1、第二章 直线运动直线运动是整个高中物理知识的基础，本章从最简单、最基本的直线运动入手，运用公式和图象两种数学工具研究如何描述物体的运动，即研究物体的位移、速度等随时间变化的规律，是学习力学相关物理问题的工具。知识网络：直线运动变速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动非匀变速直线运动匀加速直线运动匀减速直线运动自由落体运动竖直上抛运动特例 特例专题一 直线运动的基本概念【考点透析】一、本专题考点：机械运动、参考系、质点、瞬时速度是I类要求，位移、路程、加速度、平均速度以及匀速直线运动的速度、速率、位移公式是II类要求。 二、理解和掌握的内容1.基本概念（1）机械运动：物体相对于其他物体的位置变化叫
2、做机械运动，简称运动。（2）参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。描述一个物体的运动时，参考系是可以任意选取的，选择不同的参考系来观察同一物体的运动，观察结果会有不同，通常以地面为参考系来研究物体的运动。（3）质点：用来代替物体的有质量的点。在物体做平动时或物体的形状大小在所研究的问题中可以忽略的情况下，可将物体视为质点。（4）位移：描述质点位置改变的物理量，它是矢量，方向由初位置指向末位置；大小是从初位置到末位置的线段长度。（5）路程：是指质点运动轨迹的长度，它是标量。位移、路程的联系与区别：位移是矢量，路程是标量；只有在物体做单方向直线运动时路程才等于位移的
3、大小。（6）平均速度：质点在某段时间内的位移s与发生这段位移所用时间t的比值叫做这段时间（或这段位移）的平均速度。即v = s/t （7）瞬时速度：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。 （8）速率：瞬时速度的大小叫瞬时速率。速率是标量。（9）速度变化量v = vtv0：描述速度变化的大小和方向的物理量，它是矢量，v可以与v0同方向、反方向。当v与v0同方向时，速度增大；当v 与v0反方向时，速度减小，当v与v0不共线时改变速度方向。（10）加速度：加速度是表示速度改变快慢的的物理量，它等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。av /tvtv0t加速度是矢量，当a与v 同
4、方向时，v增大；当它a与v反方向时，v减小；当a与v垂直时，只改变速度的方向，不改变速度的大小。（11）匀速直线运动：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内通过的位移都相等，这样的运动为匀速直线运动。（12）时刻和时间：时刻表示某一瞬间，在时间轴上是一个点，与时刻对应的是瞬时速度、位置、动量、动能等状态量。时间是两个时刻间的间隔长度，在时间轴上是一线段。与时间对应的是平均速度、位移、冲量、功等过程量。 2.难点释疑 （1）加速度与速度没有直接联系，加速度对应的是速度的变化率，表明物体的速度的变化的快慢。所以加速度大，速度不一定大；加速度变大，速度也不一定变大，速度变大与变小由速度与加速度方向
5、之间的关系决定，二者同向时，速度增大，反向时速度减小。（2）一个物体的加速度由它的质量和它所受的合外力决定，即aF/m，当合外力和质量确定后，加速度就确定了。【例题精析】例1 物体通过两个连续相等的位移平均速度分别为v1 =10m/s，v2 =15m/s ，则物体在运动过程中的平均速度是（） .13.75m/s12.5m/s.12m/s.11.75m/s解析：由于物体运动的性质不能确定，只能用平均速度的定义来求，设每段位移为s，两段经历时间分别为t 1 、t 2 平均速度v=2s/ (t 1 + t 2 ) t 1=s/ v1 t 2 = s/ v2 v=2 v1 v2 / (v1 +v2 )
6、 =12（m/s） 答案是：C错解：v=（v1 +v2）/2=12.5（m/s）思考拓宽：如果物体通过两个连续相等的时间平均速度分别为v1 、v2 ，则物体在运动过程中的平均速度是多少？例2 下列描述的运动中，可能存在的是（ ）A速度很大，加速度很小 B速度变化很大，加速度很小C速度变化越来越快，加速度越来越小 D加速度越来越小，速度越来越大解析：速度很大的物体，如果速度变化很慢，比如经过很长的时间，速度才发生了很小的变化，那么加速度就很小，故A对。如果物体速度变化很大，但所用的时间也很长，加速度就可能很小，故B对。速度变化越来越快，就表示加速度越来越大，故C错。当加速度和速度的方向相同时，物
7、体就一定做加速运动，即使加速度越来越小，但速度还是越来越大，只是速度增加的越来越慢而已，故D对。应选A、B、D。思考拓宽：要正确理解加速度的概念，区别速度、速度变化量、速度变化率以及加速度的确切含义。物理学习中相似的概念辨析题很多，关键是要对概念有深刻的理解，如电磁学中的磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率等概念的辨析与本题类似。【能力提升】I知识与技能1在平直的公路上并排行驶的汽车，甲车内的人看见窗外树木向东行驶，乙车内的人发现甲车没有运动，如果以地面为参考系，上述事实说明（ ）A 甲车向东运动，乙车不动 B 乙向西运动，甲车不动C 甲车向西运动，乙车向东运动 D 甲乙两车同时向西运动2一质
8、点沿半径R的圆周运动一周仍回到原地，它在运动过程中路程、位移的最大值分别是（ ）。；.；. ；. ；3一质点做方向不变的直线运动，加速度方向始终与速度方向相同，但加速度的大小逐渐减小直至为零，则在此过程中（ ）.速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值。.速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值，.位移逐渐增大，当加速度减小到零时，.位移达到最大值，.位移逐渐减小，当加速度减小到零时，.位移达到最小值。4对于平均速度、瞬时速度与速率，正确的说法是（ ）A平均速度的大小等于平均速率B平均速度大小等于初速度和末速度的平均值C瞬时速度大小等于瞬时速率D较短时间内的平均速度就是瞬时速度
9、5下列说法正确的是（ ）A 作平动的物体一定都可以视为质点B 有转动的物体一定不可以视为质点C 研究物体转动时一定不可以将物体视为质点D不可以将地球视为质点6运动员在百米赛跑中，起跑后第末的速度为m/s，第10到达终点时的速度为13 m/s，他这次跑完全程的平均速度是 m/s 。 7一质点做变速直线运动，t 1=2s时速度大小为m/s，方向向右；在t 2=5s时速度大小为m/s，方向向左；则物体至时间内的加速度大小为 m/s，方向向 。 能力与素质8.甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地驶向同一目的地。甲车在前一半时间内以速度v1做匀速运动，后一半时间以速度v2做匀速运动；乙车在前一半路程内以速度v
10、1做匀速运动，在后一半路程内以速度v2做匀速运动，已知v1v2，则（ ）图21abcABA.甲车先到 B.乙车先到 C.甲、乙同时到达 D.无法比较9.一实心木块，长、宽、高分别为a、b、c， 如图21所示，有一质点自A点沿木块表面运动到B点，求质点的最短路程和质点的位移。10一筑路工人在长300米的隧道中，突然发现一辆汽车在离右隧道口150米处以速度vo=54 千米/小时向隧道驶来，由于隧道内较暗，司机没有发现这名工人。此时筑路工正好处在向左、向右跑都能安全脱险的位置。问此位置距右出口距离是多少?他奔跑的最小速度是多大?专题二 匀变速直线运动规律及其应用【考点透析】一、 本专题考点：变速直线
11、运动及公式 v t= v 0 + a t ； ；v t2- v 02=2 a s 均为II类要求，即能够理解其含义，能在实际问题的分析、综合，推理和判断等过程中运用，在高考中多与牛顿运动定律、电场、磁场等知识综合命题 ，单独命题多与实际生活相结合。二、理解和掌握的内容 1 基本知识变速直线运动：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动叫变速直线运动。 匀变速直线运动：在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动叫做匀变速直线运动。匀变速直线运动的基本公式和推论基本公式 v t= v 0 + a t 推论 v t2- v 02=2 a s （只适于匀变速直线运
12、动）公式中s、v、a均为矢量，计算时常指定正方向，对初速度为零的匀加速直线运动，一般取加速度方向为正；初速度不为零时，一般取初速度方向为正。自由落体：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。v0=0 a=g 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵守匀变速直线运动的普遍规律，有关初速度为零的匀加速直线运动的比例式也成立。2.匀变速直线运动推论：由纸带得到的结论S1BAOCDES2S3S4S5图22如图22所示，A、B、C、 D、 E. 为打点计时器在纸带上打出的点，点间距分别为S1 S2 S3 S4 S5，打出相邻两点所用时间为T，则 v A=（S1+S2）/2T v B
13、=（S2+S3）/2T （中时刻的速度等于这段时间的平均速度） =（S2-S1）/T2 =（S3-S2）/T2 =（S3-S1）/2T2 =（S5-S2）/3T2 （依次相邻的相同时间间隔内的位移之差为一恒量） 初速度为零的匀加速直线运动的特征（设T为时间单位）1T末、2T末、3T末、nT末瞬时速度之比为：T内、2T内、3T内、nT内位移之比为S：S：S：S2：2：2：2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SI：SII：SIII：SN=1：3：5：（2n-1）通过连续相同的位移所用时间之比t：t：t：t=：（-1）：（-）：（-）图23ABC3.难点释疑图24ABCD如图2
14、3所示，某质点从A到B做匀变速直线运动，通过时间为t，t /2时的速度为v 1，质点通过AB中点C时的速度为v 2，则v 1 v 2 图25ABCD因为，当质点做匀加速运动时，t /2时刻到D点，前半时运动的位移小于后半时运动的位移，则D点在C点左侧，如图2-4所示，则v 1 v 2。当质点做匀减速运动时，t /2时刻到D点，前半时运动的位移大于后半时运动的位移，则D点在C点右侧，如图2-5所示。则v 1 a2时能相遇两次 C a1 a2时能相遇两次 D a1 a2时， v，t有一解，只能相遇一次。当a1 = a2时，t = s/ v ，只能相遇一次。当a1 a2时，t = v/（a2 -a1
15、）当 v 2=2s（a2 -a1），t有一解，只能相遇一次。当 v，t有两解，能相遇两次。答案是C D【能力提升】I知识与技能 1一个做匀加速直线运动的物体，初速度v0=2.0m/s，它在第3秒内通过的位移是4.5m，则它的加速度为（ ）A 0.5m/s2 B 1.0 m/s2 C 1.5 m/s2 D 2.0 m/s22小物体沿光滑斜面下滑，初速度为零，当滑过L的距离时，速度大小为v，那么，当它的速度为v /2 时，滑过的距离为 （ ）A .L/4 B. L/2 C.L/2 D.3L/4 3一个作匀加速直线运动的物体，其位移和时间的关系是s18t6t2，则它的速度为零的时刻为（）A 1.5s
16、B 3sC 6sD18sDECBA图2-94自地面将一物体竖直上抛，初速度大小为20m/s，当它的位移为15m时，经历的时间和运动速度分别为（g取10m/s2，不计空气的阻力，选取竖直向上为正方向）（ ）A. 1 s，10 m/s B. 2 s，15 m/s C. 3 s，10 m/s D. 4 s，15 m/s5 如图2-9，光滑斜面AE被分成四个相等的部分，一个物体由A点静止释放，下面结论中正确的是（ ）A 物体到达各点的速度vB： vC：vD：vE=1：21/2：31/2：2B 物体到达各点所经历的时间tB： tC：tD：tE=1：21/2：31/2：2C 物体从A到E的平均速度v=vB
17、D经过每一部分时，其速度增量均相同6有一个做匀加速直线运动的质点，它在开始的两个连续相等的时间间隔内，通过的路程分别是24 m、64m ，每一个时间间隔为4s，则质点运动的初速度为 m/s， 加速度为 m/s2 7一汽车关闭油门后，在水平路面上滑行10s后静止，该汽车滑行时所受阻力不变，关闭油门后的第8s内运动了2.5m，则汽车关闭油门时的速度为 II 能力和素质 8滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时后一滴恰离开水龙头。测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度
18、。设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，则A. 水龙头距人耳的距离至少为34 m B. 水龙头距盘子的距离至少为34 mC. 重力加速度的计算式为 D. 重力加速度的计算式为9A球从塔顶自由落下，当下落高度为a时，B球从距塔顶b处开始自由落下，两球同时落地，求塔高为多少？10两辆完全相同的汽车沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为v0，若前车突然以恒定加速度刹车。在它刚停止时，后车也以相同加速度刹车。若前车刹车行驶距离为s，要使两车不相撞，则两车匀速行驶时的车距至少应为多少？专题三 运动图象【考点透析】一、 本专题考点：位移-时间图象和速度-时间图象是II类要求，要求深刻
19、理解这两个图象中的物理意义，并且会用它形象地表达物理规律和物理过程，在高考中主要考察方向是用两个图象解决物理问题，特别是带电粒子在电场中的运动，图象会使问题变得简单明了。412tOSS1S03图210二、理解和掌握的内容1.匀速直线运动位移时间图象（St）如图210所示,直线的斜率表示速度v 0其中表示速度和位移同方向，初始位移为零。图211vv0Ott1t2表示速度和位移同方向，初始位移为S0。表示速度和位移反方向，初始位移为S1。表示位移保持S0不变（静止）速度时间图象，如图2-11所示，因为S=v0t,所以t1-t2时刻的位移可以用阴影部分的面积表示2.匀变速直线运动速度-时间图象，如图
20、2-12所示，直线的斜率表示加速度，其中图212vv0Ott1t2v1123表示初速度为零的匀加速直线运动。表示初速度为v 0的匀加速直线运动。表示初速度为v 1的匀减速直线运动。t 1- t 2时间内的位移为t轴上下两部分面积之差。3、难点释疑ABts0图21312有的同学认为“无论是位移-时间图象还是速度-时间图象，只要在同一图象上两条图线相交，就是相遇”，这种说法是错误的。因为在同一个图象上两条图线相交，表示在该时刻两个运动物体，纵坐标的物理量相同，在位移-时间图象上表示位置坐标相同，则一定是相遇，而在速度-时间图象上则表示在该时刻两物体的速度相等，并不一定是相遇。还有的同学认为“在位移
21、-时间图象上，图线是曲线则为曲线运动，是直线则为直线运动”。如图2-12，认为图线1是直线运动，图线2是曲线运动，并且还认为图线2中物体的运动路程大于1中物体的路程。这种认识是错误的，无论是图线1还是图线2都不表示物体的运动径迹，图1是直线表示斜率相同，为匀速运动，图2是曲线，斜率变化，表示变速运动，可以是直线运动。【例题精析】V例题1 甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度同时经过某一路标，由此开始甲一直做匀速运动，乙先匀加速后匀减速，丙先匀减速后匀加速，他们经过下一路标时速度又相同，则（ ）tt甲t乙t丙图214A.甲车先通过下一路标B. 乙车先通过下一路标C. 丙车先通过下一路标D. 他们通过下
22、一路标的先后情况无法确定解析：该题用图象法求解简单明了，画出它们的v t图象，如图2-14,在v t图中图线下所围的“面积”表示位移，因为他们所通过的位移相同，所以，它们的“面积”也相等，由图象可看出三者的时间关系： t乙t甲f B. F=f C. Ff D.无法确定 6.有一物体做直线运动，其速度图象如图2-20所示中的实线，那么物体的加速度与速度同方向的是（ ）A.只有0 t 1s B. 只有 2s t 3s C. 0 t 1s 和 2s t 3s D.0 t 1s 和 3s t （v 0+ v t）/2 C. v （v 0+ v t）/2 D.无法判断8.一物体做直线运动，依次通过A、B
23、、C三点，B为AC的中点，物体在AB段的加速度为a1，运动时间为t1，在BC段的加速度为a2，运动时间为t2。若VB =（VA +VC）/2，则比较a1与a2，t1与t2，下列答案正确的是（ ）A. a1t2B. a1=a2 t1=t2C. a1a2 t1t2D. a1a2 t1v2）向同方向匀速运动，为使甲、乙两车不相碰，司机立即使甲车做匀减速运动，则甲车的加速度a的大小应满足的条件是什么？（即a v1 v2 s的关系式） 18.一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为d =10m，如图2-25所示，转台匀速转动
24、，使激光器在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60s。光束转动的方向如图箭头所示。当光束与MN的夹角为450时，光束正好射到小车上。如果再经过t=2.5s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？左右dM光图2-25N第二章 直线运动参考答案专题一：1D 2D 3B 4C 5C 610 74，左 8A 9； 1075; 7.5专题二：1B 2A 3A 4AC 5ABC 61；2.5 71m/s2 8BD 9(a+b)2/4a 102s专题三：1AD 2B 3C 4B 5B 6. D 7. B 8. A 9. 2.1105m/s效果验收：1D 2D 3B 4B 5C 6. B 7. B 8. C 9. C 10. A11. 2; 1.9; 1.9; 2.3 12. 1:1; 1:3; 13. ; 14. ; 11010 15. 12.5m 16.0.5s; 15m 17. 18.1.7m/s或2.9m/s