2021-2022学年高中物理-第1章-运动的描述-章末综合提升教案-教科版必修1.doc

2021-2022学年高中物理 第1章 运动的描述 章末综合提升教案 教科版必修12021-2022学年高中物理 第1章 运动的描述 章末综合提升教案 教科版必修1年级：姓名：- 11 -第1章 运动的描述1质点(1)定义：用来代替物体的有质量的点(2)把物体看成质点的条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可以忽略不计2速度和速率(1)平均速度：在变速运动中，物体所发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v，是矢量，其方向就是对应位移的方向(2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度，是矢量(3)速率：瞬时速度的大小，是标量3加速度(1)公式：a，单位：m/s2.(2)物理意义：描述物体 速度变化快慢的物理量(3)运动性质4匀变速直线运动规律(1)速度公式：vtv0at.(2)位移公式：xv0tat2.(3)速度位移关系式：vv2ax.5匀变速直线运动的两个重要推论(1)平均速度公式：v.(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量，即xaT2.6自由落体运动(1)运动性质：初速度v00，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动(2)运动规律：速度公式：vtgt.位移公式：hgt2.速度位移关系式：v2gh.7两种图像(1)xt图像：斜率表示速度(2)vt图像：斜率表示加速度；图像与t轴所围面积表示位移.几个概念的区别与联系1时间和时刻的区别时间能表示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间在表示时间的数轴上，时刻用点来表示，时间用线段来表示对一些关于时间和时刻的表述，能够正确理解如：第4 s末、4 s时、第5 s初等均为时刻；4 s内(0到第4 s末)、第4 s(第3 s末到第4 s末)、第2 s初至第4 s初等均为时间2位移和路程的区别与联系位移是在一段时间内，由物体初时刻位置指向末时刻位置的有向线段确定位移时，不需考虑质点运动的详细路径，只确定初、末位置即可；路程是运动物体轨迹线的长度确定路程时，需要考虑质点运动的详细路径位移是矢量，路程是标量一般情况位移大小不等于路程，只有当物体做单向直线运动时路程才等于位移的大小3速度和速率的区别与联系物理意义分类决定因素方向联系速度描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量平均速度、瞬时速度平均速度平均速度方向与位移方向相同；瞬时速度方向为该点运动方向它们的单位都是m/s.瞬时速度的大小等于瞬时速率速率描述物体运动快慢的物理量，是标量平均速率、瞬时速率平均速率无方向4.速度、加速度、速度改变量的比较速度是描述物体运动快慢的物理量，是位移和时间的比值；加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，是速度改变量与所用时间的比值，它等于物体运动速度的变化率【例1】一物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A经B运动到C，经历的时间为t，如图所示，则它的平均速度和平均速率分别是()A.；B.，向东；C.，向东；，向东D.，向东；D平均速度的大小，方向跟位移方向相同，即向东；平均速率，是标量，故选项D正确一语通关平均速率不是平均速度的大小，它们的大小没有必然的联系，求解时要应用它们的定义式，即平均速度，平均速率.1(多选)小明上午从小区门口打车，经过一段时间又乘坐同一出租车回到小区门口车票如图所示，则下列说法正确的是 ()A小明全程的平均速度为20 km/hB小明全程的平均速度为0C小明全程的平均速率为20 km/hD小明全程的平均速率为0BC全过程小明的位移x0，故平均速度0，选项A错误，B正确；而全程路程s5 km，用时t15 min h，故全程的平均速率为率20 km/h，故选项C正确，D错误匀变速直线运动规律的理解与应用1匀变速直线运动的常用解题方法常用方法规律特点一般公式法vtv0at；xv0tat 2；vv2ax.使用时一般取v0方向为正方向平均速度法对任何直线运动都适用，而(v0vt)只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法v(v0v)，适用于匀变速直线运动比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动，可利用比例法解题图像法应用vt图像，可把较复杂的问题转变为较简单的数学问题解决巧用推论解题xn1xnaT 2，若出现相等的时间问题，应优先考虑用xaT 2求解逆向思维法(反演法)把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法，一般用于末态已知的情况2.注意事项(1)解题时首先选择正方向，一般以v0方向为正方向(2)刹车类问题一般先求出刹车时间(3)对于有往返的匀变速直线运动(全过程加速度a恒定)，可对全过程应用公式vtv0at、xv0tat 2、列式求解(4)分析题意时要养成画运动过程示意图的习惯，特别是对多过程问题对于多过程问题，要注意前后过程的联系前段过程的末速度是后一过程的初速度；再要注意寻找位移关系、时间关系. 【例2】物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面，到达斜面最高点C时速度恰好为零，如图所示，已知物体运动到斜面长度3/4处的B点时，所用时间为t，求物体从B滑到C所用的时间解析解法一：逆向思维法物体向上匀减速冲上斜面，相当于向下匀加速滑下斜面故xBCat，xACa(ttBC)2又xBCxAC/4解得tBCt.解法二：比例法对于初速度为零的匀变速直线运动，在连续相等的时间里通过的位移之比为x1x2x3xn135(2n1)现有xBCxBA(xAC/4)(3xAC/4)13通过xAB的时间为t，故通过xBC的时间tBCt.解法三：中间时刻速度法利用教材中的推论：中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度AC(vAvC)/2(v00)/2v0/2又v2axAC，v2axBC，xBCxAC/4由以上各式解得vBv0/2可以看出vB正好等于AC段的平均速度，因此B点是时间中点的位置，因此有tBCt.解法四：图像法利用相似三角形面积之比等于对应边平方比的方法，作出vt图像，如图所示，SAOC/SBDCCO2/CD2且SAOC4SBDC，ODt，OCttCD所以4/1(ttCD)2/t解得tCDt.则tBCtCDt.答案t一语通关这类匀减速直线运动，当物体速度为零时，加速度不为零，所以物体还要反向运动.求解这类问题一是注意矢量的正负；二是要注意到像速度、时间等物理量可能有两解.2一个物体以v08 m/s的初速度从斜面底端沿光滑斜面向上滑动，加速度的大小为2 m/s2，冲上最高点之后，又以相同大小的加速度往回运动求：(1)物体3 s末的速度；(2)物体5 s末的速度；(3)物体在斜面上的位移大小为15 m时所用的时间解析(1)(2)由t，物体冲上最高点的时间是4 s，又根据vtv0at,3 s末的速度为v3(823) m/s2 m/s,5 s末的速度v5(825) m/s2 m/s，即5 s末速度大小为2 m/s，方向沿斜面向下(3)由位移公式xv0tat2，以v0方向为正方向，则x15 m，a2 m/s2代入数据，解得：t13 s，t25 s即经过位移大小为15 m处所用的时间分别为3 s(上升过程中)和5 s(下降过程中)答案(1)2 m/s方向沿斜面向上(2)2 m/s方向沿斜面向下(3)3 s和5 s运动图像的理解与应用两类运动图像对比xt图像vt图像典型图像其中为抛物线其中为抛物线物理意义反映的是位移随时间的变化规律反映的是速度随时间的变化规律点对应某一时刻物体所处的位置对应某一时刻物体的速度斜率斜率的大小表示速度大小斜率的正负表示速度的方向斜率的大小表示加速度的大小斜率的正负表示加速度的方向截距直线与纵轴截距表示物体在t0时刻距离原点的位移，即物体的出发点；在t轴上的截距表示物体回到原点的时间直线与纵轴的截距表示物体在t0时刻的初速度；在t轴上的截距表示物体速度为0的时刻两图线的交点同一时刻各物体处于同一位置同一时刻各物体运动的速度相同【例3】(多选)在如图所示的位移时间(xt)图像和速度时间(vt)图像中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是()At1时刻，乙车追上甲车B0t1时间内，甲、乙两车的平均速度相等C丙、丁两车在t2时刻相遇D0t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等AB它们由同一地点向同一方向运动，在t1时刻前，甲的位移大于乙的位移，在t1时刻甲、乙位移相等，则A正确；在t1时刻两车的位移相等，由，甲、乙两车在0t1时间内的平均速度相等，B正确；由vt图像与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻对应vt图线的面积不相等，即位移不相等，C错误；0t2时间内，丁的位移大于丙的位移，时间相等，所以丁的平均速度大于丙的平均速度，故D错误一语通关图像的特点在于直观性，可以通过“看”和“写”寻找规律及解题的突破口，为方便记忆，这里总结为“六看一写”：一看“轴”，二看“线”，三看“斜率”，四看“面”，五看“截距”，六看“特殊值”；必要时写出函数表达式.)3(多选)我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7 020 m深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6 500 m)，这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界在某次实验中，深潜器内的显示屏上显示出的深度曲线如图(a)所示、速度图像如图(b)所示，则下列说法中正确的是 ()A图中h3是本次实验下潜的最大深度B本次实验中深潜器的最大加速度是0.025 m/s2C在34 min和68 min的时间段内深潜器具有向上的加速度D在610 min时间段内深潜器的平均速度为0AC由题(a)图知下潜的最大深度为h3，故选项A正确；由题(b)图知，01 min和34 min内加速度最大，且a0.033 m/s2，故选项B错误；34 min和68 min内a取正值，即具有向上的加速度，故选项C正确；在610 min内位移不为零，故平均速度不为零，选项D错误竖直上抛运动1竖直上抛运动的规律及特点(1)定义：只在重力作用下，给物体一个竖直向上的初速度v0，物体所做的运动称为竖直上抛运动(2)运动性质：物体的初速度v0竖直向上，加速度g竖直向下，所以竖直上抛运动是匀减速直线运动(3)运动规律：取v0的方向为正方向，则ag，速度公式vv0gt位移公式xv0tgt2位移、速度关系式v2v2gx.(4)运动特点时间对称当物体上升到最高点时，v0，则上升时间为t上.当物体落回原处时，位移x0，则由位移公式可得物体由抛出到落回原处所用的时间为t.由于tt上t下，所以物体由最高处落回的时间t下，即t上t下，时间对称速度对称：由位移速度关系式可得到物体在某一位置的速度为v.由此式可以看出，物体在上升和下落过程中经过同一位置时，具有大小相等、方向相反的速度，即在运动速度上具有对称性物体上升的最大高度：由v2v2gx，此时v0，所以最大高度H.2竖直上抛运动的处理思路与方法(1)分段法：上升过程是加速度ag，末速度v0的匀减速直线运动，下落过程是自由落体运动(2)全过程法：将全过程看作是初速度为v0、加速度为g的匀减速直线运动，其运动过程符合匀变速直线运动规律，即匀变速直线运动的几个关系式可以直接应用【例4】在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为 ()A.B.C.D.A以竖直向下为正方向，对向上和向下抛出的两个小球，分别有hvt1gt，hvt2gt，tt1t2解以上三式得两球落地的时间差t，故A正确一语通关(1)竖直上抛运动的物体，经过同一段位移，上升和下降用时相同.(2)同一位置上升和下降经过该点时速度等大、反向.(3)由于竖直上抛运动是加速度不变的反向运动问题，所以解题时要注意像速度、时间可能有两个解.)4在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩蹦床，如图所示是一同学某次蹦床跳起后的vt图像，已知t22t1，结合你的体会和经历，分析下列问题(1)他所做的运动是匀变速运动吗？(2)他跳起时速度多大？(3)哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？(4)从图像中可以看出，是选上升过程的速度为正方向还是选下降过程速度方向为正方向？解析(1)由图像知该同学的加速度始终不变，所以该同学做的是初速度为v0的匀减速直线运动(2)起跳时速度为v0.(3)在0t1时间内速度为正，是上升过程；t1t2时间内速度为负，是下降过程(4)t0时，速度为正值，则图像中选择上升过程的速度为正方向答案(1)是(2)v0(3)0t1，是上升过程；t1t2，是下降过程(4)上升过程的速度为正方向