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2010年高中物理自主学习同步讲解与训练必修1第一章 直线运动


必修 1 第一章 直线运动 [学习过程] 一、基本概念 (一)知识梳理 1. 机械运动:___________________________________叫做机械运动,常简称为运动。 ______________是最简单最基本的运动。 2. 参考系:______________叫做参考系,也就是______________的物体。同一个运动,如 果选不同的物体作参考系,观察的

结果可能不同。研究地面上物体的运动时,通常取 ______________作参考系比较方便。 3. 质点:质点是代替物体的______________的点,实际并不存在,是一种科学抽象。在分 析物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,以使问题得到简化,这是研究物理问题的一 种重要方法。 4. 坐标系:在选定的________________上建立适当的坐标系后,就能定量地描述物体的 ________________,通常用到的坐标系有________________等。 5. 时 间 和 时 刻 都 可 以 在 时 间 轴 上 表 示 出 来 。 在 时 间 轴 上 , 每 一 个 点 都 表 示 一 个 ________________, 每两个点之间的距离表示一段________________, 我们可以理解为时刻 就是时间“点”,时间就是时间“段”。 6. 既有________________又有________________的物理量叫矢量。只有____________ ____没有________________的物理量叫标量。 7. 位移是表示________________的物理量, 可用________________来表示, 它__________ ______, 所以是矢量。 路程是________________, 只有大小, 没有方向, 是________________ 量。 8. 速度是表示________________的物理量, 它等于________________的比值, 用公式表示 为________________,在国际单位制中,速度的单位是________________。速度是矢量,既 有大小,又有方向,速度的大小在数值上等于________________,速度的方向跟_______ _________相同。 9. 平均速度表示________________, 在变速直线运动中, 质点的________________的比值, 叫做这段时间内的平均速度,用公式________________表示。在变速直线运动中,不同时间 (或不同位移)内的平均速度一般是不同的,因此,在谈到平均速度时一定要指明是 ________________或________________的平均速度。 10. 瞬时速度能精确地描述做变速直线运动的物体经过某一时刻(或某一位置)时的快慢 程度。 运动物体经过________________的速度, 叫做瞬时速度。 瞬时速度的大小叫瞬时速率, 有时简称速率。 匀速直线运动的速度恒定, 即各时刻瞬时速度均相等且与各段时间内的平均 速度也相等。所以,匀速直线运动就是瞬时速度处处相等的直线运动。 11. 加速度是表示________________的物理量, 是________________的比值, 用公式_____ ___________表示,式中________________表示初速度,________________表示末速度, ________________表示速度的改变, ________________表示加速度, 表示_______________。 t 单位: 在国际单位制中,加速度的单位是________________, 是矢量,既有大小,又有方向。 加速度的大小在数值上等于________________, 加速度的方向跟________________的方向相 同,在匀速直线运动中,加速度方向跟初速度方向相同,若规定初速度方向为正方向,则加 速度________________,在匀减速直线运动中,加速度方向跟初速度方向相反,即加速度 ________________, 加速度的正负号只表示加速度的方向与规定的正方向相同或相反, 不表 示加速度的大小。

二、匀变速直线运动的规律 (一)基本公式 速度公式________________,位移公式________________ (二)几个重要推论 1. 速度和位移关系式________________。 2. 平均速度公式________________。 3. 两个中点速度。 (1)中间时刻的瞬时速度________________; (2)中点位置的瞬时速度________________。 4. 任意两个连续相等的时间间隔 T 内的位移差相等,即________________。 (三)初速度为零的匀加速直线运动的四个比例关系(T 为时间单位) 1. 1Ts 末、2Ts 末、3Ts 末……的速度之比:________________。 2. 前 1Ts 内、前 2Ts 内、前 3Ts 内……的位移之比:________________。 3. 第一个 Ts 内、第二个 Ts 内、第三个 Ts 内……的位移之比:________________。 4. 通过连续相等的位移所用的时间之比:________________。 (四)自由落体运动 1. 物体下落的快慢与质量大小________________。 2. 物体________________________________的运动,叫自由落体运动。 3. 自由落体运动是初速度为零的________________。 4. 物体做自由落体运动的条件: (1) 初速度为________________; (2) 只受_____________ ___作用。 5. 自由落体加速度在同一地点,从同一高度同时下落的物体,同时到达地面,这就是说, 在同一地点, 一切物体在自由落体运动中的加速度都________________, 这个加速度叫做自 由落体加速度,也叫做________________,通常用________________表示,它的方向总是 ________________, 在地球上不同的地方, 的大小是________________的, g 通常 g 取_____ ,为了计算方便,还可以粗略地取 10 。 ___________ 6. 自由落体运动公式 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动, 所以, 凡是初速度为零的匀加速直线运 动的规律,自由落体运动都适用 (1)速度公式________________; (2)位移公式________________。 (3)速度与位移的关系式________________。 (五)竖直上抛运动 1. 定义:________________________________________________叫做竖直上抛运动。 2. 竖直上抛运动的规律 取向上的方向为正方向,有 =________________。 3. 几个特征量 =________________,h=________________;

(1)上升的最大高度

=_____________________;

(2)上升到最大高度处所需时间 和从最高点处落回原抛出点所需时间 _____________________。 4. 伽利略的科学方法 伽利略对自由落体运动的研究,开创了对近代科学发展极为有益的科学方法——把 _____________________、 _____________________相结合, 从而有力地推进了人类对科学认 识的发展。

【典型例题 典型例题】 典型例题
【例 1】如图所示,有若干相同的小钢球,从斜面上的某一位置每隔 0.1s 释放一颗,在连续 释放若干颗钢球后对斜面上正在滚动的若干小球摄下照片如图, 测得 AB=15cm, BC=20cm, 试求:

(1)拍照时 B 球的速度; (2)A 球上面还有几颗正在滚动的钢球? 解析】 【解析】拍摄得到的小球的照片中,A、B、C、D……各小球的位置,正是首先释放的 某球每隔 0.1s 所在的位置。这样就把本题转换成一个物体在斜面上做初速度为零的匀加速 运动的问题了。求拍摄时 B 球的速度就是求首先释放的那个球运动到 B 处的速度;求 A 球 上面还有几个正在滚动的小球变换为首先释放的那个小球运动到 A 处经过了几个时间间隔 (0.1s)。 (1)A、B、C、D 四个小球的运动时间相差 ∴ (2)由 得:

∴A 球上面还有两颗正在滚动的钢球。 【例 2】(1)物体做匀加速直线运动,经 0.2s 速度由 8m/s 增加到 12m/s,则该物体的加速 度为_______________ ; (2)一足球以 8m/s 的速度飞来,运动员在 0.2s 内将足球以 12m/s 的速度反向踢出,足 球在这段时间内平均加速度的大小为_______________ ,方向_______________。 ,是矢量 ,则

进行计算。注意 【解析】根据加速度的定义式 解析】 运算。此题中的速度方向在同一直线上,所以计算前应选定正方向。 (1)以初速度方向为正方向,有 , ,

,加速度的方向与初速度方向相同;

(2)以初速度方向为正方向,有 。





,则

【例 3】一只小球自屋顶自由下落,经过途中高为 2m 的窗子时,历时

,求窗顶离屋

顶多少米?( ) 【解析】如图所示,已知某段过程的位移与时间,可以求出这一段时间内的平均速度。 解析】

方法一 设小球下落时距离窗顶 h,则

解得 所以 m。

方法二 小球经过窗子的平均速度为 故通过窗子中间时刻的瞬时速度为 即 解得 所以

【模拟试题 模拟试题】 模拟试题
(A)组 1. 一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为 ,在这 1 秒钟内该物体的 A. 位移的大小可能小于 4m B. 位移的大小可能大于 10m C. 加速度的大小可能小于 D. 加速度的大小可能大于 2. 汽车以 的速度行驶,刹车后得到的加速度大小为 汽车通过的位移是 A. 0m B. 100m C. 12.5m ,从刹车开始,经 5s, D. 37.5m ,1 秒钟后速度的大小变为

3. 小李讲了一个龟兔赛跑的故事,按照讲的故事情节,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,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 到达终点? 4. 两木块自左向右运动, 现用高速摄影机在同一底片上多次曝光, 记录下木块每次曝光的 位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知

A. 在时刻 B. 在时刻 C. 在时刻 D. 在时刻

以及时刻

两木块速度相同

两木块速度相同 、 、 之时某瞬间两木块速度相同 之时某瞬间两木块速度相同

5. 在 x 轴上运动的质点的坐标 x 随时间 t 的变化关系为 ,则其加速度 a=_______________,t=0 时,速度为_______________。(x 的单位是 m,t 的单位是 s) 6. 火车由静止开始以加速度α起动,由甲站出发随后再以加速度β减速运动而停止于乙 站,设甲、乙两站间的距离为 d,则: (1)由甲站到乙站共经历多少时间? (2)全程的平均速率为多少? (3)车速所能达到的最大速率是多少? (B)组 1. 一个物体由甲地沿直线运动到达乙地,在前一半路程中物体的平均速度是 路程中物体的平均速度是 ,则整个运动过程中物体的平均速度是 ,后一半

A. B. C. D. 2. 如图所示, 一物体以速度 v, A 点沿光滑斜面上滑, 从 最远可达 C 点, 为 AC 的中点, B 已知物体从 A 到 B 所用时间为 t,则

A. 物体从 B 到 C 用时为 B. 物体从 C 回到 B 用时为 C. 物体返回时,从 B 到 A 用时为 t D. 物体返回时,从 B 到 A 用时小于 t 3. 汽车以 20 米/秒的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度为 5 米/秒 2,那么开始刹车后 2 秒与开始刹车后 6 秒汽车通过的位移之比为 A. 1:1 B. 3:1 C. 3;4 D. 4:3 4. 一观察者站在第一节车厢前端,当列车从静止开始做匀加速运动时 A. 每节车厢末端经过观察者的速度之比是 1: : :…:

B. 每节车厢经过观察者所经历时间之比是 1: : :…: C. 在相等时间里经过观察者的车厢数之比是 1:3:5:… D. 在相等时间里经过观察者的车厢数之比是 1:2:3:… 5. A、B 两质点沿同一条直线相向运动,A 做初速度为零的匀加速直线运动,B 做匀减速 运动,加速度大小均为 a,当 A 开始运动时 AB 间的距离为 s,要想两质点在距 B 为 处 相遇,则当 A 开始运动时 B 的速度应是 A. B.

C. D. 6. 一个物体从 A 点从静止开始做匀加速直线运动到 B 点,然后作匀减速直线运动到 C 点 静止,AB= 为多少? , ,由 A 到 C 的总时间为 t,问:物体在 AB、BC 段的加速度大小各

【试题答案】 试题答案】
(A)组 1. AD 2. C 3. (1)否(2)匀速直线运动(3)两次(4)乌龟 4. C 5. 6 2m/s ,v—t 图形的斜率表示加速度。 6. 设运动最大速度为 即由

① v—t 图的面积表示位移,即 ② 由①、②得

(1)经历时间

(2)平均速率

(3)最大速率 (B)组 1. C 2. BC 3. C 4. AC 5. A ,AC 段的加速度为 ,最大速 6. 由于物体先加速后减速运动,可设 AB 段的加速度为 度为 ,由平均速度公式可得: 所以

又有




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