文档介绍：高一物理必修一运动学
一、几个常见易混淆的概念:
1、时刻和时间
时刻:指的是某一瞬时。在时间轴上用一个点来表示。对应的是位置、速度、动量、动能等状态量。
时间:是两时刻间的间隔。在时间轴上用一段长度来表示。对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。时间间隔=终止时刻-开始时刻。
2、位移和路程
位移:描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的矢量。
路程:物体运动轨迹的长度,是标量。只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程。
3、平均速度和瞬时速度
速度:描述物体运动的方向和快慢的物理量。
:位移与发生这个位移所用的时间之比,即,单位:m/s。速度是矢量,其方向与位移的方向相同。它是对变速运动的粗略描述。
:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧。
对于运动快慢一直在变化的“非匀速运动”(又叫变速运动),如果要精确描述物体每时每刻运动的快慢程度,就必须引入“瞬时速度”这个概念。当Δt非常小(用数学术语来说,Δt→0)时的就可以认为是瞬时速度。
4、平均速度和平均速率
平均速度=
平均速率=
5、速度和加速度
速度:描述物体运动的方向和快慢的物理量。
加速度:反映运动物体速度变化快慢的物理量。即速度的变化率。
加速度的定义:速度的变化与发生这一变化所用的时间的比值,即
a = =。
加速度是矢量。加速度的方向与速度方向并不一定相同。
两种常见加速度:切向加速度、法向加速度。
二、几种常见的运动
1、静止
自然界最基本、最简单的运动形式。运动是绝对的,静止是相对的。
特征:V=0、a=0
2、匀速直线运动
定义:在相等的时间里位移相等的直线运动。
特点:a=0,v=恒量.
位移公式:S=vt.
3、匀变速直线运动(包括:匀加速直线运动和匀减速直线运动)
定义:在相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动。简而言之:匀变速直线运动是速度变化均匀的运动。
特点:a=恒量,v时刻变化。
位移公式:S=v0t +at2
公式:(1)vt=v0十at(2)s=v0t +at2(3)vt2-v02=2as(4)s=。
4、变速运动:变速直线运动和变速曲线运动(高中要求掌握平抛运动和圆周运动)
注意:
1、速度与加速度的关系:物体有加速度则速度发生变化。
2、速度变化量大,加速度并不一定越大。
三、运动问题的重要推论:
对于初速度为零的匀变速直线运动:
(l)IT末、2T末、3T末……nT末,物体瞬时速度之比为:
Vl∶V2∶V3……∶Vn=1∶2∶3∶……∶n;
(2)1T内、2T内、3T内……nT内,物体位移之比为:
Sl∶S2∶S3∶……Sn = 12∶22∶32∶……∶n2;
(3)第一个T内,第二个T内,第三个T内……第nT内,物体位移之比为:
SI∶SⅡ∶SⅢ∶……∶SN = l∶3∶5∶……∶(2n-1);
(4)静止开始通过连续相等的位移所用时间的比:
t1∶t2∶t3∶……tn=
对于匀变速直线运动:
(5)匀变速直线运动的物体,在某段时间内中间时刻的瞬时速度=。
(6)匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即==。
(7)匀变速直线运动的物体,在某段位移的中间位移处的瞬时速度为
(8)匀变速直线运动的物体,在任两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量,即ΔS= SⅡ- SⅠ=aT2=恒量
(9)末速度为零的匀减速度直线运动可以看作是初速度为零的匀加速直线运动的逆过程。
例
例1、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时速度恰为零,,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间。
解法一比例法
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
s1∶s2∶s3∶…∶sn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
现有sBC∶sBA=∶=1∶3
通过sAB的时间为t,故通过sBC的时间tBC=t
解法二图象面积法
利用相似三角形面积之比,等于对应边平方比的方法,作出v-t图象,如图所示.
=,且S△AOC=4S△BDC,
=t,=t+tBC,所以=,得tBC=t.
方法总结:要养成根据题意画出物体运动示意图的习惯。特别对较复杂的运动,画出示意图可使运动过程直观,物理图景清晰,便于分析研究。
例2、 s内与第2 s内的位移之比为s1∶s2,在走完第1 m时与走完第2 m时的速度之比为v1∶( )。