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[!--downpath--]明天小編為你們整理了超詳盡中考數(shù)學(xué)第一章運動部份的知識點大合輯資料!
第一章運動的描述
第一節(jié)描述運動的基本概念
一、質(zhì)點、參考系
1.質(zhì)點:拿來替代物體的有質(zhì)量的點.它是一種理想化模型.
2.參考系:為了研究物體的運動而選取拿來作為參考的物體.參考系可以任意選定.一般以地面或相對于地面不動的物體為參考系來研究物體的運動.
二、位移和速率
1.位移和路程
(1)位移:描述物體位置的變化,用從初位置指向末位置的有向線段表示,是矢量.
(2)路程是物體運動路徑的寬度,是標量.
2.速率
(1)平均速率:在變速運動中,物體在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值,即=,是矢量.
(2)瞬時速率:運動物體在某一時刻(或某一位置)的速率,是矢量.
3.速度和平均速度
(1)速度:瞬時速率的大小,是標量.
(2)平均速度:路程與時間的比值,不一定等于平均速率的大小.
三、加速度
1.定義式:a=;單位是m/s2.
2.?dāng)?shù)學(xué)意義:描述速率變化的快慢.
3.方向:與速率變化的方向相同.
考點一對質(zhì)點模型的理解
1.質(zhì)點是一種理想化的數(shù)學(xué)模型,實際并不存在.
2.物體能夠被看做質(zhì)點是由所研究問題的性質(zhì)決定的,并非根據(jù)物體自身大小來判定.
3.物體可被看做質(zhì)點主要有三種情況:
(1)多數(shù)情況下物理實驗小車質(zhì)量遠大于鉤碼,平動的物體可看做質(zhì)點.
(2)當(dāng)問題所涉及的空間位移遠小于物體本身的大小時,可以看做質(zhì)點.
(3)有轉(zhuǎn)動但轉(zhuǎn)動可以忽視時,可把物體看做質(zhì)點.
考點二平均速率和瞬時速率
1.平均速率與瞬時速率的區(qū)別
平均速率與位移和時間有關(guān),表示物體在某段位移或某段時間內(nèi)的平均快慢程度;瞬時速率與位置或時刻有關(guān),表示物體在某一位置或某一時刻的快慢程度.
2.平均速率與瞬時速率的聯(lián)系
(1)瞬時速率是運動時間Δt→0時的平均速率.
(2)對于勻速直線運動,瞬時速率與平均速率相等.
考點三速率、速度變化量和加速度的關(guān)系
1.速率、速度變化量和加速度的比較
速率
速率變化量
加速度
數(shù)學(xué)意義
描述物體運動的快慢和方向,是狀態(tài)量
描述物體速率的變化,是過程量
描述物體速率變化快慢,是狀態(tài)量
定義式
v=
Δv=v-v0
a==
單位
m/s
m/s
m/s2
決定誘因
由v0、a、t決定
由Δv=at知Δv由a與t決定
由決定
方向
與位移x同向,即物體運動的方向
由v-v0或a的方向決定
與Δv的方向一致,由F的方向決定,而與v0、v方向無關(guān)
2.物體加、減速的判斷
(1)當(dāng)a與v同向或傾角為銳角時,物體加速.
(2)當(dāng)a與v垂直時,物體速率大小不變.
(3)當(dāng)a與v反向或傾角為鈍角時,物體減速
數(shù)學(xué)思想——用極限法求瞬時化學(xué)量
1.極限法:假如把一個復(fù)雜的化學(xué)全過程分解成幾個小過程,且這種小過程的變化是單一的.這么,選定全過程的兩個端點及中間的極限來進行剖析,其結(jié)果必然包含了所要討論的化學(xué)過程,因而能使求解過程簡單、直觀,這就是極限思想方式.
極限法只能用于在選取區(qū)間內(nèi)所研究的化學(xué)量連續(xù)、單調(diào)變化(單調(diào)減小或單調(diào)減少)的情況.
2.用極限法求瞬時速率和瞬時加速度
(1)公式v=中當(dāng)Δt→0時v是瞬時速率.
(2)公式a=中當(dāng)Δt→0時a是瞬時加速度.
第二節(jié)勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用
一、勻變速直線運動的基本規(guī)律
1.速率與時間的關(guān)系式:v=v0+at.
2.位移與時間的關(guān)系式:x=v0t+at2.
3.位移與速率的關(guān)系式:v2-v=2ax.
二、勻變速直線運動的結(jié)論
1.平均速率公式:=v=.
2.位移差公式:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2.
可以推廣到xm-xn=(m-n)aT2.
3.初速率為零的勻加速直線運動比列式
(1)1T末,2T末,3T末……瞬時速率之比為:
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n.
(2)1T內(nèi),2T內(nèi),3T內(nèi)……位移之比為:
x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶22∶32∶…∶n2.
(3)第一個T內(nèi),第二個T內(nèi),第三個T內(nèi)……位移之比為:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1).
(4)通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為:
t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-).
三、自由落體運動和豎直上拋運動的規(guī)律
1.自由落體運動規(guī)律
(1)速率公式:v=gt.
(2)位移公式:h=gt2.
(3)速率—位移關(guān)系式:v2=2gh.
2.豎直上拋運動規(guī)律
(1)速率公式:v=v0-gt.
(2)位移公式:h=v0t-gt2.
(3)速率—位移關(guān)系式:v2-v=-2gh.
(4)上升的最大高度:h=.
(5)上升到最大高度用時:t=.
考點一勻變速直線運動基本公式的應(yīng)用
1.速率時間公式v=v0+at、位移時間公式x=v0t+at2、位移速率公式v2-v=2ax,是勻變速直線運動的三個基本公式,是解決勻變速直線運動的基石.
2.勻變速直線運動的基本公式均是矢量式,應(yīng)用時要注意各化學(xué)量的符號,通常規(guī)定初速率的方向為正方向,當(dāng)v0=0時,通常以a的方向為正方向.
3.求解勻變速直線運動的通常步驟
→→→→
4.應(yīng)注意的問題
①如果一個物體的運動包含幾個階段,就要分段剖析,各段交接處的速率常常是聯(lián)系各段的紐帶.
②對于制動類問題,當(dāng)車速率為零時,停止運動,其加速度也突變?yōu)榱悖蠼膺@種問題應(yīng)先判別車停下所用時間,再選擇合適公式求解.
③物體先做勻減速直線運動,速率減為零后又反向做勻加速直線運動物理實驗小車質(zhì)量遠大于鉤碼,全程加速度不變,可以將全程看做勻減速直線運動,應(yīng)用基本公式求解.
考點二勻變速直線運動推斷的應(yīng)用
1.推測公式主要是指:①=v=,②Δx=aT2,①②式都是矢量式,在應(yīng)用時要注意v0與vt、Δx與a的方向關(guān)系.
2.①式常與x=·t結(jié)合使用,而②式中T表示等時間隔,而不是運動時間.
考點三自由落體運動和豎直上拋運動
1.自由落體運動為初速率為零、加速度為g的勻加速直線運動.
2.豎直上拋運動的重要特點
(1)對稱性
①時間對稱
物體上升過程中從A→C所用時間tAC和增長過程中從C→A所用時間tCA相等,同理tAB=tBA.
②速度對稱
物體上升過程經(jīng)過A點的速率與增長過程經(jīng)過A點的速率大小相等.
(2)多解性
當(dāng)物體經(jīng)過拋出點上方某個位置時,可能處于上升階段,也可能處于增長階段,導(dǎo)致雙解,在解決問題時要注意這個特性.
3.豎直上拋運動的研究方式
分段法
上升過程:a=-g的勻減速直線運動
增長過程:自由落體運動
全程法
將上升和增長過程統(tǒng)一看成是初速率v0向下,加速度g向上的勻變速直線運動,
v=v0-gt,h=v0t-gt2(向下為正)
若v>0,物體上升,若v
若h>0,物體在拋點上方,若h
數(shù)學(xué)思想——用轉(zhuǎn)換法求解多個物體的運動
在涉及多體問題和不能視為質(zhì)點的研究對象問題時,應(yīng)用“轉(zhuǎn)化”的思想方式轉(zhuǎn)換研究對象、研究角度,都會使問題清晰、簡捷.一般主要涉及以下兩種轉(zhuǎn)化方式:
(1)將多體轉(zhuǎn)化為單體:研究多物體在時間或空間上重復(fù)同樣運動問題時,可用一個物體的運動替代多個物體的運動.
(2)將線狀物體的運動轉(zhuǎn)化為質(zhì)點運動:厚度較大的物體在個別問題的研究中可轉(zhuǎn)化為質(zhì)點的運動問題.如求火車通過某個路標的時間,可轉(zhuǎn)化為車尾(質(zhì)點)通過與火車等長的位移所經(jīng)歷的時間.
第三節(jié)運動圖像追及、相遇問題
一、勻變速直線運動的圖像
1.直線運動的x-t圖像
(1)化學(xué)意義:反映了物體做直線運動的位移隨時間變化的規(guī)律.
(2)斜率的意義:圖線上某點切線的斜率大小表示物體速率的大小,斜率正負表示物體速率的方向.
2.直線運動的v-t圖像
(1)化學(xué)意義:反映了物體做直線運動的速率隨時間變化的規(guī)律.
(2)斜率的意義:圖線上某點切線的斜率大小表示物體加速度的大小,斜率正負表示物體加速度的方向.
(3)“面積”的意義
①圖線與時間軸圍成的面積表示相應(yīng)時間內(nèi)的位移大小.
②若面積在時間軸的上方,表示位移方向為正方向;若面積在時間軸的下方,表示位移方向為負方向.
(4).相同的圖線在不同性質(zhì)的運動圖像中涵義迥然不同,下邊我們做一全面比較(見下表).
二、追及和相遇問題
1.兩類追及問題
(1)若前者能追上后者,追上時,二者處于同一位置,且前者速率一定不大于后者速率.
(2)若追不上后者,則當(dāng)前者速率與后者相等時,二者相距近來.
2.兩類相遇問題
(1)同向運動的兩物體追及即相遇.
(2)相向運動的物體,當(dāng)各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時兩物體間的距離時即相遇.
考點一運動圖像的理解及應(yīng)用
1.對運動圖像的理解
(1)無論是x-t圖像還是v-t圖像都只能描述直線運動.
(2)x-t圖像和v-t圖像都不表示物體運動的軌跡.
(3)x-t圖像和v-t圖像的形狀由x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系決定.
2.應(yīng)用運動圖像解題“六看”
x-t圖像
v-t圖像
軸
縱軸為時間t,橫軸為位移x
縱軸為時間t,橫軸為速率v
線
傾斜直線表示勻速直線運動
傾斜直線表示勻變速直線運動
斜率
表示速率
表示加速度
面積
無實際意義
圖線和時間軸圍成的面積表示位移
縱截距
表示初位置
表示初速率
特殊點
拐點表示從一種運動變?yōu)榱硪环N運動,交點表示相遇
拐點表示從一種運動變?yōu)榱硪环N運動,交點表示速率相等
考點二追及與相遇問題
1.剖析追及問題的方式方法可概括為“一個臨界條件”、“兩個等量關(guān)系”.
(1)一個臨界條件:速率相等.它常常是物體間能夠追上或(二者)距離最大、最小的臨界條件,也是剖析判定問題的切入點.
(2)兩個等量關(guān)系:時間關(guān)系和位移關(guān)系,通過畫草圖找出兩物體的時間關(guān)系和位移關(guān)系是解題的突破口.
2.能夠追上的判定方式
(1)做勻速直線運動的物體B追趕從靜止開始做勻加速直線運動的物體A:開始時,兩個物體相距x0.若vA=vB時,xA+x0xB,則不能追上.
(2)物理判斷式法:設(shè)相遇時間為t,依據(jù)條件列多項式,得到關(guān)于t的一元二次方程,用判斷式進行討論,若Δ>0,即有兩個解,說明可以相遇兩次;若Δ=0,說明正好追上或相遇;若Δ<0,說明追不上或不能相遇.
3.注意三類追及相遇情況
(1)若被追趕的物體做勻減速運動,一定要判定是運動中被追上還是停止運動后被追上.
(2)若追趕者先做加速運動后做勻速運動,一定要判定是在加速過程中追上還是勻速過程中追上.
(3)判定是否相撞,是比較前面減速運動的物體與上面物體的速率相等的位置關(guān)系,而不是比較減速到0時的位置關(guān)系.
4.解題思路
→→→
(2)解題方法
①緊抓“一圖三式”,即:過程示意圖,時間關(guān)系式、速度關(guān)系式和位移關(guān)系式.
②審題應(yīng)捉住題目中的關(guān)鍵字眼,充分挖掘題目中的蘊涵條件,如“剛好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,它們常常對應(yīng)一個臨界狀態(tài),滿足相應(yīng)的臨界條件.
方式方法——用圖像法解決追及相遇問題
(1)兩個做勻減速直線運動物體的追及相遇問題,過程較為復(fù)雜.假若兩物體的加速度沒有給開具體的數(shù)值,但是兩個加速度的大小也不相同,假如用公式法,運算量比較大,且過程不夠直觀,若應(yīng)用v-t圖像進行討論,則會使問題簡化.
(2)依據(jù)物體在不同階段的運動過程,借助圖像的斜率、面積、交點等含意分別畫出相應(yīng)圖像,便于直觀地得到推論.
巧解直線運動五法
在解決直線運動的個別問題時,假若用常規(guī)解法——一般公式法,解答冗長且易出錯,倘若從另外角度入手,才能使問題得到快速、簡捷解答.下邊便介紹幾種處理直線運動的巧法.
一、平均速率法
在勻變速直線運動中,物體在時間t內(nèi)的平均速率等于物體在這段時間內(nèi)的初速率v0與末速率v的平均值,也等于物體在t時間內(nèi)中間時刻的瞬時速率,即===v.若果將這兩個結(jié)論加以借助,可以使個別問題的求解更為簡捷.
二、逐差法
勻變速直線運動中,在連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為一恒量,即Δx=xn+1-xn=aT2,通常的勻變速直線運動問題,若出現(xiàn)相等的時間間隔,應(yīng)優(yōu)先考慮用Δx=aT2求解.
三、比例法
對于初速率為零的勻加速直線運動與末速率為零的勻減速直線運動,可借助初速率為零的勻加速直線運動的相關(guān)比列關(guān)系求解.
四、逆向思維法
把運動過程的末態(tài)作為初態(tài)的反向研究問題的方式.通常用于末態(tài)已知的情況.
五、相對運動法
以系統(tǒng)中的一個物體為參考系研究另一個物體運動情況的方式.
六、圖象法
應(yīng)用v-t圖像,可把較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^簡單的物理問題解決.尤其是用圖像定性剖析,可避免冗長的估算,快速找出答案.
實驗一研究勻變速直線運動
基本要求:
一、實驗?zāi)康?span style="display:none">ZfI物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
1.練習(xí)使用打點計時器,學(xué)會用打上點的紙帶研究物體的運動情況.
2.會利用紙帶求勻變速直線運動的速率、加速度.
3.借助打點紙帶探究貨車速率隨時間變化的規(guī)律,并能畫出面包車運動的v-t圖像,按照圖像求加速度.
二、實驗器材
電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片.
三、實驗步驟
1.把附有滑輪的長木板置于實驗桌上,并使滑輪伸開桌面,把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,聯(lián)接好電路.
2.把一條細繩拴在貨車上,細繩越過滑輪,下面掛上合適的鉤碼,把紙帶穿過打點計時器,并把它的一端固定在貨車的旁邊.實驗裝置見上圖,放手后,看貨車能夠在木板上平穩(wěn)地加速滑行.
3.把貨車停在緊靠打點計時器處,先接通電源,后放開貨車,讓貨車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,換上新紙帶,重復(fù)三次.
4.從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開始一些比較密集的點,在前面以便檢測的地方找一個開始點,之后依次每五個點取一個計數(shù)點,確定好計數(shù)始點,并注明0、1、2、3、4、…,檢測各計數(shù)點到0點的距離x,并記錄填入表中.
位置編號
t/s
x/m
v/(m·s-1)
5.估算出相鄰的計數(shù)點之間的距離x1、x2、x3、….
6.借助一段時間內(nèi)的平均速率等于這段時間中間時刻的瞬時速率求得各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速率,填入里面的表格中.
7.增減所掛鉤碼數(shù),再做兩次實驗.
四、注意事項
1.紙帶、細繩要和長木板平行.
2.釋放貨車前,應(yīng)使貨車停在緊靠打點計時器的位置.
3.實驗時應(yīng)先接通電源,后釋放貨車;實驗后先斷掉電源,后取下紙帶.
方式規(guī)律
一、數(shù)據(jù)處理
1.勻變速直線運動的判定:
(1)沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間T內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4、…,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…則說明物體在做勻變速直線運動,且Δx=aT2.
(2)借助“平均速率法”確定多個點的瞬時速率,做出物體運動的v-t圖像.若v-t圖線是一條傾斜的直線,則說明物體的速率隨時間均勻變化,即做勻變速直線運動.
2.求速率的方式:
按照勻變速直線運動某段時間中間時刻的瞬時速率等于這段時間內(nèi)的平均速率vn=.
3.求加速度的兩種方式:
(1)逐差法:即依據(jù)x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T為相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔),求出a1=,a2=,a3=,再算出a1、a2、a3的平均值
a==×
=,即為物體的加速度.
(2)圖像法:以打某計數(shù)點時為計時起點,借助vn=求出打各點時的瞬時速率,描點得v-t圖像,圖像的斜率即為物體做勻變速直線運動的加速度.
二、誤差剖析
1.紙帶上計數(shù)點寬度檢測有碰巧偏差,故要多測幾組數(shù)據(jù),以盡量減少偏差.
2.紙帶運動時磨擦不均勻,打點不穩(wěn)定導(dǎo)致檢測偏差,所以安裝時紙帶、細繩要與長木板平行,同時選擇符合要求的交流電源的電流及頻度.
3.用畫圖法做出的v-t圖像并不是一條直線.因此在描點時最好用座標紙,在縱、橫軸上選定合適的單位,用細圓珠筆認真描點.
4.在抵達長木板末端前應(yīng)讓貨車停止運動,避免鉤碼落地,貨車與滑輪碰撞.
5.選擇一條點跡清晰的紙帶,放棄點密集部份,適當(dāng)選定計數(shù)點.
6.在座標紙上,縱、橫軸選定合適的單位(防止所描點過密或過疏,而造成偏差過大),仔細描點連線,不能連成折線,應(yīng)作一條平滑曲線,讓各點盡量落到這條曲線上,落不到曲線上的各點應(yīng)均勻分布在曲線的一側(cè).
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