高中物理必修一第二章知识点精华知识讲解

1、高中物理必修一知识点总结：第二章匀变速直线运动的研究匀变速直线运动是运动学中最典型的也是最简单的理想化的运动形式,学习本章的有关知识对于运动学将会有更深入地了解,难点在于速度、时间以及位移这三者物理量之间的关系.要熟练掌握有关的知识,灵活的加以运用.最后,本章末讲学习一种最具有代表性的匀变速直线运动形式：自由落体运动.测试的要求：I、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解和“熟悉.n、能够理解所学知识确实切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解,“应用.要求n：匀速直线运动,匀

2、变速直线运动,速度与时间的关系,位移与时间的关系,位移与速度的关系,v-t图的物理意义以及图像上的有关信息.匀变速直线运动的平均速度公式：/二下十串口句变速I运动二要关系式；j位移和时间的关系；T=2L位移和速度的关系,一环=2断r意义m表示位移随时间的变化规律广位移一时间图像3应用:判断运醐性质C匀速I变速、静止判断运动方向正方向.负方向图像4比拟运动快慢询定位移或时间等L速度一时间图像意义：表示速度随时间的变化规律应用I确定某时刻的速度求位移面积判断运动性质判断运动方向正方向、负方向比锄口速度大小等自由落体运动新知归纳:定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动特点！物速度为零、加速度为

3、自的句加速直线运动自由落体定义.在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都加速度一相同,这个加速度叫做自由落体加速度卬r重力加速I数值m在地球不同的地方g不相同"在通常的计菖中,g声I取S.8m/sZr粗略计算g取IDm/s2注意：句变建直域运动的根本公式及推论都适用干自由落体运动,只要把愉取作零p用g来代替加速度口就行了、匀变速直线运动的根本规律根本公式：匕=%+篦速度时间关系2位移时间关系两个重要推论：年年二益位移速度关系_r0+%e=v£=2平均速度位移关系二、匀变速直线运动的重要导出规律：任意两个边疆相等的时间间隔T内的,位移之差$是一恒量,即s二二片一与二4一

4、三二.一二aT2火十一在某段时间的中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度,即在某段位移中点位置的速度和这段位移的始、末瞬时速度的关系为三、初速度为零的匀变速直线运动以下推论也成立设T为单位时间,那么有瞬时速度与运动时间成正比,"-匚'1位移与运动时间的平方成正比-"：'' 连续相等的时间内的位移之比-.二二1(2)设S为单位位移,那么有 瞬时速度与位移的平方根成正比,1'一, 运动时间与位移的平方根成正比,1二三甘-J'''1 通过连续相等的位移所需的时间之比.与：4：4:'肝=1'二回-1：2:：&#

5、39;后J界1四、自由落体运动 定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动. 自由落体加速度(重力加速度) 定义：在同一地点,一切物体自由下落的加速度.用g表示. 一般的计算中,可以取g=9.8m/s2或g=10m/s2 公式：v=th=gt2/2v1=ZgtAh=gt2难点解析：一、实验：探究小车速度随时间变化的规律实验操作:1、如图,把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器纸带限位孔与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路.2、将一条细绳拴在小车上,细绳绕过滑轮,使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上.小车在钩码的牵引下运动,注意调整滑轮高度

6、,使小车的拉线与板面平行,减小拉力的变化.3、为了研究小车的速度随时间变化的规律,需要把纸带穿过打点计时器平整地连在小车的后面,使小车运动时保持纸带与木板平行,减小摩擦力的影响.4、把小车停在靠近打点计时器的位置,启动计时器,待打点计时器工作稳定后放开小车,让小车拖着纸带运动.同时,用手在滑轮一端准备接住小车,预防小车撞击滑轮和落地.打点计时器在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源.5、取下纸带换上新纸带,重复操作三次.数据处理1、在三条纸带中选择一条最清楚的.为了便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点.这样做的目的是减小因点迹过于密集而在测量位移时带来较大的偶然误差

7、.2、选择每5个点取一个计数点,如下图,这样相邻两计数点间的时间间隔T就是0.1S电源频率为50Hz,量出各计数点左右两计时点注意计数点与计时点的区别间的距离计算平均速度,用此平均速度代替相关计数点的瞬时速度.TT12aisfiS三,*,:？作出速度-时间图象1、建立坐标系：以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,根据各个时刻t的速度v数据在直角坐标系中描点.2、作拟合曲线或直线：仔细观察这些点的分布情况,发现这些点都大致落在一条直线上.因此,我们可以用一条直线去“拟合这些点,即让所画的直线连接尽可能多的点.不能连接的点应贴近分布在该直线的两侧.并使两侧点数大致相同,这就画出了小车运动的速

8、度图象.结论：小车的运动速度随时间成线性关系变化；小车的速度在不断增大,而且在相等的时间里速度的变化量是相等的,即小车的加速度保持恒定.小贴士：从图象上分析物体的运动规律,也是物理学中研究问题时经常采用的一种方法.归纳整理：本节课我们主要是运用探究式学习的方式用打点计时器来测量小车的速度随时间变化的规律,重点是对重物牵引下小车的运动进行探究.在探究过程中,涉及了实验的设计、操作以及作图象的方法、原那么,同时要求利用已有知识处理纸带,求各点的瞬时速度,会用图象处理实验数据.实验目的:用打点计时器耕究小车在重物弓I下的运动,探究小车速度随时间的变化规律探究小车突整原理;分析纸带求多位置速变速度醋时

9、Ji实验步密式潞间更化的数据处理:指点作歹.根据图线定性分析规律小车的运动规津网阳小车的LI圄象叽筐|分析率余得出结论力;足图象是一条领料的直正比1线.那么小车融为变逑直线送功二、匀速直线运动的速度与时间的关系匀速直线运动1、定义：物体沿着直线运动,而且保持加速度不变,这种运动叫做匀变速直线运动.2、匀变速直线运动的分类：运动名称句变速直线运动分类旬加速直线运动闺减速直线运动特怔域应一直缓轴近一直线加速度"'不变尬速度不变速度均匀勾加a®均匀减小实验小车的v-t图象是一条倾斜直线.由此可知,无论At取何值,无论在什么时间阶段,At对应的速度变化Av都相同,即Av/A

10、t不变,那么物体的加速度不变.所以匀变叫做图象的斜率,故速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线.在数学函数图象中,Av/Atv-t图象的斜率表示物体做匀变速直线运动的加速度的大小.匀变速直线运动的速度与时间的关系式L速度公式ft=与4面的导出£式单£表示I引犬的瞬忖速度灰速麦,修,表示时间F的初始时刻的速度初速度.也表示加速度表亭从初蛤时刻到来时刻的时间.工对公式的理解1速度公式反映了与变速直线运动的瞬时速度随时间变化的规律,口.此公式后旬如递直鳗运动都勺减速直线运动都适用.在匀曲速直找运动中.廿为正道.说明打体制速度破时间均匀指期;在句减速直襄运动中口为负值.说明物体的速度

11、随时间均勾减少.0物体慢羽速寅为零的匀牌速直线运动时i=.,上式写成=g由于加速篁在俎值上等于单位时间内速变的变化量,所以01就是整个运动过程小速度的变化量.再加上运动开始时物体的速变g就得到I时刻物体的速度I.归纳整理：本节从!"圈做出发.川公式来表示为变速直缓运的和1之阚的关系,注意理解匀变速直发运动速度公式r=l十匕但义二沿一条直线运动,且加速度不变的色动特征:速度睡时何均匀变化勺交速直一条项斜的直统引空渣直线运动的速展与时间叫关系爱运动"一'"貌|斜聿表示糊怵运动的埔速度匚/勾加速直线运动力类|匀减速直筑运动公式-1*flt求某时刻的速度二吃斗&q

12、uot;应或屈速度：it='j|求运崂时何：仁1三、匀变速直线运动的位移与时间的关系匀速直线运动的位移1、匀速直线运动的位移公式x=vt.它的特点是v大小方向都不变,位移x跟发生这段位移所用的时间t成正比.J®ni广I崎1-4,工上一s24“也112、位移公式x=vt在v-t图象上的意义如下列图所示,速度图线与时间轴所围矩形的边长恰好是速度v与时间t矩形的面积正好是vt,所以物体做匀速直线运动的位移x在数值上等于速度图线与时间轴所围的面积.匀变速直线运动的位移1、利用微分思想推导匀变速直线运动的位移一个质点做初速度为v0的匀加速直线运动,经过时间t速度到达v,v-t图象如图甲

13、所示.下面根据匀速直线运动v-t图象上“面积的意义求其位移.二T2、匀变速直线运动的平均速度中构通度疣支下手nI初曲肥力n,仙近度为&的X聋速直线西在时间f晌付位移打】工件件*1他?J：.：m归纳整理：本节通过匀变速直线运动的v-t图象找出位移与时间的关系,并推导出平均速度公式匀变速直线运动中,运动物体的位移对应着v-t图象中图线与时间轴之间包围的梯形面积.从公式上看H=埒工T版/?,反映了位移x和时间t之间的非线性关系.,图畿与纵轴交点表示位移与工冏的关系匀速直线运动LJ将缸平行于I轴,直绕.迷更图就与时间轴所圉面积表不伫程公式St-'.f+卜产匀变速直线运动图象二咂於M.苴

14、缓可象的斜率表率加速度|的大小j图象与时间轴所围面租!表不位移四、匀变速直线运动的位移与速度的关系匀变速直线运动的位移与速度的关系1、推导v-x关系1.=*!.+公式/f"2/叫做速度一ft瞽美系式.其中再表示末速度.表不初速度"表示I厂退唆.X表不邕住的速度由初速度变为末速度的过程中经过的位程当小.时,荷化为号23.原那么上讲,利用匀变速直线运动的速度公式、位移公式、速度-位移关系式可解决所有匀变速直线运动的问题.但是仅仅利用上述三式求解问题,有时较为繁琐.由三个根本公式可导出一些重要的推论.根据这些推论可方便地求解假设干问题.推论】Ax=(Jr在匀变速直线运动中,连续相

15、等时用内位移裁为恒量一导出；其优点国力递暖麦白的句T速直线运动.从任意门刻开始计时"在第一个时间丁内的位移为三%丁+卜产在第二个时间T内的位移为；门(2T)+白,2丁/-!三小丁十万寸?所以,在连续相等时间丁内的位移裳为;二%/+ytrJ4-(F+yfi74三口.即Ax"代推论2五乜尹勾变速直线军幼在某时间内的平均速度等于这段时阊中间忖刻的瞬时速度,笄等于这段阿间内初速度都末速空的算术平均值.导出；某变点做初速度为,.加速度为1的句变速直栽运动.经过时同右速度为叫,那么内=%+m在中间时刻的瞬H二速震为4以士由工街:丁=.匚又由于在匀变速直奥运力中；二审.故二.二；三&qu

16、ot;推论3叼.=吃勺变速直线运动在某位移中间的瞬时速度.等于这段时间内初速度和末速度的方均根值.导出:某质点做初速度为垃、加速度为“的勾变速直线运动,经过位移土,速度为,那么在位移上上由速变一位移关系式得：1-噎=2"在前一半位移上由速度一位移关系式得：由得:u+-J:,知识拓展上述三个推论对所有的匀变速直线运动(包括初速度为零的匀加速直线运动)晶适用.推论4初速要为零的匀变速直线运动的比例式(1)在1T内、2r内、37.内,nT内通过的位移之比为：“r5：x4：rn=I2：22：32：n:(2)在连续相同时间内通过的位移之比为:xj：x,：小：x5=I：2：3：A(3)通过连续相

17、等的位移所用时间之比为：5：.=n?.一1("一万)：(Jn-4-1)导出T1)在1内盘过的位移为士二白户在"内通过的位移为必=-在37内通过的位移为当白凸7尸故有!“孙二/二：工二】"A-川：fl'寇在第1个r内通过的位移为孙=,=9尸在第z个内逋过的位移为工口=乜-工3=枭.门*-；-122在第3个r内通过的位移为口=叼-勺=十43黄-上(2rr=十广故:笨:JG|r2事；札S1?2：3：jV»(3)通过第1段位移工所用时屈为",-普逋过第2段位移花所用时刘为山通过第3段位移工所用时同为口,户五-户江+*»a故:/t二fI

18、)；情；：=三；：(丘-x、8-£、；(Jn-Jji-I).归纳整理：本节在匀变速直线运动的速度公式和位移公式的根底上推导出位移与速度的关系式.速度公式和位移公式均涉及物体的运动时间,而位移与速度关系式/-L'J工?如中不涉及时间为相关题目的求解提供了方便.位移与建度的关系立用：已就f二",工中的左苣三个盘,可求第囚个量五、自由落体运动自由落体运动1、自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.2、影响物体下落快慢的因素：影响物体下落快慢的因素是空气阻力的作用.在没有空气阻力影响时,只在重力作用下,轻重不同的物体下落的快慢相同.加时左-;一3、自由落体运动

19、性质的探究(1)实验原理及器材重物拖着纸带竖直下落时,如果纸带阻力和空气阻力比重物重量小得多,可近似认为重物仅在重力作用下运动,根据打出的纸带能分析研究重物做自由落体运动规律.使用的器材有：打点计时器、交流、电源、纸带、重物及铁夹、铁架台.(2)实验装置：把打点计时器竖直固定在铁架台上,使两个纸带限位孔上下对齐.如图所示.(3)主要实验步骤：把打点计时器竖直固定在铁架台上,连接好电源；把纸带穿过两个限位孔,下端用铁夹连到重物上,让重物靠近打点计时器；用手捏住纸带上端,把纸带拉成竖直状态,接通打点计时器电源,松开手让重物和纸带自由下落；重复几次,选取一条点迹清楚的纸带分析计算.(4)实验中应注意

20、的事项：为尽量减小空气阻力的影响,应选密度大的重物,如铁锤等；打点计时器应竖直固定好；重物应靠近打点计时器释放且要先接通打点计时器电源,再放手让重物运动；改变重物的重量,重复打出几条纸带.(5)判断原理：在相邻的相等时间t内,其位移分别为1*X=lrifT-fLt2it,l13吗./tt-ZTTtf1+(IfJt+言岫f+TZTlt那么有JTi-Jt,=atXi-jfj-nr即3由于时间都一样,当相邻的相等时间内位移差Ax都相等时,那么加速度a不变,就可以断定物体在做匀变速直线运动.(6)实验结论：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.自由落体运动的加速度1、重力加速度：做自由落体运动的不

21、同物体,其加速度都相同.这个加速度叫做重力加速度,通常用g表示.2、重力加速度的方向：自由落体运动的轨迹是竖直线,而且自由落体运动是匀加速直线运动,所以其加速度的方向与物体速度的方向相同,即竖直向下.3、重力加速度的大小在地球上同一个地点,重力加速度的值固定不变,但是在地球上不同的地点,重力加速度的值略有不同.课本列出了不同地点的重力加速度值.在一般计算中,g取9.8m/s2,在要求不高的情况下,为计算方便,g取10m/s2.4、自由落体运动的规律自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动.根据匀变速直线运动的一般规律,得出自由落体运动的规律如下：归纳整理：本节首先定义自由落体运动并

22、利用打点计时器探究其运动规律,得出其运动特点,引出自由落体加速度的概念.注意自由落体运动只是匀变速直线运动的一个特例.我们在以前章节中所掌握的所有匀变速直线运动的规律及推论在自由落体运动中均可使用.定义:物体只在重力作用下从尊正开宗下落的运笠将有J上肛“7匀加速直袈运动方向：竖直向下£力加速度U同一地身上的数值相同大小L造纬度的续大M痛大.却高交中大而(减小一一鼓他.电Ein/J'.耳史丁六、伽利略对自由落体的研究伽利略的研究方法1、伽利略的巧妙方法16世纪末,意大利学者伽利略用归谬法证实了亚里士多德“重物下落快、轻物下落慢的观点是错误的：根据亚里士多德的论断一块大石头的下落

23、速度要比一块小石头的下落速度大.假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢,下落慢的会被下落快的拖着而加快.结果整体的下落速度应该小于8而大于4,但是两块石头拴在一起,加起来比大石头还要重.因此整体的下落速度应当大于8.这样,就从重物体比轻物体下落得快的观点,推出了两个截然相反的结论,使亚里士多德的观点陷入了自相矛盾的境地.2、伽利略的猜测与验证(1)猜测：自由落体运动是速度变化均匀的直线运动.速度均匀变化有两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的,即v与t成正比；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的,即v与x成正比；伽利略先以实验来检验v与t成正比的猜测是否是真实的.(2)推理：如果落体运动的速度随时间均匀变化,那么物体的位移应当和时间的平方成正比即1M上所以只要观测到落体运动的位移与时间成正比,即证实落体运动的速度随时间均匀变化.(3)实验:把落体运动过程放慢,落体下落得很快；而当时只能靠滴水计时；这样的计时工具还是不能测量自由落体运动所用的时间.伽利略采用了一个巧妙的方法,用来“冲淡重力,他让铜球沿阻力很小的斜面上滚下,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长