直线运动

直线运动知识网络：匀速直线运动知识点复习 一、基本概念1、质点：用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。

它是一种理想模型，物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。

2、时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。

例如几秒初，几秒末，几秒时。

时间：前后两时刻之差。

时间坐标轴上用线段表示时间，例如，前几秒内、第几秒内。

3、位置：表示空间坐标的点。

位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。

路程：物体运动轨迹之长，是标量。

注意：位移与路程的区别．4、速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量，是位移对时间的变化率，是矢量。

平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，v = s/t （方向为位移的方向）瞬时速度：对应于某一时刻（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。

直线运动直线运动的条件：a 、v 0共线参考系、质点、时间和时刻、位移和路程 速度、速率、平均速度 加速度运动的描述典型的直线运动匀速直线运动 s=t ，s-t 图，（a ＝0）匀变速直线运动特例自由落体（a ＝g ）竖直上抛（a ＝g ）v - t 图 规律 at v v t +=0,2021at t v s +=as v v t 2202=-,t v v s t20+=速率：瞬时速度的大小即为速率；平均速率：质点运动的路程与时间的比值，它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。

注意：平均速度的大小与平均速率的区别．【例1】物体M 从A 运动到B ，前半程平均速度为v 1，后半程平均速度为v 2，那么全程的平均速度是：（ ）A ．（v 1+v 2）/2B ．21v v ⋅C ．212221v v v v ++ D ．21212v v v v +5、加速度：描述物体速度变化快慢的物理量，a =△v /△t （又叫速度的变化率），是矢量。

a 的方向只与△v 的方向相同（即与合外力方向相同）。

（1）加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）。

（2）加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。

加速度是“变化率”——表示变化的快慢，不表示变化的大小。

物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。

加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。

（1）当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。

（2）当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大， 速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。

【例2】一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s ，经过1s 后的速度的大小为10m/s ，那么在这1s 内，物体的加速度的大小可能为对于一条直线上的矢量运算，要注意选取正方向，将矢量运算转化为代数运算。

6、运动的相对性：只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动。

一般以地面上不动的物体为参照物。

【例3】甲向南走100米的同时，乙从同一地点出发向东也行走100米，若以乙为参考系，求甲的位移大小和方向？通过该例可以看出，要准确描述物体的运动，就必须选择参考系，参考系选择不同，物体的运动情况就不同。

【例4】某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一小木块掉在河水里，但一直航行至上游某处时此人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1小时追上小木块时，发现小木块距离桥有5400米远，若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。

试求河水的流速为多大？解析：选水为参考系，小木块是静止的；相对水，船以恒定不变的速度运动，到船“追上”小木块，船往返运动的时间相等，各为1 小时；小桥相对水向上游运动，到船“追上”小木块，小桥向上游运动了位移5400m ，时间为2小时。

易得水的速度为0.75m/s 。

二、匀速直线运动 1．定义：tsv =，即在任意相等的时间内物体的位移相等．它是速度为恒矢量的运动，加速度为零的直线运动。

2．图像：匀速直线运动的s - t 图像为一直线：图线的斜率在数值上等于物体的速度。

三、综合例析【例5】关于位移和路程，下列说法中正确的是（ ）A ．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B ．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小C ．物体通过一段路程，其位移可能为零D ．物体通过的路程可能不等，但位移可能相同【例6】关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（） A ．速度变化越大，加速度就越大 B ．速度变化越快，加速度越大C ．加速度大小不变，速度方向也保持不变 C ．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小【例7】某游艇匀速滑直线河流逆水航行，在某处丢失了一个救生圈，丢失后经t 秒才发现，于是游艇立即返航去追赶，结果在丢失点下游距丢失点s 米处追上，求水速．（水流速恒定，游艇往返的划行速率不变）。

解析：以水为参照物（或救生圈为参照物），则游艇相对救生圈往返的位移大小相等，且游艇相对救生圈的速率也不变，故返航追上救生圈的时间也为t 秒，从丢失到追上的时间为2t 秒，在2t 秒时间内，救生圈随水运动了s 米，故水速tsv 2=思考：若游艇上的人发现丢失时，救生圈距游艇s 米，此时立即返航追赶，用了t 秒钟追上，求船速．四、针对训练1．某质点做变速运动，初始的速度为 3 m ／s ，经3 s 速率仍为 3 m ／s 测（ ） A ．如果该质点做直线运动，该质点的加速度不可能为零B ．如果该质点做匀变速直线运动，该质点的加速度一定为 2 m ／s 2C ．如果该质点做曲线运动，该质点的加速度可能为 2 m ／s 2D ．如果该质点做直线运动，该质点的加速度可能为 12 m ／s 2 2．关于物体的运动，不可能发生的是（ ） A ．加速度大小逐渐减小，速度也逐渐减小 B ．加速度方向不变，而速度方向改变C ．加速度和速度都在变化，加速度最大时，速度最小D ．加速度为零时，速度的变化率最大3．在离地面高h 处让一球自由下落，与地面碰撞后反弹的速度是碰前3／5，碰撞时间为Δt ，则球下落过程中的平均速度大小为＿＿＿＿＿，与地面碰撞过程中的平均加速度大小为＿＿＿＿＿＿＿。

（不计空气阻力）．4．物体以5m/s 的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动，经4 s 滑回原处时速度大小仍为 5 m ／s ，则物体的速度变化为＿＿＿＿＿，加速度为＿＿＿＿＿．（规定初速度方向为正方向）．匀变速直线运动一、匀变速直线运动公式1．常用公式有以下四个at v v t +=02021at t v s += as v v t 2202=-t v v s t20+=以上五个物理量中，除时间t 外，s 、v 0、v t 、a 均为矢量。

一般以v 0的方向为正方向，以t =0时刻的位移为零，这时s 、v t 和a 的正负就都有了确定的物理意义。

2．匀变速直线运动中几个常用的结论（1）Δs=aT 2，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。

可以推广到s m -s n =(m-n)aT 2 （2）tsv v v t t =+=202/，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。

22202/t s v v v +=，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度）。

无论匀加速还是匀减速，都有2/2/s t v v <。

运用匀变速直线运动的平均速度公式tsv v v t t =+=202/解题，往往会使求解过程变得非常简捷，因此，要对该公式给与高度的关注。

3．初速度为零（或末速度为零）的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为：gt v =， 221at s =， as v 22=， t vs 2= 以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。

4．初速为零的匀变速直线运动（1）前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶…… （2）第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶…… （3）前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶∶∶…… （4）第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶()12-∶（23-）∶……对末速为零的匀变速直线运动，可以相应的运用这些规律。

5、解题方法：（1）公式解析法：假设未知数，建立方程组。

本章公式多，且相互联系，一题常有多种解法。

要熟记每个公式的特点及相关物理量。

（2）图象法：如用v —t 图可以求出某段时间的位移大小、可以比较v t/2与v S/2，以及追及问题。

用s —t 图可求出任意时间内的平均速度。

（3）比例法：用已知的讨论，用比例的性质求解。

（4）极值法：用二次函数配方求极值，追赶问题用得多。

（5）逆向思维法：如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动来求解。

综合应用例析【例1】在光滑的水平面上静止一物体，现以水平恒力甲推此物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力乙推物体，当恒力乙作用时间与恒力甲的作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的速度为v 2，若撤去恒力甲的瞬间物体的速度为v 1，则v 2∶v 1=?解析：解决此题的关键是：弄清过程中两力的位移关系，因此画出过程草图（如图5），标明位移，对解题有很大帮助。

（画V-t 图像）通过上图，很容易得到以下信息：s s '-=，而t v s 21=，t v v s 2)(21-+='-得v 2∶v 1=2∶1 思考：在例1中，F 1、F 2大小之比为多少？（答案：1∶3）【例2】一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站，起动加速度为2m/s 2，加速行驶5秒，后匀速行驶2分钟，然后刹车，滑行50m ，正好到达乙站，求汽车从甲站到乙站的平均速度？解析：起动阶段行驶位移为：（V-t 图像） s 1=2121at ……（1） 匀速行驶的速度为： v = at 1 ……（2） 匀速行驶的位移为： s 2 =vt 2……（3） 刹车段的时间为： s 3 =32t v……（4） 匀加速 匀速 匀减速甲 t 1 t 2 t 3 乙s 1 s 2 s 3汽车从甲站到乙站的平均速度为： =s m s m s m t t t s s s /44.9/1351275/10120550120025321321==++++=++++【例3】汽车以加速度为2m/s 2的加速度由静止开始作匀加速直线运动，求汽车第5秒内的平均速度？解析：此题有三解法： （1）用平均速度的定义求： 第5秒内的位移为：s =21a t 52－21at 42 =9 (m) 第5秒内的平均速度为：v =45t t s-=s m /19=9 m/s（2）用推论v =（v 0+v t ）/2求：v ==+254v v 254at at +=25242⨯+⨯m/s=9m/s（3）用推论v =v t /2求。