2023届高考物理一轮复习讲义：专题3：直线运动

专题三:直线运动 一、运动的描述(静止是相对的,运动是绝对的) 机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的变化。 参考系:在描述一个物体运动时,假定为不动、用来作为参考的另一个物体。 ①参考系可任意选取的选取,但不能选研究对象自身; (通常选地面或相对地面静止的物体为参考系) ②选取不同的参考系,对于同一个物体运动的描述是不同。 质点:用来代替物体的有质量的点。 ★看作质点的条件:在研究的问题中,可忽略物体的形状和大小。 坐标系:描述物体位置及位置的变化(一维坐标系,二维坐标系,三维坐标系) 描述运动的物理量 矢量:既有大小,又有方向的量(正、负号仅表示方向) 标量:只有大小,没有方向的量(正、负号表示大小) 物理量 时刻 时间隔间 路程s 位移x 定义 某一瞬间 两个时刻的间隔 物体实际运动的轨迹 描述物体的位置变化 方向 初位置指向末位置 意义 时间的变化 描述物体位置的变化 区别 与联系 时间轴上: 点——表示时刻(对应位置、瞬时速度等状态量) 线段——表示时间间隔(对应路程、位移、平均速度等过程量) ★路程≥位移的大小 物理量 大小 方向 物理意义 特点 速率 平均速率 描述位置变化的快慢 (位置的变化率) 平均速率≥平均速度的大小 瞬时速率=瞬时速度的大小 瞬时速率 ∆t→0时: 瞬时速率≈平均速率 速度 平均速度 与位移方向相同 瞬时速度 ∆t→0时: 瞬时速度≈平均速度 轨迹的切线方向 速度变化量△v ∆v=v末-v初 或∆v=a∆t 与a同向 描述速度变化的多少 加速:与v0同向 减速:与v0反向 加速度a (速度的变化率) 或 a与v、∆v、∆t无关 a只与F合、m有关 与F合同向 描述速度变化的快慢 加速:a与v0同向 (或a与v的夹角为锐角) 减速:a与v0反向 (或a与v的夹角为钝角) 二、直线运动(F合与v共线) (一)匀速直线运动(F合=0且v0≠0) 任意时刻的瞬时速度都相等,即v瞬=̅v,x=̅vt (二)匀变速直线运动(F合≠0为恒力) 相关物理量:初速度v0、末速度v、加速度a、时间t、位移x 特点 ①a与v共线,a≠0且恒定; ②速度大小均匀变化的直线运动。 分类 匀加速直线运动(a与v0同向) 匀减速直线运动(a与v0反向) 公式 速度-时间 位移-时间 或 或 位移-速度 重要推论 ①匀减速到0的直线运动可看作:初速度为0的反向匀加速直线运动 ★②相等时间间隔T内,相邻位移差恒定(即xn-xn-1=aT 2) ③中间时刻的瞬时速度等于该段时间平均速度(即) ④某段位移中点的瞬时速度: 特 殊 推 论 初速度为0的匀加速直线运动←———→末速度为0的匀减速直线运动 相等时间间隔T 相等的位移x 1T末,2T末,3T末,…nT末的瞬时速度之比为: v1 :v2 :v3 :… :vn = 1x末,2x末,3x末,…nx末的瞬时速度之比为: v1 :v2 :v3 :… :vn = 1T内,2T内,3T内,…,nT内的位移之比为: xⅠ:xⅡ :xⅢ:… :xN = 1x内,2x内,3x内,…,nx内的时间之比为: tⅠ:tⅡ :tⅢ:… :tN = 第1个T内,第2个T内,第3个T内,…,第n个T内的位移之比为: x1 :x2 :x3 :… :xn = 第1个x内,第2个x内,第3个x内,…,第n个x内的时间之比为: t1 :t2 :t3 :… :tn = 特例 自由落体运动: v0=0,只受重力(a=g,竖直向下) 下落时间:(只与下落高度有关) 落地速度:(只与下落高度有关) 任意相等时间T内,速度的变化量相同:∆v=gT 竖直向下 刹车问题 看作末速度为0,加速度为a的匀减速直线运动 刹车时间: 刹车位移:或或 ★反映时间内,汽车保持原有运动状态(一般为匀速) 特例 竖直上抛(忽略空气阻力) 考虑空气阻力 a上=g,竖直向下 a下=g,竖直向下 上升过程: 上升时间: 回到抛出点的速度: 下降过程: 上升时间: 回到抛出点的速度: ,竖直向下 ,竖直向下 ①a上=a下=g恒定(全程为匀变速直线运动) 全程法:规定竖直向上为正方向,, 若v>0,物体上升,若x>0,物体在抛出点上方 若v<0,物体下落,若x<0,物体在抛出点下方 ②对称性:a.时间对称:t上=t下; b.速度对称:v0=vA,上升、下降过程过同一位置的速度等大反向; ③多解性:物体经过某个位置时,可能处于上升,也可能处于下降。 a上 > a下 t上 < t下 过同一位置的速度: v0 > vA (三)变加速直线运动(F合≠0为变力) ★解题方法:①涉及时间→动量定理(F合t=m∆v); ②涉及位移→动能定理(W合=∆Ek)或能量守恒(系统:E初=E初或∆E总=0)。 1、蹦极模型(小球砸弹簧) 情景 小球从弹簧原长处,静止