高中物理学和电磁学系统复习之一直线运动 - 图文

高中物理力学和电磁学系统复习之一——直线运动

知识梳理

直线运动的规律是物理学的重要基础，其相关知识和方法将逐步渗透到运动和力、匀变速曲线运动、机械能及带电粒子在电场中的运动等内容之中。本专题主要围绕匀变速直线运动学习描述物体运动的基本方法(物理量、图线等)，掌握匀变速直线规律、特点及相关公式，并学会将直线运动知识应用于对实际问题的处理。

1．描述运动的基本概念

(1)参考系：在描述某物体运动时，被选作假定不动的物体。同一运动，相对不同的参考系得到的观察结果可能不同。

(2)质点：在研究物体某一方面问题时，若不需考虑物体的体积大小和形状，即物体的形状和体积对所研究过程没有影响或影响很小，则我们可将该物体处理为质点。

(3)时刻和时间：时刻指针对某一状态(或某一瞬间)，在时间轴上某一点对应的值。时刻与物体运动过程中某一状态(或位置)对应，时间指两个时刻问的间隔长短，它对应时间轴上两点间线段的长度。

(4)位移和路程：位移表示物体位置的变化，它是矢量。位移大小等于初位置到末位置间距离，方向由初位置指向末位置。路程是物体运动轨迹的长度，它是标量。

(5)瞬时速度和平均速度：速度是描述物体运动的快慢。瞬时速度是描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢，其方向就是物体经过该位置时的运动方向。平均速度是描述某段过程中的平均运动快慢程度，它的大小等于这段过程的位移大小与时间的比值，其方向沿位移方向。

(6)加速度：加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。它的大小等于物体速度对时间的变化率，其方向与速度变化量方向相同，即

2．直线运动形式及规律

(I)匀速直线运动：物体沿直线运动，若在任何相等时间内发生的位移总相等，则选种运动叫做匀速直线运动。匀速直线运动也可描述为：物体在运动中，若其瞬时速度保持不变，则该运动为匀速直线运动，可简称为匀速运动。基本公式：s＝vt 。

(2)匀变速直线运动：物体沿直线运动中，若在任何相等时间内速度改变量总相等，则这种运动叫做匀变速直线运动。基本公式：

(3)匀变速直线运动公式推导结论

(a)做匀变速直线的物体，在任何两个连续相等时间内的位移之差总是一恒量，即 Δs=s2－s1=s3－s2=s4－s3=…=aT2

(b)做匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度。

命题预测

本专题内容属于基础部分，在高考中将会出现的命题形式主要有以下几种： (1)对运动图像的识别与转换。(2)运用图线进行科学处理的探究能力。(3)从内容的融合上，将运动学规律渗透到动力学、匀变速曲线运动、机械能及带电粒子在静电场中的运动等内容中进行考查；从命题方向上，将会把运动学方法应用到实际问题中进行考查。

例题精析

题型一 准确辨析速度与加速度之间的关系

【例1】关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是( ) A．速度变化得越多，加速度就越大 B．速度变化得越快，加速度就越大

C．加速度大小保持不变，速度方向也保持不变 D．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小

【解析】加速度的定义是：物体速度变化量与时间的比值，加速度的方向与速度变化量的方向是一致的。只要加速度不为零，物体的速度一定发生变化。速度变化得多不表示加速度大，所以A错、B对；若加速度大小保持不变，则物体可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动，如自由落体、竖直上抛、匀速圆周运动，所以C错；加速度大小变化与速度大小变化间没有必然联系，加速度大小变化并不意味着速度大小一定变化，也许只是速度方向发生变化，所以D错。

【答案】B

【点评】对于加速度，我们应该从这样几个方面来理解： (1)加速度是描述速度变化快慢的物理量，不是描述速度大小的物理量，所以与速度的大小没有必然联系。 (2)加速度实质是由物体的受力和物体的质量共同决定的，从运动学的角度来看，加速度由

速度的变化与变化所用时间的比值来度量，说明加速度不是仅仅由速度的变化决定的。 (3)加速度的方向与速度的方向没有必然联系，但与速度变化的方向一致，其实质是与物体所受到的合外力方向一致。

题型二 明确运动学公式(基本公式及推导式)只适用于匀变速直线运动，运用公式时

应认知对应的运动形式是否在条件上与之相符

【例2】在纽约举行的世界杯游泳比赛中，我国女蛙王罗雪娟在50 m蛙泳比赛中，以30″68的成绩获得金牌。高科技记录仪测得她冲刺终点的速度为4．0 m／s，则她在50m的运动中平均速度约为( )

A．2．0m／s B．1．63m／s C．4．0m／s D．1．70m／s

【解析】从题意来看，运动员在50m 的运动过程中历时3″68，故平均速度为：

【答案】B

【点评】从题意可看出，运动员出发的初速度为零、冲刺终点速度为4．0m／s，有些学生会运用v=(v0+vt)/2求得结果为2m／s； 该运动员在比赛中所作的运动并不是匀变速直线运动，所以不能运用推导式v=(v0+vt)/2来解。在解答物理题时要先分析所研究的运动形式，在被确认为匀变速直线运动的情况下才能正确应用公式解答。培养严谨的分析习惯、逐步克服乱套物理公式的毛病尤为必要。

题型三 正确识别运动图线，并准确理解其物理意义

【例3】如图l—l所示是某物体做匀变速直线运动的速度图线，某同学根据图线得出以下分析结论：①物体始终沿正方向运动；②物体先向负方向运动，在t=2s后开始向正方向运动；③在t=2s前物体位于出发点负方向上，在t=2s后位于出发点正方向上；④在t=2s时，物体距出发点最远。以上分析结论正确的是( A．只有①③ B．只有②③ C．只有②④ D．只有① 【解析】物体

运动方向即为速度方向，从图上可知物体在2s前速度为负值，即物体向负方向运动；2s后速度为正值，即物体向正方向运动。故①是错误，②是正确的。

)

物体的位置要通过分析位移来确定，物体在某段时间内的位移等于速度－时间图线中对应图线所包围的面积的代数和。由图可知物体在2s时有最大的负位移；虽然2s后(在4s前)运动方向改为正方向，但它的位置仍在位置坐标值负值处(4s末物体回到原点)故③是错误的，④ 是正确的。

【答案】C

【点评】 (1)在速度－时间图像中各点纵坐标值实际是表示速度的代数值，它的正、负值分别表示速度方向沿正方向、负方向，所以要分析运动方向是否发生改变就直接去了解其纵坐标值是正值还是负值。(2)物体加速度大小和方向从图线斜率的正、负值来体现。在整个4s中，图线斜率不变，说明物体加速度一直不变。(3)物体在某段时间内的位移大小和方向从图线和坐标轴包围的面积来体现，但该“包围面”在横轴之上表示正方向位移， “包围面”在横轴之下表示负方向位移。

摸拟操练

1．若物体做减速运动，则意味着：① 速度变化量方向一定取负值，其意义为速度的变化率减少；②速度变化量方向可能取负值、也可能取正值，速度的变化量方向与初速度的方向相反；③ 加速度的方向取负值，表示加速度在逐渐减小；④加速度的方向与初速度的方向相反。以上说法正确的是(

A．①② B．③④ C，①③ D．②④

2．物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m／s，1s后速度大小变为10m/s，在这1s内物体的：① 位移大小可能小于4m；② 位移大小可能大于10m；③加速度大小可能小于4m／s2；④加速度大小可能大于10m／s2。以上结论正确的有( )

A．①③ B．②④ C．①④ D．②③

3．从20m高的楼房的阳台上以20 m/s的初速度竖直上抛出一个小球，不计空气阻力，小球运动到离抛出点15m处所经历的时间可能是：① 1s；②2s；③3s；④ (2+ 以上结论正确的是( )

A，只有① B，只有①③ C，只有①③④ D，以上都对

4．汽车以20m／s的速度作匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5m／s2，刹车后6s内汽车的位移是(

)( g取10 m／s2)

)s，

)

A，30m B．40m C，10m D．0m