车手在一次野外训练中，先利用地图计算出某赛车手在一次野外训练中，先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为出发地和目的地的直线距离为9 km，从出发地到目的地，从出发地到目的地用了用了5 min，赛车上的里程表指示的里程数值增加了，赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km，当他经过某路标时，车内速率计指示的示数为，当他经过某路标时，车内速率计指示的示数为150 km/h，那么可以确定的是，那么可以确定的是 A.在整个过程中赛车手的位移是在整个过程中赛车手的位移是9 kmB.在整个过程中赛车手的路程是在整个过程中赛车手的路程是9 kmC.在整个过程中赛车手的平均
8、速度是在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/hD.经过路标时的瞬时速率是经过路标时的瞬时速率是150 km/hAD对点训练对点训练2 2考点考点3 3 加速度加速度1.1.定义：物体速度的定义：物体速度的_与完成这一变化所用与完成这一变化所用_的的比值比值2.2.定义式：定义式：_3.3.方向：与方向：与_的方向相同的方向相同4.4.物理意义物理意义: :描述速度描述速度_的物理量的物理量变化变化时间时间速度变化速度变化变化快慢变化快慢5.5.加速度与速度的关系加速度与速度的关系 关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是A.A.加速度方向为正时，速
9、度一定增加加速度方向为正时，速度一定增加B.B.速度变化得越快，加速度就越大速度变化得越快，加速度就越大C.C.加速度方向保持不变，速度方向也保持不变加速度方向保持不变，速度方向也保持不变D.D.加速度大小不断变小，速度大小也不断变小加速度大小不断变小，速度大小也不断变小对点训练对点训练3 3B考点考点4 4 匀变速直线运动的规律匀变速直线运动的规律1.1.匀变速直线运动匀变速直线运动(1)(1)定义：沿着一条直线运动，且定义：沿着一条直线运动，且_不变的运动不变的运动. .(2)(2)分类分类. .匀加速直线运动匀加速直线运动,a,a与与v v0 0方向方向_._.匀减速直线运动匀减速直线运
10、动,a,a与与v v0 0方向方向_._.加速度加速度相同相同相反相反2.2.匀变速直线运动的规律匀变速直线运动的规律(1)(1)速度公式速度公式:_.:_.(2)(2)位移公式：位移公式：_._.(3)(3)位移速度关系式：位移速度关系式：_._.vt=v0+at3.匀变速直线运动的两个重要推论匀变速直线运动的两个重要推论(1)物体在一段时间内的物体在一段时间内的平均速度平均速度等于这段时间等于这段时间中间时中间时刻的瞬时速度刻的瞬时速度,还等于初末时刻速度矢量和的一半，还等于初末时刻速度矢量和的一半，即：即：(2)任意任意两个连续相等两个连续相等的时间间隔的时间间隔T内的位移之差为一内的位
11、移之差为一恒量恒量,即：即：s=s2-s1=s3-s2=sn-sn-1=aT2.可以推广到可以推广到sm-sn=(m-n)aT2.4.初速度为零初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论的匀加速直线运动的四个重要推论(1)1T末、末、2T末、末、3T末末瞬时速度比为：瞬时速度比为：v1 v2 v3 vn1 2 3 n(2)1T内、内、2T内、内、3T内内位移比为：位移比为：s1 s2 s3 sn12 22 32 n2(3)第一个第一个T内、第二个内、第二个T内、第三个内、第三个T内内位移比为：位移比为：s s s sn1 3 5 (2n-1)(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间比为：从静止
12、开始通过连续相等的位移所用时间比为：t1 t2 t3 tn1 ( ) ( ) ( )5.5.对匀变速直线运动规律的说明对匀变速直线运动规律的说明(1)(1)匀变速直线运动的基本公式均是矢量式，应用时要匀变速直线运动的基本公式均是矢量式，应用时要注意各物理量的符号，注意各物理量的符号，一般规定初速度的方向为正方向一般规定初速度的方向为正方向，当当v v0 0=0=0时，一般以时，一般以a a的方向为正方向的方向为正方向. .(2)(2)物体先做匀减速直线运动，速度减为零后又反向做物体先做匀减速直线运动，速度减为零后又反向做匀加速直线运动，匀加速直线运动，全程加速度不变全程加速度不变，对这种情况可
13、以将，对这种情况可以将全程看做匀变速直线运动全程看做匀变速直线运动，应用基本公式求解，应用基本公式求解. .(3)(3) 刹车类问题：可用刹车类问题：可用“逆向思维逆向思维”一物体做匀减速直线运动，初速度大小为一物体做匀减速直线运动，初速度大小为10 10 m/sm/s，加，加速度大小为速度大小为1 m/s1 m/s2 2，则物体在停止运动前，则物体在停止运动前2 s2 s内的平均内的平均速度大小为速度大小为A.0.5 A.0.5 m/sm/s B.1 B.1 m/sm/sC.5 C.5 m/sm/s D.5.5 D.5.5 m/sm/s对点训练对点训练4 4B考点考点5 5 自由落体运动和竖
14、直上抛运动自由落体运动和竖直上抛运动1.1.自由落体运动自由落体运动(1)(1)条件：物体只受条件：物体只受_，从，从_开始下落开始下落. .(2)(2)运动性质：初速度运动性质：初速度v v0 0=0,=0,加速度为重力加速度加速度为重力加速度g g的的 运动运动. .(3)(3)基本规律基本规律. .速度公式：速度公式：v vt t=_.=_.位移公式：位移公式：h=_.h=_.速度位移关系式：速度位移关系式： =_.=_.重力重力静止静止匀加速直线匀加速直线gtgt2gh2gh2.竖直上抛运动规律竖直上抛运动规律 (1)运动特点：加速度为运动特点：加速度为g，上升阶段做，上升阶段做_运运
15、动，下降阶段做动，下降阶段做_运动运动.(2)(2)基本规律基本规律(对称性对称性)速度公式：速度公式：v vt t=_.=_.位移公式：位移公式：h=_.h=_.速度位移关系式：速度位移关系式： =_.=_.上升的最大高度：上升的最大高度：h hm m=_.=_.上升到最高点所用时间：上升到最高点所用时间：t=_.t=_.v v0 0-gt-gt-2gh-2gh匀减速直线匀减速直线自由落体自由落体1.1.竖直上抛运动的两种研究方法：竖直上抛运动的两种研究方法：(1)(1)分段法：分段法：将全程分为两个阶段将全程分为两个阶段, ,即上升过程的匀减速即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段
16、阶段和下落过程的自由落体阶段. .(2)(2)全程法：全程法：将全过程视为将全过程视为初速度为初速度为v v0 0，加速度，加速度a=-g a=-g 的的匀变速直线运动匀变速直线运动，必须注意物理量的矢量性，必须注意物理量的矢量性. .习惯上取习惯上取v v0 0的方向为正方向的方向为正方向，则，则: :vv0 0时，物体正在上升；时，物体正在上升；v v0 0时，物体正在下降；时，物体正在下降；h h0 0时，物体在抛出点上方；时，物体在抛出点上方；h h0 0时，物体在抛出点时，物体在抛出点下方下方. .( (双选双选) )某物体以某物体以30 30 m/sm/s的初速度竖直上抛，不计空气
17、的初速度竖直上抛，不计空气阻力，阻力，g g取取10 m/s10 m/s2 2，5 s5 s内物体的内物体的A.A.路程为路程为65 m65 mB.B.位移大小为位移大小为25 m25 m，方向向上，方向向上C.C.速度改变量的大小为速度改变量的大小为10 10 m/sm/sD.D.平均速度大小为平均速度大小为13 13 m/sm/s，方向向上，方向向上对点训练对点训练5 5A、B【巩固训练巩固训练1 1】( (双选）升降机由静止开始以加速度双选）升降机由静止开始以加速度a a1 1匀加速上升匀加速上升2s2s，速度达到，速度达到3 3 m/sm/s，接着匀速上升，接着匀速上升10 s10 s
18、，最后再以加速度，最后再以加速度a a2 2匀减速上升匀减速上升3 s3 s才停下来，则才停下来，则A.A.匀加速上升的加速度大小为匀加速上升的加速度大小为1.5 m/s1.5 m/s2 2B.B.匀减速上升的加速度大小为匀减速上升的加速度大小为1.5 m/s1.5 m/s2 2C.C.上升的总高度为上升的总高度为37.5 m37.5 mD.D.上升的总高度为上升的总高度为32.5 m32.5 m【解析解析】选选A A、C. C. 由由v vt t=at=at知知 m/sm/s2 2=1.5 m/s=1.5 m/s2 2，故，故A A正正确；匀减速时确；匀减速时 m/sm/s2 2=1 m/s
19、=1 m/s2 2，故，故B B错误；升降机上升的错误；升降机上升的总高度总高度s= s= t t1 1+v+vt tt t2 2+ + t t3 3=(3+30+4.5) m=37.5 m=(3+30+4.5) m=37.5 m，C C正正确，确，D D错误错误. .【巩固训练巩固训练2 2】以以36 km/h36 km/h的速度行驶的汽车，刹的速度行驶的汽车，刹车后做匀减速直线运动，若汽车在刹车后第车后做匀减速直线运动，若汽车在刹车后第2 s2 s内内的位移是的位移是6.25 m6.25 m，则刹车后，则刹车后5s5s内的位移是多少？内的位移是多少？【自主解答自主解答】设汽车的运动方向为正
20、方向，初速度设汽车的运动方向为正方向，初速度v v0 0=36 km/h=10 m/s=36 km/h=10 m/s由位移公式由位移公式s=vs=v0 0t+ att+ at2 2得：得：第第2 s2 s内的位移：内的位移：=v=v0 0(t(t2 2-t-t1 1)+ a( )+ a( )即：即：6.25=106.25=10(2-1)+ a(4-1)(2-1)+ a(4-1)解得：解得：a=-2.5 m/sa=-2.5 m/s2 2设刹车后经过设刹车后经过t st s停止运动，则：停止运动，则：可见，刹车后可见，刹车后5 s5 s的时间内有的时间内有1 s1 s是静止的，故刹车后是静止的，故
21、刹车后5 s5 s内的位内的位移为：移为：s=vs=v0 0t+ att+ at2 2= =10104+ 4+ (-2.5)(-2.5)1616 m m=20 m=20 m答案：答案：20 m 20 m 【巩固训练巩固训练3 3】( (双选双选) )在塔顶上将一物体竖直向上抛出，在塔顶上将一物体竖直向上抛出，抛出点为抛出点为A A，物体上升的最大高度为，物体上升的最大高度为20 m20 m，不计空气阻，不计空气阻力，设塔足够高，则物体位移大小为力，设塔足够高，则物体位移大小为10 m10 m时，物体通时，物体通过的路程可能为过的路程可能为A.10 m B.20 m C.40 m D.50 mA
22、.10 m B.20 m C.40 m D.50 m【自主解答自主解答】选选A A、D.D.物体在塔顶上的物体在塔顶上的A A点点抛出，位移大小为抛出，位移大小为10 m10 m的位置有两处，如的位置有两处，如图所示，一处在图所示，一处在A A点之上，另一处在点之上，另一处在A A点之点之下，在下，在A A点之上时，通过位移为点之上时，通过位移为10 m10 m处又有处又有上升和下降两种过程，上升通过时，物体上升和下降两种过程，上升通过时，物体的路程等于位移的路程等于位移s1s1的大小，即的大小，即s s1 1=10 m=10 m；下落通过时，路程为；下落通过时，路程为2s2sm m-s-s1
23、 1=2=220 m-10 m=30 m20 m-10 m=30 m，在，在A A点之下时，通过的路程为点之下时，通过的路程为2s2sm m+s+s2 2=2=220 m+10 m=50 m.20 m+10 m=50 m.故故A A、D D正确正确. .【拓展拓展】求在求在【巩固巩固2 2】中中(1)(1)物体抛出的初速度大小物体抛出的初速度大小为多少为多少? ?(2)(2)若塔高若塔高H=60 mH=60 m，求物体从抛出到落到地面的时间和，求物体从抛出到落到地面的时间和速度大小速度大小(g(g取取10 m/s10 m/s2 2).).【解析解析】(1)(1)由位移公式得：由位移公式得：0-v20=-2gsm0-v20=-2gsm解得解得： m/s=20 m/s m/s=20 m/s(2)(2)由位移公式得：由位移公式得：解得：解得：t=6 st=6 s物体由最高点做自由落体运动，落地时的速度为物体由最高点做自由落体运动，落地时的速度为v v，则：，则：v v2 2=2g(H+s=2g(H+sm m),),解得：解得：v=40 m/sv=40 m/s答案：答案：(1)20 m/s (2)6 s 40 m/s(1)20 m/s (2)6 s 40 m/s知识结构图知识结构图
