《2013高考物理 秒殺必備 質(zhì)點的運動》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2013高考物理 秒殺必備 質(zhì)點的運動（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 質(zhì)點的運動 一、主要內(nèi)容 ?本章內(nèi)容包括位移、路程、時間、時刻、平均速度、即時速度、線速度、角速度、加速度等基本概念，以及勻變速直線運動的規(guī)律、平拋運動的規(guī)律及圓周運動的規(guī)律。在學(xué)習(xí)中要注意準確理解位移、速度、加速度等基本概念，特別應(yīng)該理解位移與距離（路程）、速度與速率、時間與時刻、加速度與速度及速度變化量的不同。? 二、基本方法? 本章中所涉及到的基本方法有：利用運動合成與分解的方法研究平拋運動的問題，這是將復(fù)雜的問題利用分解的方法將其劃分為若干個簡單問題的基本方法；利用物理量間的函數(shù)關(guān)系圖像研究物體的運動規(guī)律的方法，這也是形象、直觀的研究物理問題的一種基本方法。這些具體方法

2、中所包含的思想，在整個物理學(xué)研究問題中都是經(jīng)常用到的。因此，在學(xué)習(xí)過程中要特別加以體會。 ?三、錯解分析? 在本章知識應(yīng)用的過程中，初學(xué)者常犯的錯誤主要表現(xiàn)在：對要領(lǐng)理解不深刻，如加速度的大小與速度大小、速度變化量的大小，加速度的方向與速度的方向之間?；煜磺?；對位移、速度、加速度這些矢量運算過程中正、負號的使用出現(xiàn)混亂：在未對物體運動（特別是物體做減速運動）過程進行準確分析的情況下，盲目地套公式進行運算等。 例1 汽車以10 m/s的速度行使5分鐘后突然剎車。如剎車過程是做勻變速運動，加速度大小為5m/s2 ，則剎車后3秒鐘內(nèi)汽車所走的距離是多少？ 【錯解】因為汽車剎車過程做勻減速直

3、線運動，初速v0=10 m/s加速度 【錯解原因】出現(xiàn)以上錯誤有兩個原因。一是對剎車的物理過程不清楚。當速度減為零時，車與地面無相對運動，滑動摩擦力變?yōu)榱恪６菍ξ灰乒降奈锢硪饬x理解不深刻。位移S對應(yīng)時間t，這段時間內(nèi)a必須存在，而當a不存在時，求出的位移則無意義。由于第一點的不理解以致認為a永遠地存在；由于第二點的不理解以致有思考a什么時候不存在。 【分析解答】依題意畫出運動草圖1-1。設(shè)經(jīng)時間t1速度減為零。據(jù)勻減速直線運動速度公式v1=v0-at則有0=10-5t解得t=2S由于汽車在2S時 【評析】物理問題不是簡單的計算問題，當?shù)贸鼋Y(jié)果后，應(yīng)思考是否與 s=-30m的

4、結(jié)果，這個結(jié)果是與實際不相符的。應(yīng)思考在運用規(guī)律中是否出現(xiàn)與實際不符的問題。 本題還可以利用圖像求解。汽車剎車過程是勻減速直線運動。據(jù)v0，a 由此可知三角形v0Ot所包圍的面積即為剎車3s內(nèi)的位移。 例2 氣球以10m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個物體，經(jīng)17s到達地面。求物體剛脫離氣球時氣球的高度。（g=10m/s2） 【錯解】物體從氣球上掉下來到達地面這段距離即為物體脫離氣球時，氣球的高度。 所以物體剛脫離氣球時，氣球的高度為 1445m。 【錯解原因】由于學(xué)生對慣性定律理解不深刻，導(dǎo)致對題中的隱含條件即物體離開氣球時具有向上的初

5、速度視而不見。誤認為v0=0。實際物體隨氣球勻速上升時，物體具有向上10m/s的速度當物體離開氣球時，由于慣性物體繼續(xù)向上運動一段距離，在重力作用下做勻變速直線運動。 【分析解答】本題既可以用整體處理的方法也可以分段處理。 方法一：可將物體的運動過程視為勻變速直線運動。根據(jù)題意畫出運動草圖如圖1－3所示。規(guī)定向下方向為正，則V0=-10m/sg=10m/s2據(jù)h＝v0t+ ∴物體剛掉下時離地1275m。 方法二：如圖1－3將物體的運動過程分為A→B→C和C→D兩段來處理。A→B→C為豎直上拋運動，C→D為豎直下拋運動。 在A→B→C段，據(jù)豎直上拋規(guī)律可知此階段運動時間為

6、 由題意知tCD=17-2=15（s） =1275（m） 方法三：根據(jù)題意作出物體脫離氣球到落地這段時間的V-t圖（如圖1－4所示）。 其中△v0otB的面積為A→B的位移 △tBtcvc的面積大小為B→C的位移 梯形tCtDvDvC的面積大小為C→D的位移即物體離開氣球時距地的高度。 則tB=1s根據(jù)豎直上拋的規(guī)律tc=2s tBtD=17-1=16（s） 在△tBvDtD中則可求vD＝160（m/s） 【評析】在解決運動學(xué)的問題過程中，畫運動草圖很重要。解題前應(yīng)根據(jù)題意畫出運動草圖。草圖上一定要有規(guī)定的正方向，否則矢量方程解決問題就會出現(xiàn)錯誤。如分析解答

7、方法一中不規(guī)定正方向，就會出現(xiàn) 例3 經(jīng)檢測汽車A的制動性能：以標準速度20m/s在平直公路上行使時，制動后40s停下來?，F(xiàn)A在平直公路上以20m/s的速度行使發(fā)現(xiàn)前方180m處有一貨車B以6m/s的速度同向勻速行使，司機立即制動，能否發(fā)生撞車事故？ 【錯解】 設(shè)汽車A制動后40s的位移為s1，貨車B在這段時間內(nèi)的位 S2=v2t=6×40=240（m） 兩車位移差為400-240=160（m） 因為兩車剛開始相距180m＞160m 所以兩車不相撞。 【錯解原因】這是典型的追擊問題。關(guān)鍵是要弄清不相撞的條件。汽車A與貨車B同速時，兩車位移差和初始時刻兩車距離關(guān)系是判斷

8、兩車能否相撞的依據(jù)。當兩車同速時，兩車位移差大于初始時刻的距離時，兩車相撞；小于、等于時，則不相撞。而錯解中的判據(jù)條件錯誤導(dǎo)致錯解。 【分析解答】如圖1－5汽車A以v0=20m/s的初速做勻減速直線運動經(jīng)40s停下來。據(jù)加速度公式可求出a=-0.5m/s2當A車減為與B車同速時是A車逼近B車距離最多的時刻，這時若能超過B車則相撞，反之則不能相撞。 (m) △S＝364-168＝196＞180（m） 所以兩車相撞。 【評析】分析追擊問題應(yīng)把兩物體的位置關(guān)系圖畫好。如圖1.5，通過此圖理解物理情景。本題也可以借圖像幫助理解圖1-6中。陰影區(qū)是A車比B車多通過的最多距離，這段距離若

9、能大于兩車初始時刻的距離則兩車必相撞。小于、等于則不相撞。從圖中也可以看出A車速度成為零時，不是A車比B車多走距離最多的時刻，因此不能作為臨界條件分析。 例4 如圖1－7所示，一人站在岸上，利用繩和定滑輪，拉船靠岸，在某一時刻繩的速度為v，繩AO段與水平面夾角為θ，不計摩擦和輪的質(zhì)量，則此時小船的水平速度多大？ 【錯解】將繩的速度按圖1－8所示的方法分解，則v1即為船的水平速度v1=v·cosθ。 【錯解原因】上述錯誤的原因是沒有弄清船的運動情況。實際上船是在做平動，每一時刻船上各點都有相同的水平速度。而AO繩上各點運動比較復(fù)雜，既有平動又有轉(zhuǎn)動。以連接船上的A點來說，它有沿繩的

10、平動分速度v，也有與v垂直的法向速度vn，即轉(zhuǎn)動分速度，A點的合速度vA即為兩個分速度的合。vA=v/cosθ 【分析解答】方法一：小船的運動為平動，而繩AO上各點的運動是平動+轉(zhuǎn)動。以連接船上的A點為研究對象，如圖1-9，A的平動速度為v，轉(zhuǎn)動速度為vn，合速度vA即與船的平動速度相同。則由圖可以看出vA=v/cosθ。 【評析】方法二：我們可以把繩子和滑輪看作理想機械。人對繩子做的功等于繩子對船做的功。我們所研究的繩子都是輕質(zhì)繩，繩上的張力相等。對于繩上的C點來說即時功率P人繩=F·v。對于船上A點來說P繩船=FvA·cos 解答的方法一，也許學(xué)生不易理解繩上各點的運動。

11、從能量角度來講也可以得到同樣的結(jié)論。 還應(yīng)指出的是要有實際力、實際加速度、實際速度才可分解。 例5? 一條寬為L的河流，河水流速為v1，船在靜水中的? 速度為v2，要使船劃到對岸時航程最短，船頭應(yīng)指向什么方向？最短航程是多少？ 【錯解】要使航程最短船頭應(yīng)指向與岸垂直的方向。最短航程為L。 【錯解原因】上而錯解的原因是對運動的合成不理解。船在水中航行并不是船頭指向什么方向就向什么方向運動。它的運動方向是船在靜水中的速度方向與水流方向共同決定的。要使航程最短應(yīng)是合速度垂直于岸。 【分析解答】題中沒有給出v1與v2的大小關(guān)系，所以應(yīng)考慮以下可能情況。 此種情況下航程最短為L。

12、②當v2＜v1時，如圖1－11船頭斜向上游，與岸夾角為θ時，用三角形法則分析當它的方向與圓相切時，航程最短，設(shè)為S，由幾何關(guān)系可知此時v2⊥v（合速度）（θ≠0） ③當v2=v1時，如圖1－12，θ越小航程越短。（θ≠ 0） 【評析】航程最短與時間最短是兩個不同概念。航程最短是指合位移最小。時間最短是指用最大垂直河岸的速度過河的時間。解決這類問題的依據(jù)就是合運動與分運動的等時性及兩個方向運動的獨立性。 例6 有一個物體在h高處，以水平初速度v0拋出，落地時的速度為v1，豎直分速度為vy，下列公式能用來計算該物體在空中運動時間的是（? ） 故B正確。 【錯解原因】形成以

13、上錯誤有兩個原因。第一是模型與規(guī)律配套。Vt=v0+gt是勻加速直線運動的速度公式，而平拋運動是曲線運動，不能用此公式。第二不理解運動的合成與分解。平拋運動可分解為水平的勻速直線運動和豎直的自由落體運動。每個分運動都對應(yīng)自身運動規(guī)律。 【分析解答】本題的正確選項為A，C，D。 平拋運動可分解為水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體，分運動與合運動時間具有等時性。 水平方向：x=v0t① 據(jù)式①～⑤知A，C，D正確。 【評析】選擇運動公式首先要判斷物體的運動性質(zhì)。運動性質(zhì)確定了，模型確定了，運動規(guī)律就確定了。判斷運動性要根據(jù)合外力和初速度的關(guān)系。當合外力與初速度共線時，物體做直

14、線運動，當合外力與v不共線時，物體做曲線運動。當合外力與v0垂直且恒定時，物體做平拋運動。當物體總與v垂直時，物體做圓運動。 例7? 一個物體從塔頂落下，在到達地面前最后一秒內(nèi)通過的位移為整個位移的9/25，求塔高（g=10m/s2）。 【錯解】因為物體從塔頂落下，做自由落體運動。 解得H=13.9m 【錯解原因】物體從塔頂落下時，對整個過程而言是初速為零的勻加速直線運動。而對部分最后一秒內(nèi)物體的運動則不能視為初速為零的勻加速直線運動。因為最后一秒內(nèi)的初始時刻物體具有一定的初速，由于對整體和部分的關(guān)系不清，導(dǎo)致物理規(guī)律用錯，形成錯解。 【分析解得】根據(jù)題意畫出運動草圖，如圖1

15、－13所示。物體從塔頂落到地面所經(jīng)歷時間為t，通過的位移為H物體在t—1秒內(nèi)的位移為h。因為V0=0 由①②③解得H=125m 【評析】解決勻變速直線運動問題時，對整體與局部，局部與局部過程相互關(guān)系的分析，是解題的重要環(huán)節(jié)。如本題初位置記為A位置，t—1秒時記為B位置，落地點為C位置（如圖1－13所示）。不難看出既可以把BC段看成整體過程AC與局部過程AB的差值，也可以把BC段看做是物體以初速度VB和加速度g向下做為時1s的勻加速運動，而vB可看成是局部過程AB的末速度。這樣分析就會發(fā)現(xiàn)其中一些隱含條件。使得求解方便。 另外值得一提的是勻變速直線運動的問題有很多題通過v－t圖求解

16、既直觀又方便簡潔。如本題依題意可以做出v－t圖（如圖1－14），由題意 例8 正在與Rm高空水平勻速飛行的飛機，每隔1s釋放一個小球，先后共釋放5個，不計空氣阻力，則（? ） A.這5個小球在空中排成一條直線 B.這5個小球在空中處在同一拋物線上 C.在空中，第1，2兩個球間的距離保持不變 D.相鄰兩球的落地間距相等 【錯解】因為5個球先后釋放，所以5個球在空中處在同一拋物線上，又因為小球都做自由落體運動，所以C選項正確。 【錯解原因】形成錯解的原因是只注意到球做平拋運動，但沒有理解小球做平拋的時間不同，所以它們在不同的拋物線上，小球在豎直方向做自由落體運動，但是先后不同

17、。所以C選項不對。 【分析解答】釋放的每個小球都做平拋運動。水平方向的速度與飛機的飛行速度相等，在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，只是開始的時刻不同。飛機和小球的位置如圖1－15可以看出A，D選項正確。 【評析】解這類題時，決不應(yīng)是想當然，而應(yīng)依據(jù)物理規(guī)律畫出運動草圖，這樣會有很大的幫助。如本題水平方向每隔1s過位移一樣，投小球水平間距相同，抓住特點畫出各個球的軌跡圖，這樣答案就呈現(xiàn)出來了。 例9? 物塊從光滑曲面上的P點自由滑下，通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上的Q點，若傳送帶的皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動起來，使傳送帶隨之運動，如圖1－16所示，再把物塊放到P

18、點自由滑下則（? ） A.物塊將仍落在Q點 B.物塊將會落在Q點的左邊 C.物塊將會落在Q點的右邊 D.物塊有可能落不到地面上 【錯解】因為皮帶輪轉(zhuǎn)動起來以后，物塊在皮帶輪上的時間長，相對皮帶位移彎大，摩擦力做功將比皮帶輪不轉(zhuǎn)動時多，物塊在皮帶右端的速度將小于皮帶輪不動時，所以落在Q點左邊，應(yīng)選B選項。 【錯解原因】學(xué)生的錯誤主要是對物體的運動過程中的受力分析不準確。實質(zhì)上當皮帶輪逆時針轉(zhuǎn)動時，無論物塊以多大的速度滑下來，傳送帶給物塊施的摩擦力都是相同的，且與傳送帶靜止時一樣，由運動學(xué)公式知位移相同。從傳送帶上做平拋運動的初速相同。水平位移相同，落點相同。 【分析解答】物

19、塊從斜面滑下來，當傳送帶靜止時，在水平方向受到與運動方向相反的摩擦力，物塊將做勻減速運動。離開傳送帶時做平拋運動。當傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時物體相對傳送帶都是向前運動，受到滑動摩擦力方向與運動方向相反。? 物體做勻減速運動，離開傳送帶時，也做平拋運動，且與傳送帶不動時的拋出速度相同，故落在Q點，所以A選項正確。 【評析】若此題中傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，物塊相對傳送帶的運動情況就應(yīng)討論了。 （1）當v0=vB物塊滑到底的速度等于傳送帶速度，沒有摩擦力作用，物塊做勻速運動，離開傳送帶做平拋的初速度比傳送帶不動時的大，水平位移也大，所以落在Q點的右邊。 （2）當v0＞vB物塊滑到底速度小于傳送帶的速度，有兩種情況，一是物塊始終做勻加速運動，二是物塊先做加速運動，當物塊速度等于傳送帶的速度時，物體做勻速運動。這兩種情況落點都在Q點右邊。 （3）v0＜vB當物塊滑上傳送帶的速度大于傳送帶的速度，有兩種情況，一是物塊一直減速，二是先減速后勻速。第一種落在Q點，第二種落在Q點的右邊。