高考物理必背知识手册 直线运动讲义

专题02直线运动

一考点要求

考点内容要求课程标准要求

1.了解近代实验科学产生的背景，认识实验

质点、参考系和坐标系b

对物理学发展的推动作用。

2.经历质点模型的建构过程，了解质点的含

时间和位移b义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实

际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型

速度c的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的

作用。

加速度c3.理解位移、速度和加速度。通过实验，探

究匀变速直线运动的特点，能用公式、图像等方

速度与时间、位移与时间的关系d法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的

规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中

的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。

自由落体运动c

4.通过实验，认识自由落体运动规律。结合

物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理

伽利略对自由落体运动的研究a

在物理学研究中的作用。

、思维导图

I、知识梳理

一、机械运动、质点、参考系和坐标系

1.机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动，转动

和振动等运动形式.

2.质点：用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点.

技巧点拨：它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据.

3.参考系：为了研究物体的运动需要选定参照物（即假定为不动的物体），

技巧点拨：对同一个物体的运动，所选择的参照物不同，对它的运动的描述就会不同，通常以地球为

参照物来研究物体的运动.

4.坐标系：用来精确描述物体位置及位置变化.

二、时间和时刻

1.时刻：指某一瞬间，在时间轴上用一点表示.

2.时间：时间间隔的简称，两个时刻间的间隔，在时间轴上用一段表示.

三、路程和位移

1.位移：描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段，是矢量.

2.路程：是物体运动轨迹的长度，是标量.

技巧点拨：路程和位移是完全不同的概念，仅就大小而言，一般情况下位移的大小小于路程，只有在

单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程.

四、速度与速率

1.速度：描述物体运动快慢的物理量，是矢量.

①平均速度：质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间（或位移）

Y

的平均速度V,即诃=—,平均速度是对变速运动的粗略描述.

t

②瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上质点所在点的切线方向

指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.

2.速率：

①瞬时速度的大小叫瞬时速率，通常简称为速率，速率只有大小，没有方向，是标量.

②平均速率：质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率

技巧点拨：在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率，只有在单方向的直线运动，

二者才相等.

五'加速度

1.物理意义：加速度描述速度变化快慢的物理量，它是矢量.加速度又叫速度变化率.

2.定义：在匀变速直线运动中，速度的变化Av跟发生这个变化所用时间At的比值，叫做匀变速直线

运动的加速度，用a表示.a=—=匕—"°

t

3.方向：与速度变化Av的方向一致.但不一定与v的方向一致.

技巧点拨：加速度与速度无关.只要速度在变化，无论速度大小，都有加速度；只要速度不变化（匀速），

无论速度多大，加速度总是零；只要速度变化快，无论速度是大、是小或是零，物体加速度就大.

六、匀速直线运动

1.定义：在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.

2.特点：a=0,7=恒量.

3.位移公式：x=vt

七、匀变速直线运动

1.定义：在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.

2.特点：a=恒量

3.公式：

①速度时间关系：匕=V。+at

1o

②位移时间关系：x—vQt+—at

2

③速度位移关系：v；-$=2ax

技巧点拨：以上各式均为矢量式，应用时应规定正方向，然后把矢量化为代数量求解，通常选初速度

方向为正方向，凡是跟正方向一致的取值，跟正方向相反的取“-”值.

八、匀变速运动的推论

1.匀变速直线运动的质点，在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量，即

2

Ax=xn+1-xx=aT=怛量

2.匀变速直线运动的质点，在某段时间内的中间时刻的瞬时速度，等于这段时间内的平均速度，即:

九、初速速为零的匀加速直线运动规律：

1.在1s末、2s末、3s末、4s末..ns末的速度比为1：2：3....：n

2.在Is内、2s内、3s内、4s内..ns内的位移比为「：22：32....：n2

3.在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内……第ns内的位移比为1：3：5……：(2n-l)

4.从静止开始通过连续相等位移的时间比为1：、历-1：V3-V2:……:6-7n-1

5.从静止开始通过连续相等位移末速度比为1：、反：亚:……点

技巧点拨：句减速直线运动到停止可等效为反方向初速度为零的匀加速直线运动。

十、自由落体

L条件：初速度为零，只受重力作用.

2.性质：是一种初速为零的匀加速直线运动，匕=gt.

3.公式：

①速度时间关系：匕=gt

②位移时间关系：h=ggt?

③速度位移关系：v：=2gh

十一、竖直上抛运动

1.条件：只受重力作用下，以一定初速度上抛.

2.性质：取向上为正方向，是一种匀变速直线运动，a=-g.

3.公式：

①速度时间关系：匕=%—gt

2

②位移时间关系：h=vot-^gt

③速度位移关系：V；—说=2gh

十二、直线运动的图像

1.位移图像(x-t图像)：

①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度；

②图像是直线表示物体做匀速直线运动，图像是曲线则表示物X

体做变速运动；

③图像与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边.

2.速度图像（v-t图像）：

①在速度图像中，可以读出物体在任何时刻的速度；

②在速度图像中，物体在一段时间内的位移大小等于物体的速:二ttt

o1

度图像与这段时间轴所围面积的值.

③在速度图像中，物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应

的点的切线的斜率.

④图线与横轴交叉，表示物体运动的速度反向.

⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动；图线是

曲线表示物体做变加速运动.

:方法技巧

1rv

一、位移与路程的辨析

位移路程

决定因素由始、末位置决定由实际的运动轨迹决定

大小始、末位置间的线段长度实际轨迹长度

方向由始位置指向末位置无

运算规则矢量的三角形定则或平行四边形定则代数运算

大小关系位移大小W路程

二、平均速度与瞬时速度辨析

平均速度瞬时速度

物体在某一段时间内完成的位移与所用时间

定义物体在某一时刻或经过某一位置时的速度

的比值

定义式vq（x为位移）v二冬（At趋于零）

At

粗略描述物体在某段时间或某段位移内的运精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快

物理意义

动快慢慢

矢量，瞬时速度方向与物体运动方向相同，沿其

矢量性矢量,平均速度方向与物体位移方向相同

运动轨迹切线方向

实际应用物理实验中通过光电门测速,把遮光条通过光电门的平均速度视为瞬时速度

三、速度、速度变化量、加速度的辨析

物理量速度V速度的变化量Av加速度（速度变化量）a

物理意义表示运动的快慢和方向表示速度变化的大小和方向表示速度变化的快慢和方向

4x

公式Av=v-v0a业

V=^Jt

单位m/sm/sm/s2

决定因素位移、时间初、末速度初速度、末速度、时间

方向位移方向、运动方向速度变化量的Av方向

关系、者无必然联系,V很大，AV可以很小,甚至为0,a可大可小

四、加速的两个计算式

1.加速度的定义式：@书,

2.加速度的决定式：a2,即加速度的大小由物体受到的合力尸和物体的质量/共同决定，加速度的方

m

向由合力的方向决定.

五、加速减速的判断依据

同向加速（「打°减增小大。。增增力加□快慢以L5二5

技巧点拨:

1.如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，速度往往是各个阶段联系的纽带，即前过程的末

速度是后过程的初速度.

2.对于刹车类问题，题目中所给的加速度往往以大小表示，解题中取运动方向为正方向时，加速度应为

负值。此外求解此类问题应先判断车停下所用的时间，判断题中所给时间是否超出停止时间，再选择合适的

公式求解.

七.解决匀变速直线运动的六种思想方法

1.基本公式法：描述匀变速直线运动的基本物理量涉及V。、v、a、x、t五个量，知道其中任何三个物理

2

量就可以根据三个基本公式（匕=v0+at,x=vot+at,vf-说=2ax）求出其他物理量。

2.平均速度法：v=%+%=2适合解决不需要知道加速度的匀变速运动类问题

2t

3.比例法：对于初速速为零的匀加速直线运动，可利用其规律比例解题

4.逆向思维法：对于末速度为零的匀减速运动，可以反向看成初速度为零的匀加速直线运动，并结合

比例法求解

5.推论法：利用匀变速直线运动的推论/x=或乙一乙=5-m）aT2,解决已知相同时间内

相邻位移的或相同时间内跨段位移的问题（如纸带类问题求加速度）

6.图像法：利用v-t图像解决问题

八、竖直上抛运动的两个特点