3、自由落體運(yùn)動(dòng)
⑴定義:不計(jì)空氣阻力,物體由空中從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。
⑵自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零,加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。地球表面附近的重力加速度g的大小一般取9.8m/s2;粗略計(jì)算時(shí)可取g=10m/s2,g的方向?yàn)樨Q直向下。
⑶自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
(1)
(2)
(3)
(4)
⑷由于自由落體的初速度為零,故可充分利用比例關(guān)系。
例題:從樓頂上自由落下一個(gè)石塊,它通過(guò)1.8m高的窗口用時(shí)間0.2s,問(wèn)樓頂?shù)酱芭_(tái)的高度是多少米?(g取10m/s2)
解法一:設(shè)樓頂?shù)酱芭_(tái)(窗口下沿)的高度為h,石塊從樓頂自由下落到窗臺(tái)用時(shí)間t,則有下列二式成立
h=gt2 (1)
h-1.8=g(t-0.2)2 (2)
由(1)與(2)聯(lián)立解得t值
t=1s
代入(1)式可得
h=5m
解法二:設(shè)石塊通過(guò)窗口上沿的瞬時(shí)速度為v0,通過(guò)窗口下沿的瞬時(shí)速度為v2。石塊從窗口上沿到下沿做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),且加速度為g,設(shè)窗口高為h1,則
h1=vot1+g (1)
式中t1為石塊通過(guò)窗口的時(shí)間。由(1)式可解得
再用速度與位移關(guān)系求vt
這個(gè)vt也是石塊從樓頂自由落下到窗臺(tái)時(shí)的瞬時(shí)速度。設(shè)樓頂?shù)酱芭_(tái)的高度為h
例題:物體從某一高度自由落下,到達(dá)地面時(shí)的速度與在一半高度時(shí)的速度之比是:
(A):1 (B):2 (C)2:1 (D)4:1
解法一:設(shè)物體距地面高為h,自由落下到達(dá)地面時(shí)間為t,速度為vt
h=gt2 (1)
vt=gt (2)
由(1)與(2)式可解得
(3)
若物體仍由原處開始自由下落至h¢=處速度為,則
由(3)與(4)聯(lián)立可得
解法二:由開始時(shí)刻計(jì)時(shí),物體通過(guò)連續(xù)相等的、相鄰的位移的時(shí)間之比為 t1:t2:……:tn=(-):(:):……:()
可知:t1:t2=(-):(:)
而由速度公式:vt=g(t1+t2) =gt1
\
答:此題應(yīng)選(A)。
2、運(yùn)動(dòng)學(xué)中的追趕問(wèn)題
⑴勻減速運(yùn)動(dòng)物體追趕同向勻速物體時(shí),恰能追上或恰好追不上的臨界條件:即將追及時(shí),追趕者速度等于被追趕者速度(也就是追趕者速度大于或等于被追趕者速度時(shí)能追上;當(dāng)追趕者速度小球被追趕者速度時(shí),追不上)
⑵初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)物體追趕同向勻速運(yùn)動(dòng)物體時(shí),追上之前兩者具有最大距離的條件是:追趕者速度等于被追趕者的速度。
⑶被追的物體作勻減速運(yùn)動(dòng),一定要注意追上前該物體是否已停止運(yùn)動(dòng)。
1、勻變速直線的規(guī)律
⑴基本公式:①速度公式:
②位移公式:
③速度位移關(guān)系公式:
④平均速度公式:
勻變速直線運(yùn)動(dòng)中牽涉到v0、vt、a、s、t五個(gè)物理量,其中只有t是標(biāo)量,其余都是矢量。通常選定v0的方向?yàn)檎较,其余矢量的方向依?jù)其與v0的方向相同或相反分別用正、負(fù)號(hào)表示。如果某個(gè)矢量是待求的,就假設(shè)其為正,最后根據(jù)結(jié)果的正、負(fù)確定實(shí)際方向。
⑵勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一些重要推論
①做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度
②做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于初速度v0和末速度vt平方和一半的平方根
③連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差等于恒量:s2-s1=s3-s2=……sn-sn-1=at2。
⑶初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的重要特征:
、龠B續(xù)相等時(shí)間末的瞬時(shí)速度比:vt:v2t:v3t:…:vnt=1:2:3:…:n。
②ts,2ts,…nts內(nèi)的位移比:st:s2t:…snt=1:4:9:…:n2。
③連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移比:s1:s2:…sn=1:3:5:…:(2n-1)。
④通過(guò)連續(xù)相同位移所用時(shí)間之比:t1:t2:…:tn=1:::…:(
例題:一輛汽車正以15m/s的速度行駛,在前方20m處突然亮起紅燈,司機(jī)立即剎車,剎車過(guò)程中汽車加速度的大小是6m/s2。求剎車后3s末汽車的速度和車距紅綠燈有多遠(yuǎn)?
解析:剎車后汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。車停時(shí)速度vt=0,故剎車所用時(shí)間可用速度公式求出,由此來(lái)判斷汽車是否已在3s前停止了。
解:汽車剎車后停止時(shí)vt=0,代入速度公式,求剎車時(shí)間t。
0=v0-at
故3秒末汽車速度為零,再用速度與位移的關(guān)系式算剎車距離
車距紅綠燈20m-18.75m=1.25m
例題:汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t1后改做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。勻減速運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)時(shí)間t2汽車停下來(lái)。汽車的總位移為S,汽車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為______!
解析:汽車的 v-t圖如圖所示,圖中的v即所求的最大速度。因?yàn)榍昂髢啥芜\(yùn)動(dòng)的平均速度都等于,故由下式來(lái)解題
即:
此題還可以由圖線來(lái)解,因v-t圖的三角形面積即表示總位移,故:
S=v(t1+t2)
即
答:此題應(yīng)填。
例題:一質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)出發(fā)沿直線AB運(yùn)動(dòng),行程的第一部分是加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng),接著以加速度a2做勻減速運(yùn)動(dòng),抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)剛好停止,苦AB長(zhǎng)度是S,則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間為_______。
解析:設(shè)v是質(zhì)點(diǎn)做勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度
v=a1t1 ①
v又是質(zhì)點(diǎn)做勻減運(yùn)動(dòng)的初速度,故
0=v-a2t2
v=a2t2 ②
質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間t與t1、t2關(guān)系
t=t1+t2 ③
由①②③式聯(lián)立可得
④
由平均速度的公式
⑤
將①式代入⑤式
再把④式代入上式
質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間
答:此題應(yīng)填。
例題:為了測(cè)定某輛轎車在平直路上起動(dòng)時(shí)間的加速度(轎車起動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)可近似看作勻加速運(yùn)動(dòng)),某人拍攝了一張?jiān)谕坏灼隙啻纹毓獾恼掌鐖D所示。如果拍攝時(shí)每隔2秒曝光一次,轎車車身總長(zhǎng)為4.5m,那么這輛轎車的加速度約為:
(A)1m/s (B)2m/s (C)3m/s (D)4m/s
解析:照片上汽車的像在標(biāo)尺上約占3大格,汽車長(zhǎng)4.5m,所以標(biāo)尺上每1大格相當(dāng)于1.5m的距離。由汽車像的前頭來(lái)計(jì)量,第一個(gè)像到第二個(gè)像間是8大格,第二個(gè)像到第三個(gè)像間是13.5大格。因此
S1=8×1.5m=12m
S2=13.5×1.5m=20m
因T=2s,所求轎車的加速度
答:此題應(yīng)選(B)。
例題: 兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置,如圖所示,連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的,由圖可知
A.在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同
B.在時(shí)刻t1兩木塊速度相同
C.在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同
D.在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同
解析:首先由圖看出:上邊那個(gè)物體相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量,可以判定其做勻變速直線運(yùn)動(dòng);下邊那個(gè)物體明顯地是做勻速運(yùn)動(dòng)。由于t2及t5時(shí)刻兩物體位置相同,說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)它們的位移相等,因此其中間時(shí)刻的即時(shí)速度相等,這個(gè)中間時(shí)刻顯然在t3、t4之間,因此本題選C。
例題:物體在恒力F1作用下,從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t到達(dá)B點(diǎn)。這時(shí)突然撤去F1,改為恒力F2作用,又經(jīng)過(guò)時(shí)間2t物體回到A點(diǎn)。求F1、F2大小之比。
解析:設(shè)物體到B點(diǎn)和返回A點(diǎn)時(shí)的速率分別為vA、vB, 利用平均速度公式可以得到vA和vB的關(guān)系。再利用加速度定義式,可以得到加速度大小之比,從而得到F1、F2大小之比。
畫出示意圖如右。設(shè)加速度大小分別為a1、a2,有:
∴a1∶a2=4∶5,∴F1∶F2=4∶5
特別要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定義式中的速度都是矢量,要考慮方向。本題中以返回A點(diǎn)時(shí)的速度方向?yàn)檎,因?i style='mso-bidi-font-style:normal'>AB段的末速度為負(fù)。
9、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移
由勻速運(yùn)動(dòng)的位移S = vt,可以用速度圖線和橫軸之間的面積求出來(lái)。如右圖中AP為一個(gè)勻變速運(yùn)動(dòng)物體的速度圖線,為求得在t時(shí)間內(nèi)的位移,可將時(shí)間軸劃分為許多很小的時(shí)間間隔,設(shè)想物體在每一時(shí)間間隔內(nèi)都做勻速運(yùn)動(dòng),雖然每一段時(shí)間間隔內(nèi)的速度值是不同的,但每一段時(shí)間間隔ti與其對(duì)應(yīng)的平均速度vi的乘積Si = viti近似等于這段時(shí)間間隔內(nèi)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移,因?yàn)楫?dāng)時(shí)間分隔足夠小時(shí),間隔的階梯線就趨近于物體的速度線AP階梯線與橫軸間的面積,也就更趨近于速度圖線與橫軸的面積,這樣我們可得出結(jié)論:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移可以用速度圖線和橫軸之間的面積來(lái)表示,此結(jié)論不僅對(duì)勻變速運(yùn)動(dòng),對(duì)一般變速運(yùn)動(dòng)也還是適用的。
由此可知:所求勻變直線運(yùn)動(dòng)物體在時(shí)間t內(nèi)的位移如下圖中APQ梯形的面積“S” = 長(zhǎng)方形ADQO的面積 + 三角形APO的面積,
所以位移,當(dāng)v0 = 0時(shí),位移 ,由此還可知梯形的中位線BC就是時(shí)間一半(中間時(shí)刻)時(shí)的即時(shí)速度,也是(首末速度的平均),也是這段時(shí)間的平均速度,因此均變速直線運(yùn)動(dòng)的位移還可表示為:,此套公式在解勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中有時(shí)更加方便簡(jiǎn)捷。還應(yīng)指出,在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,用如上所述的速度圖象有時(shí)比上述的代數(shù)式還更加方便簡(jiǎn)捷。
例題: 圖示出A、B二運(yùn)動(dòng)物體的位移圖象,下述說(shuō)法正確的是:
(A)A、B二物體開始時(shí)相距100m,同時(shí)相向運(yùn)動(dòng)
(B)B物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為5m/s
(C)A、B二物體運(yùn)動(dòng)8s時(shí),在距A的出發(fā)點(diǎn)60m處相遇
(D)A物體在運(yùn)動(dòng)中停了6s
解析:A、B二物體相距100m,同時(shí)開始相向運(yùn)動(dòng)。二圖線交點(diǎn)指明二物體8s時(shí)在距A出發(fā)點(diǎn)60m處相遇。B物體向0點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)速度大小。A物體先做勻速直線運(yùn)動(dòng),從2s未到6s中間停了4s,然后又做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
答:此題應(yīng)選(A)、(B)、(C)。
例題:圖為一物體的勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度圖線,根據(jù)圖線作出以下幾個(gè)判斷,正確的是:
(A)物體始終沿正方向運(yùn)動(dòng)
(B)物體先沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng),在t=2s后開始沿正方向運(yùn)動(dòng)
(C)在t=2s前物體位于出發(fā)點(diǎn)負(fù)方向上,在t=2s后位于出發(fā)點(diǎn)正方向上
(D)在t=2s時(shí),物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)
解析:由速度圖線可知物體的初速度v0=-20m/s,負(fù)號(hào)表明它的方向是負(fù)方向。
在2s前物體向負(fù)方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其加速度為
由速度公式和位移公式,再結(jié)合圖象考慮可知物體在2s末時(shí)速度為零,位移大小最大,2s到4s物體向正方各做勻加速運(yùn)動(dòng),4s末回到原出發(fā)點(diǎn)。故2s后,它回到出發(fā)點(diǎn)。
答:此題應(yīng)選(B)、(D)。
例題:一個(gè)固定在水平面上的光滑物塊,其左側(cè)面是斜面AB,右側(cè)面是曲面AC。已知AB和AC的長(zhǎng)度相同。兩個(gè)小球p、q同時(shí)從A點(diǎn)分別沿AB和AC由靜止開始下滑,
比較它們到達(dá)水平面所用的時(shí)間
A.p小球先到 B.q小球先到 C.兩小球同時(shí)到 D.無(wú)法確定
解析:可以利用v-t圖象(這里的v是速率,曲線下的面積表示路程s)定性地進(jìn)行比較。在同一個(gè)v-t圖象中做出p、q的速率圖線,顯然開始時(shí)q的加速度較大,斜率較大;由于機(jī)械能守恒,末速率相同,即曲線末端在同一水平圖線上。為使路程相同(曲線和橫軸所圍的面積相同),顯然q用的時(shí)間較少。
例題:兩支完全相同的光滑直角彎管(如圖所示)現(xiàn)有兩只相同小球a和a/ 同時(shí)從管口由靜止滑下,問(wèn)誰(shuí)先從下端的出口掉出?(假設(shè)通過(guò)拐角處時(shí)無(wú)機(jī)械能損失)
解析:首先由機(jī)械能守恒可以確定拐角處v1> v2,而兩小球到達(dá)出口時(shí)的速率v相等。又由題意可知兩球經(jīng)歷的總路程s相等。由牛頓第二定律,小球的加速度大小a=gsinα,小球a第一階段的加速度跟小球a/第二階段的加速度大小相同(設(shè)為a1);小球a第二階段的加速度跟小球a/第一階段的加速度大小相同(設(shè)為a2),根據(jù)圖中管的傾斜程度,顯然有a1> a2。根據(jù)這些物理量大小的分析,在同一個(gè)v-t圖象中兩球速度曲線下所圍的面積應(yīng)該相同,且末狀態(tài)速度大小也相同(縱坐標(biāo)相同)。開始時(shí)a球曲線的斜率大。由于兩球兩階段加速度對(duì)應(yīng)相等,如果同時(shí)到達(dá)(經(jīng)歷時(shí)間為t1)則必然有s1>s2,顯然不合理?紤]到兩球末速度大小相等(圖中vm),球a/ 的速度圖象只能如藍(lán)線所示。因此有t1< t2,即a球先到。
8、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度及速度時(shí)間圖象
可由,即勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式,如知道t = 0時(shí)初速度v0和加速度大小和方向就可知道任意時(shí)刻的速度。應(yīng)指示,v0 = 0時(shí),vt = at(勻加),若,勻加速直線運(yùn)動(dòng),勻減速直線運(yùn)動(dòng)vt = v0-at,這里a是取絕對(duì)值代入公式即可求出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度。
勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度--時(shí)間圖象,是用圖象來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式:vt = v0 + at,從數(shù)學(xué)角度可知vt是時(shí)間t的一次函數(shù),所以勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度--時(shí)間圖象是一條直線[即當(dāng)已知:v0 = 0(或)a的大小給出不同時(shí)間求出對(duì)應(yīng)的vt就可畫出。]從如右圖圖象可知:各圖線的物理意義。圖象中直線①過(guò)原點(diǎn)直線是v0 = 0,勻加速直線運(yùn)動(dòng),圖象中直線②是,勻加速直線運(yùn)動(dòng)。圖象③是勻減速直線運(yùn)動(dòng)。速度圖象中圖線的斜率等于物體的加速度,以直線②分析,tga,斜率為正值,表示加速度為正,由直線③可知△v = v2-v1 < 0,斜率為負(fù)值,表示a為負(fù),由此可知在同一坐標(biāo)平面上,斜率的絕對(duì)值越大;貞浽趧蛩僦本運(yùn)動(dòng)的位移圖象中其直線的斜率是速度絕對(duì)值,通過(guò)對(duì)比,加深對(duì)不同性質(zhì)運(yùn)動(dòng)的理解做到溫故知新。
當(dāng)然還可以從圖象中確定任意時(shí)刻的即時(shí)速度,也可以求出達(dá)到某速度所需的時(shí)間。
7、勻變速直線運(yùn)動(dòng)
⑴定義:物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)速度變化相等,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng),即a為定值。
⑵若以v0為正方向,則a>0,表示物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng);a<0,表示物體作勻減速運(yùn)動(dòng)。
6、勻速直線運(yùn)動(dòng):
⑴定義:物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移都相等,則稱物體
在做勻速直線運(yùn)動(dòng)
⑵勻速直線運(yùn)動(dòng)只能是單向運(yùn)動(dòng)。定義中的“相等時(shí)間”應(yīng)理解為所要求達(dá)到的精度范圍內(nèi)的任意相等時(shí)間。
⑶在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度。它是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。速度的大小叫做速率。
⑷勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:①,速度不隨時(shí)間變化。
②s=vt,位移跟時(shí)間成正比關(guān)系。
⑸勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律還可以用圖象直觀描述。
①s-t圖象(位移圖象):依據(jù)S = vt不同時(shí)間對(duì)應(yīng)不同的位移, 位移S與時(shí)間t成正比。所以勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象是過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜的直線, 這條直線是表示正比例函數(shù)。而直線的斜率即勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度。(有)所以由位移圖象不僅可以求出速度, 還可直接讀出任意時(shí)間內(nèi)的位移(t1時(shí)間內(nèi)的位移S1)以及可直接讀出發(fā)生任一位移S2所需的時(shí)間t2。
②v-t圖象,由于勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度不隨時(shí)間而改變, 所以它的速度圖象是平行時(shí)間軸的直線。直線與橫軸所圍的面積表示質(zhì)點(diǎn)的位移。
例題: 關(guān)于質(zhì)點(diǎn),下述說(shuō)法中正確的是:
(A)只要體積小就可以視為質(zhì)點(diǎn)
(B)在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí),其大小與形狀可以不考慮時(shí),可以視為質(zhì)點(diǎn)
(C)物體各部分運(yùn)動(dòng)情況相同,在研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),可以視為質(zhì)點(diǎn)
(D)上述說(shuō)法都不正確
解析:用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)代表整個(gè)物體,以確定物體的位置、研究物體的運(yùn)動(dòng),這是物理學(xué)研究問(wèn)題時(shí)采用的理想化模型的方法。
把物體視為質(zhì)點(diǎn)是有條件的,條件正如選項(xiàng)(B)和(C)所說(shuō)明的。
答:此題應(yīng)選(B)、(C)。
例題: 小球從3m高處落下,被地板彈回,在1m高處被接住,則小球通過(guò)的路程和位移的大小分別是:
(A)4m,4m (B)3m,1m (C)3m,2m (D)4m,2m
解析:小球從3m高處落下,被地板彈回又上升1米,小球整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度是4m;而表示小球位置的改變的物理量位移的大小為2m,其方向?yàn)樨Q直向下。
答:此題應(yīng)選(D)。
例題:圖2-2是一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度圖線。從圖中可知AB段的加速度為____m/s2,BC段的加速度為_______m/s2,CD段的加速度為______m/s2,在這段時(shí)間內(nèi)物體通過(guò)的總路程為____m。
解析:AB段的加速度為:
AB段物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),所以加速度是負(fù)的。而BC段物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),故a=0
CD段物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故加速度為
又因AB段的平均速度為
同法求得CD段的平均速度
物體在AB段、BC段、CD段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1=4s,t2=2s,t3=3s,故物體在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總路程為
S=v1t1+v2t2+v3t3
=(2×4+1×2+2.5×3)m
=17.5m
答:此題應(yīng)填-0.5,0,1,17.5
研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),首先要選定參照物。參照物就是為了研究物體運(yùn)動(dòng),而被我們假定不動(dòng)的那個(gè)物體。由于選定不同參照物,對(duì)于同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,包括位置、速度、加速度和運(yùn)動(dòng)軌跡的描述都可能不同,這就是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。
例題:關(guān)于人造地球通訊衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是:
(A)以地面衛(wèi)星接收站為參照物,衛(wèi)星是靜止的。
(B)以太陽(yáng)為參照物,衛(wèi)星是運(yùn)動(dòng)的。
(C)以地面衛(wèi)星接收站為參照物,衛(wèi)星的軌跡是圓周。
(D)以太陽(yáng)為參照物,衛(wèi)星的軌跡是圓周。
解析:地球同步衛(wèi)星的軌道被定位在地球赤道平面里,定位在赤道的上空,它繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同,因此地面上的人看地球同步衛(wèi)星是相對(duì)靜止的。
答:此題應(yīng)選(A)、(B)、(D)。
5、加速度
⑴速度的變化:Δv=vt-v0,描述速度變化的大小和方向,是矢量。
⑵加速度:①是描述速度變化快慢的物理量。
②公式:a=Δv/Δt。
③是矢量。
④在直線運(yùn)動(dòng)中,若a的方向與初速度v0的方向相同,質(zhì)點(diǎn)做勻加速運(yùn)動(dòng);若a的方向與初速度v0的方向相反,質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)
4、速度和速率
⑴平均速度:①v=Δs/Δt,對(duì)應(yīng)于某一時(shí)間(或某一段位移)的速度。
②平均速度是矢量,方向與位移Δs的方向相同。
③公式,只對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)才適用。
⑵瞬時(shí)速度:①對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻(或某一位置)的速度。
②當(dāng)Δt 0時(shí),平均速度的極限為瞬時(shí)速度。
③瞬時(shí)速度的方向就是質(zhì)點(diǎn)在那一時(shí)刻(或位置)的運(yùn)動(dòng)方向。
④簡(jiǎn)稱速度
⑶平均速率:①質(zhì)點(diǎn)在某一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程和所用的時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間內(nèi)的平
均速率。
②平均速率是標(biāo)量。
③只有在單方向的直線運(yùn)動(dòng)中,平均速度的大小才等于平均速率。
④平均速率是表示質(zhì)點(diǎn)平均快慢的物理量
⑷瞬時(shí)速率:①瞬時(shí)速度的大小。
②是標(biāo)量。
③簡(jiǎn)稱為速率。
3、時(shí)間與時(shí)刻
⑴時(shí)刻:在時(shí)間軸上可用一個(gè)確定的點(diǎn)來(lái)表示。如“第3秒末”、“第5秒初”等
⑵時(shí)間:指兩時(shí)刻之間的一段間隔。在時(shí)間軸上用一段線段來(lái)表示。如:“第2秒內(nèi)”、“1小時(shí)”等
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