2022届高三总复习物理（广西专版）描述直线运动的物理量

第1讲描述直线运动的物理量第二章

直线运动内容要求机械运动，参考系，质点Ⅰ位移和路程Ⅱ匀速直线运动、速度、速率、位移公式s=vt,s-t图象,v-t图象Ⅱ变速直线运动、平均速度Ⅱ瞬时速度(简称速度)Ⅰ匀变速直线运动、加速度.公式vt=v0+at，s=v0t+at2，vt2-v02=2as.v-t图象Ⅱ实验：研究匀变速直线运动

质点的运动描述运动的物理量时间与时刻位移与路程平均速度和瞬时速度平均速率和瞬时速率加速度直线运动匀速直线运动公式s=vt图象v-t图象s-t图象变速直线运动匀变速直线运动基本公式：推导公式：连续相等时间内的位移之差Δs=aT2中间时刻的瞬时速度等于平均速度初速为零时等时间间隔其位移之比为sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…=1∶3∶5∶…初速为零时等位移间隔其时间之比t1∶t2∶t3∶…=1∶∶…

推论图象s-t图象v-t图象特例自由落体运动竖直上抛运动非匀变速直线运动匀速直线运动变速直线运动一、机械运动一个物体相对于另一个物体的位置变化，叫做机械运动.平动和转动是机械运动的两种基本形式.

二、参考系为了研究物体的运动而假定不动的物体，叫做参考系.

说明：对同一个物体的运动，所选择的参考系不同，对它运动的描述就会不同，研究物体在地面上的运动，通常取地面为参考系.

电影“闪闪的红星”中有歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，描述竹排的运动是以

为参考系的，描述青山的运动是以

为参考系的.

思考1地面竹排三、质点用来代替物体的有质量的点叫质点.说明：质点是一种理想化的模型，一个物体是否能看成质点，不能以大小而论，而要视具体情况而定.如果在此问题中物体的形状大小属无关因素或是次要因素，则物体可以看成质点.

以下运动物体可以视为质点的是()A.裁判眼中的体操运动员B.火车从上海开往北京，在计算其行车时间时C.研究乒乓球的旋转时D.绕太阳公转的地球，研究其公转时

思考2BD影响体操运动员比赛成绩高低的一个重要因素是身体各部分运动是否协调一致，故在裁判员看来体操运动员不能视为质点；由于上海距北京的距离远远大于火车本身的长度，所以在计算行车时间时，可以忽略火车的长度，故能视为质点；乒乓球旋转时的线速度大小与半径有关，所以在研究乒乓球的旋转时不能将其视为质点；研究地球的公转时，由于日地间距离远远大于地球的直径，可以忽略地球的大小和形状，故能视为质点.

四、时刻、时间1.时刻指某一瞬时，在时间轴上用一个点来表示.（与状态量对应）2.时间是两个时刻的间隔，在时间轴上用一段长度来表示.（与过程量对应）

如图2-1-1所示：图2-1-1五、位移与路程1.位移是描述物体位置变化的物理量，是矢量，用由初位置指向末位置的有向线段表示.说明：位移的大小和方向只由初、末位置确定，与物体运动的路径无关.只有在单向直线运动中，物体的位移大小才等于其路程.

2.路程是物体运动的轨迹的总长度，是标量.

说明：路程既与物体运动的始末位置有关，又与物体运动的路径有关.

关于位移和路程，下列说法正确的是()A.在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体不一定是静止的B.在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的C.在直线运动中，物体的位移大小等于其路程D.在曲线运动中，物体的位移大小小于路程

思考3ABD位移大小等于物体初、末位置间的距离，位移为零只是说明物体的初、末位置重合，所以A是正确的；路程是物体运动的轨迹的总长度，路程为零，意味着物体没运动，所以B是正确的；只有在单方向直线运动中，物体的位移大小才等于其路程，所以C错误；在曲线运动中，因两点间的曲线长总大于直线长，所以D正确.

六、速度和速率1.平均速度和平均速率(1)平均速度：质点的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即=s/t，单位：m/s，其方向与位移的方向相同.它是对变速运动的粗略描述.(2)平均速率：质点通过的路程和通过这段路程所用的时间之比叫平均速率.说明：平均速率不是平均速度的大小，只有在单向直线运动中，平均速率才等于平均速度的大小.

2.瞬时速度和瞬时速率(1)瞬时速度：运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度叫瞬时速度，瞬时速度是平均速度在Δt→0时的极限值，其方向沿轨迹的切线方向.

(2)瞬时速率：运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速率叫瞬时速率，瞬时速率是平均速率在Δt→0时的极限值.说明：因位移大小在Δt→0时的极限值等于路程在Δt→0时的极限值，所以瞬时速率等于瞬时速度的大小.

七、速度的变化和加速度1.速度的变化量：物体的末速度减去(矢量减)物体的初速度叫速度的变化量Δv=vt-vo

说明：①速度是矢量，速度的变化量也是矢量，速度的变化量等于末速度与初速度的矢量差.②一维矢量的和、差运算方法：

首先选取正方向，然后用正负号表示矢量的方向，最后化矢量运算为代数运算.

2.加速度(1)物理意义：描述速度变化的快慢及变化的方向.(2)定义：物体速度的变化与发生这个变化所用时间的比值说明：用公式求出的是物体在t时间内的平均加速度，某一时刻的加速度即瞬时加速度，是平均加速度在Δt→0时的极限值.

(3)方向：与速度变化量的方向相同.

说明：①当vt、v0方向相同且vt>v0时，a的方向与v0方向相同.

②当vt、v0方向相同且vt<v0时，a的方向与v0方向相反.

③当vt、v0方向相反时，a的方向与v0方向相反.

一质点沿直线Ox做加速运动，它离O点的距离x随时间的变化关系为x=3+2t3(m)，它的速度随时间的变化关系为v=6t2(m/s).求：(1)该质点在0~2s时间内的平均速度;(2)该质点在0~2s时间内的平均加速度.

思考4(1)该质点在t1=0时的位置坐标为x1=3m，t2=2s时的位置坐标为x2=19m.0~2s时间内的位移s=x2-x1=16m.平均速度(2)该质点在t1=0时的瞬时速度v1=0，t2=2s时的瞬时速度v2=24m/s.0~2s时间内的速度变化量Δv=v2-v1=24m/s.平均加速度

八、匀速直线运动1.定义：在任意相等时间内，位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.2.特点：任意时间内的平均速度相等，任意时刻的瞬时速度相等，而且平均速度等于瞬时速度；加速度a=0.说明：对于匀速直线运动将平均速度和瞬时速度统称为速度，即匀速直线运动的速度是恒定的.3.位移随时间的变化规律s=vt.

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.物体通过的路程不等，但位移可能相同位移与路程的关系.

例1BCD位移是矢量，路程是标量，不能说这个标量就是这个矢量，所以A错.路程是物体运动轨迹的实际长度，而位移是从物体运动的起始位置指向终止位置的有向线段，如果物体做的是单向直线运动，路程就和位移的大小相等，B正确.如果物体在两位置间沿不同的轨迹运动，它们的位移相同，路程可能不同.如果物体从某位置开始运动，经一段时间后回到起始位置，位移为零，但路程不为零，所以，CD正确.

运动员在全程中的平均速度

变式练习1一物体做变速直线运动，在前一半位移中的平均速度为8m/s，后一半位移的平均速度是4m/s，求物体在全程中的平均速度.

平均速度的计算.

公式只适用于匀变速直线运动，对于一般变速直线运动，只能应用定义式计算.

例