一对一学案高中物理必修一第一章运动的描述

一对一学案高中物理必修一第一章运动的描述

第一章运动的描述专题一：描述物体运动的几个基本本概念◎知识梳理1．机械运动：物体的空间位置随时间的变化称为机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式。2．参考系：用来做参考的物体被假定为不动的物体系。对同一物体的运动，若所选的参考系不同，对其运动的描述就会不同，通常以地球为参考系研究物体的运动。3．质点：用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时，为使问题简化，而引入的理想化模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据，如：公转的地球可视为质点，而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。物体可视为质点主要是以下三种情形：(1)物体平动时；(2)物体的位移远远大于物体本身的限度时；(3)只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。理想化模型：在物理学的研究中，“理想化模型”的建立具有十分重要的意义。引入“理想化模型”可以使问题处理大为简化而又不会发生大的偏差。在一定条件下，可以把实际事物当做“理想化模型”来处理。例如“在研究地球绕太阳公转的运动时，由于地球的直径(约1．3x104km)远小于地球和太阳之间的距离约（约1．8x108km)，因此地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的大小、形状可以忽略不计，这时就可以将地球作为质点来处理。高中阶段我们只研究可以转化为质点的物体的运动。4．时刻和时间(1)时刻指的是某一瞬时，是时间轴上的一点，对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量，通常说的“2秒末”，“速度达2m/s时”都是指时刻。(2)时间是两时刻的间隔，是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量．通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。\n5．位移和路程(1)位移表示质点在空间的位置的变化，是矢量。位移用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时，可用带有正负号的数值表示位移，取正值时表示其方向与规定正方向一致，反之则相反。(2)路程是质点在空间运动轨迹的长度，是标量。在确定的两位置间，物体的路程不是唯一的，它与质点的具体运动过程有关。(3)位移与路程是在一定时间内发生的，是过程量，二者都与参考系的选取有关。一般情况下，位移的大小并不等于路程，只有当质点做单方向直线运动时，二者才相等。6．速度（1）．速度：是描述物体运动方向和快慢的物理量。（2）．瞬时速度：运动物体经过某一时刻或某一位置的速度，其大小叫速率。（3）．平均速度：物体在某段时间的位移与所用时间的比值，是粗略描述运动快慢的。①平均速度是矢量，方向与位移方向相同。②平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关。③v=是平均速度的定义式，适用于所有的运动，（4）.平均速率：物体在某段时间的路程与所用时间的比值，是粗略描述运动快慢的。①平均速率是标量。②v=是平均速率的定义式，适用于所有的运动。③平均速度和平均速率往往是不等的，只有物体做无往复的直线运动时二者才相等。7.速度与速率的区别与联系速度是矢量，平均速度的大小等于位移与时间的比值。方向和位移的方向相同；瞬时速度的方向和运动方向相同。瞬时速度的大小简称速率，是标量，没有方向。8、速度v、速度变化量Δv、加速度a的区别速度是运动状态量，对应于某一时刻(或某一位置)的运动快慢和方向。速度变化量Δv=vt-v0是运动过程量，对应于某一段时间(或发生某一段位移)，若取v0为正，则Δv＞o表示速度增加，Δv＜0表示速度减小，Δv＝o表示速度不变。\n加速度a＝Δv/Δt也称为“速度变化率”，表示在单位时间内的速度变化量，反映了速度变化的快慢及方向。加速度a与速度v无直接联系，与Δv也无宜接联系，v大，a不一定大，Δv大，a也不一定大，如飞机飞行的速度v很大，a也可能等于0；列车由静止到高速行驶，其速度变化量很大，但经历时间也长，所以加速度并不大。9平均速度和瞬时速度平均速度：由公式v＝Δx/Δt可以求得一个速度值，如果在时间Δt内物体运动的快慢程度是不变的，这就是说物体的速度是不变的，如果在时间Δt内物体运动的快慢程度是变化的，这个速度值表示的是物体在时间Δt内运动的平均快慢程度，称为平均速度。瞬时速度：在公式v＝Δx/Δt中，如果时间Δt非常小，接近于零，表示的就是物体在这一瞬时的速度，称为瞬时速度。故瞬时速度对应的是某一瞬时，或者说某一时刻、某一位置。它能精确地描述物体运动过程中各个时刻运动快慢情况。瞬时速度定义：运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。瞬时速度简称速度，因此以后碰到“速度”一词，如果没有特别说明均指瞬时速度。汽车或靡托车的速度计，其指针所指的数值，就是该时刻汽车的瞬时速率。10、如何判断物体做加速运动还是减速运动判断的方法为：根据加速度的方向与速度方向的关系来进行判断；加速度的方向和速度的方向相同，物体做加速运动。a不变．则v均匀增加，即为匀加速运动；a增大，则v增加得越来越快，a减小，则v增加得越来越慢。加速度和速度方向相反，物体做减速运动。a不变．则v均匀减小，即为匀减速运动；a增大，则v减小得越来越快，a减小，则v减小得越来越慢。物体做加速运动还是减速运动，不取决于加速度的正、负，也不取决于加速度的大小，而是取决于加速度的方向与速度方向是同向还是反向。11、两个基本公式x=v0t+1/2at2vt2-v02=2at弄清它们的物理意义，不能仅停留在数学意义上。要知道它们是怎么推导出来的点要充分认识到它们都是矢量式；a的取值要注意正负。\n◎例题评析【例1】物体沿直线向同一方向运动，通过两个连续相等的位移的平均速度分别为v1=10m/s和v2=15m/s，则物体在这整个运动过程中的平均速度是多少？[点评]一个过程的平均速度与它在这个过程中各阶段的平均速度没有直接的关系，因此要根据平均速度的定义计算，不能用公式=(v0+vt)/2，因它仅适用于匀变速直线运动。【例2】．一质点沿直线ox方向作加速运动，它离开o点的距离x随时间变化的关系为x=5+2t3(m)，它的速度随时间变化的关系为v=6t2(m/s)，求该质点在t=0到t=2s间的平均速度大小和t=2s到t=3s间的平均速度的大小。【分析与解答】当t=0时，对应x0=5m，当t=2s时，对应x2=21m，当t=3s时，对应x3=59m，则:t=0到t=2s间的平均速度大小为=8m/st=2s到t=3s间的平均速度大小为=38m/s[点评]只有区分了求的是平均速度还是瞬时速度，才能正确地选择公式。【例3】一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声音从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方与地面成600角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍？【分析与解答】设飞机在头顶上方时距人h，则人听到声音时飞机走的距离为：h/3对声音：h=v声t对飞机：h/3=v飞t解得：v飞=v声/3≈0.58v声[点评]此类题和实际相联系，要画图才能清晰地展示物体的运动过程，挖掘出题中的隐含条件，如本题中声音从正上方传到人处的这段时间内飞机前进的距离，就能很容易地列出方程求解。\n专题二.加速度◎知识梳理1．加速度是描述速度变化快慢的物理量。2．速度的变化量与所需时间的比值叫加速度。3．公式：a=，单位：m/s2是速度的变化率。4．加速度是矢量，其方向与的方向相同。5．注意v,的区别和联系。大，而不一定大，反之亦然。◎例题评析【例4】．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为v1=4m/s，1S后速度大小为v2=10m/s，在这1S内该物体的加速度的大小为多少？【分析与解答】根据加速度的定义，题中v0=4m/s，t=1s当v2与v1同向时，得=6m/s2当v2与v1反向时，得=-14m/s2[点评]必须注意速度与加速度的矢量性，要考虑v1、v2的方向。【例5】某著名品牌的新款跑车拥有极好的驾驶性能，其最高时速可达330km/h，0～100km/h的加速时间只需要3.6s，0～200km/h的加速时间仅需9.9s，试计算该跑车在0～100km/h的加速过程和0～200km/h的加速过程的平均加速度。【分析与解答】:根据且\n故跑车在0～100km/h的加速过程故跑车在0～200km/h的加速过程专题三.运动的图线◎知识梳理1.表示函数关系可以用公式，也可以用图像。图像也是描述物理规律的重要方法，不仅在力学中，在电磁学中、热学中也是经常用到的。图像的优点是能够形象、直观地反映出函数关系。2.位移和速度都是时间的函数，因此描述物体运动的规律常用位移一时间图像(s—t图)和速度一时间图像(v一t图)。3.对于图像要注意理解它的物理意义，即对图像的纵、横轴表示的是什么物理量，图线的斜率、截距代表什么意义都要搞清楚。形状完全相同的图线，在不同的图像(坐标轴的物理量不同)中意义会完全不同。4.下表是对形状一样的S一t图和v一t图意义上的比较。S一t图v一t图\n①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度v)②表示物体静止③表示物体向反方向做匀速直线运动④交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位移⑤tl时刻物体位移为s1①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度a)②表示物体做匀速直线运动③表示物体做匀减速直线运动④交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度⑤t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表示①质点在O～t1时间内的位移)◎例题评析【例6】右图为某物体做匀变速直线运动的图像，求：（1）该物体3s末的速度。（2）该物体的加速度。（3）该物体前6s内的位移。【分析与解答】:（1）由图可直接读出3s末的速度为6m/s。（2）a－t图中图线的斜率表示加速度，故加速度为。（3）a－t图中图线与t轴所围面积表示位移，故位移为。[点评]这部分内容关键要掌握速度-时间图象及位移时间图象的意义,包括载距,斜率(一)物理思维方法1、科学抽象—理想化模型思想这是物理学中常用的一种方法。在研究具体问题时，为了研究的方便，抓住主要因素，忽略次要因素，从而从实际问题中抽象出理想模型。把实际复杂的问题简化处理。如质点、匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动等都是抽象了的理想化的物理模型。2、数形结合思想\n公式法描述物体运动的规律。把数学公式表达的函数关系与图像的物理意义及运动轨迹相结合的方法，有助于更透彻地理解物理运动的特征及规律。3、极限思想在分折变速直线运动的瞬时速度时，我们采用无限取微逐渐逼近的方法，即在物体经过的某点后面取很小的一段位移．这段位移取得越小，物体在该段时间内的速度变化就越小，在该段位移上的平均速度就越精确地描述物体在该点的运动快慢情况。当位移足够小时(或时间足够短时)，该段位移上的平均速度就等于物体经过该点时的瞬时速度。这充分体现了物理中常用的极限思想。4、比值定义法加速度a=速度v=高一物理第一章《运动的描述》单元测试题一、选择题1．下列关于质点的说法正确的是(　　)A．研究和观察日食时，可以把太阳看成质点B．研究地球的公转时，可以把地球看成质点C．研究地球的自转时，可以把地球看成质点D．原子核很小，必须把它看成质点2．2008年9月25日晚21点10分，我国在九泉卫星发射中心将我国自行研制的“神舟7号”宇宙飞船成功地送上太空，飞船绕地球飞行一圈时间为90分钟．则(　　)A．“21点10分”和“90分钟”前者表示“时刻”后者表示“时间”B．卫星绕地球飞行一圈，它的位移和路程都为0C．卫星绕地球飞行一圈平均速度为0，但它在每一时刻的瞬时速度都不为0D．地面卫星控制中心在对飞船进行飞行姿态调整时可以将飞船看作质点3．甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系又是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体的运动情况是(　　)A．一定是静止的B．运动或静止都有可能C．一定是运动的D．条件不足，无法判断．\n4．两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADC行走，如图所示，当他们相遇时不相同的物理量是(　　)A．速度　　B．位移　　C．路程　　D．速率5．两个质点甲和乙，同时由同一地点向同一方向做直线运动，它们的v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是(　　)A．质点乙静止，质点甲的初速度为零B．质点乙运动的速度大小、方向不变C．第2s末质点甲、乙速度相同D．第2s末质点甲、乙相遇6．某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率是(　　)A.，　　　　　B.，C．0，D．0，7．下列关于物体运动的说法，正确的是(　　)A．物体速度不为零，其加速度也一定不为零B．物体具有加速度时，它的速度可能不会改变C．物体的加速度变大时，速度也一定随之变大D．物体加速度方向改变时，速度方向可以保持不变8．下表是四种交通工具的速度改变情况，下列说法正确的是(　　)初始速度(m/s)经过时间(s)末速度(m/s)①2311②036③0206④010020A.①的速度变化最大，加速度最大B．②的速度变化最慢C．③的速度变化最快D．④的末速度最大，但加速度最小\n9．在百米决赛时(如图)，甲、乙两位计时员同时记录第一名的成绩．甲看到发令枪的烟雾时开始计时，乙听到发令枪响开始计时．当运动员到达终点，甲、乙同时停止计时，已知光在空气中的传播速度约为3.0×108m/s，声音在空气中的传播速度为340m/s.那么(　　)A．甲、乙两位计时员所记录的时间相同B．甲计时员所记录的时间比乙计时员所记录的时间大约少了0.3sC．甲计时员所记录的时间比乙计时员所记录的时间大约多了0.3sD．甲计时员所记录的时间不正确10．小船匀速逆流而上，经过桥下时箱子落水了，船继续前进一段时间后才发现，并立即调头以相同的静水船速顺流而下，经过1h在下游距桥7.2km处追上．则河水流动速度为(　　)A．7.2km/hB．3.6km/hC．1m/sD．条件不足，无法确定二、填空题(共4小题，每小题6分，共24分．把答案直接填在横线上)11．目前实验室用的打点计时器有________计时器和________计时器两种，它们所接电源均为频率为50Hz的交变电流，所以都是每隔________s打一个点．但前者所接交流电压为________V，后者所接交流电压为________V.12．“大洋一号”配备有一种声呐探测系统，用它可测量海水的深度．其原理是：用超声波发生器垂直向海底发射超声波，超声波在海底会反射回来，若已知超声波在海水中的波速，通过测量从发射超声波到接收到反射波的时间，就可推算出船所在位置的海水深度．现已知超声波在海水中的波速为1500m/s，船静止时，测量从发射超声波到接收到反射波的时间为8s，则该船所在位置的海水深度是________m.13．如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着一把毫米刻度尺，电磁打点计时器每隔0.02s打一个点．根据纸带上点的排列情况可判定，手拉动纸带时，手的运动速度怎样变化________；由A到C这段距离上手运动的平均速度为________m/s，打C点时手拉动纸带的速度约为____________m/s.14．在上海的高架道路上，一般限速80km/h，为监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车(在本题中可看作质点)匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为Δt，经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据．根据以上信息，回答下列问题：(1)试写出微型计算机计算汽车速度的表达式v＝________.(2)若L＝5m，Δt＝0.3s，则照相机将________工作．(填“会”或“不会”)\n三、论述、计算题(本题共4小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(8分)如图所示，一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上行驶，司机突然发现前方公路上有一只小鹿，于是立即刹车，汽车在4s内停了下来，使小鹿免受伤害．试求汽车刹车过程中的平均加速度．16．(8分)小李讲了一个龟兔赛跑的故事，按照小李讲的故事情节，作出兔子和乌龟的位移图象如图所示，请你依照图象中的坐标，并结合物理学的术语来讲述这个故事．你在讲故事之前，先回答下列问题．(1)小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发？(2)乌龟做的是什么运动？(3)兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次？(4)哪一个先通过预定位移xm到达终点？17．一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动，为研究汽车的运动而记下它的各时刻的位置和速度见下表：\n时刻t/s01234567位置坐标x/m00.524.58121620瞬时速度v/(m·s－1)12344444(1)汽车在第2秒末的瞬时速度为多大？(2)汽车在前3秒内的加速度为多大？(3)汽车在第4秒内的平均速度为多大？18．(10分)一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动．司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，5s后听到回声；听到回声后又行驶10s司机第二次鸣笛，3s后听到回声．请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶，以便提醒司机安全行驶．已知此高速公路的最高限速为110km/h(如图所示)，声音在空中的传播速度为340m/s.参考答案\n一、选择题：1、B2、AC3、C解析：甲以乙为参考系是静止的，说明甲、乙的运动情况是完全相同的，要以乙为参考系判断丙的运动情况，则与以甲为参考系判断丙的运动情况是一样的，故C选项正确4、A5、BC解析：质点乙做匀速运动，甲做初速为零的加速运动，所以A错B对；第2s末质点甲、乙的速度相同，但乙在甲的前方，所以C对D错6、D解析：位移为零，故平均速度为零．设路程为2s，有平均速率为：v＝＝.7、D；8、D解析：速度变化最快即加速度最大的是①，加速度最小的是④.9、C解析：当声音传到计时员处所用时间为：Δt＝＝s≈0.3s.由于光速很大，因此光在这段位移上的时间可忽略不计．10、B解：若以流动的水为参考系可知，箱子从落水到被船追上共用时间2h∴v水＝＝km/h＝3.6km/h.二、填空题：11、答案：电磁打点；电火花；0.02；4～6；22012、答案：600013、答案：先增大后减小　0.18m/s　0.39m/s(0.40m/s亦正确)14、答案：(1)　(2)不会三、计算题15、答案：－5m/s2解析：刹车过程中，汽车的初速度v0＝72km/h＝20m/s，末速度v＝0运动时间t＝4s，根据加速度的定义式，得刹车过程中的加速度a＝＝m/s2＝－5m/s2.式中的负号表示汽车的速度在减小，即刹车后汽车的速度平均每秒减小5m/s.16、答案：(1)从同一地点但不同时出发．(2)匀速直线运动．(3)t2时刻、t4时刻分别相遇．(4)乌龟先到达终点．17、答案：(1)3m/s　(2)1m/s2　(3)3.5m/s解析：(1)v2＝3m/s(2)a＝＝m/s2＝1m/s2(3)Δx4＝3.5m，t＝1s，v4＝＝3.5m/s.1824.3m/s87.5km/h不超速