高中物理竞赛讲义：直线运动.doc

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1、专题二直线运动【扩展知识】一.质点运动的基本概念1．位置、位移和路程位置指运动质点在某一时刻的处所，在直角坐标系中，可用质点在坐标轴上的投影坐标（x,y,z）来表示。在定量计算时，为了使位置的确定与位移的计算一致，人们还引入位置矢量（简称位矢）的概念，在直角坐标系中，位矢r定义为自坐标原点到质点位置P(x,y,z)所引的有向线段，故有,r的方向为自原点O点指向质点P，如图所示。位移指质点在运动过程中，某一段时间内的位置变化，即位矢的增量，它的方向为自始位置指向末位置，如图所示，路程指质点在时间内通过的实际轨迹的长度。2．平均速度和平均速率平均速

2、度是质点在一段时间内通过的位移和所用时间之比，平均速度是矢量，方向与位移s的方向相同。平均速率是质点在一段时间内通过的路程与所用时间的比值，是标量。3．瞬时速度和瞬时速率瞬时速度是质点在某一时刻或经过某一位置是的速度，它定义为在时的平均速度的极限，简称为速度，即。瞬时速度是矢量，它的方向就是平均速度极限的方向。瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。4．加速度加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量，等于速度对时间的变化率，即，这样求得的加速度实际上是物体运动的平均加速度，瞬时加速度应为。加速度是矢量。二、运动的合成和分解1．标量和矢量物理量分为两

3、大类：凡是只须数值就能决定的物理量叫做标量；凡是既有大小，又需要方向才能决定的物理量叫做矢量。标量和矢量在进行运算是遵守不同的法则：标量的运算遵守代数法则；矢量的运算遵守平行四边形法则（或三角形法则）。2．运动的合成和分解在研究物体运动时，将碰到一些较复杂的运动，我们常把它分解为两个或几个简单的分运动来研究。任何一个方向上的分运动，都按其本身的规律进行，不会因为其它方向的分运动的存在而受到影响，这叫做运动的独立性原理。运动的合成和分解包括位移、速度、加速度的合成和分解，他们都遵守平行四边形法则。三、竖直上抛运动定义：物体以初速度向上抛出，不考虑

4、空气阻力作用，这样的运动叫做竖直上抛运动。四、相对运动物体的运动是相对于参照系而言的，同一物体的运动相对于不同的参照系其运动情况不相同，这就是运动的相对性。我们通常把物体相对于基本参照系（如地面等）的运动称为“绝对运动”，把相对于基本参照系运动着的参照系称为运动参照系，运动参照系相对于基本参照系的运动称为“牵连运动”，而物体相对于运动参照系的运动称为“相对运动”。显然绝对速度和相对速度一般是不相等的，它们之间的关系是：绝对速度等于相对速度与牵连速度的矢量和。即或【典型例题】例题1：A、B两车沿同一直线同向行驶。A车在前，以速度做匀速直线运动；B

5、车在后，先以速度做匀速直线运动()。当两车相距为d时（B车在后），车开始做匀减速运动，加速度的大小为a。试问为使两车不至于相撞，d至少为多少?例题2：河宽d=100m,水流速度=4m/s，船在静水中的速度=3m/s，要使航程最短，船应怎样渡河？例题3：有A,B两球，A从距地面高度为h处自由下落，同时将B球从地面以初速度竖直上抛，两球沿同一条竖直线运动。试分析：（1）B球在上升过程中与A球相遇；（2）B球在下落过程中与A球相遇。两种情况中B球初速度的取值范围。