高一物理机械运动和匀速直线运动北师大版知识精讲.docVIP

高一物理机械运动和匀速直线运动北师大版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 1. 描述机械运动的基本物理量：参考系，质点，位移和路程，时刻和时间，速度，速率，平均速度。 2. 匀速直线运动速度、位移与时间关系，以及v-t图，s-t图的理解。 二. 知识归纳与总结 1. 参考系 为了描述物体的运动而假定为不动的物体叫做参考系。 2. 质点 用来代替物体的有质量的点叫质点。它是一个理想的物理模型。物体能简化为质点的条件是：在所研究的问题中，物体只做平动，或物体的形状和大小可以忽略不计时才可以把物体简化为质点。 3. 位移和路程 位移是做机械运动的物体从初位置指向末位置的有向线段。路程是物体运动所经轨迹的长度。 4. 速度和速率 （1）平均速度：运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段位移（或时间内）的 （2）瞬时速度：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度，其大小叫速率。 （3）平均速率：物体在某段时间内通过的路程l跟通过这段路程所用时间t的比值， 是它并不是平均速度的大小。 5. 区别状态量与过程量：时刻、位置、瞬时速度都是状态量；时间、位移、平均速度都是过程量。 例如：在时间轴上画出①1秒末 ②第2秒初 ③3秒内 ④第4秒内（如图1） 图1 6. 区别路程和位移 例如：一质点绕半经为R的圆周运动。 （1）若沿圆周逆时针运动了一周，则其位移大小是多少？路程是多少？ （2）若质点只运动了1/4周，则路程是多少？位移又怎样？（如图2） 图2 答：（1）位移是0；路程是2πR； AC所示。 7. 关于平均速度和瞬时速度的理解 在匀速直线运动中，由于速度不变，即s跟t的比值s/t不变，平均速度与瞬时速度相 s/t随s或t的选取的不同而不同，而且是反映这段位移上的平均速度，它只能粗略地描述这段位移上运动的快慢程度。对做变速运动的物体，在它过某个位置附近选很小一段位移Δs，Δs小到在这段位移上察觉不到速度有变化，即在Δs上物体是匀速。那么这段位移上的平均速度与这段位移上各个时刻的瞬时速度相等。即定义为：物体在一位置的速度等于在这一位置附近取一小段位移Δs，与这段Δs所用时间Δt之比值，即Δt趋近于0时， 【典型例题】 例1. 通讯兵从一列长度为L的前进着的队伍的排尾到排头之间往返一次，在这段时间内，队伍向前运动的位移4L，则通讯兵位移多大？ 解析：本题考查位移的概念，由起点指向终点的有向线段。 对于这个过程比较复杂的题目，我们用运动草图解释。 如图3： 图3 则人的位移为4L，方向向右 例2. 某测量员是这样利用回声测距的。他在平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00s第一次听到回声，又经0.5s再次听到回声。已知声速为340m/s，求两峭壁的距离？ 解析：声音在峭壁间同时向各个方向匀速传播。 设从一端峭壁反射回来的时间t1，另一端反射回来的时间t2，则由题意： t1=1.00s，t2=1.50s，由匀速运动规律，峭壁间距离为d，则： 例3. 汽车从甲地到丙地做直线运动，乙地在甲、丙二地的中点，车从甲到乙的速度为60km/h，从乙到丙的速度为30km/h，求此车从甲到丙的全过程的平均速度。 错解： 分析和解答： 不是匀变速运动，不能使用这一公式。求平均速度应由其定义出发，以s表示从甲地到乙地的位移，t1、t2表示车从甲到乙和从乙到丙的时间，应有： ［题目拓展］ 若汽车从甲到丙，前半时间速度为60km/h，后半时间速度为30km/h，求汽车从甲到丙直线运动过程中，全程的平均速度多大？ 分析和解答： 疑难分析：综合以上两个题目，我们可以看出求解平均速度的关键在于理解，并应用 例4. 一质点沿直线Ox方向做加速运动，它离开O点的距离x随时间t变化的关系为 t=2s间的平均速度和t=2s到t=3s间的平均速度的大小分别为（ ） A. 12m/s，38m/s B. 8m/s，38m/s C. 12m/s，19.5m/s D. 8m/s，13m/s 解析： 正确答案：A。 例5. 如图4所示，甲、乙、丙是三个在同一直线上运动的物体，做匀速直线运动的是_________，按速度大小的排列顺序是_________。 图4 解析：该题目考查位移时间关系。 对于匀速直线运动