1、直线运动直线运动【知识结构知识结构】质质 点点参参 考考 系系几几 个个 基基 本本 概概 念念时时 间间 和和 时时 刻刻坐坐 标标 系系时时 间间位位 移移描描 述述 运运 动动 的的 物物 理理 量量速速 度度加加 速速 度度图图 表表 和和 图图 象象 法法基基 本本 方方 法法数数 理理 结结 合合科科 学学 抽抽 象象试试 验验 探探 究究 方方 法法 照照 频频 闪闪 相相 法法无无 限限 趋趋 近近 极极 限限 法法图象图象位移时间图象位移时间图象意义：表示位移随时间的变化规律意义：表示位移随时间的变化规律应用：判断运动性质（匀速、变速、应用：判断运动性质（匀速、变速、静止）判
2、断运动方向（正方向、负方静止）判断运动方向（正方向、负方向）比较运动快慢确定位移或时间向）比较运动快慢确定位移或时间等等速度时间图象速度时间图象意义：表示速度随时间的变化规律意义：表示速度随时间的变化规律应用：确定某时刻的速度求位移（面应用：确定某时刻的速度求位移（面积）判断运动性质判断运动方向（正积）判断运动性质判断运动方向（正方向、负方向）比较加速度大小等方向、负方向）比较加速度大小等主要关系式：主要关系式：速度和时间的关系：速度和时间的关系：匀变速直线运动的平均速度公式：匀变速直线运动的平均速度公式：位移和时间的关系：位移和时间的关系：位移和速度的关系：位移和速度的关系：匀匀变变速速直直
3、线线运运动动atvv020vvv2021attvsasvv2202自自由由落落体体运运动动定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动特点：初速度为零、加速度为特点：初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动的匀加速直线运动定义：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加定义：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度速度都相同，这个加速度叫做自由落体加速度数值：在地球不同的地方数值：在地球不同的地方g不相同，在通常的计算中，不相同，在通常的计算中，g取取9.8m/s2，粗略计算，粗略计算g取取10m/s2 自 由 落
4、 体自 由 落 体加速度（加速度（g）（重 力 加（重 力 加速度）速度）注意：匀变速直线运动的基本公式及推论都适用于自由落体注意：匀变速直线运动的基本公式及推论都适用于自由落体运动，只要把运动，只要把v0取作零，用取作零，用g来代替加速度来代替加速度a就行了就行了第第讲讲 描述运动的物理量描述运动的物理量 知识梳理知识梳理 一、描述运动的基本概念一、描述运动的基本概念 1.机械运动：一个物体相对于另一个物体机械运动：一个物体相对于另一个物体位置的改变位置的改变叫做机械运动，简称运动叫做机械运动，简称运动.它包括它包括平动、转动和振动等运动形式平动、转动和振动等运动形式.2.参考系：为了研究物
5、体的运动而参考系：为了研究物体的运动而假定为不动的物体假定为不动的物体，叫做，叫做参考系参考系.对同一个物体的运动，所选择的参考系不同，对它的运动的描述就会不同对同一个物体的运动，所选择的参考系不同，对它的运动的描述就会不同.通常以地通常以地球为参考系来研究物体的运动球为参考系来研究物体的运动.例例1 两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路旁的树木向西运动，如果以大地为参照物，上述观察说明路旁的树木向西运动，如果以大地为参照物，上述观察说明()A.甲车不动，乙车向东运动甲车不动，乙车向东
6、运动 B.乙车不动，甲车向东运动乙车不动，甲车向东运动C.甲车向西，乙车向东运动甲车向西，乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度向东运动甲、乙两车以相同的速度向东运动原则上说，参照物可以任意选取，但是实际选取参照物时，往往要考虑研究问题的方原则上说，参照物可以任意选取，但是实际选取参照物时，往往要考虑研究问题的方便，使对运动的描述尽可能便，使对运动的描述尽可能简单简单，如果没有特别说明，一般都是以，如果没有特别说明，一般都是以相对地面不动的物相对地面不动的物体体作为参照物作为参照物.D日出而作日出而作,日落而息日落而息3.3.质点：研究一个物体的运动时，如果物体的质点：研究一个物体的运动时，
7、如果物体的形状和大小形状和大小属于无属于无关因素或次要因素、为使问题简化，就用一个有质量的点来代替关因素或次要因素、为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体物体.用来代替物体的有质量的点叫做用来代替物体的有质量的点叫做质点质点.像这种突出主要因素、像这种突出主要因素、排除无关因素、忽略次要因素的研究问题的思想方法，即为理想排除无关因素、忽略次要因素的研究问题的思想方法，即为理想化方法，质点即是一种化方法，质点即是一种理想化模型理想化模型.例例2在研究物体的运动时，下列说法在研究物体的运动时，下列说法不不正确的是（正确的是（）A 研究一端固定并可绕该端转动的杠杆的运动时，杠杆可视为质点研究一端
8、固定并可绕该端转动的杠杆的运动时，杠杆可视为质点B 研究乒乓球的旋转效应时，乒乓球不可以视为质点研究乒乓球的旋转效应时，乒乓球不可以视为质点 C 研究一体操运动员在平衡木上翻滚和转体时，运动员不可视为质点研究一体操运动员在平衡木上翻滚和转体时，运动员不可视为质点D 研究月球绕地球运转时，月球可视为质点研究月球绕地球运转时，月球可视为质点物体的大小不能决定能否看成质点的条件物体的大小不能决定能否看成质点的条件,关键看研关键看研究的问题是什么究的问题是什么.A4.时刻和时间：时刻指的是某一瞬时，在时间轴上用时刻和时间：时刻指的是某一瞬时，在时间轴上用一个点一个点来表示，对应的是位置、来表示，对应的
9、是位置、速度、动量、动能等速度、动量、动能等状态量状态量.时间是两时刻间的间隔时间是两时刻间的间隔.在时间轴上用在时间轴上用一段线段一段线段来表示，来表示，对应的是位移、路程、冲量、功等对应的是位移、路程、冲量、功等过程量过程量.5位置、位移和路程位置、位移和路程(1)位置：物体所处的位置：物体所处的空间上的点空间上的点，可由位置坐标表示，可由位置坐标表示.(2)位移：表示位置变化的物理量位移：表示位置变化的物理量.是是矢量矢量，可用一根，可用一根有向线段有向线段表示。有向线段的长度表表示。有向线段的长度表示大小，有向线段的方向表示位移的方向；位移的大小和方向示大小，有向线段的方向表示位移的方
10、向；位移的大小和方向只与初末位置有关只与初末位置有关，与物与物体运动的路径无关体运动的路径无关,在直线运动中，位移可用两个坐标差表示在直线运动中，位移可用两个坐标差表示.(3)路程：物体通过的实际路径的总长度路程：物体通过的实际路径的总长度.是是标量标量，其大小，其大小与路径有关与路径有关。注意：一般情况下路程大于位移，只有当物体做注意：一般情况下路程大于位移，只有当物体做单方向的直线运动单方向的直线运动时，位移的大小时，位移的大小才等于路程。才等于路程。例例3.如图如图214所示，物体沿两个半径为所示，物体沿两个半径为R的半圆弧由的半圆弧由A运动运动到到C，则它的位移和路程分别是，则它的位移
11、和路程分别是()东西A B C A.0，0B.4R向左，向左，2R向东向东C.4R向东，向东，4RD.4R向东，向东，2RD练习一位电脑爱好者设计了一个练习一位电脑爱好者设计了一个“猫捉老鼠猫捉老鼠”的动画游戏，的动画游戏，如图如图1-1-1所示，在一个边长为所示，在一个边长为a的大立方体木箱内的一个顶角的大立方体木箱内的一个顶角G上，老鼠从猫的爪间逃出，选择了一条最短的路线奔向洞口上，老鼠从猫的爪间逃出，选择了一条最短的路线奔向洞口A，则老鼠选择最短路线的长度为，则老鼠选择最短路线的长度为_，从，从G到到A的位的位移为移为_图1-1-16.速度：是描述物体运动的速度：是描述物体运动的方向方向
12、和和快慢快慢的物理量的物理量.（1）平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的）平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移位移与与发生这段位移所发生这段位移所用时间用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即的比值叫做这段时间内的平均速度，即单位：单位：m/sm/s，其方向与，其方向与位移的方向位移的方向相同相同.它是对变速运动的粗略描述它是对变速运动的粗略描述.txv（2）瞬时速度）瞬时速度运动物体在运动物体在某一时刻（或某一位置）某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上质的速度，方向沿轨迹上质点所在点的点所在点的切线方向切线方向指向前进的一侧指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述
13、瞬时速度是对变速运动的精确描述.瞬时速度瞬时速度的大小叫的大小叫速率速率，是标量，是标量.例例4.下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是()A.做变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的做变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的B.瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度C.平均速度就是初、末时刻瞬时速度的平均值平均速度就是初、末时刻瞬时速度的平均值D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止D
14、练习练习1一辆汽车在平直公路上行驶，在前三分之一的路程中的速度是一辆汽车在平直公路上行驶，在前三分之一的路程中的速度是1，在，在以后的三分之二路程中的速度以后的三分之二路程中的速度v254千米千米/小时，如果在全程中的平均速度是小时，如果在全程中的平均速度是v=45千米千米/小时，则汽车在通过前三分之一路程中的速度小时，则汽车在通过前三分之一路程中的速度1 千米千米/小时。小时。练习练习2.地震波既有纵波也有横波，纵波和横波在地表附近被认为是匀速传播的，地震波既有纵波也有横波，纵波和横波在地表附近被认为是匀速传播的，传播速度分别是传播速度分别是9.1 km/s和和3.7 km/s.在一次地震观
15、测站记录的纵波和横波到达在一次地震观测站记录的纵波和横波到达该地的时间差是该地的时间差是8 s，则地震的震源距此观测站有多远，则地震的震源距此观测站有多远?练习练习3A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B中中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是是p1、p2由汽车反射回来的信号。由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，设测速仪匀速扫
16、描，p1、p2之间的时间间隔之间的时间间隔t1.0 s，超声波在空气中传播的速，超声波在空气中传播的速度是度是 v340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是两个信号之间的时间内前进的距离是 m，汽车的速度是，汽车的速度是 m/s。7.加速度：是描述速度变化的加速度：是描述速度变化的快慢快慢和和方向方向的物理量，是速度的的物理量，是速度的变变化化和和所用时间所用时间的比值（速度的变化率）：的比值（速度的变化率）：a单位：单位：m/s2.加速度是加速度是矢矢量，它的方向与量，它的方向与速度
17、变化（速度变化（v）的方向的方向相同相同.tvDD【例例5】下列说法正确的是下列说法正确的是()A.加速度增大，速度一定增大加速度增大，速度一定增大B.速度变化量速度变化量v越大，加速度就越大越大，加速度就越大C.物体有加速度，速度就增大物体有加速度，速度就增大D.物体速度很大，加速度可能为零物体速度很大，加速度可能为零D注意区分注意区分:速度、速度速度、速度变化、速度变化率变化、速度变化率 加速度的定义式加速度的定义式a=tvD不是加速度的决定式不是加速度的决定式 加速度的决定式为加速度的决定式为a=mF即物体的加速度由合外力和物体的质量决即物体的加速度由合外力和物体的质量决定，加速度跟合外
18、力成正比，跟质量成反定，加速度跟合外力成正比，跟质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同比，加速度的方向与合外力的方向相同.物体做加速直线运动还是减速直线运动，判断的依据是加速度的方向和速度方向是相同物体做加速直线运动还是减速直线运动，判断的依据是加速度的方向和速度方向是相同还是相反还是相反.只要加速度方向跟速度方向相同，物体的速度一定增大；只要加速度方向跟速只要加速度方向跟速度方向相同，物体的速度一定增大；只要加速度方向跟速度方向相反，物体的速度一定减小度方向相反，物体的速度一定减小.练习练习1:请用典型的实例说明下列运动是否存在请用典型的实例说明下列运动是否存在.（1）加速度恒定，速度的
19、大小和方向都时刻在变）加速度恒定，速度的大小和方向都时刻在变.（2）速度越来越大，加速度越来越小）速度越来越大，加速度越来越小.（3）速度时刻在变，加速度大小却不变）速度时刻在变，加速度大小却不变.（4）速度最大时加速度为零，速度为零时加速度却最大）速度最大时加速度为零，速度为零时加速度却最大.（5）物体有加速度，但速度大小却不变）物体有加速度，但速度大小却不变.答案：（答案：（1）平抛运动；（）平抛运动；（2）弹簧振子从最大位移处向平衡位置运动；（）弹簧振子从最大位移处向平衡位置运动；（3）匀变速）匀变速直线运动；匀速圆周运动；（直线运动；匀速圆周运动；（4）弹簧振子到达平衡位置时，速度最大
20、，加速度为零；）弹簧振子到达平衡位置时，速度最大，加速度为零；弹簧振子到达最大位移处时，速度为零，加速度却最大；（弹簧振子到达最大位移处时，速度为零，加速度却最大；（5）匀速圆周运动）匀速圆周运动.练习练习2.一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中A.速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值B.速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值速度逐渐增大，当加速度减小到零
21、时，速度达到最大值C.位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大D.位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值B练习练习3.足球以足球以8 m/s的速度飞来，运动员在的速度飞来，运动员在0.2 s的时间内将足球以的时间内将足球以12 m/s的速度反向踢的速度反向踢出出.足球在这段时间内的平均加速度大小为足球在这段时间内的平均加速度大小为_ m/s2，方向与，方向与_ m/s的速度的速度方向相反方向相反.一一.匀变速直线运动匀变速直线运动2.运动规律运动规律:1.定义定义:沿着一条直线且加
22、速度不变的运动沿着一条直线且加速度不变的运动速度和位移的关系速度和位移的关系V2-v02=2ax推论推论 12当当V2=2ax,121212上章上章还有还有:注意注意:(1)都是都是矢量，常以矢量，常以 tvvat0例如，计算后例如，计算后 0 说明说明tvtv0v 和和 同向同向 如果如果 0 说明说明a0va 和和 反向反向(2)减速时减速时a用用负值负值代入代入(3)考虑考虑实际实际减速减速时间时间3.匀变速直线运动的平均速度匀变速直线运动的平均速度tsv（1）20tvvv（2）（2）式只适用于匀变速直线运动）式只适用于匀变速直线运动 4.若干特殊规律若干特殊规律:(1)212xxxat
23、D D D 12nx.x.x是连续相邻相等时间是连续相邻相等时间T内的位移内的位移，或说是第一个或说是第一个t内，第二个内，第二个t内内第第n个个t内的内的位移位移(2)当当=0时时12nx:x:x=1:3:5:（2n-12n-1）12nx.x.x是连续相邻相等是连续相邻相等时间时间t内的位移内的位移，当当=0时时xI：xII：xN=1：4：9N2(3)xI、xII、xN是是t内、内、2t内内Nt内的位移内的位移 V中时中时=v V中位中位=22a+b25.图象图象:(1)v-t图象图象:可求可求v（横纵下方为负）、横纵下方为负）、t、x、a，vatD斜率大，即倾斜斜率大，即倾斜程度大，程度大
24、，a大大由由倾斜方向可倾斜方向可知知a的正负的正负图线所围图线所围面积面积是位移是位移xt/sV/ms0vtv0tatvD(2)x-t图象图象:可求可求x（横纵下方为负）、横纵下方为负）、t、v，xvtD斜率大，即倾斜程度大，斜率大，即倾斜程度大，v大大由由倾斜方向可知倾斜方向可知v的的正负正负二二.自由落体运动自由落体运动1.定义：物体只在重力作用下定义：物体只在重力作用下 从静止开始的运动从静止开始的运动2.自由落体加速度自由落体加速度:也叫重力加速度。也叫重力加速度。同一地点的同一地点的g值值同，同，g取取10 2/m s运动规律运动规律：V2=2gx,1212三三.运动情况的判断运动情
25、况的判断：1.匀速或匀变速匀速或匀变速:看看a。a=0,匀速；匀速；a不不变（包括大小、方向），匀变速变（包括大小、方向），匀变速。2.匀加速或匀减速匀加速或匀减速:看看a与与v方向关系。方向关系。a与与v同同向（向（号号）,匀匀加加速；速；a与与v反反向（向（号号）,匀匀减减速。速。3.x增减：看增减：看v是否变向。是否变向。不变向时不变向时x增大；变向时增大；变向时x减小减小。3.不碰条件：不碰条件：四四.追及问题：追及问题：1.追及追及：（1）相距最远（近）条件：）相距最远（近）条件：（2）追上关系：）追上关系：0 x=x+x后前2.相遇条件相遇条件：A0 x+x=xB同时满足同时满足:
26、（1）v 相等相等。（2）0 xx+x后前(同向时)A0 x+xxB(反向时)v 相等相等。例例1、一辆沿平直公路行驶的汽车，速度为、一辆沿平直公路行驶的汽车，速度为刹车的加速度大小是刹车的加速度大小是 ，求刹车后，求刹车后 末和末和 末的速度？末的速度？2/4sms3hkm/72s5t1=3s或或t2=5shkmv/720?tv分析：分析：解：解：由速度公式由速度公式atvvt0得得3s末的速度末的速度=20+(-4X3)m/s20+(-4X3)m/shkmv/720=20m/s20m/s=8m/s8m/s5s末的速度末的速度101atvv202atvv=0m/s0m/s2/4smaABt1=3s或或t2=5s2/4smaAB9m/s注意的问题注意的问题例例3、一物体做匀变速直线运动，某时刻速度、一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为的大小为4m/s。1s后的速度大小变为后的速度大小变为6m/s.（1）作出物体运动的作出物体运动的vt 图象。图象。（2）求出此物体在）求出此物体在4s内的内的位移。位移。V/ms-1123o o4t/s246810121s2SatvD解解:(1)如图如图;(2)解法一解法一：由图得由图得tvvst20解法二解法二：202121attvsss
