高中物理一对一小专题

高中物理一对一小专题临县一中高玉清2014年7月30日一、运动学1.参考系的灵活选取对参考系的理解及应用对参考系的理解(1)运动是绝对的，静止是相对的．一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系而言的．(2)参考系的选取可以是任意的．(3)判断一个物体是运动还是静止，如果选择不同的物体作为参考系，可能得出不同的结论．(4)参考系本身既可以是运动的物体，也可以是静止的物体．在讨论问题时，被选为参考系的物体，我们常假定它是静止的．(5)比较两个物体的运动情况时，必须选择同一个参考系．选取参考系的原则选取参考系时，应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则．一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定．例如研究地球公转的运动情况，一般选太阳为参考系；研究地面上物体的运动时，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系．在今后的学习中如不特别说明，均认为是以地面为参考系．特别提醒：当以相对地面静止或匀速直线运动的物体为参考系时，这样的参考系叫惯性参考系，牛顿第二定律仅适用于惯性参考系．

一列长为l的队伍，行进速度为v1，通讯员从队尾以速度v2(v2>v1)赶到队头，又立即以速度v2返回队尾．求这段时间里队伍前进的距离．【思路点拨】先求出通讯员从队尾到队头和从队头回到队尾的时间，再利用x＝v1t计算队伍前进的距离．例1【方法指引】同一问题选择不同的参考系，解决问题的难易、繁简程度不同，应用时注意参考系的选取．变式训练以地面为参考系，通讯员在这段时间内的位移大小和路程各是多少？例2、一游艇匀速沿河流逆水航行，在某处丢失一个救生圈，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处追上。设水流速度恒定，游艇往返的划行速率不变，游艇调头的时间不计，求水速。解析：以水流为参考系。则救生圈静止不动，游艇往返速率不变，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秒内，救生圈运动了s，故水速例3：某大型商场的自动扶梯正在匀速向上运送顾客，现甲、乙两人先后沿着扶梯向上奔跑，甲、乙相对于扶梯的奔跑的速度分别为1.5m/s和1.8m/s，甲、乙登阶梯数分别为42级和45级，则自动扶梯匀速运动的速度为多少？若平均每级阶梯上都站有一名顾客，则站在此扶梯上的顾客为多少人？

习题：某大型商场的自动扶梯正在匀速向上运送顾客，现甲、乙两人先后沿着扶梯向上奔跑，甲、乙相对于扶梯的奔跑的速度分别为1.5m/s和1.8m/s，甲、乙登阶梯数分别为42级和45级，则自动扶梯匀速运动的速度为多少？若平均每级阶梯上都站有一名顾客，则站在此扶梯上的顾客为多少人？解：以扶梯为参照42s0=1.5t145s0=1.8t2以地面为参照ns0=(1.5+v)t1ns0=(1.8+v)t2v=1m/sn=702.时间与时刻例1：一运动物体，通过一段位移所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移所用的时间为t2.则物体经这两段位移的两个中间时刻的时间Δt为()（t1+t2）/23.超声测速问题习题：如图所示为高速公路上用超声测速仪测车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号间的时间差，测出被测物体速度，图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2被汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt=1.0s，超声波在空气中传播的速度是340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图Ｂ可知汽车在接收P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是

m，汽车的速度是

m/s。P1P2n1n2P1P2n1n2P1P2n1n2解：依次作如下分析（1）P1n1>P2n2汽车向着测速仪运动（2）时空转换运动方向P1P2n1n200.41.01.3t/s匀速扫描线性转换P1P2~30格~Δt=1sP1n1~12格~Δt1=0.4sP2n2~9格~Δt2=0.3sP1P2n1n200.41.01.3t/sP1P2n1n200.41.01.3t/sP1P2n1n200.41.01.3t/sP1P2n1n200.41.01.3t/s解：以P1为计时起点，汽车反射第一个脉冲信号时距测速仪

x1=340m/s×6格×1s/30格=340×0.2m=68m以P2为计时起点，汽车反射第二个超声信号时距测速仪

x2=340m/s×4.5格×1s/30格=340×0.15=51m汽车两次反射超声波脉冲信号时间间隔：

Δt=

(34.5格×1s/30格)―(6格×1s/30格)=1.15s―0.2s=0.95s两次反射超声波脉冲信号时间内汽车前进

△x=x1

―x2=68m―51m=17m汽车的速度是

v=△x/Δt=(68-51)m/0.95s=17.9m/s

方向指向测速仪解：以P1为计时起点，汽车反射第一个脉冲信号时距测速仪

x1=340m/s×6格×1s/30格=340×0.2m=68m汽车反射第二个超声信号时距测速仪

x2=340m/s×4.5格×1s/30格=340×0.15=51m汽车两次反射超声波脉冲信号时间间隔：

Δt=

(34.5格×1s/30格)―(6格×1s/30格)=1.15s―0.2s=0.95s两次反射超声波脉冲信号时间内汽车前进

△x=x1

―x2=68m―51m=17m汽车的速度是

v=△x/Δt=(68-51)m/0.95s=17.9m/s

方向指向测速仪

4．竖直上抛运动

竖直上抛运动(1)

物体以初速度v0竖直上抛后，只在重力作用下而做的运动

叫做竖直上抛运动(匀变速运动规律对它都适用)．(2)运动性质：初速度为v0，加速度为－g的匀变速直线运动(取向上为正方向)．a.

如何处理竖直上抛运动？

解答：

(1)分段法：上升阶段是匀减速直线运动，下落阶段是自由落体运动．下落过程是上升过程的逆过程．

(2)整体法：从全程来看，加速度方向始终与初速度v0的方向相反，所以可把竖直上抛运动看成是一个匀变速直线运动，应用公式时，要特别注意v，h等矢量的正负号．一般选取向上为正方向，v0总是正值，上升过程中v为正值，下降过程中v为负值，物体在抛出点以下时h为负值．

b．竖直上抛运动的对称性体现在哪些方面？

解答：(1)空间对称：在抛出点上方运动时，将上升和下落两次经过空间的同一位置．

(2)速率对称：上升和下落经过同一位置时的速度大小相等，方向相反．

(3)时间对称：上升和下落经过同一段高度的上升时间和下落时间相等．在具体分析有关问题时，利用其对称性可以带来便利．5.追及、相遇问题的分析追及、相遇问题的分析1．追及、相遇问题常见情景追及与相遇问题的实质是研究两个物体的时空关系，只要满足两个物体在同一时间到达同一地点即说明两个物体相遇．常见情景如下：(1)速度小者追速度大者追及类型图象描述相关结论匀加速追匀速设x0为开始时两物体间的距离，则应有下面结论：①t＝t0以前，后面物体与前面物体间距离增大；追及类型图象描述相关结论匀速追匀减速②t＝t0时，两物体相距最远，为x0＋Δx；③t＝t0以后，后面物体与前面物体间距离减小；④一定能追及且只能相遇一次匀加速追匀减速

(2)速度大者追速度小者追及类型图象描述相关结论匀减速追匀速设x0为开始时两物体间的距离，开始追及时，后面物体与前面物体间距离在减小，当两物体速度相等时，即t＝t0时刻：追及类型图象描述相关结论匀速追匀加速①若Δx＝x0，则恰能追及，两物体只能相遇一次，这也是避免相撞的临界条件；②若Δx<x0，则不能追及，此时两物体间距离最小，为x0－Δx；③若Δx>x0，则相遇两次，设t1时刻两物体第一次相遇，则t2＝2t0－t1时刻两物体第二次相遇匀减速追匀加速2.追及、相遇问题的求解方法分析追及相遇大致有两类方法，即数学方法和物理方法，具体为：常用方法相关说明方法一(临界法)寻找问题中隐含的临界条件，例如速度小者加速追赶速度大者，在两物体速度相等时有最大距离；速度大者减速追赶速度小者，在两物体速度相等时有最小距离方法二(函数法)思路一：先求出在任意时刻t两物体间的距离y＝f(t)，若对任何t均存在y＝f(t)>0，则这两个物体永远不能相遇；若存在某个时刻t使得y＝f(t)≤0，则这两个物体能相遇．思路二：设两物体在t时刻相遇，然后根据位移关系列出关于t的方程f(t)＝0，若方程f(t)＝0无正实数解，则说明这两物体不能相遇；若方程f(t)＝0存在正实数解，说明这两个物体能相遇

常用方法相关说明方法三(图象法)(1)用位移图象求解时，分别作出两个物体的位移图象，如果两个物体的位移图象相交，则说明两物体相遇．(2)用速度图象求解时，注意比较速度图线与时间轴包围的面积方法四(相对运动法)用相对运动的知识求解追及或相遇问题时，要注意将两个物体对地的物理量(速度、加速度和位移)转化为相对的物理量．在追及问题中，常把被追及物体作为参考系，这样追赶物体相对被追物体的各物理量即可表示为：x相对＝x后－x前＝x0，v相对＝v后－v前，a相对＝a后－a前，且上式中各物理量(矢量)的符号都应以统一的正方向进行确定

例1

如图1所示为甲、乙两质点做直线运动的x－t图象，由图象可知(

)

图1A．甲、乙两质点在2s末相遇B．甲、乙两质点在2s末速度相等C．在2s之前甲的速率与乙的速率相等D．甲、乙两质点在5s末再次到达同一位置

[答案]ＡＣＤ

[解析]

由图象知，2s末甲、乙两质点在同一位置，所以选项A正确．在x－t图象中图线上某点的切线斜率为物体在该点的速度，2s末v甲＝－2m/s，v乙＝2m/s，所以选项B错误，选项C正确．甲、乙两质点在5s末再次到达同一位置，选项D正确．

[点评]

本题为位移—时间图象，反映两个物体位移随时间变化的规律，两图线的交点即表示相遇，故在5s末甲、乙两质点再次到达同一位置．而速度—时间图象中两图线的交点表示对应时刻两物体的速度相等，可能相遇，也可能不相遇，如下面的变式题即为v－t图象的应用．

变式题[2012·合肥模拟]甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距x＝6m，乙车在前，甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两车运动的过程如图2所示，则下列表述正确的是(

)

A．当t＝4s时两车相遇B．当t＝4s时两车间的距离最大C．两车有两次相遇D．两车有三次相遇图2

[答案]Ｄ

[解析]由v－t图象可知：在4s时甲车比乙车多前进8m，说明在4s前甲车已经追上乙车并超过乙车，在4s后乙车又追上并超过甲车，8s时两车间距离达到第二次相遇后的最大距离，此后由于甲车速度一直大于乙车速度，可知甲车还会追上并超过乙车，第三次相遇后两车将不再相遇．综上所述可知只有D选项正确．6.逐差法一、用位移差平均值求加速度的缺陷以下为一做匀加速的纸带选取的7个计数点，相邻两点间的时间为T，位移测量如图，求其加速度？一、用位移差平均值求加速度的缺陷由此看出，此法在取平均值的表象下，实际上只有s1和s6两个数据被利用，其余的数据s2、s3、s4、s5都没有用，因而失去了多个数据正负偶然误差互相抵消的作用，算出的结果的误差较大。怎样才能把所有测量数据都利用起来呢？二、逐差法充分利用测量数据减小误差逐差法的实质是将纸带分为两大段以上方法我们称为“逐差法”。由证明的结果不难看出“逐差法”利用了多组数据，确实减小了由于测量而造成的偶然误差。但是通常情况下为了减小测量造成的误差，大多数题目数据的给出一般是这种形式：ABCDEd6d3FGd5d4d2d1。将上面的关系带入“逐差法”求法的结果中，得到这样的结果：

a=由结果我们看到：这样给出数据后，在利用“逐差法”这种方法最后实际上也只是利用了d6、d3这两个数据。这时将位移分为六段还有必要吗？（1）逐差法对偶数段数据的处理二、逐差法充分利用测量数据减小误差（2）逐差法对奇数段数据的处理二、逐差法充分利用测量数据减小误差舍去s3.奇数段应舍去一段长度数据，而变成偶数段，按误差最小分析，理应舍去正中间一段。

7.

气垫导轨光电门数字计时器介绍

气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空气再由导轨表面上的孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。使实验结果接近理论值。

仪器和器材●气垫导轨和滑块

气垫导轨的剖面是中空的铝制型材，两面有两排小孔.有压缩空气喷出，使滑块和导轨之间形成空气膜，产生一个近似于没有摩擦的环境。气垫导轨挡光片滑块压缩空气光电门滑块挡光片气垫导轨1．数字计时器的原理介绍

数字计时器和光电门一起组成计时装置。光电门的外形如图1。它由发光器件（聚光灯泡或红外发光二极管）和光敏器件（光敏二极管或光敏三极管）组成。通常使光敏器件处于亮（被光照）状态，在暗（光被遮）状态时向数字计时器进出脉冲讯号，触发数字计时器计时或停计。光电门红外线数字计时器数字计时器有两种计时方法:当采用计时Ⅰ（S1）时，任一光电门遮光时开始计时，遮光结束（露光）停止计时，数码管显示出的是光敏器件光线被遮断的时间。即图2甲中挡光条通过光电门的时间。

当采用计时Ⅱ（S2）时，任一光电门第一次遮光时开始计时。第二次遮光时停止计时，数码管所显示数是两次遮光之间的时间间隔，即图2乙中两个挡光条先后通过两个光电门之间的时间间隔或挡光片的两个边M、N通过一个光电门所用的时间。计时Ⅰ计时Ⅱ实验t时刻，物体不再挡住红外线时数字计时器停止计时数字计时器光电门0时刻，物体挡住红外线时数字计时器开始计时计时Ⅰ0时刻，物体挡住光电门1的红外线时数字计时器开始计时数字计时器光电门1t时刻，物体挡住光电门2的红外线时数字计时器停止计时计时Ⅱ光电门2数字计时器光电门B光电门C小球记录遮光时间t2，并在tC时刻停止计时实验记录遮光时间t1，并在tB时刻开始计时小球经过两光电门之间的时间：t=tC-tB

8.几种典型的直线运动（1）理想刹车类有效时间（2）实际刹车类反应时间（3）启动接刹车类等效运动加速度（4）水平方向等时返回类加速度关系分段速度返回速度高考物理解题模型之一种典型的运动模型