高考物理必背知识手册专题02 直线运动讲义

这是一份高考物理必背知识手册专题02 直线运动讲义，共9页。试卷主要包含了机械运动，时间和时刻，路程和位移，速度与速率，加速度，匀速直线运动，匀变速直线运动，匀变速运动的推论等内容，欢迎下载使用。

质点、参考系、位移、路程、时间、时刻、速度、速率、加速度
、
基本概念
基
本
运
动
形
式
匀速运动
速度公式v=x/t、位移公式x=vt
规
律
匀
变
速
直
线
运
动
直线运动
初速度为零的匀变速直线运动的规律
自由落体
特
例
竖直上抛
x-t图象、v-t图象
运动图像
一、机械运动、质点、参考系和坐标系
1.机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动，转动和振动等运动形式.
2.质点：用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点.
技巧点拨：它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据.
3.参考系：为了研究物体的运动需要选定参照物（即假定为不动的物体），
技巧点拨：对同一个物体的运动，所选择的参照物不同，对它的运动的描述就会不同，通常以地球为参照物来研究物体的运动.
4.坐标系：用来精确描述物体位置及位置变化.
二、时间和时刻
1.时刻：指某一瞬间，在时间轴上用一点表示.
2.时间：时间间隔的简称，两个时刻间的间隔，在时间轴上用一段表示.
三、路程和位移
1. 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有向线段，是矢量.
2. 路程：是物体运动轨迹的长度，是标量.
技巧点拨：路程和位移是完全不同的概念，仅就大小而言，一般情况下位移的大小小于路程，只有在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程.
四、速度与速率
1.速度：描述物体运动快慢的物理量，是矢量.
①平均速度：质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间（或位移）的平均速度v，即，平均速度是对变速运动的粗略描述.
②瞬时速度：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.瞬时速度是对变速运动的精确描述.
2.速率：
①瞬时速度的大小叫瞬时速率，通常简称为速率，速率只有大小，没有方向，是标量.
②平均速率：质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率
技巧点拨：在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率，只有在单方向的直线运动，二者才相等.
五、加速度
1.物理意义：加速度描述速度变化快慢的物理量，它是矢量.加速度又叫速度变化率.
2.定义：在匀变速直线运动中，速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值，叫做匀变速直线运动的加速度，用a表示.
3.方向：与速度变化Δv的方向一致.但不一定与v的方向一致.
技巧点拨：加速度与速度无关.只要速度在变化，无论速度大小，都有加速度;只要速度不变化（匀速），无论速度多大，加速度总是零;只要速度变化快，无论速度是大、是小或是零，物体加速度就大.
六、匀速直线运动
1.定义：在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.
2.特点：， .
3.位移公式：
七、匀变速直线运动
1.定义：在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.
2.特点：
3.公式：
①速度时间关系：
②位移时间关系：
③速度位移关系：
技巧点拨：以上各式均为矢量式，应用时应规定正方向，然后把矢量化为代数量求解，通常选初速度方向为正方向，凡是跟正方向一致的取“+”值，跟正方向相反的取“-”值.
八、匀变速运动的推论
1.匀变速直线运动的质点，在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量，即
2.匀变速直线运动的质点，在某段时间内的中间时刻的瞬时速度，等于这段时间内的平均速度，即：
九、初速速为零的匀加速直线运动规律：
1.在1s末、2s末、3s末、4s末……n s末的速度比为1：2：3……：n
2.在1s内、2s内、3s内、4s内……n s内的位移比为12：22：32……：n2
3.在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内……第n s内的位移比为1：3：5……：（2n-1）
4.从静止开始通过连续相等位移的时间比为
5.从静止开始通过连续相等位移末速度比为
技巧点拨：匀减速直线运动到停止可等效为反方向初速度为零的匀加速直线运动。
十、自由落体
1.条件：初速度为零，只受重力作用.
2.性质：是一种初速为零的匀加速直线运动，.
3.公式：
①速度时间关系：
②位移时间关系：
③速度位移关系：
十一、竖直上抛运动
1.条件：只受重力作用下，以一定初速度上抛.
2.性质：取向上为正方向，是一种匀变速直线运动， .
3.公式：
①速度时间关系：
②位移时间关系：
③速度位移关系：
十二、直线运动的图像
1.位移图像（x-t图像）：
①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度；
②图像是直线表示物体做匀速直线运动，图像是曲线则表示物体做变速运动；
③图像与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边.
2.速度图像（v-t图像）：
①在速度图像中，可以读出物体在任何时刻的速度；
②在速度图像中，物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
③在速度图像中，物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.
④图线与横轴交叉，表示物体运动的速度反向.
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
一、位移与路程的辨析
二、平均速度与瞬时速度辨析
三、速度、速度变化量、加速度的辨析
四、加速的两个计算式
1. 加速度的定义式：a=ΔvΔt,
2. 加速度的决定式：a=Fm,即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决定,加速度的方向由合力的方向决定.
五、加速减速的判断依据
六、求解运动学的基本思路
画过程分析图判断运动性质选取正方向选用公式列方程解方程并讨论
技巧点拨：
1.如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,速度往往是各个阶段联系的纽带，即前过程的末速度是后过程的初速度.
2.对于刹车类问题,题目中所给的加速度往往以大小表示，解题中取运动方向为正方向时，加速度应为负值。此外求解此类问题应先判断车停下所用的时间,判断题中所给时间是否超出停止时间，再选择合适的公式求解.
七.解决匀变速直线运动的六种思想方法
1.基本公式法：描述匀变速直线运动的基本物理量涉及v0、v、a、x、t五个量,知道其中任何三个物理量就可以根据三个基本公式（）求出其他物理量。
2.平均速度法：适合解决不需要知道加速度的匀变速运动类问题
3.比例法：对于初速速为零的匀加速直线运动，可利用其规律比例解题
4.逆向思维法：对于末速度为零的匀减速运动，可以反向看成初速度为零的匀加速直线运动，并结合比例法求解
5.推论法：利用匀变速直线运动的推论或，解决已知相同时间内相邻位移的或相同时间内跨段位移的问题（如纸带类问题求加速度）
6.图像法：利用v-t图像解决问题
八、竖直上抛运动的两个特点
九、竖直上抛运动的两种研究方法
1.分段法:将全程分为两个阶段求解,上升过程为匀减速直线运动，下落过程为自由落体.
2.全程法:将全过程视为初速度为v0、加速度a=-g的匀变速直线运动.
技巧点拨：用此方法解题，必须注意物理量的矢量性,习惯上取v0的方向为正方向,则v>0时,物体正在上升;v<0时,物体正在下降;h>0时,物体在抛出点上方;h<0时,物体在抛出点下方.
十、图像问题的解题思路
考点内容
要求
课程标准要求
质点、参考系和坐标系
b
1. 了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。
2. 经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。
3. 理解位移、速度和加速度。通过实验，探究匀变速直线运动的特点，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。
4. 通过实验，认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。
时间和位移
b
速度
c
加速度
c
速度与时间、位移与时间的关系
d
自由落体运动
c
伽利略对自由落体运动的研究
a
位移
路程
决定因素
由始、末位置决定
由实际的运动轨迹决定
大小
始、末位置间的线段长度
实际轨迹长度
方向
由始位置指向末位置
无
运算规则
矢量的三角形定则或平行四边形定则
代数运算
大小关系
位移大小≤路程
平均速度
瞬时速度
定义
物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值
物体在某一时刻或经过某一位置时的速度
定义式
v=xt(x为位移)
v=ΔxΔt(Δt趋于零)
物理意义
粗略描述物体在某段时间或某段位移内的运动快慢
精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢
矢量性
矢量,平均速度方向与物体位移方向相同
矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿其运动轨迹切线方向
实际应用
物理实验中通过光电门测速,把遮光条通过光电门的平均速度视为瞬时速度
物理量
速度v
速度的变化量Δv
加速度（速度变化量）a
物理意义
表示运动的快慢和方向
表示速度变化的大小和方向
表示速度变化的快慢和方向
公式
v=ΔxΔt
Δv=v-v0
a=ΔvΔt
单位
m/s
m/s
m/s2
决定因素
位移、时间
初、末速度
初速度、末速度、时间
方向
位移方向、运动方向
速度变化量的Δv方向
关系
三者无必然联系,v很大,Δv可以很小,甚至为0,a可大可小
对称性
①速度对称:上升和下降过程经过同一位置时速度等大、反向
②时间对称:上升和下降过程经过同一段高度所用的时间相等
多解性
当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,形成多解,在解决问题时要注意这个特性
一看
坐标轴
①确认纵、横坐标轴对应的物理量及其单位
②注意纵、横坐标是否从零刻度开始
二看
截距、
斜率、面积
图线在坐标轴上的截距表示运动的初始情况
斜率通常能够体现某个物理量(如v-t图像的斜率反映了加速度)的大小、方向及变化情况
最常见的是v-t图像中面积表示位移大小,要注意时间轴下方的面积表示位移为负,说明这段位移方向与正方向相反
三看
交点、
转折点、
渐近线
交点往往是解决问题的切入点,注意交点表示物理量相等,不一定代表物体相遇
转折点表示物理量发生突变,满足不同的函数关系式,如v-t图像中速度由增变减,表明加速度突然反向
利用渐近线可以求出该物理量的极值或确定它的变化趋势