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新人教版物理必修1知識梳理
直線運動
第1講　運動的描述
一、質點和參考系
1.質點:
(1)定義:用來代替物體的有① 的點。它是一種理想化模型。
(2)把物體看做質點的條件:物體的② 和③ 對研究的問題的影響可以忽略不計。
2.參考系:為了研究物體的運動而選定用來作為參考的物體。參考系可以任意選取。通常以④ 或相對于地面不動的物體為參考系。
二、位移和速度
1.位移和路程
(1)位移
a.定義:表示物體(質點)的⑤ 的變化。
b.表示方法:用從⑥ 指向⑦ 的有向線段表示。
c.是矢量。
(2)路程是物體運動⑧ 的長度,是標量。
2.平均速度和瞬時速度
(1)平均速度
a.定義:物體在某段時間內的位移與⑨ 所用時間的比值。
b.定義式:v=⑩ ,單位:m/s。
c.矢量性:速度是矢量,既有大小,也有方向。平均速度的大小在數值上等于單位時間內物體 的大小,平均速度的方向就是物體位移的方向。
d.物理意義: 表示物體運動快慢的物理量。
(2)瞬時速度:運動物體在 (或某一位置)的速度,是矢量,方向即物體這一時刻(或這一位置)的運動方向。能夠精確描述物體的運動情況。
3.速率和平均速率
(1)速率: 的大小,是標量。
(2)平均速率:是 與 的比值,是標量。
三、加速度
1.定義:速度的 與發生這一變化所用時間的比值。
2.定義式:a=,單位是 m/s2。
3.方向:與速度變化量的方向相同。
4.物理意義:描述速度 的物理量。
答案：①質量 ②大小 ③形狀 ④地面 ⑤位置 ⑥初位置 ⑦末位置 ⑧軌跡 ⑨發生這段位移 ⑩ 位移 粗略 某一時刻 瞬時速度 路程 時間 變化量 變化快慢
第2講　勻變速直線運動
一、勻變速直線運動及基本規律
1.定義和分類
(1)勻變速直線運動:沿著一條直線,且① 不變的運動。
(2)分類
2.三個基本關系:
(1)速度與時間的關系式:④ 。
(2)位移與時間的關系式:⑤ 。
(3)位移與速度的關系式:⑥ 。
二、勻變速直線運動的推論
1.平均速度公式:==⑦ 。
2.位移差公式:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=⑧ 。
可以推廣到xm-xn=(m-n)aT2。
3.某段位移內中間位置的瞬時速度與這段位移的初、末速度v0與vt的關系為=
4.初速度為零的勻加速直線運動比例式
(1)1T末,2T末,3T末…瞬時速度之比為:
v1∶v2∶v3∶…=⑨ 。
(2)1T內,2T內,3T內…位移之比為:
x1∶x2∶x3∶…=⑩ 。
(3)第一個T內,第二個T內,第三個T內…位移之比為:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…= 。
(4)通過連續相等的位移所用時間之比為:
t1∶t2∶t3∶…= 。
三、自由落體運動和豎直上拋運動
1.自由落體運動
(1)條件:物體只在 作用下,從 開始的運動。
(2)運動性質:初速度v0=0、加速度為重力加速度g的 運動。
(3)基本規律
a.速度公式:v= 。
b.位移公式:h= 。
c.速度位移關系式:v2= 。
(4)伽利略對自由落體運動的研究
a.伽利略通過 的方法推翻了亞里士多德的“重的物體比輕的物體下落快”的結論。
b.伽利略對自由落體運動的研究方法是邏輯推理→猜想與假設→實驗驗證→合理外推。這種方法的核心是把實驗和 (包括數學演算)和諧地結合起來。
2.豎直上拋運動
(1)運動特點:加速度為g,上升階段做 運動,下降階段做 。
(2)基本規律
a.速度公式:v= 。
b.位移公式:h= 。
c.速度位移關系式: =-2gh。
d.上升的最大高度:h= 。
e.上升到最大高度用時:t= 。
答案：①加速度 ④v=v0+at ⑤x=v0t+at2 ⑥v2-=2ax ⑦ ⑧aT2 ⑨1∶2∶3∶… ⑩1∶22∶32∶…1∶3∶5∶… 1∶(-1)∶(-)∶… 重力 靜止 勻加速直線運動 gt gt2 2gh 邏輯推理 邏輯推理 勻減速直線 自由落體運動 v0-gt v0t-gt2 v2-
專題1　運動的圖像
1.運動的兩種圖像
直線運動的x-t圖像
(1)意義:反映了直線運動的物體位移隨時間變化的規律。
(2)圖線上某點切線的斜率的意義
①斜率的大小:表示物體速度的大小。
②斜率的正負:表示物體速度的方向。
(3)兩種特殊的x-t圖像
①若x-t圖像是一條平行于時間軸的直線,說明物體處于靜止狀態。(如甲所示)
②若x-t圖像是一條傾斜的直線,說明物體在做勻速直線運動。(如乙所示)
直線運動的v-t圖像
(1)意義:反映了直線運動的物體速度隨時間變化的規律。
(2)圖線上某點切線的斜率的意義
①斜率的大小:表示物體加速度的大小。
②斜率的正負:表示物體加速度的方向。
(3)兩種特殊的v-t圖像
①勻速直線運動的v-t圖像是與時間軸平行的直線。(如甲所示)
②勻變速直線運動的v-t圖像是一條傾斜的直線。(如乙所示)
(4)圖線與時間軸圍成的“面積”的意義
①圖線與時間軸圍成的“面積”表示相應時間內的位移。
②若此面積在時間軸的上方,表示這段時間內的位移方向為正方向;若此面積在時間軸的下方,表示這段時間內的位移方向為負方向。
2.圖像“六看”
(1)看“軸”(坐標軸代表哪個物理量):x-t圖像、v-t圖像。
(2)看“線”(形狀是直線還是曲線):傾斜直線表示y隨x均勻變化;曲線表示y隨x非均勻變化。
(3)看“斜率”:斜率k=表示y隨x變化的快慢。
(4)看“點”(特殊點和圖線的交點):轉折點表示圖像的斜率發生突變;兩線交點表示對應縱、橫坐標軸物理量相等;圖線在縱軸上的截距一般表示物理過程的“初始”情況。
(5)看“面積”(面積代表哪個物理量):y對x的累積量。
(6)看“象限”(圖線在時間軸上方還是下方):第1象限代表正方向,第4象限代表負方向。
3.應用運動圖像的三點注意
(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的函數關系決定。
實驗:測量做直線運動物體的瞬時速度
一、實驗器材
電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、①　刻度尺　、導線、電源、復寫紙。
關于打點計時器要知道以下內容:
作用 計時儀器,每隔0.02s打一次點
工作條件 電磁打點計時器:連接②　8V　交流電源 電火花計時器:連接220V交流電源
紙帶上點的意義 a.表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置; b.通過研究紙帶上各點之間的間隔,可以判斷物體的運動情況
二、實驗步驟
1.把附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長木板上③　沒有滑輪　的一端,連接好電路。
2.把一條細繩拴在小車上,細繩跨過滑輪,并在繩的另一端掛上合適的鉤碼,把紙帶穿過打點計時器,并把紙帶的一端固定在小車的后面,如圖所示。調整滑輪的高度,使細繩與長木板 ④　平行　。
3.把小車放在靠近打點計時器處,先⑤　接通電源　,后⑥　放開小車　,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。取下紙帶,換上新紙帶,重復實驗二次。
4.從三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,在后面便于測量的地方找一個開始點,以后依次隔四個點取一個計數點,確定好計數始點,并標明0、1、2、3、4…,測量各計數點到0點的距離x,并填入表中。
位置編號 1 2 3 4 5
t/s
x/m
v/(m·s-1)
　　5.計算出相鄰的計數點之間的距離Δx1、Δx2、Δx3…
6.利用一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數點1、2、3、4、5…的瞬時速度,填入表格中。
7.增減所掛鉤碼個數,再做兩次實驗。
三、數據處理
1.利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動的方法
(1)沿直線運動的物體在連續相等時間間隔的不同時刻的速度分別為v1、v2、v3、v4…,若v2-v1=v3-v2=v4-v3=…,則說明物體在相等時間內速度的增加量相等,由此說明物體在做勻變速直線運動,即a===…。
(2)沿直線運動的物體在連續相等時間T內的位移分別為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=⑦　aT2　。
2.速度、加速度的求解方法
(1)“平均速度法”求速度
vn=,如圖所示。
(2)“逐差法”求加速度
a1=,a2=,a3=,然后取平均值,=,這樣使所給數據全部得到利用,以提高準確性。
(3)“圖像法”求加速度
由“平均速度法”求出多個點的速度,畫出v-t圖像,圖線的⑧　斜率　即加速度。
說明　由實驗數據得出v-t圖像要注意:
根據表格中的v、t數據,在平面直角坐標系中仔細描點,作出一條直線,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均勻分布在直線兩側,這條直線就是本次實驗得到的v-t圖像,它是一條傾斜的直線,如圖所示。
四、誤差分析
1.根據紙帶測量的位移有誤差。
2.電源頻率不穩定,造成相鄰兩點的時間間隔不完全相等。
3.紙帶運動時打點不穩定引起測量誤差。
4.用作圖法,作出的v-t圖線并不是一條直線。
5.木板的粗糙程度并非完全相同,這樣測量得到的加速度只能是所測量段的平均加速度。

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