匀速直线运动的研究
匀速直线运动的案例研究
对匀速直线运动的影响：空气阻力会使物体产生加速度，从而改变物体的运动状态
限制和挑战：在现实生活中，完全不受空气阻力的物体是不存在的，因此匀速直线运动在现 实中是不存在的 案例分析：以飞机为例，飞机在高速飞行时受到的空气阻力非常大，因此需要采取措施来减 小空气阻力
应用场景：匀速 直线运动、碰撞、 爆炸等。
意义：揭示了物 体间相互作用的 基本规律，是经 典力学的基础之 一。
能量守恒定律
定义：能量既不 会凭空产生，也 不会凭空消失， 它只会从一种形 式转化为另一种 形式，或者从一 个物体转移到另 一个物体，而能 量的总量保持不 变。
匀速直线运动： 物体作匀速直线 运动时，在任意 相同时间间隔内 通过的位移相同， 则物体在任意相 同时间间隔内消 耗的电能也相同。
运动性质：匀 速直线运动
参考系：一般 采用惯性参考
系
加速度：加速 度为零，即电 梯不受外力作
用
飞机匀速飞行
定义：飞机以恒 定的速度沿着直 线方向运动
特点：速度不变， 加速度为零
实例：民航客机 在平流层巡航飞 行
研究意义：为航 空航天领域提供 理论支持
火箭匀速上升
火箭发射速度 地球引力与火箭推力平衡 火箭运动状态保持不变 卫星轨道稳定
匀速直线运动特征：速度大小和方向都不 发生改变
矢量图表示
速度的定义 速度的矢量性 匀速直线运动的定义 匀速直线运动的矢量图表示
运动方程
定义：描述物体 运动轨迹的数学 表达式
形式：s=vt（其 中s为位移，v为 速度，t为时间）
适用范围：匀速 直线运动
意义：揭示物体 运动的规律和特 征
02
匀变速直线运动的位移与时间的关系
新知讲解
得－v ＝xt＝v0t＋t12at2＝v0＋12at＝2v0＋ 2 at＝ v0＋v20＋at＝v0＋2 v即有－v ＝v0＋2 v＝v
故在匀变速直线运动中，某一段时间内的平均速度等于该 段时间内中间时刻的瞬时速度，又等于这段时间内初速度和末 速度的算术平均值。
新知讲解
拓展学习：匀变速直线运动位移公式的推导
拓展提高
2、一质点沿一直线运动，t＝0时，位于坐标原点，下图为质点做
直线运动的速度时间图象．由图可知：
（1）该质点的位移随时间变化的关系式是：x=_－__4_t_＋__0_.2_t_2__。
（2）在时刻t＝_1_0__s时，质点距坐标原点最远。 （3）从t＝0到t＝20 s内质点的位移是__0_m___；
新知讲解
分析 两个问题都是已知匀变速直线运动的时间来计算 位移。
第（1）问需要用匀变速直线运动的位移与时间的关系 式计算。
第（2）问中，飞机着舰做匀减速直线运动的加速度需 要根据速度与时间的关系式计算。匀减速运动各矢量的方向 较为复杂，因此需要建立一维坐标系来确定它们的正负。
新知讲解
解：（1）根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式，有
与v0同向，则a取正值；若a与v0反向，则a取负值；
（3）如果初速度为
0，
x
1 2
at2
（4）解题时先用字母代表物理量，再代入数值进行计算，代入数
据时，各物理量的单位要统一。
知识拓展
x
1 2
at2
匀变速直线的位移-时间图像
因为位移公式是关于t的 一元二次函数，故x－t图象是 一条抛物线（一部分）。
新知讲解
分析：由于把动车进站过程视为匀减速直线运动，因此 可以应用匀变速直线运动的速度与位移关系式计算动车的加 速度。本题加速度方向跟速度方向相反，因此需要建立一维 坐标系来处理相关物理量的正负号。
平衡力匀速直线运动的原理
平衡力匀速直线运动的原理平衡力是指使物体保持平衡状态的力量。
当物体处于匀速直线运动时，其受力情况需要满足平衡力的要求。
平衡力的原理涉及多个方面，包括牛顿第一定律和力的平衡条件等。
首先，根据牛顿第一定律，也称为惯性定律，当物体受到合力为零的作用时，即平衡力等于零时，物体将保持匀速直线运动。
这是因为物体具有惯性，即物体中的每一个质点都会保持其原有的速度和方向，除非受到外力的干扰。
因此，平衡力为零意味着物体处于力的平衡状态，没有外力干预运动状态。
其次，力的平衡条件也是平衡力原理的基础之一。
力的平衡条件要求物体在各个方向上合力为零。
在匀速直线运动中，物体的速度不会改变，所以合力必须为零，才能保持匀速直线运动。
根据力的平衡条件，可以得出物体所受到的合力必须为零，即物体所受的重力和外力的合力为零。
如果合力不为零，物体将受到一个加速度，导致速度和方向的变化，运动状态将不再保持稳定。
此外，受力的矢量性质也是平衡力原理的一个重要方面。
矢量具有大小和方向两个特征，所以力也具有大小和方向。
平衡力的原理要求物体受到的每一个力都必须与其他力保持平衡，也就是说，每个力的大小和方向都必须合适，以保持整个系统的平衡。
在匀速直线运动中，物体所受的力必须相互平衡，以克服摩擦力、阻力等干扰因素，保持匀速直线运动。
最后，平衡力原理还与质点受力分析和分解力的概念相关。
根据质点受力分析的原理，可以将物体所受的力分解为各个方向上的分力，然后利用力的平衡条件进行计算和分析。
例如，在水平方向上，物体所受的外力需要与摩擦力相平衡，即外力等于摩擦力，才能保持匀速直线运动。
在竖直方向上，物体所受的重力需要与支持力相平衡，即重力等于支持力，才能保持匀速直线运动。
通过这种分解和平衡的方法，可以确定物体所受力的大小和方向，从而实现运动的平衡。
总结起来，平衡力匀速直线运动的原理涉及牛顿第一定律、力的平衡条件、矢量性质、质点受力分析和分解力等多个方面。
平衡力的原理要求物体受到的合力为零，并且各个方向上的力相互平衡，以保持匀速直线运动。
第4课 实验：研究匀速直线运动
题型探究
解析： 物体只在重力的作用下做匀加速直线运动， 通过对纸带数 据的处理，可以求出当地的重力加速度数值 . g1＋g2＋g3＋g4＋g5 － 方法 A： g ＝ 5 s2－s1 s3－s2 s4－s3 s5－s4 s6－s5 ＋ 2 ＋ 2 ＋ 2 ＋ 2 s6－s1 T2 T T T T ＝ ＝ . 5 5T2 所以方法 A 中只有 s1 和 s6 起作用. s4－s1 s5－s2 s6－s3 2 ＋ 2 ＋ 2 g ＋ g ＋ g 3T 3T 3T 1 2 3 方法 B：－ g＝ ＝ ＝ 3 3 （s4＋s5＋s6）－（s1＋s2＋s3） . 9T2
方 法 A 中有 ________ ；方法 B 中有 ________________. 因 此 ，选择方法
目 从数据处理方法看，在 s1、s2、s3、s4、s5、s6 中，对实验结果起作用的： 链 接
________(“A”或“B”)更合理，这样可以减少实验的________(“系统”或 “ 偶 然 ”) 误 差 . 本 实 验 误 差 的 主 要 来 源 有 ________________________________________( 试举出两条).
实验探究
七、注意事项
1.平行. 纸带、细绳要和长木板平行. 2.靠近. 释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置 . 3.先后顺序. 实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带. 4.防止碰撞. 在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞.
栏 目 链 接
起点的距离)，斜率表示________，其大小为________m/s2(保留三
位有效数字).
题型探究
解析：由于物体做的是匀变速直线运动，所以其从某一点开始运动的 1 2 a2 2 位移 s＝v0t＋ at ，由于 st 图线是一条倾斜直线，因此 v0＝0，则 s＝ t ， 2 2 a 这样，我们就可以知道 st 图的斜率为 ，通过图线可求得斜率为 0.464. 2
高三物理第一轮复习---用打点计时器研究匀速直线运动_
高三物理第一轮复习---用打点计时器研究匀速直线运动_1．练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动．2．掌握判断物体是否做匀变速运动的方法．3．测定匀变速直线运动的加速度．二、实验原理1．打点计时器打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器．它每隔0.02s打一次点(交流电频率为50Hz)。
电磁打点计时器的工作电压是4～6V，电火花打点计时器的工作电压是220V。
2．纸带上打的点的意义纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置．研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体的运动情况．3．分析纸带可判断物体运动的性质：①若相等时间内的位移相等，则物体做匀速直线运动；②若相等时间内的位移不相等，则物体做变速直线运动；③若连续相等时间内的位移差为恒量，则物体做匀变速直线运动，并可由△x=aT2求出加速度(为了减小误差常用逐差法或v－t图象法求加速度)．4．求加速度的方法：①用逐差法求加速度②用v-t图象法先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度③ 平均速度法求加速度：即利用已求出的瞬时速度值，按加速度的定义式求加速度值，为了充分利用所有实验数据，减小误差，同样采用逐差法进行数据处理．三、实验器材电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.四、实验步骤⑴、把附有滑轮的长木板平放在实验桌上并使滑轮伸出桌面。
⑵、把打点计时器固定在木板上无滑轮的一端，如右图。
⑶、把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当的数量钩码。
点拨：吊适当数量的钩码是为小车的加速度适当大些，减小长度测量的相对误差，并能在纸带上长约50厘米的范围内取出7-8个计数点为宜。
⑷、把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。
⑸、先使小车依靠在打点计时器处，接通电源后再释放小车让其运动。
⑹、断开电源取下纸带。
⑺、换上新纸带再做两次。
点拨：再做两次的目的是为了在点子已打出的纸带中选出两条无漏点、无双点，点距正常清晰的纸带，一条作逐差法用，一条作图象法用。
高一物理必修第一册第二章匀速变直线运动的研究知识梳理核心练习卷含答案解析(90)
高一物理必修第一册第二章匀速变直线运动的研究知识梳理核心练习卷含答案解析有一根长L =15m 的铁链悬挂在某楼顶，楼中有一巨大的窗口，窗口上沿离铁链的最低点H =5m 。
当铁链从静止开始下落后始终保持竖直，不计空气阻力。
（g =10m/s 2）求：(1)铁链下端A 下落到窗口的上沿B 时，铁链的速度大小 (2)铁链通过窗口上沿的时间 【答案】(1)10m/s ；(2)1s 【详解】(1)设铁链下端A 下落到窗口的上沿B 时，铁链的速度大小为v 12102v gH -=解得110m/s v =(2) 铁链通过窗口上沿的时间为2112L v t gt =+解得1s t =92．一辆汽车以36km/h 的速度匀速行驶10s ，然后又以1.5m/s 2的加速度匀加速行驶10s 。
求： （1）汽车在20s 内的位移； （2）汽车在15s 末的瞬时速度； （3）汽车在20s 内的平均速度。
【答案】（1）275m ；（2）17.5m/s ；（3）13.75m/s 【详解】（1）汽车的初速度v 0=36km/h=10m/s ，汽车在20s 内的位移分为匀速运动位移和匀加速运动位移，前10s 内匀速运动的位移x 1=v 0t =10×10m=100m后10s 内做匀加速运动的位移2220111010m 1.510m 22x v t at =+=⨯+⨯⨯=175m故汽车在前20s 内的总位移x =x 1+x 2=100m +175m=275m（2）由题意知汽车运动前10s 做匀速运动，故15s 末是汽车做匀加速运动5s 末的瞬时速度，根据速度时间关系有v 1=v 0+at =10m/s +1.5×5m/s=17.5m/s（3）根据平均速度公式，汽车在前20s 内的平均速度275m /s 13.75m /s 20x v t === 93．一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以12m/s 的速度匀速行驶的货车严重超载时，立即前去追赶，以22m/s 的加速度做匀加速运动，为确保安全，警车的行驶速度必须控制在72km/h 以内。
人教版(新课标)高中物理必修一第二章匀变速直线运动的研究——2
时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
速度(m/s) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62
二、匀变速直线运动的位移
思考与讨论
以下是关于这个问题的讨论。 老师：能不能根据表中的数据，用最简便的 方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？ 学生A：能。可以用下面的办法估算：
• 解决问题：若飞机起飞做匀加速度直线运 动，初速度v0＝2 m/s，加速度a＝2 m/s2， 求飞机1 s内的位移和2 s内的位移？
• （由位移公式计算得3m和8m）
例题
在平直公路上，一汽车的速度为15m/s。 从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车 以2m/s2的加速度运动，问刹车后10s末车 离开始刹车点多远？
图像中图线与时间轴之间包围的梯形面积。 2、公式
当堂检测1：一辆汽车原来匀速行驶，速度是 24m/s，从某时刻起以2m/s2的加速度匀加速行 驶。从加速行驶开始行驶180m所需时间为多少？
解：设初速度v0方向为正方向，所需时间为t
由题意得：v0 =24m/s a=2m/s2
由
x
v0t
1 2
at
2
得：t2+24t-180=0
欢迎大家发表意见。
思考2
这个材料中体现了什么科学思想？
科学思想方法：先把过程无限分割, 以“不变”近似代替“变”,然后再 进行累加的思想 。(微元法）
思考3
这种科学思想方法能否应用到匀变速直线运动
的v-t图象上呢？
设计方案:从v-t图象中探究匀变速直线运动的
位移
分割
v/m/s
v/m/s
50
50
40
匀变速直线运动位移与时间的关系(讲义)
第二章匀变速直线运动的研究匀变速直线运动位移与时间的关系情境导入舰载机在航空母舰的甲板上起飞是，在弹射系统的作用下获得一定的速度，然后在甲板上继续加速一段距离便可达到起飞的速度。
知识点一：匀速直线运动的位移1.做匀速直线运动的物体在时间t内的位移：x＝vt 。
2．做匀速直线运动的物体，其v-t图象是一条平行于时间轴的直线，其位移在数值上等于v-t图线与对应的时间轴所包围的矩形的面积，如图所示：（1）当“面积”在t轴上方时，位移取正值，这表示物体的位移与规定的正方向相同；（2）当“面积”在t轴下方时，位移取负值，这表示物体的位移与规定的正方向相反。
知识点二：匀变速直线运动的位移1．微元法与极限思想的应用在匀变速直线运动中，由加速度的定义易得速度的变化量Δv＝a·Δt，只要时间足够短，速度的变化量就非常小，在非常短的时间内，我们就可以用熟悉的匀速直线运动的位移公式近似计算匀变速直线运动的位移。
如图所示，甲图中与Δt对应的每个小矩形的面积就可以看做Δt时间内的位移。
如果把每一小段Δt内的运动看做匀速直线运动，则各小矩形面积之和等于各段Δt时间内做匀速直线运动的位移之和。
时间Δt越短，速度变化量Δv 就越小，我们这样计算的误差也就越小。
当Δt →0时，各矩形面积之和趋近于v -t 图象与时间轴所围成的面积。
由梯形面积公式得x ＝(v 0＋v )·t2在任何运动中都有x ＝·t因此＝v 0＋v 2(适用匀变速直线运动)把v ＝v 0＋at 代入x ＝(v 0＋v )·t2得x ＝v 0t ＋12at 22．x ＝v 0t ＋12at 2的理解公式的意义 反应了位移随时间的变化规律，不是路程随时间的变化规律 适用条件 仅适用于匀变速直线运动矢量性公式中x 、v 0、a 都是矢量，应用时必须选取统一的正方向，一般选v 0方向为正方向 特殊形式(1)当a ＝0时，x ＝v 0t (匀速直线运动)。
物体的匀速直线运动实验研究
物体的匀速直线运动实验研究物体的运动是物理学中的一个重要研究对象，而匀速直线运动是其中的一个基本模型。
本文将通过实验来研究物体的匀速直线运动特征，并探讨相关的物理原理。
实验目的：通过对物体在匀速直线运动过程中的位置和时间的测量，确定物体的速度，并研究物体在匀速直线运动中的位移与时间的关系。
实验材料和仪器：1. 直线轨道：用来保证物体的运动轨迹是直线且无摩擦的；2. 滑块：用来模拟物体在轨道上的运动；3. 计时器：用来测量物体运动的时间；4. 标尺：用来测量物体在轨道上不同位置的位移。
实验步骤：1. 将直线轨道平放在水平桌面上，并确保其固定不动；2. 将滑块放在轨道上，并确保其能够顺畅地运动；3. 将滑块推送到轨道上的一个起始位置，并用计时器记录下时间t1；4. 通过标尺测量滑块在起始位置的位移 x1；5. 接着将滑块推送到轨道上的另一个位置，并用计时器记录下时间t2；6. 通过标尺测量滑块在另一个位置的位移 x2；7. 重复步骤5和步骤6，记录不同位置的位移和时间，直至滑块到达终点位置；8. 根据实验数据计算物体在不同时间间隔内的平均速度，并将结果记录下来；9. 绘制位移-时间图，并根据数据点拟合出直线；10. 分析实验数据，探讨物体匀速直线运动的特征和物理原理。
实验结果：通过实验得到的位移-时间图是一条直线，表明物体的直线运动是匀速的。
而根据实验数据计算得到的物体平均速度是恒定的，符合匀速运动的特征。
讨论与结论：物体的匀速直线运动是指物体在相等时间间隔内，位移相等的运动。
实验结果表明，在无外力作用下，物体的匀速直线运动中速度是恒定的，位移与时间成正比，且运动轨迹是一条直线。
物理原理解释：物体的匀速直线运动符合牛顿第一定律，即当合外力为零时，物体将保持匀速直线运动，速度和方向都不会改变。
在实验中，由于轨道的设计保证了无摩擦，因此外力可以忽略不计，这样物体就会保持匀速直线运动。
该实验还可以进一步扩展，通过改变轨道倾角、引入摩擦力等因素，研究物体运动的变化规律。
02第二章匀变速直线运动(含答案)
第二章匀变速直线运动的研究第一节匀变速直线运动的基本规律【学习目标】1、熟练掌握匀变速直线运动速度、位移的规律2、能熟练地应用匀变速直线运动速度、位移的规律解题。
【自主学习】一、匀速直线运动：1、定义：2、特征：速度的大小和方向都，加速度为。
二、匀变速直线运动：1、定义：2、特征：速度的大小随时间，加速度的大小和方向3、匀变速直线运动的基本规律：设物体的初速度为v0、t秒末的速度为v t、经过的位移为S、加速度为a，则两个基本公式：、【典型例题】例1、几个作匀变速直线运动的物体，在ts秒内位移最大的是（）A．加速度最大的物体B．初速度最大的物体C．末速度最大的物体D．平均速度最大的物体例2、一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s。
在这1s内该物体的( )A．位移的大小可能小于4m B．位移的大小可能大于10mC．加速度的大小可能小于4m/s2D．加速度的大小可能大于10m/s2.例3、甲、乙两个质点同时同地向同一方向做直线运动，它们的v—t图象如图所示，则（）A．乙比甲运动的快B．2 s乙追上甲C．甲的平均速度大于乙的平均速度D．乙追上甲时距出发点40 m远例4、一列火车作匀变速直线运动驶来，一人在轨道旁观察火车的运动，发现在相邻的两个10s内，火车从他面前分别驶过8节车厢和6节车厢，每节车厢长8m（连接处长度不计）。
求：⑴火车的加速度a；0.16m/s2⑵人开始观察时火车速度的大小。
v0＝7.2m/s1．骑自行车的人沿着直线从静止开始运动，运动后，在第1 s、2 s、3 s、4 s内，通过的路程分别为1 m、2 m、3 m、4 m，有关其运动的描述正确的是（）A．4 s内的平均速度是2.5 m/sB．在第3、4 s内平均速度是3.5 m/sC．第3 s末的瞬时速度一定是3 m/sD．该运动一定是匀加速直线运动2．汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度为5m/s2，那么开始刹车后2 s与开始刹车后6 s汽车通过的位移之比为（）A．1∶4 B.3∶5 C.3∶4 D.5∶93．作匀变速直线运动的物体，在两个连续相等的时间间隔T内的平均速度分别为V1和V2，则它的加速度为___________。
关于《匀速直线运动》探究实验教学的研究
括 第 三 种 计 时 方 式 的 计 时 员 甲 ） 作 探 究 ， 生 甲 负 合 学 责 观 察 玻 璃 管 内气 泡 的 运 动 情 况 ，并 指 挥 其 他 四 名
学 生 （ 、 、 、 ） 别进 行计 时 。 气 泡 由如 图所 乙 丙 丁 戊 分 当 示 位 置 上 升 到 Ａ 位 置 时 发 出 口令 ：计 时 ” 四 名 计 “ ， 时 学 生 一 起 按 下 秒 表 ； 气 泡 上 升 到 Ｂ 点 时 发 出 口 当
通 过 各 区 间 的速 度 ｖ（ｍ ／） ／ｃ ｓ
时 间 变 化 是 波 动 性 的 。 难 猜 想 ， 泡 在 玻 璃 管 中 的 不 气
鸯■
图 ２ 图３
上 升 运 动 ， 过 连 续 相 等 路 程 的 时 间 要 么 相 等 、 ／， 经 要 ｚ
连 续 增 大 或 连 续 减 小 ， 即 应 是 线 性 变 化 的 。 由此 可 见 ，第 一 种 方 式 测 量 的 数 据 与 气 泡 上 升 运 动 的 规 律 不符 。 二 种与第 三种 测量 方式 ， 其 是第 三种 测量 第 尤 方 式 ， 果 最 接 近 线 性 变 化 ， 接 近 气 泡 上 升 运 动 的 结 最
图像 分 析 ：
从 ０点 开 始 的 路程 ｓ ｍ ／ ｅ 从 ０点 开 始 计 时 的 时 间
０ ０
Ｏ
１ ２ ３ ４ ０ ０ ０ ０ ７１ １ ． ２ ． ３ ． ． ４５ １ Ｏ１ ９
７． １ １ ９ ２２７ ３ ４ ４． ． ０．
Ｏ
７５ ．
认 为学 生 在测 量过 程 中 ， 时 、 数 等存 在 的误 差 是 计 读
高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 匀速直线运动模型素材 新人教必修1(通用)
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2021/5/212021/5/212021/5/212021/5/21
专家告诉
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16、行动出成果，工作出财富。。2021/5/212021/5/21May 21, 2021
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17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2021/5/212021/5/212021/5/212021/5/21
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9、没有失败，只有暂时停止成功！。2021/5/212021/5/21Friday, May 21, 2021
由曝光位移 求高度
图示
声波通过 通过发射两次
下落石子曝光
云层反射， (并接收两次)脉
说明
时间内的运动
视为匀速 冲超声波测定汽
视为匀速运动
直线运动
车的速度
一辆客车在某高速公路上行
驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀
速直线运动．司机发现其将要通过正前方
高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，5 s 后听到
回声，听到回声后又行驶 10 s 司机第二次
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10、雨中黄叶树，灯下白头人。。2021/5/212021/5/212021/5/215/21/2021 3:16:59 AM
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11、以我独沈久，愧君相见频。。2021/5/212021/5/212021/5/21May-2121-May-21
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12、故人江海别，几度隔山川。。2021/5/212021/5/212021/5/21Friday, May 21, 2021
鸣笛，3 s 后听到回声．已知此高速公路的
最高限速为 120 km/h，声音在空气中的传
播速度为 340 m/s.请根据以上数据帮助司
运动的描述、匀变速直线运动的研究重点总结
运动的描述 匀变速直线运动的研究第1单元 直线运动的基本概念1、 机械运动：一个物体相对于另一物体位置的改变（平动、转动、直线、曲线、圆周）参考系：假定为不动的物体（1） 参考系可以任意选取,一般以地面为参考系（2） 同一个物体，选择不同的参考系，观察的结果可能不同（3） 一切物体都在运动，运动是绝对的，而静止是相对的2、 质点：在研究物体时，不考虑物体的大小和形状，而把物体看成是有质量的点，或者说用一个有质量的点来代替整个物体，这个点叫做质点。
（1） 质点忽略了无关因素和次要因素，是简化出来的理想的、抽象的模型，客观上不存在。
（2） 大的物体不一定不能看成质点，小的物体不一定就能看成质点。
（3） 转动的物体不一定不能看成质点，平动的物体不一定总能看成质点。
（4） 某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程度。
3、时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。
例如几秒初，几秒末。
时间：前后两时刻之差。
时间坐标轴线段表示时间，第n 秒至第n+3秒的时间为3秒 （对应于坐标系中的线段）4、位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。
路程：物体运动轨迹之长，是标量。
路程不等于位移大小（坐标系中的点、线段和曲线的长度）5、速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量， 是矢量。
平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，υ=s/t （方向为位移的方向）平均速率：为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同（粗略描述运动的快慢）即时速度：对应于某一时刻（或位置）的速度，方向为物体的运动方向。
（ts v t ∆∆=→∆0lim ） 直线运动 直线运动的条件：a 、v 0共线参考系、质点、时间和时刻、位移和路程速度、速率、平均速度加速度运动的描述典型的直线运动匀速直线运动 s=v t ，s-t 图，（a ＝0）匀变速直线运动特例 自由落体（a ＝g ） 竖直上抛（a ＝g ） v - t 图规律 at v v t +=0,2021at t v s +=as v v t 2202=-,t v v s t 20+=即时速率：即时速度的大小即为速率；【例1】物体M 从A 运动到B ，前半程平均速度为v 1，后半程平均速度为v 2，那么全程的平均速度是：（ D ）A ．（v 1+v 2）/2B ．21v v ⋅C ．212221v v v v ++D ．21212v v v v + 【例2】某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一小木块掉在河水里，但一直航行至上游某处时此人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1小时追上小木块时，发现小木块距离桥有5400米远，若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。
高中物理必修一匀速直线运动的研究题型总结及解题方法
(每日一练)高中物理必修一匀速直线运动的研究题型总结及解题方法单选题1、如图所示，A、B两物体相距s=7m，物体A以v A=4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度v B=10m/s，只在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度a=-2m/s2，那么物体A追上物体B所用的时间为（）A．6sB．7sC．8sD．9s答案：C解析：A物体做匀速直线运动，位移为x A=v A t=4tB物体做匀减速直线运动，位移为x B=v B t+12at2设物体B速度减到零的时间为t1，由匀变速直线运动的速度公式可得时间t1=0−v Ba=−10−2s=5sB物体在5s时间内的位移为x B=v B t1+12a12=10×5m−12×2×52m=25mA物体在5s时间内的位移为x A1=v A t1=4×5m=20m由此可知x A1−7m<x B由此可知在5s内，A物体没有追上B物体，A物体继续运动12m，方可追上B物体，则有t2=x B−x A1+sv A=25−20+74s=3s因此物体A追上物体B所用的时间为t总=t1+t2=5s+3s=8sABD错误，C正确。
故选C。
2、如图所示，一小滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端C，已知AB＝BC，则下列说法正确的是（）A．滑块到达B、C两点的速度之比为1：2B．滑块到达B、C两点的速度之比为1：3C．滑块通过AB、BC两段的时间之比为1:√2D．滑块通过AB、BC两段的时间之比为(√2+1):1答案：D解析：AB．由题意可知小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，设小滑块到达B、C两点的速度分别为v B、v C，则根据运动学公式有v B2=2ax ABv C2=2ax AC由题意可知x AC=2x AB整理可得滑块到达B、C两点的速度之比为1:√2，故AB错误；CD．设小滑块到达B、C两点的速度分别为t B、，则根据运动学公式有x AB=12at B2x AC=12at C2结合x AC=2x AB整理可得滑块通过AB、BC两段的时间之比为(√2+1):1，故C错误，D正确。
力学篇匀速直线运动的特点与分析
加速和减速
在实际行驶过程中，交通工具需 要经历加速和减速的过程。这些 过程可以看作是匀变速直线运动 ，即加速度大小和方向保持不变
的直线运动。
转弯和曲线行驶
当交通工具需要转弯或在曲线上 行驶时，其运动状态将不再是匀 速直线运动，而是曲线运动。此 时，需要考虑向心加速度和向心
力等因素。
物体自由落体过程分析
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天体运动规律研究
开普勒定律
描述了行星绕太阳运动的轨道形 状、运动周期和速度变化规律， 揭示了天体运动的匀速直线运动
特性。
万有引力定律
解释了天体之间相互作用力的本质 ，为天体运动的匀速直线运动提供 了理论支持。
宇宙膨胀理论
通过观察遥远星系的光谱红移现象 ，推断出宇宙正在匀速膨胀，进一 步印证了匀速直线运动在天体运动 中的普遍性。
要点二
实例二
自由落体运动。在地球表面附近，物 体仅受重力作用从静止开始下落的运 动叫做自由落体运动。这种运动可以 看作是匀加速直线运动的特例，其中 加速度大小为重力加速度g，方向竖 直向下。
要点三
实例三
斜抛运动。物体以一定的初速度斜向 射出去，在空气阻力可以忽略的情况 下，物体所做的这类运动叫做斜抛运 动。斜抛运动可以分解为水平方向的 匀速直线运动和竖直方向的自由落体 运动的合运动。
斜率的计算
斜率可以通过位移-时间图像的两条线段的纵坐标差与横坐标差之商来计算，即k=(s2-s1)/(t2-t1)。在 匀速直线运动中，斜率就是速度v。
面积表示位移大小及方向
面积与位移的关系
在一次函数中，函数图像与坐标轴围 成的面积表示位移的大小和方向。当 面积在x轴上方时，表示位移为正；当 面积在x轴下方时，表示位移为负。
高中物理实验：研究匀速直线运动
高中物理实验：研究匀速直线运动研究匀速直线运动实验目的：研究匀速直线运动规律实验原理：物体在一条直线上运动，且在相等的时间间隔内通过的位移相等，这种运动称为匀速直线运动。
做匀速直线运动的物体，在不同的位移或时间段中，位移与时间的比值是一个常数，称为速度，速度的大小直接反映了物体运动的快慢。
严格地讲，匀速直线运动是一种理想运动状态，本实验只做近似的研究。
实验器材：Edislabpro400数据采集器、位移分体传感器、计算机、力学轨道及配套小车等附件实验准备：实验装置：将力学轨道放置于平稳实验台上，安装轨道配件，在小车上放置位移传感器发射端，轨道末端固定放置接收端，使其发射、接收口基本正对，连接传感器与数据采集器以及电脑，如图(6-1)。
软件配置：打开Edislab软件，在“实验配置”中的“采集参数”选项中“限定时间”调整到35秒左右，如图(6-2)。
实验步骤：1、调整力学轨道，使一端垫高，用小车重力分力克服小车与轨道之间的摩擦力，调节高度到小车基本匀速滑下。
2、将小车放在轨道远离传感器接收端的一头，打开小车上的位移传感器的发射端的开关。
3、用手轻推一下小车，小车自动沿轨道平稳滑下，待运动稳定后点击“开始”，系统自动记录一系列点(注意：在小车靠近接收端时，用手阻止小车以避免二者相撞)。
数据处理分析(1)如图(6-3)为本次实验测量数据图。
(2)观察分析阶段一、二、三对应的实际运动状态是怎样的?(3)利用“选择”工具选择有效区段二，进行直线拟合，拟合图线完全重合，表明在匀速直线运动时位移与时间为线性关系，而其拟合直线的斜率即为运动物体的速度。
速度从拟合结果中可以直接显示，也可以从“切线”工具选项详细查看每点的斜率情况。
对比拟合结果，可以发现选择区域部分斜率均值为-0.12(为什么斜率是负值?)，如图(6-5)实验拓展(1)尝试用其他方法研究匀速直线运动规律，条件允许的学校可使用气垫导轨系统。
(2)在实验方法上稍做改进，把接收端垫高，在以上实验步骤2中将小车的初始位置放置在靠近接收端的一端，重做实验观察数据图象(本轨道系统具有同性磁铁保护装置，建议使用此种方法)。
通用版高中物理必修一匀速直线运动的研究高频考点知识梳理
(每日一练)通用版高中物理必修一匀速直线运动的研究高频考点知识梳理单选题1、矿井中的升降机从井底开始以5 m/s的速度竖直向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，经过3 s 升降机底板上升至井口，此时松脱的螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是（）A．螺钉松脱后做自由落体运动B．矿井的深度为30 mC．螺钉落到井底时的速度大小为25 m/sD．螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时6 s答案：C解析：A．螺钉松脱时具有与升降机相同的竖直向上的初速度，故螺钉脱落后做竖直上抛运动，A错误；B．取竖直向上为正方向，螺钉从脱落至落到井底的位移gt2=−30mh1＝v0t−12升降机这段时间的位移h2＝v0t＝15 m故矿井的深度为h＝|h1|＋h2＝45 m故B错误；C．螺钉落到井底时的速度为v＝v0－gt＝－25 m/s故速度大小为25 m/s，C正确；D．螺钉松脱前运动的时间为t′＝|ℎ1|＝6 sv0所以螺钉运动的总时间为t总＝t＋t′＝9 s故D错误。
故选C。
2、某次实验中，通过传感器获得小车的速度v与时间t的关系图像如图所示，则小车（）A．在0~1.0s内位移先增大后减小B．在0~1.0s内加速度先增大后减小C．在0~1.0s内位移约为0.52mD．在0~0.5s内平均速度约为1.04m/s答案：C解析：A．在0~1.0 s内小车的速度均为正值，则小车的位移一直增大，选项A错误；B．v－t图线斜率的绝对值等于加速度大小，则在0~1.0s内小车的加速度先减小到零后增大，选项B错误；C．v－t图线与t轴围成的面积表示位移，则由题图可知，在0~1.0s内小车的位移约为0.52 m，选项C正确；D．在0~0.5s内小车的位移约为0.22m，则小车的平均速度为v=xt≈0.44m/s选项D错误；故选C。
3、一物块在粗糙水平面上以一定的初速度沿直线匀减速滑行，第1s内的位移为8m，第3s内的位移为0.5m，则物块运动过程中的加速度大小为（）A．3.75m/s2B．4m/s2C．7.5m/s2D．8m/s2答案：B解析：因为物体做匀减速直线运动，设初速度为v0，加速度为a，假设第3s末之前物体未停下来，所以第1s内位移为x1=8m=v0t+12at2=v0+12a又因前3s内位移为x3=v03t+12a(3t)2=3v0+92a前2s内位移为x2=v02t+12a(2t)2=2v0+2a所以第3s内位移为Δx=0.5m=x3−x2=v0+5 2 a联立解得v0=9.875m/s第3s末物体速度为v3=v0+a⋅3t=−1.374m/s<0说明物体在第3s前已经停止，根据平均速度推论知，0.5s末的速度为8m/s，则从0.5s末开始到停止的时间为va，则2s后运动的时间为v a −1.5=8a−1.5采用逆向思维得2s后到停止的位移为1 2a(8a−1.5)2=0.5m解得a=4m/s2ACD错误，B正确。
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Δx =aT 2的证明及应用
在任意连续相等时间（T ）内位移之差等于一个恒量，即△x =aT 2，该式是匀变速直线运动的判别式。
推广式为：x m －x n ＝（m －n ）aT 2。
证明：设质点以0v 的初速度、a 的加速度做匀加速直线运动，自计时起有：
在第一个T 内的位移为：21012
s v T aT =+ 在第二个T 内的位移为：2220013()22
s v aT T aT v T aT =++=+ 在第三个T 内的位移为：2230015(2)22
s v a T T aT v T aT =+⋅+=+ ……
在第n 个T 内的位移为：2200121[(1)]22
n n s v a n T T aT v T aT -=+⋅-+=+ 所以有：221s s aT -=，232s s aT -=，……21n n s s aT --=
即做匀变速直线运动的质点在连续相等的时间T 内的位移差：
213221n n s s s s s s s aT -∆=-==-=-=……为恒定值。
如果相等的时间间隔不相邻，可将△x =aT 2推广。
设质点在第m 个T 内的位移为x m ，第n 个T 内的位移为x n ，则推广式为：x m －x n ＝（m －n ）aT 2。
例1 一个物体做初速为零，加速度a =2 m/s 2的匀加速直线运动在任何两个相邻的1s 内，位移的增加量为( )
A ．1m B.2m
C.4m
D.不能确定
解析 初速度为零的匀加速运动在连续相等的时间内的位移差为一常数，即 Δx =aT 2，而T =1s
所以Δx =2×12m=10m ，故答案为B 。
例2 一个做匀加速运动的物体先后通过A 、B 、C 三点，所用的时间均为2s ，它在前2 s 的位移和后2 s 的位移分别为21m 和27m 。
求物体运动的加速度和初速度。