高考物理知識(shí)點(diǎn)：勻速直線運(yùn)動(dòng)

　　一、基本概念

　　1、質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體、只有質(zhì)量而無形狀、體積的點(diǎn)。它是一種理想模型，物體簡化為質(zhì)點(diǎn)的條件是物體的形狀、大小在所研究的問題中可以忽略。

　　2、時(shí)刻：表示時(shí)間坐標(biāo)軸上的點(diǎn)即為時(shí)刻。例如幾秒初，幾秒末，幾秒時(shí)。

　　時(shí)間：前后兩時(shí)刻之差。時(shí)間坐標(biāo)軸上用線段表示時(shí)間，例如，前幾秒內(nèi)、第幾秒內(nèi)。

　　3、位置：表示空間坐標(biāo)的點(diǎn)。

　　位移：由起點(diǎn)指向終點(diǎn)的有向線段，位移是末位置與始位置之差，是矢量。

　　路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡之長，是標(biāo)量。

　　注意：位移與路程的區(qū)別.

　　4、速度：描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向的物理量，是位移對時(shí)間的變化率，是矢量。

　　平均速度：在變速直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值，v=s/t(方向?yàn)槲灰频姆较?

　　瞬時(shí)速度：對應(yīng)于某一時(shí)刻(或某一位置)的速度，方向?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)方向。

　　速率：瞬時(shí)速度的大小即為速率;

　　平均速率：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的比值，它的大小與相應(yīng)的平均速度之值可能不相同。

　　注意：平均速度的大小與平均速率的區(qū)別.

　　【例1】物體M從A運(yùn)動(dòng)到B，前半程平均速度為v1，后半程平均速度為v2，那么全程的平均速度是：()

　　A.(v1+v2)/2B.C.D.

　　解析：本題考查平均速度的概念。全程的平均速度，故正確答案為D

　　5、加速度：描述物體速度變化快慢的物理量，a=△v/△t(又叫速度的變化率)，是矢量。a的方向只與△v的方向相同(即與合外力方向相同)。

　　點(diǎn)評1：

　　(1)加速度與速度沒有直接關(guān)系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時(shí));加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時(shí))。

　　(2)加速度與速度的變化量沒有直接關(guān)系：加速度很大，速度變化量可以很小、也可以很大;加速度很小，速度變化量可以很大、也可以很小。加速度是“變化率”——表示變化的快慢，不表示變化的大小。

　　點(diǎn)評2：物體是否作加速運(yùn)動(dòng)，決定于加速度和速度的方向關(guān)系，而與加速度的大小無關(guān)。加速度的增大或減小只表示速度變化快慢程度增大或減小，不表示速度增大或減小。

　　(1)當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí)，物體作加速運(yùn)動(dòng)，速度增大;若加速度增大，速度增大得越來越快;若加速度減小，速度增大得越來越慢(仍然增大)。

　　(2)當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí)，物體作減速運(yùn)動(dòng)，速度減小;若加速度增大，速度減小得越來越快;若加速度減小，速度減小得越來越慢(仍然減小)。

　　【例2】一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度大小為4m/s，經(jīng)過1s后的速度的大小為10m/s，那么在這1s內(nèi)，物體的加速度的大小可能為

　　解析：本題考查速度、加速度的矢量性。經(jīng)過1s后的速度的大小為10m/s，包括兩種可能的情況，一是速度方向和初速度方向仍相同，二是速度方向和初速度方向已經(jīng)相反。取初速度方向?yàn)檎�方向，則1s后的速度為vt=10m/s或vt=-10m/s

　　由加速度的定義可得

　　m/s或m/s。

　　答案：6m/s或14m/s

　　點(diǎn)評：對于一條直線上的矢量運(yùn)算，要注意選取正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。

　　6、運(yùn)動(dòng)的相對性：只有在選定參考系之后才能確定物體是否在運(yùn)動(dòng)或作怎樣的運(yùn)動(dòng)。一般以地面上不動(dòng)的物體為參照物。

　　【例3】某人劃船逆流而上，當(dāng)船經(jīng)過一橋時(shí)，船上一小木塊掉在河水里，但一直航行至上游某處時(shí)此人才發(fā)現(xiàn)，便立即返航追趕，當(dāng)他返航經(jīng)過1小時(shí)追上小木塊時(shí)，發(fā)現(xiàn)小木塊距離橋有5400米遠(yuǎn)，若此人向上和向下航行時(shí)船在靜水中前進(jìn)速率相等。試求河水的流速為多大?

　　解析：選水為參考系，小木塊是靜止的;相對水，船以恒定不變的速度運(yùn)動(dòng)，到船“追上”小木塊，船往返運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，各為1小時(shí);小橋相對水向上游運(yùn)動(dòng)，到船“追上”小木塊，小橋向上游運(yùn)動(dòng)了位移5400m，時(shí)間為2小時(shí)。易得水的速度為0。75m/s。

　　二、勻速直線運(yùn)動(dòng)

　　1.定義：，即在任意相等的時(shí)間內(nèi)物體的位移相等.它是速度為恒矢量的運(yùn)動(dòng)，加速度為零的直線運(yùn)動(dòng)。

　　2.圖像：勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像為一直線：圖線的斜率在數(shù)值上等于物體的速度。

　　三、綜合例析

　　【例4】關(guān)于位移和路程，下列說法中正確的是()

　　A.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng)，通過的路程就是位移

　　B.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng)，通過的路程等于位移的大小

　　C.物體通過一段路程，其位移可能為零

　　D.物體通過的路程可能不等，但位移可能相同

　　解析：位移是矢量，路程是標(biāo)量，不能說這個(gè)標(biāo)量就是這個(gè)矢量，所以A錯(cuò)，B正確.路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)際長度，而位移是從物體運(yùn)動(dòng)的起始位置指向終止位置的有向線段，如果物體做的是單向直線運(yùn)動(dòng)，路程就和位移的大小相等.如果物體在兩位置間沿不同的軌跡運(yùn)動(dòng)，它們的位移相同，路程可能不同.如果物體從某位置開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間后回到起始位置，位移為零，但路程不為零，所以，CD正確.

　　【例5】關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說法中正確的是()

　　A.速度變化越大，加速度就越大

　　B.速度變化越快，加速度越大

　　C.加速度大小不變，速度方向也保持不變

　　C.加速度大小不斷變小，速度大小也不斷變小

　　解析：根據(jù)可知，Δv越大，加速度不一定越大，速度變化越快，則表示越大，故加速度也越大，B正確.加速度和速度方向沒有直接聯(lián)系，加速度大小不變，速度方向可能不變，也可能改變.加速度大小變小，速度可以是不斷增大.故此題應(yīng)選B.

　　【例6】在與x軸平行的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)為E=1。0×106V/m，一帶電量q=1。0×10-8C、質(zhì)量m=2。5×10-3kg的物體在粗糙水平面上沿著x軸作勻速直線運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系是x=5-2t，式中x以m為單位，t以s為單位。從開始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過的路程為m，位移為m。

　　解析：須注意本題第一問要求的是路程;第二問要求的是位移。

　　將x=5-2t和對照，可知該物體的初位置x0=5m，初速度v0=m/s，運(yùn)動(dòng)方向與位移正方向相反，即沿x軸負(fù)方向，因此從開始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過的路程為10m，而位移為m。

　　【例7】某游艇勻速滑直線河流逆水航行，在某處丟失了一個(gè)救生圈，丟失后經(jīng)t秒才發(fā)現(xiàn)，于是游艇立即返航去追趕，結(jié)果在丟失點(diǎn)下游距丟失點(diǎn)s米處追上，求水速.(水流速恒定，游艇往返的劃行速率不變)。

　　解析：以水為參照物(或救生圈為參照物)，則游艇相對救生圈往返的位移大小相等，且游艇相對救生圈的速率也不變，故返航追上救生圈的時(shí)間也為t秒，從丟失到追上的時(shí)間為2t秒，在2t秒時(shí)間內(nèi)，救生圈隨水運(yùn)動(dòng)了s米，故水速

　　思考：若游艇上的人發(fā)現(xiàn)丟失時(shí)，救生圈距游艇s米，此時(shí)立即返航追趕，用了t秒鐘追上，求船速.

　　【例8】天文觀測表明，幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星(或星系)都在以各自的速度遠(yuǎn)離我們而運(yùn)動(dòng)，離我們越遠(yuǎn)的星體，背離我們運(yùn)動(dòng)的速度(稱為退行速度)越大;也就是說，宇宙在膨脹，不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比，即v=Hr，式中H為一恒量，稱為哈勃常數(shù)，已由天文觀測測定。為解釋上述現(xiàn)象，有人提出一種理論，認(rèn)為宇宙是從一個(gè)爆炸的大火球開始形成的，大爆炸后各星體即以各自不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，并設(shè)想我們就位于其中心。由上述理論和天文觀測結(jié)果，可估算宇宙年齡T，其計(jì)算式為T=。根據(jù)近期觀測，哈勃常數(shù)H=3×10-2m/s﹒光年，由此估算宇宙的年齡約為年。

　　解析：本題涉及關(guān)于宇宙形成的大爆炸理論，是天體物理學(xué)研究的前沿內(nèi)容，背景材料非常新穎，題中還給出了不少信息。題目描述的現(xiàn)象是：所有星體都在離我們而去，而且越遠(yuǎn)的速度越大。提供的一種理論是：宇宙是一個(gè)大火球爆炸形成的，爆炸后產(chǎn)生的星體向各個(gè)方向勻速運(yùn)動(dòng)。如何用該理論解釋呈現(xiàn)的現(xiàn)象?可以想一想：各星體原來同在一處，現(xiàn)在為什么有的星體遠(yuǎn)，有的星體近?顯然是由于速度大的走得遠(yuǎn)，速度小的走的近。所以距離遠(yuǎn)是由于速度大，v=Hr只是表示v與r的數(shù)量關(guān)系，并非表示速度大是由于距離遠(yuǎn)。

　　對任一星體，設(shè)速度為v，現(xiàn)在距我們?yōu)閞，則該星體運(yùn)動(dòng)r這一過程的時(shí)間T即為所要求的宇宙年齡，T=r/v

　　將題給條件v=Hr代入上式得宇宙年齡T=1/H

　　將哈勃常數(shù)H=3×10-2m/s?光年代入上式，得T=1010年。

　　點(diǎn)評：有不少考生遇到這類完全陌生的、很前沿的試題，對自己缺乏信心，認(rèn)為這樣的問題自己從來沒見過，老師也從來沒有講過，不可能做出來，因而采取放棄的態(tài)度。其實(shí)只要靜下心來，進(jìn)入題目的情景中去，所用的物理知識(shí)卻是非常簡單的。這類題搞清其中的因果關(guān)系是解題的關(guān)鍵。