物理奥赛2.1直线运动解读.ppt

§2.1 直线运动 一、参考系与相对运动 1、参考系：描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。 说明： （1）研究物体运动时，只要描述方便，参考系的选择是任意的，在高中阶段，多数情况都是把地球或者相对地球静止的物体选为参考系（惯性系）。为了定量地描述质点的位置，还要在选定的参考系上设置坐标系，通常采用直角坐标系，在研究曲线运动的物体时还可以采用极坐标。 （2）选择不同的参考系来观察同一个运动，观察的结果会有所不同。 2、相对速度：运动是相对的，因此在讨论一个运动时，必须先选定适当的参考系。在有些问题中，选择相对地面运动的物体作参考系可以使问题简化。 例如：若物体A、B在同一条直线上运动，相对于地面的速度分别为vA、vB，若以B物体为参考系，则A相对于B的速度： vAB=vA-vB 其中vA、vB、vAB均为矢量。 再如：若有一辆平板车正在行驶，其对地速度为v平地，有一玩具小车在平板车上行驶，其相对平板车的速度为v玩平，则玩具车对地速度为： V玩地=v玩平+v平地 例题2、一列队伍长200m，以3m/s的速度沿直线匀速通过一座桥，当队伍的排头刚一踏上桥面时，在队尾的一个通讯员以5m/s的速度赶往队伍最前端，设他到达队伍最前端后立即以同样大小的速率返回队尾，当他回到队尾时，队伍刚好全部通过大桥，求桥长。 答案：175m 例题1、某人驾船逆流而上，经过一座桥时，船上有一木箱落入水中，并立即获得了和水相同的速度被水冲往下游，当时船工并未发现，继续驾船前进，过了一会儿发现这一情况，立即调转船头，以和原来相对于水大小不变的速度追赶，从调转船头到木箱被捞上船历时1h，此刻船已在下游距离桥6km处，求河水流速。 答案：3km/h 二、匀变速直线运动的基本规律 1、匀变速直线运动的基本规律及重要推论： 例题3、一列火车由等长的车厢连接而成。一人站在月台上与第一节车厢的前端相齐平，当列车做初速度为零的匀加速直线运动时，测得第一节车厢通过的时间为2s。问他测到的从第5节（第4节车尾）至第16节（第16节车尾）车厢通过的时间为多少？ 答案：4s 例题4、一物体做加速直线运动，依次经过A、B、C三点，B为AC中点。在AB段加速度恒为a1，在BC段加速度恒为a2，已知vB=(vA+vC)/2，比较a1与a2的大小。 答案：a1a2 2、图解法的应用 例题5、已知一质点做变加速直线运动，初速度为v0，其加速度随位移线性减小的关系即加速过程中加速度与位移之间的关系满足条件a=a0-ks，式中a为任一位置处的加速度，s为同一位置处时的位移，a0、k为常量，求当位移为s0时质点的瞬时速度。 答案： 3、相遇追及问题 例题6、有一辆警用摩托车，设它的最大速度为vm=30m/s，要想从静止开始用3min的时间正好追上前方100m处的一辆违章汽车，汽车正以20m/s的速度向前匀速行驶，则摩托车的最小加速度应该是多大？（设摩托车在加速阶段做匀加速直线运动） 答案：0.26m/s2 三、自由落体运动和竖直方向上的抛体运动 1、自由落体运动的性质和规律 （1）性质：不计空气阻力，只受重力作用，初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。 （2）规律： （3）自由运动的v-t图象： 2、抛体运动的性质和规律 （1）性质：将物体以一定的初速度抛出，抛出后物体只在重力的作用下的运动称为抛体运动。根据初速度的方向可分为竖直上抛、竖直下抛、平抛和斜抛运动。 （2）竖直下抛运动：把物体以一定的初速度v0沿竖直方向向下抛出，仅在重力作用下物体所作的运动叫做竖直下抛运动。 ①竖直下抛运动的特点： 初速度：v0 ≠0，方向竖直向下。 加速度：g，方向竖直向下。 运动方向：竖直向下。 ②实质：竖直向下的匀加速直线运动 ③竖直下抛运动的规律： 【注意符号】 以v0方向为正 （即向下为正） 则g取正。 ④竖直下抛运动的v-t图象： （3）竖直上抛运动：把物体以一定的初速度v0沿竖直方向向上抛出，仅在重力作用下物体所作的运动叫做竖直上抛运动。 ①竖直上抛运动的特点： 初速度：v0 ≠0，方向竖直向上。 加速度：g，方向竖直向下。 运动方向：先竖直向上，后竖直向下。 一般选取竖直向上为正方向，则加速度为-g ②竖直上抛运动的实质： 分段看： 上升过程：竖直向上的匀减速直线运动 下落过程：自由落体运动 整体看： 以竖直向上为正方向，可以看成初速度为v0，加速度为-g的匀减速直线运动 ③竖直上抛运动的表示方式： v0表示物体处于上升阶段； v0表示物体处于下落阶段。 S0表示物体处在抛出点上方； S0表示物体处在抛出点下方。 ④竖直上抛运动的规律： 【注意符号】以v0方向为正（即向上为正）则g取负。 到达最高点的时间： 上升的最大高度： ⑤竖直上抛运动的v-t图象： 例题7、一气球以10