第一章 第1講　描述運(yùn)動的基本概念—2021高中物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案

1、第1講描述運(yùn)動的基本概念ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU知識梳理自測鞏固 知識點(diǎn)1參考系和質(zhì)點(diǎn)1參考系(1)定義：在描述物體的運(yùn)動時，選來作為參考的另外的物體。(2)參考系的選取參考系的選取是任意的，但為了觀測方便和運(yùn)動的描述盡可能簡單，一般以地面為參考系。參考系既可以是靜止的物體，也可以是運(yùn)動的物體。比較兩物體的運(yùn)動情況時，必須選同一參考系。2質(zhì)點(diǎn)(1)定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫質(zhì)點(diǎn)。(2)質(zhì)點(diǎn)是為了使研究問題簡化而引入的一個理想化的物理模型，物體簡化為質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小、形狀在所研究的問題中可以忽略。思考：如圖所示(填“可”或“不可”)知識點(diǎn)2位移、速度1

2、位移和路程類別位移路程定義位移表示質(zhì)點(diǎn)的位置變動，它是質(zhì)點(diǎn)由初位置指向末位置的有向線段路程是質(zhì)點(diǎn)軌跡的長度區(qū)別(1)位移是矢量，方向由初位置指向末位置(2)路程是標(biāo)量，沒有方向聯(lián)系(1)在單向直線運(yùn)動中，位移的大小等于路程(2)一般情況下，位移的大小小于路程2速度和速率(1)平均速度位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，用表示，即 。平均速度是矢量，方向與位移方向相同。(2)瞬時速度運(yùn)動物體在某一時刻(或某一位置)的速度。瞬時速度是矢量，方向沿軌跡上該點(diǎn)的切線方向且指向前進(jìn)的一側(cè)。(3)速率定義：物體瞬時速度的大小。標(biāo)、矢性：速率是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。知識點(diǎn)3加速度1物理意義：描述速度變化快

3、慢的物理量。2定義式a。3方向：與v的方向相同。4標(biāo)、矢性：加速度是矢量。思考：大街上車輛如梭，有加速的，有減速的，有來有往。(1)汽車做加速運(yùn)動時，加速度的方向有什么特點(diǎn)？減速時呢？(2)汽車的加速度大(或小)，對汽車的速度變化有什么影響？答案(1)加速運(yùn)動時，加速度方向與速度方向相同；減速運(yùn)動時，加速度方向與速度方向相反。(2)加速度大(或小)，說明汽車速度變化得快(或慢)。思維診斷：(1)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，實(shí)際并不存在。()(2)參考系必須是靜止不動的物體。()(3)做直線運(yùn)動的物體，其位移大小一定等于路程。()(4)瞬時速度的方向就是物體在該時刻或該位置的運(yùn)動方向。()(5)物體的

4、速度很大，加速度不可能為零。()(6)甲的加速度a甲2 m/s2，乙的加速度a乙3 m/s2，a甲a乙。()(7)物體的加速度增大，速度就增大。() 1(2020江西南昌聯(lián)考)下列說法中正確的是(A)A質(zhì)點(diǎn)是一個理想化模型，實(shí)際上并不存在B凡是小的物體，皆可以看作質(zhì)點(diǎn)C詩句“飛花兩岸照船紅”中的“花”是參考系D地面上的人看水平飛行的飛機(jī)投彈，炸彈的運(yùn)動是直線運(yùn)動解析本題考查質(zhì)點(diǎn)與參考系，質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的一種高度抽象，是一種理想化模型，實(shí)際上并不存在，故A正確；并不是只有很小的物體才能被看作質(zhì)點(diǎn)，也不是很大的物體就一定不能被看作質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵是看物體的大小和形狀對研究的問題而言是否可以忽略，故B錯誤

5、；詩句“飛花兩岸照船紅”中指出“花”是移動的，可知該詩句是以“船”為參考系，故C錯誤；水平飛行的飛機(jī)上落下的炸彈，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，地面上的人看到炸彈的運(yùn)動是平拋運(yùn)動，故D錯誤。2(2020天津三校聯(lián)考)(多選)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的位移和路程，下列說法正確的是(AB)A質(zhì)點(diǎn)的位移是從初位置指向末位置的有向線段，是矢量B路程就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動時實(shí)際軌跡的長度，是標(biāo)量C任何質(zhì)點(diǎn)只要做直線運(yùn)動，其位移的大小和路程相等D位移大小和路程不可能相等解析本題考查位移和路程的區(qū)別。質(zhì)點(diǎn)的位移是從初位置指向末位置的有向線段，是矢量，選項(xiàng)A正確；路程就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動時實(shí)際軌跡的長度，是標(biāo)量，

6、選項(xiàng)B正確；質(zhì)點(diǎn)只有做單向的直線運(yùn)動時，其位移的大小和路程相等，選項(xiàng)C、D錯誤。3(2020富陽區(qū)月考)奧迪車有多種車型，如30TFSI、35TFSI、50TFSI(每個車型字母前的數(shù)字稱為G值)，G值用來表示該車型的加速性能，數(shù)字越大，加速越快。G值的大小為車輛從靜止開始加速到100 km/h的平均加速度數(shù)值(其單位為國際單位)再乘以10。如圖所示為某一型號的奧迪車的尾標(biāo)，其值為30TFSI，則該型號車從靜止開始加速到100 km/h的時間約為(D)A5.6 s B6.2 s C8.5 s D9.3 s解析由題意可得30TFSI的加速度大小為a3 m/s2，末速度大小為v100 km/h27

7、.8 m/s，由速度時間關(guān)系可得時間為t s9.3 s，故D正確，A、B、C錯誤。HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO核心考點(diǎn)重點(diǎn)突破 考點(diǎn)一對質(zhì)點(diǎn)、參考系和位移的理解1對質(zhì)點(diǎn)的三點(diǎn)說明(1)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，實(shí)際并不存在。(2)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)是由要研究的問題決定的，并非依據(jù)物體自身的大小和形狀來判斷。(3)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)”，質(zhì)點(diǎn)有質(zhì)量，而幾何中的“點(diǎn)”僅僅表示空間中的某一位置。2對參考系的三點(diǎn)提醒(1)由于運(yùn)動具有相對性，凡是提到物體的運(yùn)動，都應(yīng)該明確它是相對哪個參考系而言的，在沒有特殊說明的情況下，一般選大地作為參考系。(2)在同一個問題中，若要研究

8、多個物體的運(yùn)動或同一物體在不同階段的運(yùn)動，則必須選取同一個參考系。(3)對于復(fù)雜運(yùn)動的物體，應(yīng)選取最能簡單描述物體運(yùn)動情況的物體為參考系。3物體的位移與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)，方向總是由初位置指向末位置例1(2019江蘇泰州10月聯(lián)考)北京時間2019年7月17日晚，在韓國光州進(jìn)行的2019年國際泳聯(lián)世錦賽跳水女子十米臺決賽結(jié)束了所有比賽，中國14歲選手陳芋汐以439.00分獲得冠軍，盧為以377.80分獲得亞軍。 這是中國隊(duì)在該項(xiàng)目上第八次獲得冠軍，也是在經(jīng)歷了兩次世錦賽金牌旁落六年之后，重新奪回冠軍寶座！若只研究運(yùn)動員入水前的下落過程，下列說法中正確的是(B)A為了研究運(yùn)動員的技術(shù)動

9、作，可將正在比賽中的運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)B運(yùn)動員在下落過程中，感覺水面在加速上升C從開始起跳到入水的整個過程中，運(yùn)動員的位移大于10 mD跳水過程中陳芋汐的重心位置相對自己是不變的解析研究運(yùn)動員的技術(shù)動作時，運(yùn)動員的大小和形狀不能忽略，故不可將正在比賽中的運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)，A錯誤；運(yùn)動員在下落過程中做勻加速下降，故感覺水面在加速上升，B正確；位移是初位置到末位置的有向線段，從開始起跳到入水的整個過程中，運(yùn)動員的路程大于10 m，但位移不會大于10 m，C錯誤；跳水過程中運(yùn)動員由于不斷改變姿勢，故重心位置相對自己是改變的，D錯誤。類題演練1(2020陜西一模)如圖所示，自行車的車輪半徑為R，車輪沿直線無

10、滑動地滾動，當(dāng)氣門芯由輪子的正上方第一次運(yùn)動到輪子的正下方時，氣門芯的位移大小為(D)AR B2RC2R DR解析本題借助圓周考查位移的計(jì)算，當(dāng)氣門芯由輪子的正上方第一次運(yùn)動到輪子的正下方時，輪子向前運(yùn)動半個周長，氣門芯的初位置與末位置如圖，由幾何知識得，氣門芯的位移大小xR，D正確?？键c(diǎn)二平均速度和瞬時速度1平均速度與瞬時速度的區(qū)別和聯(lián)系(1)區(qū)別：平均速度是過程量，表示物體在某段位移或某段時間內(nèi)的平均運(yùn)動快慢；瞬時速度是狀態(tài)量，表示物體在某一位置或某一時刻的運(yùn)動快慢。(2)聯(lián)系：瞬時速度是運(yùn)動時間t0時的平均速度。2平均速度與平均速率的區(qū)別平均速度的大小不能稱為平均速率，因?yàn)槠骄俾适锹烦?/p>

11、與時間的比值。只有當(dāng)路程與位移的大小相等時，平均速率才等于平均速度的大小。3計(jì)算平均速度時應(yīng)注意的兩個問題(1)平均速度的大小與物體不同的運(yùn)動階段有關(guān)，求解平均速度必須明確是哪一段位移或哪一段時間內(nèi)的平均速度。(2)是平均速度的定義式，適用于所有的運(yùn)動。僅適用于勻變速直線運(yùn)動。例2一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做減速直線運(yùn)動，它離開O點(diǎn)的距離x隨時間變化的關(guān)系為x6t2t3(m)，它的速度v隨時間t變化的關(guān)系為v66t2(m/s)，則該質(zhì)點(diǎn)在t2 s時的瞬時速度和t0到t2 s間的平均速度、平均速率分別為(A)A18 m/s、2 m/s、6 m/sB18 m/s、2 m/s、4 m/sC2 m/s、2

12、m/s、18 m/sD18 m/s、6 m/s、6 m/s解析將t2 s代入公式v66t2中得v18 m/s。將t0代入公式x6t2t3中得x10，將t2 s代入公式x6t2t3中得x24 m?？傻胻0到t2 s時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位移x4 m，由公式得2 m/s。由v66t2得t1 s時v0，將t1 s代入公式x6t2t3中得x34 m，綜上可知質(zhì)點(diǎn)在2 s內(nèi)運(yùn)動的路程s(444)m12 m，則平均速率6 m/s。故選A。類題演練2(2019大興區(qū)期末)如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時器可自動記錄遮光時間t。測量遮光條的寬度為x，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度

13、。為使更接近瞬時速度，正確的措施是(C)A使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門B提高測量遮光條寬度的精確度C換用寬度更窄的遮光條D增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角解析本題中利用平均速度等效替代瞬時速度，故只能盡量減小計(jì)算平均速度的位移，即換用寬度更窄的遮光條，即可實(shí)現(xiàn)t趨近于0，而當(dāng)靠近光電門，或者提高測量遮光條寬度的精確度，及增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角均不能達(dá)到t趨近于0的條件。C正確，A、B、D錯誤。考點(diǎn)三加速度與速度及速度變化量的關(guān)系1速度、速度變化量和加速度的對比：名稱項(xiàng)目速度速度變化量加速度物理意義描述物體運(yùn)動的快慢和方向，是狀態(tài)量描述物體速度的變化，是過程量描述物體速度變化快慢定義式vvvv0a方

14、向與位移x同向，即物體運(yùn)動的方向由vv0或a的方向決定與v的方向一致，由F的方向決定，而與v0、v方向無關(guān)2a是加速度的定義式，加速度的決定式是a，即加速度的大小由物體受到的合力F和物體的質(zhì)量m共同決定，加速度的方向由合力的方向決定。例3(2020吉林五地六校聯(lián)考)關(guān)于物體的運(yùn)動，不可能發(fā)生的是(D)A加速度大小逐漸減小，速度也逐漸減小 B加速度方向不變，而速度方向改變C加速度和速度都在變化，加速度最大時，速度最小D加速度為零時，速度的變化率最大解析根據(jù)加速度大小等于速度的變化率，可知加速度為零時，速度的變化率為零，選項(xiàng)D不可能發(fā)生。規(guī)律總結(jié)：對速度與加速度關(guān)系的三點(diǎn)提醒(1)速度的大小與加速

15、度的大小沒有必然聯(lián)系。(2)速度變化量與加速度沒有必然的聯(lián)系，速度變化量的大小由加速度和速度變化的時間決定。(3)物體做加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動，關(guān)鍵是看物體的加速度與速度的方向關(guān)系，而不是看加速度的變化情況。加速度的大小只反映速度變化(增加或減小)的快慢。類題演練3(多選)如圖所示，物體以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做減速運(yùn)動，經(jīng)過2 s速度大小變?yōu)? m/s，則物體的加速度(BC)A大小為1 m/s2，方向沿斜面向上B大小為1 m/s2，方向沿斜面向下C大小為4 m/s2，方向沿斜面向下D大小為4 m/s2，方向沿斜面向上解析取初速度方向?yàn)檎较?，則v05 m/s。若2 s后的速度方向沿

16、斜面向上，v3 m/s，則a m/s21 m/s2，即加速度大小為1 m/s2，方向沿斜面向下；若2 s后的速度方向沿斜面向下，v3 m/s，則a m/s24 m/s2，即加速度大小為4 m/s2，方向沿斜面向下。故選項(xiàng)A、D錯誤，B、C正確。JIE DUAN PEI YOU CHA QUE BU LOU階段培優(yōu)查缺補(bǔ)漏 測量速度的三種方法方法1利用光電計(jì)時器測速度根據(jù)v，當(dāng)時間很短時，平均速度可近似認(rèn)為等于瞬時速度。例4為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為d3.0 cm的遮光板，如圖所示。滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個光電門的

17、時間為t10.30 s，通過第二個光電門的時間為t20.10 s，遮光板從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為t3.0 s，則滑塊的加速度約為(A)A0.067 m/s2 B0.67 m/s2C6.7 m/s2 D不能計(jì)算出解析遮光板(滑塊)通過第一個光電門時的速度v1 m/s0.10 m/s，遮光板(滑塊)通過第二個光電門時的速度v2 m/s0.30 m/s，故滑塊的加速度a0.067 m/s2，選項(xiàng)A正確。方法2利用打點(diǎn)計(jì)時器測速度根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中，某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度，計(jì)算瞬時速度。例5某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，使用的是照明電

18、路中“220 V、50 Hz”的交流電，記錄的紙帶如圖所示，在紙帶上確定A、B、C、D、E、F、G共7個計(jì)數(shù)點(diǎn)。每兩個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)未畫出。(1)根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出B和F點(diǎn)的瞬時速度，vB0.40 m/s、vF0.72 m/s。(要求保留兩位有效數(shù)字)(2)如果交變電流的頻率是f49 Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么速度的測量值與實(shí)際值相比偏大(填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析(1)vB102 m/s0.40 m/svF102 m/s0.72 m/s。(2)測量頻率偏小，時間間隔偏大，但同學(xué)不知仍按原時間間隔計(jì)算，則測量的速度值偏大。方法3利用超聲波測車速例6如圖是用超聲波測速儀

19、測量車速的示意圖，固定的測速儀B發(fā)出和接收超聲波信號，并記錄了不同時刻發(fā)射和接收波的情況。在t0時刻，B第一次發(fā)出超聲波，t0.4 s時刻，收到汽車的反射波。t1.6 s時刻，B第二次發(fā)出超聲波，t2.2 s時刻，再次收到反射波。超聲波在空氣中傳播的速度v340 m/s，汽車是勻速行駛的。求：(1)汽車在第一次接收到超聲波時離測速儀B的距離；汽車在第二次接收到超聲波時離測速儀B的距離；(2)汽車的速度。解析(1)汽車兩次接收到信號的位置分別在P、Q兩處，再次接收到回波的時間分別為t10.4 s，t22.2 s1.6 s0.6 sP、Q到B的距離分別是x1v340 m68 mx2v340 m10

20、2 m(2)汽車兩次接收到信號之間運(yùn)動的距離為：xx2x134 m汽車兩次接收到波的時刻分別是：t30.2 s，t41.6 s s1.9 s兩列波到達(dá)汽車的時間差：tt4t31.7 s汽車運(yùn)動的速度為v m/s20 m/s答案(1)68 m102 m(2)20 m/s方法提煉：1確定汽車兩次接收到波的位置：根據(jù)發(fā)出和接收波的時間差t，可知反射波運(yùn)動的時間為t，求出車在接收到波時到測速儀的距離x1和x2。2確定汽車兩次接收到波之間運(yùn)動的距離：xx2x1。3確定汽車兩次接收到波之間運(yùn)動的時間：求汽車兩次接收到波的時刻t3和t4，tt4t3。4求汽車速度：v。2 NIAN GAO KAO MO NI

21、 XUN LIAN2年高考模擬訓(xùn)練 1(2019海淀區(qū)期末)臺風(fēng)“利奇馬”于2019年8月10日1時45分許在浙江省溫嶺市城南鎮(zhèn)沿海登陸，登陸時中心附近最大風(fēng)力有16級(52 m/s)，這使其成為2019年以來登陸中國的最強(qiáng)臺風(fēng)和1949年以來登陸浙江第三強(qiáng)的臺風(fēng)，據(jù)報(bào)道臺風(fēng)“利奇馬”移動速度最快可達(dá)每小時20公里，給我國某些區(qū)域造成了嚴(yán)重的災(zāi)害損失。關(guān)于上述消息中的“52 m/s、每小時20公里”，下述理解中正確的是(B)A分別指平均速度和瞬時速度的大小B分別指瞬時速度和平均速度的大小C均指平均速度的大小D均指瞬時速度的大小解析52 m/s是指最大風(fēng)速，對應(yīng)一個瞬間的速度，故為瞬時速度；而每

22、小時20公里是指臺風(fēng)在某段時間內(nèi)的平均速度，故B正確，A、C、D錯誤。2(2020福建廈門外國語學(xué)校月考)在一次機(jī)器人比賽中給機(jī)器人設(shè)定了如下動作程序：機(jī)器人在平面內(nèi)，由點(diǎn)(0,0)出發(fā)，沿直線運(yùn)動到點(diǎn)(3 m,1 m)，再由點(diǎn)(3 m,1 m)沿直線運(yùn)動到點(diǎn)(1 m,4 m)，然后又由點(diǎn)(1 m,4 m)沿直線運(yùn)動到點(diǎn)(5 m,5 m)，最后由點(diǎn)(5 m,5 m)沿直線運(yùn)動到點(diǎn)(2 m，2 m)。整個過程機(jī)器人所用時間是2 s，則(C)A機(jī)器人的運(yùn)動軌跡是一條直線B機(jī)器人不會兩次通過同一點(diǎn)C整個過程中機(jī)器人的位移大小為2 mD整個過程中機(jī)器人的平均速率為1 m/s解析本題借助數(shù)學(xué)坐標(biāo)考查位移、平均速度的計(jì)算。由題目給定的坐標(biāo)位置變化可知