高三物理一轮复习讲义必修1.docx
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高三物理一轮复习讲义必修1
2010届高三一轮物理复习讲义（必修1）
第一章运动的描述
1.1质点、位移、时间与速度
【知识梳理】
1.质点：
用一个只有质量而没有大小和形状的“点”来代表一个物体，这样的目的是能精确研究物体的机械运动。
其实任何物体均有大小，质点只是一个理想的模型。
物体在什么情况下可以看成一个质点，并不是完全取决于物体的大小，而是由研究的问题所决定，也就是说，在研究的物体中，能否用一个点来代表物体。
2.参考系：
静止是相对的，运动是永恒的。
任何物体的运动离开参考系均无意义。
在本章中研究的参考系均是以匀速运动物体做参考系，而不强调，一般是以地面为参考系。
3.坐标系：
机械运动是指物体位置的变化，而物体的位置可以用多种方法来确定，如门牌号码可以确定住房的位置、经度与纬度可以研究航海船只的位置等等。
而在物理学中研究物体的位置通常是用直角坐标来确定物体的位置。
4.时间与时刻：
物体在运动过程中，只有位置还不能描述它的运动，必须要有时刻与时间，有位置与时刻才能准确地确定一个事件，而时间反应了一个事情的过程。
5.位置与位移：
物体的位置可以通过坐标来研究，而机械运动是物体随时间位置的变化，而位置变化的距离确立为位移。
这里应该强调的是，如果物体做曲线运动，物体经过的路程是运动轨迹的长度，它不能表示位置的变化，而位移是起点到终点之间的直线距离，它不仅有大小，还有方向，方向是从起点指向终点。
6.速度：
其实时间与位移我们就可以描述物体的运动，如运动员一百米赛跑用时11秒，但这样的描述必须用两个量来完成，而且很难描述某时刻的运动快慢。
所以用位移与速度的比值（即速度）来描述物体的运动。
因此，速度就有平均速度与瞬时速度之分。
平均速度是指在某一段时间或位移的过程中物体运动的平均快慢，它等于位移与这段位移所用时间的比值；而瞬时速度是指物体经过某一位置或某一时刻的速度，它等于极短时间的平均速度，因此在实际应用过程中，如何理解这个“极短时间”，这由研究的具体问题来确定。
速度也是矢量，即不仅大小，也有方向，大小表示运动快慢，方向表示运动方向。
【典型例题】
例1火车站广播道：
“从北京驶往广州的×××次列车将于11点20分到达本站1号站台，停车12分钟，请旅客们做好登车准备。
”这里的12分钟是指时间还是时刻？
火车正点驶离本站的时刻是多少？
____________________、_________________________。
图1.1-1
例2如图所示1.1-1甲所示，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上，手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动。
小球某次经过中间位置O开始计时，其有关时刻的位置如图1-1乙所示，图中B为小球开始返回的位置。
若测得OA=OC=7cm，AB=3cm，则自0时刻开始：
（1）0.2s内小球发生的位移大小____________，方向___________，经过的路程等于_______________。
（2）0.6s内小球发生的位移大小_______________，方向___________，经过的路程等于_______________。
例3下表是T14次列车的时刻表，列车在蚌埠至济南区间段运行过程的平均速率为______km/h．
停靠站
到达时刻
开车时刻
里程/km
上海
18：
00
0
蚌埠
22：
26
22：
34
484
济南
03：
13
03：
21
966
北京
08：
00
1463
例4一门反坦克炮直接瞄准所要射击的一辆坦克，射击后，经过t1=0.6s，在炮台看到炮弹爆炸，经过t2=2.1s才听到爆炸声．已知声音在空气中传播速度是340m/s．求：
（1）坦克离炮台的距离．
（2）炮弹在空中飞行的水平速度大小．
图1.1-2
例5一个物体直线运动，运动的位移-时间图线如图1.1-2所示，请根据图线，求：
（1）4s内的平均速度；
（2）3-4s的平均速度；
（3）3.5-4s的平均速度；
（4）4s的瞬时速度。
【巩固练习】_________班姓名_______________
1．诗句“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（）
A．船和山B.山和船
C．地面和山D.河岸和流水
2．以下的计时数据指时间的是（）
A.天津开往德州的625次列车于13时35分从天津发车
B.某人用15s跑完100m
C.中央电视台新闻联播节目19时与开播
D.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权
3．某人站在楼房顶层从O点竖直向上抛出一个小球，上升最大高度为20m，然后落回到抛出点O下方25的B点，则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为（规定竖直向上为正方向）（）
A.25m25mB.65m25mC.25m-25mD.65m-25m
4．下列通常所说物体的速度是指平均速度的是（）
A．100米赛跑冲刺的速度B．雨点落地的速度
C．炮弹在炮膛中的速度D．物体在下落后第2s末的速度
5．已知直线AC的中点为B，物体沿AC做变速直线运动，在AB段的平均速度为6m/s，在BC段的平均速度为4m/s，那么它在AC段内的平均速度是（）
A．4.8m/sB．5.0m/sC．5.2m/sD．3.6m/s
6．一台激光器对准月球发出一束激光，经2.7s后又接收到被月球反射回来的光，据此可以估算月球离地球为_________m。
（已知光速度c=3×108m/s）
图1-4
7．如图1-4所示：
（1）一质点在x轴上运动，t=0时刻处于位置x1=7m处，在t=20s时处于位置x2=-5m处，求此质点在这20s内的位移．
（2）某质点在xoy平面内运动，在t=0时刻的位置坐标是A（－2m，－2m），在t=10s时的位置坐标是（1m，－2m）试在下图坐标系中标出A、B两点，并求出这10s内该质点的位移．
8．一个物体先向正东以4m/s的速度前进了4s，又以3m/s的速度回头走了4s，试求该物体在8s内的平均速度大小与方向？
如果后4s不是回头，而是向正北方向，则在这8s时间内的平均速度大小与方向？
9．一个质点沿直线ox运动，其位置坐标随时间的变化规律是x=（6+3t2）m（其中时间t的单位是秒）．试求：
（1）t=2s～t=3s内平均速度．
（2）t=2s～t=2.1s内平均速度．
（3）t=2s～t=2.01s内平均速度．
（4）预测该质点在t=2s时的瞬时速度，并简要说明预测的根据．
10．天空有近似等高的浓云层。
为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差△t＝6.0s。
试估算云层下表面的高度。
已知空气中的声速v=
km/s。
1.2速度的测量
【知识梳理】
1．瞬时速度的测定：
为了能研究物体的运动规律，必须要测定物体的瞬时速度，瞬时速度近似等于物体在极短时间的平均速度。
因此，必须有这样的仪器，能测定物体在短时间内的位移。
2．打点计时器：
打点计时器的原理是连接50Ｈz的交流电，它能在0.02s打出一点个，如果用一条纸带跟随物体运动，通过打点计时器记录下每隔0.02s的位置，即可通过纸带研究物体的平均速度与瞬时速度。
3．闪光照相：
与打点计时器相似，可以等时间记录物体的位置，通过底片的像可以研究物体的运动速度。
要注意的是像的位移与实际位移可能不同。
4．位移传感器：
它的原理类似于雷电的光与声的原理，光的速度很快，可以忽略不计，通过光与声的时间差求得物体所在的位置。
当然还有通过波反射确定物体位置的位移传感器。
5．光电门：
在物体上安装一个挡光板，已知其宽度，光电门能记下挡光板通过光电门的时间，由此可以求得物体通过光电门的瞬时速度（也是短时间的平均速度）。
6．在实际生活、科学研究中，测定速度的方法很多，但一般是通过测量微小时间内的位移或测微小位移内的时间。
【典型例题】
例1如图1.2-1图示是某次实验打出的纸带，在纸带上找出连续的6个点，分别标上0、1、2、3、4、5，用直尺测量出两个相邻点间距离x1、x2、x3、x4、x5，并把它们填入表格中．根据这些数据：
（所用打点计时器的打点周期为0.02s）
（1）运用你所学过的知识判断纸带的这段运动情况；
（2）求各点的瞬时速度，并画出速度-时间图象。
图1.2-1
x/cm
x1
x2
x3
x4
x5
0.8
1.0
0.9
1.0
0.6
图1.2-2
例2有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。
为测该照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图1.2-2所示。
由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置A距石子起落点竖直距离约为2cm。
怎样估算这个照相机的曝光时间？
图1.2-3
例3光电门传感器是测定瞬时速度的仪器，它的原理（如图1.2-3）是发射端发出一束很细的红外线到另一端的接收窗口，当固定在运动物体上一个已知宽度的挡光板通过时，它可以通过数据采集器计下挡光板经过的时间，再用挡光板的宽度与经过的时间比值求得运动物体的瞬时速度。
（1）用光电门测变速运动物体的瞬时速度，在测量速度较小时，为了减小测量误差，应选择宽度比较__（填“宽”或“窄”）的挡光板。
（2）已知某光电门的时间测量的最大误差为±0.1ms，如果物体的实际瞬时速度为10m/s，选用的挡光板宽度是5mm，在用光电门测该物体速度产生绝对误差的最大值为___。
（绝对误差=
）。
例4如图1.2-4所示，是位移传感器，它能记下运动物体在不同时刻的位置，通过位移-时间图像可以分析物体的运动情况（如瞬时速度）。
位移传感器是由发射器与接受器、数据采集器组成，发射器在同时发出红外线光与噪声波脉冲信号，由于发射器与接受器之间有一定的距离，接受器接受到两个脉冲信号有一定的时间差，数据采集器将采集到的时间差输送给电脑进行处理，能得到两者之间的距离。
已知光在空气中的速度C=3×108m/s，声波在空气中的速度为v=340m/s，如果时间差为0.0015s，求两者之间的距离。
图1.2-4
【巩固练习】_________班姓名_______________
1．关于打点计时器，下列说法中正确的是（）
A．打点计时器是一种计时仪器B．打点计时器都用直流电
C．拉动纸带时，应尽量与限位孔平行D．应先拉动纸带后接通打点用的电源
2．利用打点计时器打出的纸带可以求出（）
A．一定能准确求出某点的瞬时速度
B．可以粗略地求出某点的瞬时速度
C．能够准确地求出某位移内平均速度
D．可利用某段平均速度代表某点的瞬时速度
3．利用打点计时器打点的纸带来判断物体是做匀速直线运动还是做变速直线运动的方法是
A．可以通过测出每相邻两点间的距离，看其是否相等来判断（）
B．应测出纸带运动全程的路程来判断
C．必须通过计算任意两点间的平均速度来判断
D．必须通过计算全程的平均速度来判断
4．两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图1.4.1-3所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知（）
图1.4.1-3
A．在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同
B．在时刻t1两木块速度相同
图1.4.1-4
C．在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同
D．在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同
5．如图1.4.1-4所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，及毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度_________m/s，在A、D间的平均速度为_________m/s，B点的瞬时速度更接近于______________m/s
图1.4.1-5
6．如图1.4.1-5所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是50Hz．试回答：
（1）A、B、C、D是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是多少．
（2）测量数据标在图中，试估算出打点B时的抽动纸的速度大小．
图1.4.2-3
7．如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。
图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。
设测速仪匀速扫描，P1、P2间的时间间隔Δt=1.0s，超声波在空气中传播的速度v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是______m,汽车的速度是__________m/s.
图1.4.2-4
8．一辆实验小车可沿水平地面上的长直轨道匀速向右运动。
有一台发出细光束的激光器在小转台M上，到轨道的距离MN为d=10m，如图1.4.2-4所示。
转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60s。
光束转动方向如图中箭头（逆时针方向）所示。
当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上。
如果再经过△t=2.5s光束又射到小车上，则小车的速度是多少？
（结果保留二位数字）
1.3加速度与运动图象
【知识梳理】
1.位移-时间图象：
图象可以直观地反映两个量之间的函数关系。
位移-时间图象是具体反映运动物体的位置随时间的变化关系，从图象中不但能确定物体在任意时刻的位置，还能求得任意时间物体的位移，在某一段时间的平均速度和某一时刻的瞬时速度。
2.速度-时间图象：
速度-时间图象是反映运动物体的速度与时间的变化关系。
根据图象能确定物体的运动性质（如是匀速、还是变速，变速运动是加速还是减速）。
3.加速度：
真正的匀速直线运动是很难得到的，一般的运动都是变速运动。
在研究变速运动过程中，为了确定速度的变化快慢，提出了加速度概念。
加速度是描述物体速度的变化快慢，它的定义是速度的变化量与时间的比值。
加速度不仅有大小，还有方向（即加速度是矢量），它的方向并不是物体的运动方向，而是速度的变化方向。
如果一个物体某时刻的加速度方向与速度方向相同，这表明此时物体的速度是在增大；相反表明此时物体的速度是在减小。
图1.3-1
【典型例题】
例1如图1.3-1所示是一个质点做直线运动的位移-时间图象，试描述质点在8s时间内的运动情况。
例2一质点做直线运动，其速度-时间（v-t）图象如图1.3-2所示．试分析质点的运动情况。
（1）求得质点在第１秒内、第２秒与第３秒内、第４秒内的加速度大小与方向
（2）请描述质点在第１秒内、第２秒与第３秒内、第４秒内的物体的运动情况．
图1.3-2
例3.a、b两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的速度图象如图1.3-3所示，下列说法正确的是（）
A．a、b加速时，物体a的加速度大于物体b的加速度
图1.3-3
B．20秒时，a、b两物体相距最远
C．60秒时，物体a在物体b的前方
D．40秒时，a、b两物体速度相等，相距200m
例4火车从车站开出时，速度从0增加到12m/s用了40s，则火车的加速度_________；，飞机起飞前在跑道上滑行时，速度从0增加到了60m/s用了20s，它每秒速度的增加量为______________；子弹在枪膛内做变速直线运动，如果在0.0015s内速度从100m／s增加到700m/s，子弹的加速度_______________。
例5在“9.11”事件中，波音767飞机当时以150m/s的高速到静止，用的时间约为0.2s，估算飞机与大楼相互作用时的加速度大小是多少？
方向如何？
例6一个物体以一定的速度沿光滑斜面上向做匀减速运动，初速度为12m/s，经过4s，物体回头的速度大小为8m/s，求物体在4s内的加速度的大小与方向？
【巩固练习】
1．关于速度和加速度的关系中描述正确是 （）
A．速度越大，加速度也一定越大B．速度变化得越快，加速度一定越大
C．速度变化越大，则加速度就越大D．加速度方向不变，则速度方向也不变
2．下列说法中正确是 （）
A．加速度的方向就是物体的运动方向
B．加速度方向与速度方向相同，速度一定增加
C．加速度方向与速度方向同向，速度可能减小
D．加速度方向一定与物体的初速度方向相同
3．下列描述的运动情境不可能发生的是 （）
A．物体的加速度增大，速度反而在减小
B．物体的速度为零，而加速度却不为零
C．物体的加速度保持不变，速度也始终保持不变
D．物体的加速度减小，速度却在增大
4．足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反向踢回，踢球的时间为0.2s．设球飞来的方向为正方向，则踢球的这段时间内的加速度是（）
A．－20m/s2B．20m/s2C．－100m/s2B．100m/s2
5．如图1.3-4所示是P、Q两质点运动的位移-时间图象，由图可以判断（ ）
图1.3-4
A．P质点的速度越来越大
B．P开始时的速度逐渐减小
C．在P与Q的交叉点前，P质点的速度大于Q质点的速度
D．在P与Q的交叉点，两质点的速度相等
图1.3-5
6．某质点从t=0开始由原点出发，其运动速度-时间图象如图1.3-5所示，由图可判断（）
A．t=1s时，离原点最远
B．第2s内和第3s内加速度方向相反
C．t=2s时，离原点最远
D．在第4秒时间内，加速度为负的
图1.3-6
7．物体做匀加速直线运动，初速度是2.5m/s，加速度大小是0.5m/s2，则从开始运动起第1个4s内的速度的变化是________m/s；第2个4s内速度的变化是________m/s；从开始起经10s后速度达到________m/s。
8．三个物体a、b、c沿同一直线运动，其速度-时间（v-t）图象如图1.3-6所示，则a、b、c的加速度分别为___________、____________、______________。
9．计算下列时间段内的加速度：
（1）一辆汽车从车站出发做直线运动，经10s钟速度达到108km/h．
（2）以40m/s的速度运动的汽车，从某时刻开始刹车，经8s停下来．
（3）沿光滑水平面以10m/s的速度运动的小球，撞墙后以原速率返回，球与墙接触时间为0.2s．
10．有些国家的交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度为500g（其中g=10m/s2）以醒世人．意思是如果行车的加速度达到此值，将有生命危险．这么大的加速度，一般车辆是达不到的，但是如果发生交通事故时，将会达到这一数值．例如，两辆摩托车以36km/h速度相向发生碰撞，碰撞时间为2×10－2s，请你判断下一驾驶员是否有生命危险．
11．一起重机竖直向上吊起货物时的速度随时间的变化关系如下表所示：
t/s
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
v/m·s－1
0
0.25
0.50
0.75
1.00
1.20
1.40
t/s
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
v/m·s－1
1.60
1.60
1.60
1.60
0.8
0
（1）根据表格数据找出起重机运动规律，并求出相应时间段内加速度．
（2）v—t中画出起重机的速度图线．
第二章匀变速度直线运动规律
2.1匀变速直线运动规律
【知识梳理】
1．速度描述物体的运动快慢，是位移随时间的变化规律；而加速度是描述了速度的变化快慢，是运动速度的变化规律。
所以可以通过加速度，进一步确定物体在任意时刻的速度、运动的时间、运动的位移。
2．匀变速直线运动的两个基本公式：
，
。
其中位移公式是将匀变速直线运动看成是若干个匀速直线运动推导而来的。
3．由上面两个公式，可以推论出：
、
。
4．在运用公式研究物体运动时，一定要注意公式中矢量的正负号。
一般选定初速度方向为正，与初速度方向相同为正，相反为负。
【典型例题】
例1汽车以4m/s的初速度开始做匀加速直线运动，10s后速度达到12m/s，则在这段时间内的位移为多少？
它与8m/s的匀速直线运动的位移相同吗？
___________。
我们通过匀变速运动的平均速度来求该运动的位移，这种方法其实是将匀变速直线运动转化为匀速运动来研究，将一个复杂的问题转化为简单的问题来处理。
延伸：
如果某一物体以4m/s的初速度做匀减速直线运动，10s后速度大小为10m/s，方向与初速度方向相反，则此10s内的位移是多少？
例2
（1）一个物体以20m/s的初速度，5m/s2的加速度做匀加速直线运动，求加速4s的位移；
（2）一个物体以20m/s的初速度，4m/s2的加速度做匀加速直线运动，当速度增加到36m/s时的位移是多少？
在上述两个问题中，可以用例1的方法来解决，也可以直接用公式一步求解。
这两种方法是否有联系？
____________________________；在应用公式解题时，应该注意什么问题？
______________________________________________________________________________________________________________________________。
例3物体做匀变速直线运动，初速度为v0，末速度为vt，在这段时间内的中间时刻的速度为vp、中间位置速度为vs，推导它们与初速度、末速度的关系。
试比较加速运动与减速运动中的vp、vs的大小。
加速运动_____________；减速运动_____________（不回头的减速运动）
延伸：
如果一个物体以v0的初速度，a1做匀加速直线运动，经过位移s速度增加到vm。
后加速度改变为a2，仍做匀加速直线运动，经过相同的位移s，速度增加到vt。
而且
。
则a1_______a2（填大于、小于或等于）
例4卡车原来用10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为道口出现红灯，司机从较远的地方即开始刹车，使卡车匀减速前进。
当车减速到2m/s时，交通灯转为绿灯，司机当即启发加速，并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度。
从刹车开始到恢复原速过程用了12s。
求：
（1）减速与加速过程中的加速度大小；
（2）开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。
此运动的过程比较复杂，对多过程的运动问题，最好能画出运动过程图，并将已知的物理量标在图中，并进行分析，千万不要死套公式。
也可以用速度-时间图像来建立运动过程。
【巩固练习】
1．汽车以10m/s的速度匀速行驶，由于遇到
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