文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 > 高考物理复习_匀速直线运动

高考物理复习_匀速直线运动

匀速直线运动

一、基本概念

1、质点:用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型,物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。

2、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: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:表示空间坐标的点;

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:物体运动轨迹之长,是标量。

注意:位移与路程的区别.

4、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量,是位移对时间的变化率,是矢量。 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)

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: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1】物体M 从A 运动到B ,前半程平均速度为v 1,后半程平均速度为v 2,那么全程的平均速度是:( )

A .(v 1+v 2)/2

B .21v v ?

C .212221v v v v ++

D .2

1212v v v v + 解析:本题考查平均速度的概念。全程的平均速度=+==2

122v s v s s t s v 21212v v v v +,故正确答案为D

【例2】(经典回放)若车辆在行进中,要研究车轮的运动,下列选项中正确的是( )

A.车轮只做平动

B.车轮只做转动

C.车轮的平动可以用质点模型分析

D.车轮的转动可以用质点模型分析

解析:研究车轮的运动,无需任何条件(平动、转动均可).如果车轮做平动,车轮上各点的运动情况相同,则可将车轮当作质点处理;如果车轮做转动,车轮上各点的运动情况不同,因此不能将整个车轮当成质点处理.C选项正确.

答案:C

点评:质点是处理实际问题的一种理想化模型.一个物体能否看成质点是相对的,当物体的形状和大小对运动无影响(如平动物体)或物体的形状和大小对物体的运动的研究是次要因素(如研究地球绕太阳的公转)时,可以将物体视为质点;反之,不能将物体当作质点处理.

【例3】有三个质点同时同地出发做直线运动,它们的s-t图象如图2-1-2所示,在0—t0这段时间内:

高考物理复习_匀速直线运动

图2-1-2

(1)三个质点的位移关系为()

A.sⅠ=sⅡ=sⅢ

B.sⅠ>sⅡ>sⅢ

C.sⅠ>sⅡ=sⅢ

D.sⅠ=sⅡ>sⅢ

(2)三个质点的平均速率关系为()

A.vⅠ=vⅡ=vⅢ

B.vⅠ>vⅡ>vⅢ

C.vⅠ>vⅡ=vⅢ

D.vⅠ=vⅡ>vⅢ

解析:由s-t图象的物理意义可得Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ始末时刻纵坐标相同,则位移相同.(1)答案为A选项.同样可看Ⅰ的路程大一些,它出现了往返运动;而Ⅱ、Ⅲ路程相同,所以(2)答案为C选项.

答案:(1)A (2)C

点评:正确理解s-t图象的物理含义以及平均速率(路程与时间的比值)的概念是解本题的关键.

5、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4】下列说法正确的是( )

A.加速度增大,速度一定增大

B.速度变化量Δv 越大,加速度就越大

C.物体有加速度,速度就增大

D.物体速度很大,加速度可能为零

解析:加速度描述的是速度变化的快慢,是Δv 与Δt 的比值,不能只由Δv 大小判断加速度大小,故B 错.加速度增大,说明速度变化加快,速度可能增大加快,也可能减小加快,或只是方向变化加快,故A 、C 错.加速度大说明速度变化快,加速度为零说明速度不变,但此时速度可以很大,也可以很小,故D 正确.

答案:D

点评:根据加速度大小不能判断物体的速度大小.因为无论方向还是大小,加速度与速度都没有必然联系.对于直线运动,无论物体的加速度大小如何以及如何变化,只要加速度方向跟速度方向相同,物体一定做加速运动;只要加速度方向跟速度方向相反,物体一定做减速运动.

【例5】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,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v t =10m/s 或v t =-10m/s 由加速度的定义可得614100=-=-=t v v a t m/s 或141

4100-=--=-=t v v a t 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: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6】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?

高考物理复习_匀速直线运动

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,甲相对乙的位移大小为2100m ,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。

【例7】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1小时追上小木块时,发现小木块距离桥有5400米远,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?

解析: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”小木块,船往返运动的时间相等,各为1 小时;小桥相对水向上游运动,到船“追上”小木块,小桥向上游运动了位移5400m ,时间为2小时。易得水的速度为0.75m/s 。

二、匀速直线运动:t

s v ,即在任意相等的时间内物体的位移相等.它是速度为恒矢量的运动,加速度为零的直线运动.

匀速直线运动的s - t 图像为一直线:图线的斜率在数值上等于物体的速度。

高考物理复习_匀速直线运动

三、综合例析

【例8】关于位移和路程,下列说法中正确的是()

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.

【例9】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t v a ?=可知,Δv 越大,加速度不一定越大,速度变化越快,则表示t

v ?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10 】在与x 轴平行的匀强电场中,场强为E =1.0×106V/m ,一带电量q =1.0×10-8C 、质量m =2.5×10-3kg 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x =5-2t ,式中x 以m 为单位,t 以s 为单位。从开始运动到5s 末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x =5-2t 和t v s 0=对照,可知该物体的初位置x 0=5m ,初速度v 0=2-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5-m 。

【例11】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t

s v 2 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12】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P 1、P 2是测速仪发出的超声波信号,n 1、n 2分别是P 1、P 2

被汽车反射回来的信号,设测速仪匀速扫描,P 1,

高考物理复习_匀速直线运动

P 2之间的时间间隔Δt =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B可知汽车在接收P 1、P 2两个信号之间

的时间内前进的距离是___m ,汽车的速度是

_____m/s.

解析:本题首先要看懂B图中标尺所记录的时间

每一小格相当于多少:由于P 1 P 2 之间时间间隔为1.0s ,标尺记录有30小格,故每小格为1/30s ,其次应看出汽车两次接收(并反射)超声波的时间间隔:P 1发出后经12/30s 接收到汽车反射的超声波,故在P 1发出后经6/30s 被车接收,发出P 1后,经1s 发射P 2,可知汽车接到P 1后,经t 1=1-6/30=24/30s 发出P 2,而从发出P 2到汽车接收到P 2并反射所历时间为t 2=4.5/30s ,故汽车两次接收到超声波的时间间隔为t =t 1+t 2=28.5/30s ,求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔:s =(6/30-4.5/30)v 声=(1.5/30)×340=17m ,故可算出v 汽=s /t =17÷(28.5/30)=17.9m/s.

【例13】 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 = 。根据近期观测,哈勃常数H =3×10-2m/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代入上式得宇宙年龄T=1/H

将哈勃常数H=3×10-2m/s·光年代入上式,得T=1010年。

点评:有不少考生遇到这类完全陌生的、很前沿的试题,对自己缺乏信心,认为这样的问题自己从来没见过,老师也从来没有讲过,不可能做出来,因而采取放弃的态度。其实只要静下心来,进入题目的情景中去,所用的物理知识却是非常简单的。这类题搞清其中的因果关系是解题的关键。

相关文档