高一物理第一章 直線運(yùn)動 第Ⅰ單元 描述運(yùn)動的基本概念 運(yùn)動圖象課件

第一章第一章 直線運(yùn)動直線運(yùn)動 第第單元單元 描述運(yùn)動的描述運(yùn)動的基本概念基本概念 運(yùn)動圖象運(yùn)動圖象一、描述運(yùn)動的基本概念一、描述運(yùn)動的基本概念 1.機(jī)械運(yùn)動：一個物體相對于另一個物體位置機(jī)械運(yùn)動：一個物體相對于另一個物體位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動，簡稱運(yùn)動的改變叫做機(jī)械運(yùn)動，簡稱運(yùn)動.它包括平動、它包括平動、轉(zhuǎn)動和振動等運(yùn)動形式轉(zhuǎn)動和振動等運(yùn)動形式. 2.參考系：為了研究物體的運(yùn)動而假定為不動參考系：為了研究物體的運(yùn)動而假定為不動的物體，叫做參考系的物體，叫做參考系 3.質(zhì)點(diǎn)：研究一個物體的運(yùn)動時，如果物體的質(zhì)點(diǎn)：研究一個物體的運(yùn)動時，如果物體的形狀和大小屬于無關(guān)因素或次要因素，為使問形狀和大小屬于無關(guān)因素或次要因素，為使問題簡化，可用一個有質(zhì)量的點(diǎn)來代替物體題簡化，可用一個有質(zhì)量的點(diǎn)來代替物體.用用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn).叫做質(zhì)點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn).質(zhì)點(diǎn)是一質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型種理想化模型. 一、描述運(yùn)動的基本概念一、描述運(yùn)動的基本概念 4.時刻和時間：時刻指的是某一瞬時時刻和時間：時刻指的是某一瞬時,在時間在時間軸上用一個點(diǎn)來表示軸上用一個點(diǎn)來表示,對應(yīng)的是位置、速度、對應(yīng)的是位置、速度、動量、動能等狀態(tài)量動量、動能等狀態(tài)量.時間是兩個時刻間的間時間是兩個時刻間的間隔隔.在時間軸上用一段線段來表示在時間軸上用一段線段來表示,對應(yīng)的是位對應(yīng)的是位移、路程、沖量、功等過程量移、路程、沖量、功等過程量. 5.位移和路程：位移描述物體位置的變化，是位移和路程：位移描述物體位置的變化，是從物體運(yùn)動的初位置指向末位置的有向線段，從物體運(yùn)動的初位置指向末位置的有向線段，是矢量是矢量.路程是物體運(yùn)動軌跡的長度，是標(biāo)量路程是物體運(yùn)動軌跡的長度，是標(biāo)量.一、描述運(yùn)動的基本概念一、描述運(yùn)動的基本概念6.速度：描述物體運(yùn)動的方向和快慢的物理量速度：描述物體運(yùn)動的方向和快慢的物理量.(1)平均速度：平均速度：(2)瞬時速度：瞬時速度：7.加速度：描述速度變化的快慢的物理量，是速度的變加速度：描述速度變化的快慢的物理量，是速度的變化和所用時間的比值（速度的變化率）；化和所用時間的比值（速度的變化率）；a ，單位：單位：m/s2.加速度是矢量，它的方向與速度變化加速度是矢量，它的方向與速度變化(v)的方向相同的方向相同. tv二、運(yùn)動圖象二、運(yùn)動圖象 在物理學(xué)中表示函數(shù)關(guān)系不僅可以用公式，也可以用在物理學(xué)中表示函數(shù)關(guān)系不僅可以用公式，也可以用圖象圖象.圖象也是描述物理規(guī)律的重要方法圖象也是描述物理規(guī)律的重要方法.圖象的優(yōu)點(diǎn)圖象的優(yōu)點(diǎn)是能夠形象、直觀地反映出函數(shù)關(guān)系是能夠形象、直觀地反映出函數(shù)關(guān)系. 位移和速度都是時間的函數(shù)，因此描述物體運(yùn)動的規(guī)位移和速度都是時間的函數(shù)，因此描述物體運(yùn)動的規(guī)律常用位移律常用位移時間圖象（時間圖象（s-t圖）和速度圖）和速度時間圖象時間圖象（v-t圖）圖）.二、運(yùn)動圖象二、運(yùn)動圖象 對于圖象要注意理解它的物理意義，即對圖象的縱、對于圖象要注意理解它的物理意義，即對圖象的縱、橫軸表示的是什么物理量，圖線的斜率、截距、面積、橫軸表示的是什么物理量，圖線的斜率、截距、面積、正負(fù)號等表示什么物理意義要明確正負(fù)號等表示什么物理意義要明確.形狀完全相同的圖形狀完全相同的圖線，在不同的圖象線，在不同的圖象(坐標(biāo)軸表示的物理量不同坐標(biāo)軸表示的物理量不同)中意義中意義會完全不同會完全不同. 試比較下面的s-t圖和v-t圖(圖2-1-1)的意義，見下表. 考點(diǎn)一考點(diǎn)一 時間和時刻的區(qū)別時間和時刻的區(qū)別 對于課本和資料中提到的一些關(guān)于時間和時刻的表對于課本和資料中提到的一些關(guān)于時間和時刻的表述要能正確地理解述要能正確地理解.如：第如：第2 s末、末、2 s時、第時、第3 s初（也初（也就是第就是第2 s末）等均為時刻；末）等均為時刻；2 s內(nèi)、第內(nèi)、第2 s、第、第2 s至第至第5 s內(nèi)等均為時間內(nèi)等均為時間. 考點(diǎn)二考點(diǎn)二 位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系 位移是矢量，是由初始位置指向末了位置的有向線位移是矢量，是由初始位置指向末了位置的有向線段；路程是標(biāo)量，是物體運(yùn)動軌跡的總長度段；路程是標(biāo)量，是物體運(yùn)動軌跡的總長度.利用利用v-t圖圖象求位移和路程象求位移和路程l時應(yīng)注意：若物體做的是單向直線運(yùn)時應(yīng)注意：若物體做的是單向直線運(yùn)動，則位移大小等于路程；若物體做往復(fù)運(yùn)動，即動，則位移大小等于路程；若物體做往復(fù)運(yùn)動，即v-t圖線部分在圖線部分在t軸上方，部分在軸上方，部分在t軸下方，則位移軸下方，則位移s等于上、等于上、下兩部分面積之差，而路程等于上、下兩部分面積之下兩部分面積之差，而路程等于上、下兩部分面積之和和. 考點(diǎn)三 速度和加速度的區(qū)別 速度是描述物體運(yùn)動快慢和方向的物理量，是位移和時間的比值；加速度是描述物體速度變化快慢的物理量，是速度變化和時間的比值.它們都是矢量.速度和加速度沒有直接的關(guān)系.速度的方向是物體運(yùn)動的方向，而加速度的方向不是速度的方向，而是速度變化的方向.當(dāng)物體有速度時，僅說明物體在運(yùn)動；當(dāng)物體有加速度時，僅說明物體的速度在改變.由此可以出現(xiàn)速度為零加速度不為零的情況（如豎直上拋運(yùn)動物體到達(dá)最高點(diǎn)時）；也可以出現(xiàn)速度不為零而加速度為零的情況（如勻速直線運(yùn)動的物體）.另外在變加速運(yùn)動中有可能加速度在減小而速度卻在增大，以及加速度不為零而物體的速度大小卻不變（勻速圓周運(yùn)動）等情況.通過結(jié)合各種不同實(shí)例進(jìn)行分析，可以進(jìn)一步認(rèn)識速度和加速度這兩個重要概念的區(qū)別. 考點(diǎn)四考點(diǎn)四 加速度概念的深刻理解加速度概念的深刻理解 加速度是表示速度（大小和方向）改變快慢加速度是表示速度（大小和方向）改變快慢的物理量的物理量.物體做變速直線運(yùn)動時，加速度方向物體做變速直線運(yùn)動時，加速度方向與速度方向在同一直線上與速度方向在同一直線上.若加速度方向跟速度若加速度方向跟速度方向相同，物體做加速運(yùn)動方向相同，物體做加速運(yùn)動.若加速度方向跟速若加速度方向跟速度方向相反，物體做減速運(yùn)動度方向相反，物體做減速運(yùn)動.這時加速度表示這時加速度表示速度大小改變的快慢速度大小改變的快慢.物體做勻速圓周運(yùn)動時，物體做勻速圓周運(yùn)動時，加速度方向跟速度方向垂直，這時加速度表示加速度方向跟速度方向垂直，這時加速度表示速度方向改變的快慢速度方向改變的快慢.若加速度方向跟速度方向若加速度方向跟速度方向既不共線又不垂直，則物體速度的大小和方向既不共線又不垂直，則物體速度的大小和方向均變化，加速度表示了速度（大小和方向）改均變化，加速度表示了速度（大小和方向）改變的快慢（例如平拋運(yùn)動）變的快慢（例如平拋運(yùn)動）. 【例【例1】 (經(jīng)典回放經(jīng)典回放)若車輛在行進(jìn)中，要研究車輪的若車輛在行進(jìn)中，要研究車輪的運(yùn)動，下列選項(xiàng)中正確的是（運(yùn)動，下列選項(xiàng)中正確的是（ ） A.車輪只做平動車輪只做平動 B.車輪只做轉(zhuǎn)動車輪只做轉(zhuǎn)動 C.車輪的平動可以用質(zhì)點(diǎn)模型分析車輪的平動可以用質(zhì)點(diǎn)模型分析 D.車輪的轉(zhuǎn)動可以用質(zhì)點(diǎn)模型分析車輪的轉(zhuǎn)動可以用質(zhì)點(diǎn)模型分析 【例【例2】 下列說法正確的是下列說法正確的是( ) A.加速度增大，速度一定增大加速度增大，速度一定增大 B.速度變化量速度變化量v越大，加速度就越大越大，加速度就越大 C.物體有加速度，速度就增大物體有加速度，速度就增大 D.物體速度很大，加速度可能為零物體速度很大，加速度可能為零 【例【例3】 有三個質(zhì)點(diǎn)同時同地出發(fā)做直線運(yùn)動，它們有三個質(zhì)點(diǎn)同時同地出發(fā)做直線運(yùn)動，它們的的s-t圖象如圖圖象如圖2-1-2所示，在所示，在0t0這段時間內(nèi)：這段時間內(nèi)： 圖圖2-1-2 （1）三個質(zhì)點(diǎn)的位移關(guān)系為（）三個質(zhì)點(diǎn)的位移關(guān)系為（ ） A.s=s=s B.sss C.ss=s D.s=ss （2）三個質(zhì)點(diǎn)的平均速率關(guān)系為（）三個質(zhì)點(diǎn)的平均速率關(guān)系為（ ） A. V=V=V B. VVV C. VV=V D. V=VV 【例【例4】 有兩個光滑固定斜面有兩個光滑固定斜面AB和和BC，A和和C兩點(diǎn)在兩點(diǎn)在同一水平面上，斜面同一水平面上，斜面BC比斜面比斜面AB長，如圖所示長，如圖所示.一個一個滑塊自滑塊自A點(diǎn)以速度點(diǎn)以速度vA上滑，到達(dá)上滑，到達(dá)B點(diǎn)時速度減小為零，點(diǎn)時速度減小為零，緊接著沿緊接著沿BC滑下滑下.設(shè)滑塊從設(shè)滑塊從A點(diǎn)到點(diǎn)到C點(diǎn)的總時間是點(diǎn)的總時間是tC，那么下面四幅圖中，正確表示滑塊速度的大小那么下面四幅圖中，正確表示滑塊速度的大小v隨時隨時間間t變化的規(guī)律的是變化的規(guī)律的是( ) 【例5】如圖所示，ad、bd、cd是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為最低點(diǎn).每根桿上都套著一個小滑環(huán)（圖中未畫出），三個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放（初速為0）.用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達(dá)d所用的時間，則（ ） A.t1t2t3 B.t1t2t3 C.t3t1t2 D.t1=t2=t3 【拓展【拓展1】 在離坡底在離坡底R的山坡上豎直地固定一長為的山坡上豎直地固定一長為R的的細(xì)直桿細(xì)直桿AO，A端與坡底端與坡底B間連有一光滑細(xì)鋼繩，繩上間連有一光滑細(xì)鋼繩，繩上套有一個小滑環(huán)從套有一個小滑環(huán)從A點(diǎn)無初速地沿鋼繩滑下，如圖所點(diǎn)無初速地沿鋼繩滑下，如圖所示示.求小滑環(huán)在鋼繩上滑行的時間求小滑環(huán)在鋼繩上滑行的時間. 【拓展【拓展2】 在斜面上有四條光滑細(xì)桿，如圖所示在斜面上有四條光滑細(xì)桿，如圖所示.其中其中OA桿豎直放置，桿豎直放置，OB桿與桿與OD桿等長，桿等長，OC桿與斜面垂桿與斜面垂直放置，一個小滑環(huán)分別沿四條細(xì)桿從頂端直放置，一個小滑環(huán)分別沿四條細(xì)桿從頂端O處由靜處由靜止開始滑到斜面，試比較套在細(xì)桿上小滑環(huán)分別下滑止開始滑到斜面，試比較套在細(xì)桿上小滑環(huán)分別下滑的時間大小關(guān)系的時間大小關(guān)系. 【拓展【拓展3】 如圖所示，如圖所示，MN斜面與水平面夾角為斜面與水平面夾角為，O點(diǎn)為一定點(diǎn)，由定點(diǎn)點(diǎn)為一定點(diǎn)，由定點(diǎn)O向向MN斜面連接光滑斜槽斜面連接光滑斜槽OP，現(xiàn)有一小球從現(xiàn)有一小球從O點(diǎn)由靜止釋放沿點(diǎn)由靜止釋放沿OP下滑，為使它所用下滑，為使它所用下滑時間最短，則下滑時間最短，則OP與豎直方向間夾角與豎直方向間夾角應(yīng)為多大？應(yīng)為多大？