（1）直线运动——高考物理一轮复习大单元知识清单

（1）直线运动——高考物理一轮复习大单元知识清单
一、质点
1. 定义：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。
2. 物体可看成质点的条件
（1）物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计。
（2）物体上各点的运动情况完全相同，物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。
二、参考系
1. 运动的相对性：在描述某个物体的位置随时间的变化时，总是相对于其他物体而言的，这就是运动的相对性。
2. 参考系：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为参考，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。
3. 参考系的选择
（1）参考系可以任意选择，以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。如在研究地面上物体的运动时，通常以地面或相对地面静止的物体为参考系。
（2）比较不同物体的运动或同一物体在不同阶段的运动情况时，应选择同一参考系。
三、时刻和时间间隔
1. 时刻：表示某一瞬间，在表示时间的数轴上用点表示。
2. 时间间隔：表示两个时刻之间的间隔，即Δt=t2-t1。在表示时间的数轴上用线段表示。
3. 时间和时刻的表述：平时我们说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文来辨析。
常见的时间表述如下：
（1）“5 s末”“第5 s末”“第6 s初”等均指时刻。注意：上述几个表述都是指同一时刻。
（2）“前3 s内”“4 s内”“第4 s内”“第1 s末到第4 s末”等均指时间间隔。
4. “第4 s内”的时间间隔是1 s，指第3 s末到第4 s末；“4 s内”的时间间隔是4 s，
指0至第4 s末，要区分开。
四、位置和位移
1. 坐标系
（1）建立坐标系的目的：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。
（2）常见坐标系的种类：若物体做直线运动，可以用一维坐标系来描述；若物体在平面上运动，可以采用平面直角坐标系来描述。
（3）一维坐标系的建立方法：物体做直线运动时，通常选取这条直线为x轴，在x轴上任选一点作为原点，规定好坐标轴的正方向和单位长度，物体的位置就可以用它的位置坐标来描述。
注意 坐标系中坐标值的正负不表示大小，而是表示在参考点的哪一侧。正号表示在坐标原点的正方向一侧，负号表示在坐标原点的负方向一侧。
2. 路程和位移
（1）路程：表示物体运动轨迹的长度，只有大小，没有方向。
（2）位移：表示物体位置的变化。
①定义：从初位置指向末位置的有向线段。
②大小和方向：大小等于初、末位置间有向线段的长度；方向由初位置指向末位置。
　
如图所示，从A到B有两条路径，每条路径的路程是不同的；但是无论沿哪条路径运动，位移都是由A指向B的有向线段，位移是相同的。
3. 矢量和标量
（1）矢量：既有大小又有方向的物理量。如位移、力等。
（2）标量：只有大小，没有方向的物理量。如质量、温度、时间、路程等。
（3）比较物理量大小时，矢量比较绝对值大小，标量比较数值的大小。
如：-9 m表示的位移大小大于7 m，-5 ℃<3 ℃。
五、位移－时间图像
　　在平面直角坐标系中，用横轴表示时刻t，用纵轴表示位置坐标x，根据给出（或测出）的数据描点，用平滑的图线将这些点连起来，就是位置－时间图像。如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则位置与位移大小相等，位置－时间图像就成为位移－时间图像，又称x-t图像。
六、位移和时间的测量
　　实验室中常用打点计时器来记录时间和位移，分为电磁打点计时器（工作电压约为8 V）和电火花计时器（工作电压为220 V）。打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器，能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点。
七、速度
1. 定义：物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度，通常用字母v表示。
2. 定义式：v=。
说明 v的大小与Δx和Δt无关，不能说v与Δx成正比，与Δt成反比。
3. 单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是 m/s或m·s-1。常用的单位还有千米每时（km/h或km·h-1）、厘米每秒（cm/s或cm·s-1）等。换算关系：1 m/s=3. 6 km/h。
4. 标矢性：速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度v的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。
八、平均速度和瞬时速度
1. 平均速度
（1）物理意义：描述物体在某一段时间内运动的平均快慢程度及方向。
（2）定义式：v=。
（3）矢量性：平均速度是矢量，其方向与位移方向相同。
2. 瞬时速度
（1）物理意义：描述物体在某时刻运动的快慢及方向。
（2）速率：瞬时速度的大小。
（3）矢量性：瞬时速度是矢量，其方向与物体的运动方向相同。
（4）匀速直线运动：瞬时速度保持不变的运动。
3. 平均速率
物体运动的路程与经过这一过程所用时间的比值是物体在这段时间内的平均速率。
九、实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度
1. 测量平均速度：如图所示是打点计时器（频率为50 Hz）打出的一条纸带示意图，若想计算实验时运动的纸带在某两点间的平均速度v，只需测出这两点间的位移Δx和所用时间Δt，就可以算出平均速度v=。

2. 测量瞬时速度：用求出的平均速度可以粗略代表Δx范围内某点的瞬时速度，并且Δx越小、Δt越短，平均速度越接近某点的瞬时速度。图中E点的瞬时速度，可由包含E点在内的D、G两点间的平均速度粗略地代表。如果把包含E点在内的间隔Δx取得小一些，如图中的DF段，那么用算出的平均速度代表纸带在E点的瞬时速度会更准确一些。
十、加速度
1. 速度的变化量：末速度与初速度的矢量差，即Δv=vt-v0。式中各量都是矢量。
2. 定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间之比，叫作加速度，通常用a表示。
3. 定义式：a=。
说明 a=是比值定义式，a的大小与Δv、Δt无关，不能说a与Δv成正比，与Δt成反比。
4. 物理意义：加速度是表示物体速度变化快慢的物理量。
5. 单位：在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2或m·s-2。
十一、加速度的方向
1. 加速度的方向：加速度是矢量，其方向与速度的变化量Δv的方向相同。加速度的方向与速度的方向无关，如果加速度为负，说明其方向与规定的正方向相反。
2. 加速度方向与速度方向的关系
　　在直线运动中，速度增加时加速度的方向与速度的方向相同；速度减小时加速度的方向与速度的方向相反。
十二、从v-t图像看加速度
1. v-t图线的斜率表示物体运动的加速度，即a=，其中图线斜率的绝对值表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向，如图所示。
2. a的定性判断：在同一v-t图像中，图线的斜率越大，加速度也越大。
3. a的定量计算：在图线上取两点，坐标分别为（t1，v1）、（t2，v2），则a=。
十三、匀变速直线运动的规律：
1、速度：匀变速直线运动中速度和时间的关系：。
注：一般我们以初速度的方向为正方向，则物体作加速运动时，a取正值，物体作减速运动时，a取负值。
（1） 做匀变速直线运动的物体中间时刻的瞬时速度等于初速度和末速度的平均。
（2）做匀变速运动的物体中间时刻的瞬时速度等于平均速度，等于初速度和末速度的平均值。
2、位移：匀变速直线运动位移和时间的关系：。
注意：当物体作加速运动时a取正值，当物体作减速运动时a取负值。
3、推论：2as=vt2-v02。
4、做匀变速直线运动的物体在两个连续相等时间间隔内位移之差等于定值s2-s1=aT2。
5、初速度为零的匀变速直线运动的四个重要推论：
（1）1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比为：
v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n。
（2）1T内、2T内、3T内……位移的比为：
x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2。
（3）第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移的比为：x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶（2n-1）。
（4）从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为：
t1∶t2∶t3∶…∶tn=。
6. 匀变速直线运动的4个常用公式的比较
一般形式 v0=0 一般应用
速度公式 v=v0+at v=at 不涉及位移x时优先选用
位移公式 x=v0t+at2 x=at2 不涉及末速度v时优先选用
速度-位移公式 v2-=2ax v2=2ax 不涉及运动时间t时优先选用
平均速度求位移公式 x=t x=t 不涉及加速度a时优先选用
十四、自由落体运动
1. 定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫作自由落体运动。
2. 物体做自由落体运动的条件：初速度为零；除重力之外不受其他力的作用。
3. 实质：v0=0，a=g的匀加速直线运动。
十五、自由落体加速度
1. 定义：在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫作自由落体加速度，也叫作重力加速度，通常用g表示。
2. 方向：竖直向下。重力加速度的方向既不能说是“垂直向下”，也不能说是“指向地心”，
只有在赤道或两极时重力加速度的方向才指向地心。
3. 大小：在地球表面不同的地方，g的大小一般是不同的。g值随纬度增大而增大，随高度增大而减小。通常在计算中g取9. 8 m/s2，在粗略计算中g取10 m/s2。
十六、自由落体运动的规律
1. 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，且加速度为g。将匀变速直线运动的公式中的v0取为0，a取为g，x换为h，就可以得到自由落体运动的公式。
匀变速直线运动规律自由落体运动规律
十七、竖直上抛运动
1. 定义：将物体以某一初速度v0竖直向上抛出，物体只在重力作用下所做的运动就是竖直上抛运动。
运动的性质：往返的加速度为g的匀变速直线运动。
3. 运动的规律
速度公式：v=v0-gt
位移公式：h=v0t-gt2
速度与位移关系式：v2-=-2gh
上升到最高点的时间t=
上升的最大高度H=
十八、自由落体运动和竖直抛体运动
自由落体运动 竖直上抛运动 竖直下抛运动
条件 v0=0、只受重力 v0向上、只受重力 v0向下、只受重力
基本 公式
=2gh =－2gh =2gh