物理總專題一 質(zhì)點的直線運動

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1、專題一 質(zhì)點的直線運動【高考幫物理】：專題一 質(zhì)點的直線運動考情精解讀A.考點幫知識全通關(guān)目錄CONTENTS考綱要求命題規(guī)律命題分析預(yù)測考點1 運動的描述考點2 勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用考點3 運動圖像問題的分析與應(yīng)用考點4 實驗：研究勻變速直線運動方法1 勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用方法方法2 豎直上拋運動的處理方法方法3 追及、相遇問題的分析方法方法4 運動圖象的分析與應(yīng)用方法方法5 打點紙帶問題的處理方法B.方法幫題型全突破C.考法幫考向全掃描考向1 運用圖象描述求解問題考向2 借助圖象考查豎直上拋運動考向3 對研究勻變速直線運動實驗的考查考向4 運用“打點紙帶法”拓展新實驗考向5 聯(lián)系

2、實際的綜合應(yīng)用問題物理 專題一：質(zhì)點的直線運動考情精解讀考綱要求命題規(guī)律命題分析預(yù)測物理 專題一：質(zhì)點的直線運動1.參考系、質(zhì)點2.位移、速度和加速度3.勻變速直線運動及其公式、圖象4.實驗:研究勻變速直線運動考綱要求核心考點考題取樣考向必究1.運動的描述2017全國,T242014全國,T24考查運動學(xué)公式及動能定理的應(yīng)用(考向5)考查汽車在公路上的行駛問題(考向5)2.勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用2016全國,T212016全國,T16根據(jù)圖象考查追及、相遇問題(考向1)考查勻變速直線運動規(guī)律(考向5)3.運動圖象問題的分析與應(yīng)用2016全國,T212013大綱,T19考查對v-t圖象的理解

3、和掌握能力(考向1)考查與v-t圖象相關(guān)的兩小球豎直上拋運動(考向2)4.實驗:研究勻變速直線運動2017全國,T222017全國,T222016全國,T22考查勻變速直線運動的研究(考向3)考查勻變速直線運動,應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)(考向3、4)考查打點紙帶與牛頓第二定律、機械能守恒定律的結(jié)合(考向4)命題規(guī)律高考命題主要以選擇題的形式出現(xiàn),有時也以計算題形式出現(xiàn).主要涉及運動學(xué)概念、規(guī)律及圖象等問題;試題注重與生活實際相結(jié)合,注重基礎(chǔ),突出實驗,強調(diào)能力命題分析預(yù)測A.考點幫知識全通關(guān)考點1 運動的描述考點2 勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用考點3 運動圖像問題的分析與應(yīng)用考點4 實驗：研究勻變

4、速直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動在分析求解有關(guān)運動的描述的問題時,首先要注重對基本概念和規(guī)律的理解,明確物體的位置由坐標(biāo)確定,位置變化量則表示位移,而速度則表示物體位置變化快慢,加速度則表示速度變化快慢.計算位移、速度和加速度時,一定要根據(jù)相關(guān)物理規(guī)律進行分析,特別是要注意其矢量性,不能盲目套用公式.在知識的理解上要注意把握以下幾點:1.某個物體看作質(zhì)點的條件某個物體能否看作質(zhì)點,并不是由物體的形狀和大小決定的,一般來說,如果在研究的問題中,物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要的或是不起作用的因素,物體就可看作質(zhì)點.考點1 運動的描述2.借助時間軸理解“時間與時刻”物理量路程位

5、移定義物體運動的實際軌跡長度從起點指向終點的有向線段矢量性只有大小沒有方向有大小和方向物理意義反映物體運動的實際情況反映物體運動的實際效果量值關(guān)系只有在單方向直線運動中位移大小才等于路程3.路程和位移物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理量平均速度平均速率瞬時速度物理意義描述物體在一段時間(或一段位移)內(nèi)位置改變的快慢及方向描述物體沿軌跡運動的平均快慢描述物體在某一時刻(或某一位置)的運動快慢標(biāo)矢性矢量標(biāo)量矢量大小與方向4.平均速度、平均速率、瞬時速度5.正確理解加速度加速度是表示速度變化快慢的物理量.速度為零時,加速度不一定為零.只要加速度與速度的方向一致,不管加速度大小怎樣變化,速度都增大;只要

6、加速度與速度的方向相反,不管加速度大小怎樣變化,速度都減小.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動考點2 勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動考點3 運動圖像問題的分析與應(yīng)用 x-t圖象v-t圖象物理意義表示位移隨時間的變化規(guī)律,可直接判定各時刻物體的位置或相對參考點的位移表示速度隨時間的變化規(guī)律,可直接判定各時刻物體的速度圖象斜率表示物體運動的速度,其值為正說明物體沿與規(guī)定的正方向相同的方向運動,如圖線;其值為負則說明物體沿與規(guī)定的正方向相反的方向運動,如圖線表示物體的加速度,其值為正說明物體的加速度方向與規(guī)定的正方向相同,如圖線;其值為負則說明加速度方向

7、與規(guī)定的正方向相反,如圖線運動圖象主要有x-t圖象、v-t圖象、a-t圖象及v-x圖象等.分析求解圖象問題,關(guān)鍵是明確圖象的物理意義.下面以x-t圖象和v-t圖象為例比較說明. x-t圖象v-t圖象圖線1.傾斜直線表示物體做勻速直線運動,如圖線和2.與時間軸平行的直線表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖線3.圖線為曲線表示物體做變速直線運動,如圖線,圖線上兩點連線的斜率表示這段時間內(nèi)的平均速度,圖線上某點切線的斜率表示該點的瞬時速度1.傾斜直線表示物體做勻變速直線運動,如圖線和2.與時間軸平行的直線表示物體處于勻速直線運動狀態(tài),如圖線3.圖線為曲線表示物體做變加速直線運動,如圖線,圖線上某點切線的斜率表

8、示該點的瞬時加速度截距1.縱軸上的截距表示開始計時時物體的位移2.橫軸上的截距表示相應(yīng)時刻物體在x=0處1.縱軸上的截距表示物體運動的初速度2.橫軸上的截距表示相應(yīng)時刻物體速度為零面積無意義圖線與t軸所圍面積表示物體在相應(yīng)時間內(nèi)發(fā)生的位移,t軸上方面積表示物體的位移為正,t軸下方面積表示物體的位移為負交點兩圖線相交說明兩物體相遇,如A點處兩圖線相交說明兩物體在此時速度相等,如B點處共同點均只能描述直線運動,不能描述曲線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動考點4 實驗：研究勻變速直線運動(3)“圖象法”求加速度,即由“平均速度法”求出多個點的速度,畫出v-t圖象,直線的斜率為加速度.物理 專題一：質(zhì)

9、點的直線運動3.數(shù)據(jù)處理及實驗結(jié)論(1)由實驗數(shù)據(jù)作出v-t圖象.根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù),在平面直角坐標(biāo)系中仔細描點,對于每次實驗,描出的幾個點都大致落在一條直線上.作一條直線,使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上,落不到直線上的點,應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè),這條直線就是本次實驗的v-t圖線,它是一條傾斜的直線,如圖所示.(2)由實驗得出的v-t圖象進一步得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律,有兩條途徑進行分析:小車運動的v-t圖象是一條傾斜的直線,當(dāng)時間增加相同的值t時,速度也會增加相同的值v,由此得出結(jié)論:小車的速度隨時間均勻變化.小車運動的v-t圖象是一條傾斜的直線,那么v隨t變化的函數(shù)

10、關(guān)系式為v=kt+b,顯然v與t成線性關(guān)系,小車的速度隨時間均勻變化.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動4.實驗注意事項(1)交流電源的電壓及頻率要符合要求.(2)實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度,必要時要調(diào)節(jié)振針的高度和更換復(fù)寫紙.(3)開始釋放小車時,應(yīng)使小車靠近打點計時器.(4)先接通電源,打點計時器工作后,再放開小車,當(dāng)小車停止運動時及時斷開電源.(5)要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點,一般在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點,即每五個點取一個計數(shù)點,時間間隔T=0.025 s=0.1 s.(6)小車另一端掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng),避免速度過大而使紙帶上打的點太少,或者速度太小而使紙帶上的點

11、過于密集.(7)選擇一條理想的紙帶,是指紙帶上的點跡清晰.適當(dāng)舍棄開頭密集部分,適當(dāng)選取計數(shù)點,弄清楚所選的時間間隔T.(8)測量位移x時不要分段測量,讀數(shù)時要注意有效數(shù)字的要求,計算加速度a時要注意用逐差法,以減小誤差.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動B.方法幫題型全突破方法1 勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用方法方法2 豎直上拋運動的處理方法方法3 追及、相遇問題的分析方法方法4 運動圖象的分析與應(yīng)用方法方法5 打點紙帶問題的處理方法物理 專題一：質(zhì)點的直線運動方法1 勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用方法方法1 勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用方法方法1 勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用方法3.x=aT2的應(yīng)用方法 做勻變速

12、直線運動的物體在相鄰的相等時間內(nèi)位移的差是恒量,即x=aT2.當(dāng)題中出現(xiàn)了兩段位移,并且這兩段位移對應(yīng)的時間相等,若是相鄰的,優(yōu)先考慮應(yīng)用該式;若不是相鄰的,則根據(jù)xm-xn=(m-n)aT2求解.4.比例關(guān)系的應(yīng)用方法適用于初速度為零的勻加速直線運動.在實際問題中應(yīng)看清是各時間段相等還是各位移段相等,然后結(jié)合勻變速直線運動的比例關(guān)系求解.5.逆向思維法末速度為零的勻減速直線運動可看成反方向的初速度為零的勻加速直線運動,借助于初速度為零的勻加速直線運動的規(guī)律求解.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動特別提醒 一道題可能有多種不同的解題方法,但采用不同的

13、方法,繁簡程度不同,因此在處理問題時,要分析題目特點,判斷利用哪種規(guī)律和方法解題更便捷.數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動題型 2單個物體的多過程運動考法示例2航天飛機水平降落在平直跑道上,其減速過程可簡化為兩個勻減速直線運動.航天飛機以水平速度v0著陸后立即打開減速阻力傘,加速度大小為a1,運動一段時間后速度減為v,隨后航天飛機在無阻力傘情況下勻減速直至停止,已知兩個勻減速滑行過程的總時間為t,求:(1)第二個減速運動階段航天飛機運動的加速度大小.(2)航天飛機降落后滑行的總路程.數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線

14、運動數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動關(guān)鍵能力1.勻變速直線運動涉及v0、v、a、x、t五個物理量,其中只有t是標(biāo)量,其余都是矢量.通過取初速度v0的方向為正方向,其余的各量依據(jù)其與v0的方向相同或相反分別用正、負號表示.如果某個矢量是待求的,就假設(shè)為正,最后根據(jù)結(jié)果的正、負確定實際方向.2.在任何一個運動過程中,已知五個物理量中的三個物理量,就可以求出另外兩個物理量.另外審題時注意借助運動草圖分析.數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動方法2 豎直上拋運動的處理方法

15、方法1 勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用方法方法2 豎直上拋運動的處理方法物理 專題一：質(zhì)點的直線運動特別提醒1.求解豎直上拋運動問題時,可以采用分段法求解,也可采用全程法求解.此時一般以豎直向上為正方向,若v0,則物體在上升階段;v0,物體在拋出點上方;h0,物體在拋出點下方.2.注意上升與下降中的對稱性問題,特別是由對稱性帶來的多解問題.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動題型 5豎直上拋運動的相遇問題考法示例5將小球每隔0.2 s從同一高度拋出,小球做初速度為6 m/s的豎直上拋運動,設(shè)它們在空中不相碰.第一個小球在拋出點以上能遇到的小球個數(shù)為(取g=10 m/s2)A.3B.4C.5D.6解析分析求解

16、本題時,必須根據(jù)問題情境,弄清兩個問題:(1)要明白第一個小球在上升過程中不會與任何小球相遇,相遇只能發(fā)生在其下降過程中;(2)因拋出的各小球運動情況均相同,即第一個小球運動的時間內(nèi),能拋出多少個小球,則其就可以與多少個小球相遇.數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動每個小球的運動情況均相同,關(guān)鍵字是“空中”,小球落回拋出點時刻,剛好開始拋出的小球不能計入,該題只要求出第一個小球從開始上拋到落回拋出點的時間,就可知道此時空中有多少個小球,即相遇的小球個數(shù).小球做初速度為6 m/s的豎直上拋運動,到達最高點需要的時間為0.6 s,因而當(dāng)?shù)谝粋€小球回到拋出點時,空中還有5個小球,第一個

17、小球在上升過程中不會遇到任何小球,在下降過程中能遇到已拋出的5個小球,選項C正確.答案 C數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動方法提煉拋體空中相遇問題分析1. 兩個自由落體運動的相遇(1)運動規(guī)律和方向相同,因此必須從一上一下兩個位置釋放,且上面的物體先釋放,下面的物體后釋放(一上一下、上先下后); (2)若以下面物體為參考系,則先釋放的上面的物體相對于下面的物體以速度v=gt做勻速直線運動,其中t為兩物體釋放的時間差.2.自由落體運動與豎直上拋運動的相遇(1)此時為相向運動,兩物體運動的加速度相同.對于做豎直上拋運動的物體,注意其運動過程所具有的往返性和對稱性等特點;數(shù)學(xué) 第四

18、章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動方法3 追及、相遇問題的分析方法方法解讀：1.追及、相遇問題中的一個條件和兩個關(guān)系(1)一個條件:即兩者速度相等,它往往是物體間能夠追上、追不上或兩者間距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷問題的切入點.(2)兩個關(guān)系:即時間關(guān)系和位移關(guān)系,這兩個關(guān)系可通過畫運動示意圖得到.2.幾種典型的追及、相遇問題的分析(1)初速度大者追初速度小者方法3 追及、相遇問題的分析方法類型圖象說明勻減速追勻速開始追時,后面物體與前面物體間距離在減小,當(dāng)兩物體速度相等時,即t=t0時刻:若x=x0,則恰能追上,兩物體只能相遇

19、一次,這也是避免相撞的臨界條件;若xx0,則相遇兩次,設(shè)t1時刻x1=x0兩物體第一次相遇,則t2時刻x2=x0兩物體第二次相遇.注:x0是開始時兩物體間的距離勻速追勻加速勻減速追勻加速方法3 追及、相遇問題的分析方法（2）初速度小者追初速度大者類型圖象說明勻加速追勻速t=t0以前,后面物體與前面物體間距離增大;t=t0時,兩物體相距最遠為x0+x;t=t0以后,后面物體與前面物體間距離減小;能追上且只能相遇一次.注:x0為開始時兩物體間的距離勻速追勻減速勻加速追勻減速方法3 追及、相遇問題的分析方法3.追及、相遇問題的注意事項 (1)追趕者和被追者速度相等是能追上、追不上或兩者間距離最大、最

20、小的臨界條件.(2)被追的物體做勻減速直線運動時,要判斷被追上時該物體是否已停止運動.(3)追及問題涉及兩個不同物體的運動關(guān)系,分析時要緊抓“一個圖三個關(guān)系式”,即:過程示意圖或v-t圖象,速度關(guān)系式、時間關(guān)系式和位移關(guān)系式.同時要關(guān)注題目中的關(guān)鍵字眼,充分挖掘題目中的隱含條件,如“剛好”“恰好”“最多”“至少”等.題型 6追及減速運動物體的相遇問題考法示例6汽車A以vA=4 m/s的速度向右做勻速直線運動,發(fā)現(xiàn)前方相距x0=7 m處、以vB=10 m/s的速度同向運動的汽車B正開始勻減速剎車直到靜止后保持不動,其剎車的加速度大小a=2 m/s2.從此刻開始計時.求:(1)A追上B前,A、B間

21、的最遠距離是多少?(2)經(jīng)過多長時間A恰好追上B?解析汽車A和B運動的過程如圖所示物理 專題一：質(zhì)點的直線運動數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動易錯警示本題中,被追汽車做勻減速直線運動,要對“停止前相遇”還是“相遇時早已停止”的情況作出判斷,以符合實際情況,切勿盲目套用公式.數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù)物理 專題一：質(zhì)點的直線運動題型 7追及與相遇問題的多種解法考法示例7在水平軌道上有兩列火車A和B相距s,A車在后面做初速度為v0、加速度大小為2a的勻減速直線運動,而B車同時做初速度為零、加速度為a的勻加速直線運動,兩車運動方向相同.要使兩車不相撞,求A車的初速度v0滿足什么條件.物

22、理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動特別提醒解法一注重對運動過程的分析,抓住兩車間距離有極值時速度應(yīng)相等這一關(guān)鍵條件來求解;解法二由位移關(guān)系得到一元二次方程,然后利用根的判別式來確定方程中各系數(shù)間的關(guān)系,這也是中學(xué)物理中常用的數(shù)學(xué)方法;解法三通過圖象使兩車的位移關(guān)系更直觀;解法四通過巧妙地選取參考系,使兩車的運動關(guān)系變得簡明.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動方法提煉1.解答追及、相遇問題的常用方法(1)物理分析法:抓住“兩物體能否同時到達空間某位置”這一關(guān)鍵,認真審題,挖掘題中的隱含條件,在頭腦中建立起一幅物體運動關(guān)系的圖景

23、.(2)極值法:設(shè)相遇時間為t,根據(jù)條件列方程,得到關(guān)于t的一元二次方程,用判別式進行討論.若0,即有兩個解,說明可以相遇兩次;若=0,說明剛好追上或相遇;若v乙,B正確;位移時間圖象中,某段時間內(nèi)的位移等于末位置縱坐標(biāo)減去初位置縱坐標(biāo),物理 專題一：質(zhì)點的直線運動所以0.60.8小時內(nèi),甲的位移比乙的大,C錯誤;0.8小時內(nèi),甲的路程比乙的大,D錯誤.答案B特別提醒應(yīng)用圖象解題時,首先看清兩坐標(biāo)軸表示的物理量,位移時間圖象中,傾斜的直線表示勻速直線運動,斜率表示運動的速度.根據(jù)位移時間圖象求某段時間內(nèi)的位移的方法:s=s末-s初.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動方法5 打點紙帶問題的處理方法方法

24、解讀：研究勻變速直線運動的實驗問題是力學(xué)實驗的基礎(chǔ).打點計時器的使用及打點紙帶的處理在高考中考查的頻率較高.本實驗還經(jīng)常與驗證牛頓第二定律、探究動能定理、驗證機械能守恒定律等實驗結(jié)合起來進行綜合考查.因此掌握打點紙帶相關(guān)問題的處理方法是極為重要的.1.由紙帶判斷物體的運動性質(zhì)在紙帶上測出各個連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移分別是x1、x2、xn,如果x1=x2=xn,則物體做勻速直線運動;如果x2-x1=x3-x2=xn-xn-10,即在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差相等,據(jù)此可判斷物體做勻變速直線運動;如果不相等,則物體做變加速直線運動.方法5 打點紙帶問題的處理方法方法5 打點紙帶問題的處理方法題型 13

25、利用紙帶求解物體的速度和加速度考法示例13某同學(xué)用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度,電源頻率f=50 Hz.在紙帶上打出的點中,選出零點,每隔4個點取1個計數(shù)點,因保存不當(dāng),紙帶被污染,如圖所示,A、B、C、D是依次排列的4個計數(shù)點,僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離:sA=16.6 mm,sB=126.5 mm ,sD=624.5 mm.若無法再做實驗,可由以上信息推知:(1)相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為s; (2)打C點時物體的速度大小為m/s(取2位有效數(shù)字); (3)物體的加速度大小為(用sA、sB、sD和f表示). 物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動特別

26、提醒本題中雖然sC未知,無法直接利用逐差法確定加速度,但仍可用結(jié)論s=aT2巧妙求解加速度a的值,既“躲開”了sC,又充分利用了已知數(shù)據(jù).所以處理實驗問題時既要深刻理解實驗原理和方法,又要靈活變通和遷移.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動題型 14應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)考法示例14在做“研究勻變速直線運動”的實驗中:(1)實驗室提供了以下器材:打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計.其中在本實驗中不需要的器材是. (2)如圖所示是某同學(xué)用打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出,打點計時器打點

27、的時間間隔T=0.02 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm.物理 專題一：質(zhì)點的直線運動位置BCDEFv/(ms-1)0.737 0.801 0.994物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動特別提醒本題考查紙帶問題的處理方法和思路,處理紙帶問題的基本思路是先根據(jù)位移差求加速度,再根據(jù)中間時刻的瞬時速度等于平均速度求瞬時速度,涉及多段數(shù)據(jù)求加速度時則可用逐差法進行求解,或通過v-t圖象進行求解.運用v-t圖象處理實驗數(shù)據(jù),不僅形象直觀,物理意義鮮

28、明,而且還可以減小實驗誤差.應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù),不僅是高考對實驗?zāi)芰Φ幕疽?也是研究物理問題的重要方法.題型 15類打點紙帶問題的處理考法示例152014大綱卷,22,6分現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動.在一小物塊沿斜面向下運動的過程中,用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示.拍攝時頻閃頻率是10 Hz;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s.數(shù)據(jù)如下表所示.重力加速度大小g=9.80 m/s2. 根據(jù)表中數(shù)據(jù),完成下列填空:單位:cm物理 專題一：質(zhì)點的直線運動x1x2x3x4hx10.7615.05

29、19.3423.6548.0080.00物理 專題一：質(zhì)點的直線運動素養(yǎng)提升研究勻變速直線運動的常見方法1.頻閃照相法頻閃照相法是一種利用照相技術(shù),每間隔一定時間曝光一次,從而形成時間間隔相等的影像的方法.在頻閃照相中會用到頻閃燈,它每隔相等時間會閃光一次.例如,每隔 0.1 s閃光一次,即每秒閃光10次.當(dāng)物體運動時,利用頻閃燈照明,照相機可以拍攝出該物體每隔相等時間所到達的位置.如圖是每秒閃光10次拍攝的小球沿斜面滾下的頻閃照片.照片中每兩個相鄰小球的影像間隔的時間是0.1 s.這樣便記錄了小球運動的時間,而小球運動的位移可以由圖中刻度尺讀出.與打點計時器記錄的信息相比,頻閃照片中小球的影

30、像相當(dāng)于打點計時器物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動物理 專題一：質(zhì)點的直線運動C.考向全掃描考向1 運用圖象描述求解問題考向2 借助圖象考查豎直上拋運動考向3 對研究勻變速直線運動實驗的考查物理 專題一：質(zhì)點的直線運動本專題在掌握了描述運動學(xué)的幾個物理量的基礎(chǔ)上,用實驗探究的方法研究勻變速直線運動的規(guī)律,這部分是高考的必考內(nèi)容之一,但在高考中單獨考查本專題知識的比較綜合的題目通常較少,而是經(jīng)常與其他知識點如牛頓運動定律、電場中帶電粒子的運動等結(jié)合起來進行考查,單獨考查本專題知識的題目常常以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),勻變速直線運動的規(guī)律、瞬時速度和加速度是考查的重點和難點

31、;v-t圖象和x-t圖象問題在高考中頻頻出現(xiàn),且要求較高;紙帶問題、頻閃照片問題及聯(lián)系實際的運動問題等,都是高考命題的熱點內(nèi)容.考情揭秘命題透視:運用圖象表示物體的運動既直觀又方便.在高考中經(jīng)常出現(xiàn),對圖象問題的考查,既有利用圖象分析物體的運動,求出物體運動過程中的物理量問題,又有利用圖象分析追及、相遇問題,考查的題型多以選擇題的形式出現(xiàn),但在實際填空題和計算題中,也往往需要應(yīng)用圖象分析、求解問題.考向1 運用圖象描述求解問題示例16 2016全國卷,21,6分多選甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v-t圖象如圖所示.已知兩車在t=3 s時并排行駛,則A.在t=1 s時,甲車在乙車后B.在t=

32、0時,甲車在乙車前7.5 mC.兩車另一次并排行駛的時刻是t=2 sD.甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m考向1 運用圖象描述求解問題考向1 運用圖象描述求解問題命題透視:有關(guān)自由落體運動和豎直上拋運動的綜合應(yīng)用問題,一般具有多對象、多過程特征.其中典型的兩類問題如下:(1)自由落體與豎直上拋物體的相遇問題;(2)自由落體和豎直上拋的多體關(guān)聯(lián)問題.命題往往聯(lián)系實際,如水龍頭滴水、雜技演員連續(xù)拋球、直升機定點空投、運動員跳板跳水及噴水水柱等問題.考向2 借助圖象考查豎直上拋運動示例17 2013大綱卷,19,6分多選將甲、乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋

33、出,拋出時間相隔2 s,它們運動的v-t圖象分別如圖中直線甲、乙所示.則A.t=2 s時,兩球的高度差一定為40 mB.t=4 s時,兩球相對于各自的拋出點的位移相等C.兩球從拋出至落到地面所用的時間間隔相等D.甲球從拋出至到達最高點的時間間隔與乙球的相等命題立意本題涉及甲、乙兩個研究對象分別在不同高度處先后做豎直上拋運動,要求根據(jù)v-t圖象分析和判斷問題,主要考查圖象的物理意義,特別是根據(jù)運動情境,結(jié)合圖象分析問題,對能力要求較高.考向2 借助圖象考查豎直上拋運動考向2 借助圖象考查豎直上拋運動命題透視:勻變速直線運動”的實驗是力學(xué)實驗的基礎(chǔ),在高考中考查的頻率較高,考查中既有對實驗儀器的認

34、識和實驗步驟的記憶,也有對實驗原理的理解和實驗數(shù)據(jù)的處理,更有在課本實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計出創(chuàng)新實驗.特別是利用處理紙帶類問題的方法,幾乎在所有力學(xué)實驗中都能涉及.因此該實驗的原理、方法等必須好好掌握.考向3 對研究勻變速直線運動實驗的考查示例18 2017全國卷,22,5分某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動,用自制“滴水計時器”計量時間.實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖(a)所示.實驗時,保持桌面水平,用手輕推一下小車.在小車運動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置.(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴)考向3 對研究勻變速直線運

35、動實驗的考查(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運動的. (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動.小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) 命題立意本題重點考查勻變速直線運動的研究及其相關(guān)知識點,與課本不同的是實驗器材為滴水計時器.因此關(guān)鍵是通過類比打點計時器明確滴水計時器的原理,特別是確定滴水計時器的計時周期T.解析(1)由于小車在水平桌面上運動時必然受到阻力作用,做勻減速直線運動,相鄰水滴(時間間隔相同)的位置間的距離逐漸減小,所以由題圖(b)可知,小車在桌面上是從右向左運動的.考向

36、3 對研究勻變速直線運動實驗的考查考向3 對研究勻變速直線運動實驗的考查命題透視: 由打點紙帶可以獲取物體的運動信息,可以求速度和加速度,因此利用打點紙帶與牛頓第二定律、動能定理、機械能守恒定律及動量守恒定律等實驗內(nèi)容相結(jié)合,遷移拓展,透出強烈的創(chuàng)新氣息.考向4 運用“打點紙帶法”拓展新實驗示例192016全國卷,22,5分某同學(xué)用圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,其中打點計時器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz.打出紙帶的一部分如圖2所示. 圖1 圖2該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率f,需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進行推算.(1)若從打出的紙帶可判定重

37、物勻加速下落,利用f和圖2中給出的物理量可以寫出:在打點計時器打出B點時,重物下落的速度大小為,考向4 運用“打點紙帶法”拓展新實驗考向4 運用“打點紙帶法”拓展新實驗考向4 運用“打點紙帶法”拓展新實驗特別提醒在處理紙帶數(shù)據(jù)時,利用做勻變速直線運動的質(zhì)點在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度來計算速度,利用加速度的定義計算加速度,利用牛頓運動定律列出重物下落過程中的相關(guān)方程,這些都是教材上的經(jīng)典問題,掌握教材內(nèi)容是正確解題、取得高分的關(guān)鍵.重物下落的加速度的大小也可利用x=aT2計算出來.試題重視基礎(chǔ),突出能力,體現(xiàn)強烈的創(chuàng)新意識.考向4 運用“打點紙帶法”拓展新實驗考向5 聯(lián)系實際的綜合應(yīng)用問題考向5 聯(lián)系實際的綜合應(yīng)用問題考向5 聯(lián)系實際的綜合應(yīng)用問題考向5 聯(lián)系實際的綜合應(yīng)用問題