第二章 直線運動
直線運動是整個高中物理知識的基礎(chǔ)，本章從最簡單、最基本的直線運動入手，運用公式和圖象兩種數(shù)學工具研究如何描述物體的運動，即研究物體的位移、速度等隨時間變化的規(guī)律，是學習力學相關(guān)物理問題的工具。
知識網(wǎng)絡(luò)：
專題一 直線運動的基本概念
【考點透析】
一、本專題考點：機械運動、參考系、質(zhì)點、瞬時速度是I類要求，位移、路程、加速度、平均速度以及勻速直線運動的速度、速率、位移公式是II類要求。
二、理解和掌握的內(nèi)容
1.基本概念
（1）機械運動：物體相對于其他物體的位置變化叫做機械運動，簡稱運動。
（2）參考系：在描述一個物體的運動時，選來作為標準的另外的物體，叫做參考系。
描述一個物體的運動時，參考系是可以任意選取的，選擇不同的參考系來觀察同一物體的運動，觀察結(jié)果會有不同，通常以地面為參考系來研究物體的運動。
（3）質(zhì)點：用來代替物體的有質(zhì)量的點。在物體做平動時或物體的形狀大小在所研究的問題中可以忽略的情況下，可將物體視為質(zhì)點。
（4）位移：描述質(zhì)點位置改變的物理量，它是矢量，方向由初位置指向末位置；大小是從初位置到末位置的線段長度。
（5）路程：是指質(zhì)點運動軌跡的長度，它是標量。
位移、路程的聯(lián)系與區(qū)別：位移是矢量，路程是標量；只有在物體做單方向直線運動時路程才等于位移的大小。
（6）平均速度：質(zhì)點在某段時間內(nèi)的位移△s與發(fā)生這段位移所用時間△t的比值叫做這段時間（或這段位移）的平均速度。即v = △s/△t
（7）瞬時速度：運動物體經(jīng)過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做瞬時速度。
（8）速率：瞬時速度的大小叫瞬時速率。速率是標量。
（9）速度變化量△v = vt－v0：描述速度變化的大小和方向的物理量，它是矢量，△v可以與v0同方向、反方向。當△v與v0同方向時，速度增大；當△v 與v0反方向時，速度減小，當△v與v0不共線時改變速度方向。
（10）加速度：加速度是表示速度改變快慢的的物理量，它等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時間的比值。
　　　a＝△v /△t�。絭t－v0／△t
加速度是矢量，當a與v 同方向時，v增大；當它a與v反方向時，v減��；當a與v垂直時，只改變速度的方向，不改變速度的大小。
（11）勻速直線運動：物體在一條直線上運動，如果在相等的時間內(nèi)通過的位移都相等，這樣的運動為勻速直線運動。
（12）時刻和時間：時刻表示某一瞬間，在時間軸上是一個點，與時刻對應(yīng)的是瞬時速度、位置、動量、動能等狀態(tài)量。時間是兩個時刻間的間隔長度，在時間軸上是一線段。與時間對應(yīng)的是平均速度、位移、沖量、功等過程量。
2.難點釋疑
（1）加速度與速度沒有直接聯(lián)系，加速度對應(yīng)的是速度的變化率，表明物體的速度的變化的快慢。所以加速度大，速度不一定大；加速度變大，速度也不一定變大，速度變大與變小由速度與加速度方向之間的關(guān)系決定，二者同向時，速度增大，反向時速度減小。
（2）一個物體的加速度由它的質(zhì)量和它所受的合外力決定，即a＝F/m，當合外力和質(zhì)量確定后，加速度就確定了。
【例題精析】
例1 物體通過兩個連續(xù)相等的位移平均速度分別為v1 =10m/s，v2 =15m/s ，則物體在運動過程中的平均速度是（　　�。�
　 Ａ.13.75m/s　Ｂ12.5m/s�。�.12m/s�。�.11.75m/s
解析：由于物體運動的性質(zhì)不能確定，只能用平均速度的定義來求，設(shè)每段位移為s，兩段經(jīng)歷時間分別為t 1 、t 2
平均速度v=2s/ (t 1 + t 2 )
t 1=s/ v1 t 2 = s/ v2
v=2 v1 v2 / (v1 +v2 ) =12（m/s）
答案是：C
錯解：v=（v1 +v2）/2=12.5（m/s）
思考拓寬：如果物體通過兩個連續(xù)相等的時間平均速度分別為v1 、v2 ，則物體在運動過程中的平均速度是多少？
例2 下列描述的運動中，可能存在的是（ ）
A．速度很大，加速度很小 B．速度變化很大，加速度很小
C．速度變化越來越快，加速度越來越小 D．加速度越來越小，速度越來越大
解析：速度很大的物體，如果速度變化很慢，比如經(jīng)過很長的時間，速度才發(fā)生了很小的變化，那么加速度就很小，故A對。如果物體速度變化很大，但所用的時間也很長，加速度就可能很小，故B對。速度變化越來越快，就表示加速度越來越大，故C錯。當加速度和速度的方向相同時，物體就一定做加速運動，即使加速度越來越小，但速度還是越來越大，只是速度增加的越來越慢而已，故D對。
應(yīng)選A、B、D。
思考拓寬：要正確理解加速度的概念，區(qū)別速度、速度變化量、速度變化率以及加速度的確切含義。物理學習中相似的概念辨析題很多，關(guān)鍵是要對概念有深刻的理解，如電磁學中的磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率等概念的辨析與本題類似。
【能力提升】
I．知識與技能
1．在平直的公路上并排行駛的汽車，甲車內(nèi)的人看見窗外樹木向東行駛，乙車內(nèi)的人發(fā)現(xiàn)甲車沒有運動，如果以地面為參考系，上述事實說明（ ）
A 甲車向東運動，乙車不動 B 乙向西運動，甲車不動
C 甲車向西運動，乙車向東運動 D 甲乙兩車同時向西運動
2．一質(zhì)點沿半徑R的圓周運動一周仍回到原地，它在運動過程中路程、位移的最大值分別是（ ）
Ａ。２πＲ；２πＲ　�。�.２Ｒ；２πＲ�。�. ２Ｒ；２Ｒ　Ｄ. ２πＲ；２Ｒ
3．一質(zhì)點做方向不變的直線運動，加速度方向始終與速度方向相同，但加速度的大小逐漸減小直至為零，則在此過程中（ ）
Ａ.速度逐漸減小，當加速度減小到零時，速度達到最小值。
Ｂ.速度逐漸增大，當加速度減小到零時，速度達到最大值，
Ｃ.位移逐漸增大，當加速度減小到零時，.位移達到最大值，
Ｄ.位移逐漸減小，當加速度減小到零時，.位移達到最小值。
4．對于平均速度、瞬時速度與速率，正確的說法是（ ）
A．平均速度的大小等于平均速率
B．平均速度大小等于初速度和末速度的平均值
C．瞬時速度大小等于瞬時速率
D．較短時間內(nèi)的平均速度就是瞬時速度
5．下列說法正確的是（ ）
A．作平動的物體一定都可以視為質(zhì)點
B．有轉(zhuǎn)動的物體一定不可以視為質(zhì)點
C．研究物體轉(zhuǎn)動時一定不可以將物體視為質(zhì)點
D．不可以將地球視為質(zhì)點
6．運動員在百米賽跑中，起跑后第３ｓ末的速度為８m/s，第10ｓ到達終點時的速度為13 m/s，他這次跑完全程的平均速度是 m/s 。
7．一質(zhì)點做變速直線運動，t 1=2s時速度大小為４m/s，方向向右；在t 2=5s時速度大小為８m/s，方向向左；則物體ｔ１至ｔ２時間內(nèi)的加速度大小為 m/s，方向向 。
Ⅱ能力與素質(zhì)
8.甲、乙兩輛汽車沿平直公路從某地駛向同一目的地。甲車在前一半時間內(nèi)以速度v1做勻速運動，后一半時間以速度v2做勻速運動；乙車在前一半路程內(nèi)以速度v1做勻速運動，在后一半路程內(nèi)以速度v2做勻速運動，已知v1≠v2，則（ ）
A.甲車先到 B.乙車先到
C.甲、乙同時到達 D.無法比較
9.一實心木塊，長、寬、高分別為a、b、c， 如圖2?1所示，有一質(zhì)點自A點沿木塊表面運動到B點，求質(zhì)點的最短路程和質(zhì)點的位移。
10．一筑路工人在長300米的隧道中，突然發(fā)現(xiàn)一輛汽車在離右隧道口150米處以速度vo=54 千米/小時向隧道駛來，由于隧道內(nèi)較暗，司機沒有發(fā)現(xiàn)這名工人。此時筑路工正好處在向左、向右跑都能安全脫險的位置。問此位置距右出口距離是多少?他奔跑的最小速度是多大?
答案
專題一：1．D 2．D 3．B 4．C 5．C 6．10 7．4，左 8．A
9． ； 10．75; 7.5


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