專題01 描述運(yùn)動(dòng)的基本概念（教師版）新高一物理多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練

高一物理多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練專題01描述運(yùn)動(dòng)的基本概念導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容目標(biāo)1質(zhì)點(diǎn)和參考系位移和路程目標(biāo)2平均速度和瞬時(shí)速度目標(biāo)3加速度【知識導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】質(zhì)點(diǎn)和參考系位移和路程1．對質(zhì)點(diǎn)的三點(diǎn)說明(1)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化物理模型，實(shí)際并不存在。(2)物體能否被看作質(zhì)點(diǎn)是由所研究問題的性質(zhì)決定的，并非依據(jù)物體自身大小和形狀來判斷。(3)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)”，是忽略了物體的大小和形狀的有質(zhì)量的點(diǎn)，而幾何中的“點(diǎn)”僅僅表示空間中的某一位置。2．對參考系“兩性”的認(rèn)識(1)任意性：參考系的選擇原則上是任意的，通常選地面為參考系。(2)同一性：比較不同物體的運(yùn)動(dòng)必須選同一參考系。3．位移與路程的“兩點(diǎn)”區(qū)別(1)決定因素不同：位移由始、末位置決定，路程由實(shí)際的運(yùn)動(dòng)路徑?jīng)Q定。(2)運(yùn)算法則不同：位移應(yīng)用矢量的平行四邊形定則運(yùn)算，路程應(yīng)用標(biāo)量的代數(shù)運(yùn)算法則運(yùn)算。1．4月16日，經(jīng)過6個(gè)月的太空遨游，搭載翟志剛、王亞平、葉光富的神舟十三號“返回艙”成功著陸地面。下列與神舟十三號飛船相關(guān)情景描述正確的是（）A．甲圖中，研究宇航員在艙外的姿態(tài)時(shí)，宇航員可以視為質(zhì)點(diǎn)B．乙圖中，研究神舟十三號飛船繞地球運(yùn)行的周期時(shí)，飛船可以視為質(zhì)點(diǎn)C．丙圖中，神舟十三號飛船與天和核心艙完成自主對接過程，神舟十三號飛船可以視為質(zhì)點(diǎn)D．丁圖中，王亞平在空間站中將冰墩墩拋出，以地面為參考系，冰墩墩做勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【詳解】A．研究宇航員在艙外的姿態(tài)時(shí)，宇航員的體積和形狀不能忽略，宇航員不可以視為質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．研究神舟十三號飛船繞地球運(yùn)行的周期時(shí)，舟十三號飛船的體積和形狀可以忽略，飛船可以視為質(zhì)點(diǎn)，故B正確；C．神舟十三號飛船與天和核心艙完成自主對接過程，神舟十三號飛船的體積和形狀不可以忽略，不可以視為質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．王亞平在空間站中將冰墩墩拋出，相對飛船冰墩墩做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因飛船相對地面是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則以地面為參考系，冰墩墩不是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選D。2．2021年9月28日，第十三屆中國國際航空航天博覽會在中國珠海開幕，展會期間，中國空軍八一飛行表演隊(duì)、“紅鷹”飛行表演隊(duì)為現(xiàn)場觀眾帶來了精彩的飛行表演，如圖所示．下列關(guān)于飛行表演隊(duì)的說法中正確的是（

）A．地面上的人看到飛機(jī)飛過，是以飛行員為參考系的B．飛行員看到觀禮臺向后掠過，是以地面為參考系的C．研究某架飛機(jī)在空中飛行的軌跡時(shí)，可將飛機(jī)視為質(zhì)點(diǎn)D．研究飛機(jī)在空中的各種表演動(dòng)作時(shí)，可將飛機(jī)視為質(zhì)點(diǎn)【答案】C【詳解】A．地面上的人看到飛機(jī)飛過，是以地面為參考系的，故A錯(cuò)誤；B．飛行員看到觀禮臺向后掠過，是以飛行員自己為參考系的，故B錯(cuò)誤；C．研究某架飛機(jī)在空中飛行的軌跡時(shí)，飛機(jī)的大小和形狀可以忽略不計(jì)，可將飛機(jī)視為質(zhì)點(diǎn)，故C正確；D．研究飛機(jī)在空中的各種表演動(dòng)作時(shí)，飛機(jī)的大小和形狀不可以忽略不計(jì)，不可以將飛機(jī)視為質(zhì)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。二、平均速度和瞬時(shí)速度1．計(jì)算平均速度時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問題(1)求解平均速度必須明確是哪一段位移或哪一段時(shí)間的平均速度。(2)eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)是平均速度的定義式，適用于所有的運(yùn)動(dòng)。(3)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即eq\x\to(v)＝veq\f(t,2)。2.平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系(1)平均速度是過程量，與位移和時(shí)間有關(guān)，表示物體在某段位移或某段時(shí)間內(nèi)的平均運(yùn)動(dòng)快慢程度。(2)瞬時(shí)速度是狀態(tài)量，與位置和時(shí)刻有關(guān)，表示物體在某一位置或某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢程度。(3)瞬時(shí)速度等于運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt→0的平均速度。(4)對于勻速直線運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)速度與平均速度相等。3.平均速度與平均速率的比較平均速率≠平均速度大小（1）平均速度是位移與時(shí)間的比值，平均速率是路程與時(shí)間的比值。（2）一般情況下，平均速率大于平均速度的大小。（3）單向直線運(yùn)動(dòng)中，平均速率等于平均速度的大小。3．2022年1月8日，我國首條民營控股高鐵一一杭臺高鐵正式開通運(yùn)營。杭臺高鐵全線266公里，設(shè)計(jì)時(shí)速350公里，杭州至臺州最快運(yùn)行時(shí)間為1小時(shí)3分鐘。圖為G9308次復(fù)興號動(dòng)車組列車經(jīng)過杭臺高鐵椒江特大橋時(shí)的照片。則（）A．“266公里”指的是位移B．“1小時(shí)3分鐘指的是時(shí)刻C．G9308次復(fù)興號動(dòng)車組列車運(yùn)行的平均速度約為266km/hD．研究G9308次復(fù)興號動(dòng)車組列車經(jīng)過杭臺高鐵椒江特大橋的時(shí)間，不能將列車視為質(zhì)點(diǎn)【答案】D【詳解】A．“266公里”指的是路程，故A錯(cuò)誤；B．“1小時(shí)3分鐘指的是時(shí)間，故B錯(cuò)誤；C．平均速度是位移與時(shí)間之比，故C錯(cuò)誤；D．研究G9308次復(fù)興號動(dòng)車組列車經(jīng)過杭臺高鐵椒江特大橋的時(shí)間，不能忽略動(dòng)車長度，故不能將列車視為質(zhì)點(diǎn)，故D正確。故選D。4．掃地機(jī)器人10：30從客廳的一角A出發(fā)經(jīng)圖示虛線路徑清掃地面，半小時(shí)到達(dá)客廳的另一角B結(jié)束清掃。經(jīng)過的路徑的長度是60m，A與B間的距離是10.5米。關(guān)于掃地機(jī)器人上述清掃過程中下列說法正確的是（）A．10：30是時(shí)間B．掃地機(jī)器人通過的位移是60mC．掃地機(jī)器人的平均速度為3.3×10-2m/sD．掃地機(jī)器人的平均速度為5.8×10-3m/s【答案】D【詳解】A．10：30是時(shí)刻，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．掃地機(jī)器人通過的位移10.5m，路程是60m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．掃地機(jī)器人的平均速度為選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。三、加速度1．加速度的計(jì)算加速度的計(jì)算方法(1)確定正方向。(2)確定初速度v0、末速度v。(3)根據(jù)公式a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v－v0,t)求解。2.速度、速度變化量與加速度的關(guān)系速度速度變化量加速度物理意義描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢描述物體速度的變化描述物體速度變化的快慢定義式v＝eq\f(Δx,Δt)Δv＝v－v0a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v－v0,Δt)方向與位移Δx同向，即物體運(yùn)動(dòng)的方向由v－v0或a的方向決定與Δv的方向一致，由合力F的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān)3.物體速度變化規(guī)律分析根據(jù)a與v的方向關(guān)系判斷物體加速還是減速（1）a和v同向（加速直線運(yùn)動(dòng)）?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a不變，v隨時(shí)間均勻增大,a增大，v增大得越來越快,a減小，v增大得越來越慢))（2）a和v同向（加速直線運(yùn)動(dòng)）?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a不變，v隨時(shí)間均勻減小,a增大，v減小得越來越快,a減小，v減小得越來越慢))4.v-x圖像中的“速位比加速度”速時(shí)比加速度：；速位比加速度：；二者關(guān)系：（1）當(dāng)A>0且恒定時(shí)，a隨v增大而變大；（2）當(dāng)A<0且恒定時(shí)，a隨v減小而變??；5．加速度是人類認(rèn)識史上最難建立的概念之一，也是每個(gè)初學(xué)物理的人最不易真正掌握的概念；生活中也很少見直接表達(dá)加速度的俗語，所以對加速度的認(rèn)識極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。下列有關(guān)說法中正確的是（）A．加速度是指速度的增加B．速度的變化量越大，加速度就越大C．加速度的方向不僅與力的方向相同，還一定與速度的方向在同一條直線上D．加速度是描述速度變化快慢的物理量，速度大，加速度不一定大【答案】D【詳解】A．加速度是指速度變化快慢的物理量，A錯(cuò)誤；B．速度的變化量越大，加速度不一定越大，速度變化的越快，加速度越大，B錯(cuò)誤；C．加速度的方向與力的方向相同，不一定與速度的方向在同一條直線上，C錯(cuò)誤；D．加速度是描述速度變化快慢的物理量，加速度與速度的大小無關(guān)，D正確。故選D。6．如圖，某型號車尾部標(biāo)有“40TFSI字樣，其中“40”就是從靜止加速到100公里每小時(shí)的最大加速度乘以10，再四舍五入算出來的，稱為G值。G值越大，加速越快。由此推算，則該車百公里的加速時(shí)間約為（）A．3s B．5s C．7s D．9s【答案】C【詳解】100公里每小時(shí)的速度根據(jù)題意可知，從靜止加速到100公里每小時(shí)的最大加速度為4m/s2，根據(jù)解得故選C。7．一個(gè)做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它的加速度逐漸減小到零時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)情況有可能是（）A．速度不斷增大，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度達(dá)到最大，以后做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．速度不斷減小，當(dāng)加速度為零時(shí)，物體停止運(yùn)動(dòng)C．速度不斷減小到零，然后向相反方向做加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．速度不斷減小，當(dāng)加速度為零時(shí)，物體的速度減小到最小值，以后做勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】ABCD【詳解】由于題中假設(shè)的各種運(yùn)動(dòng)，不容易跟現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)動(dòng)作直觀的對應(yīng)，因此，可借助于v-t圖象進(jìn)行判斷。在v-t圖象上，斜率的大小反映著物體運(yùn)動(dòng)加速度的大小。當(dāng)加速度逐漸減小到零時(shí)，v-t圖象會變得逐漸平坦，最后平行于t軸。A．速度不斷增大，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度達(dá)到最大，以后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖A所示，故選項(xiàng)A正確；B．速度不斷減小，當(dāng)加速度為零時(shí)，物體停止運(yùn)動(dòng)，如圖B所示，故選項(xiàng)B正確；C．速度不斷減小到零，然后向相反方向做加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖C所示，故選項(xiàng)C正確；D．速度不斷減小，當(dāng)加速度為零時(shí)，物體的速度減小到最小值，以后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖D所示，故選項(xiàng)D正確；故選ABCD?！径嗑S度分層專練】1．關(guān)于下列四幅圖，說法正確的是（

）A．研究甲圖運(yùn)動(dòng)員的冰壺的移動(dòng)方向，可將其看成質(zhì)點(diǎn)B．研究乙圖運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)的姿態(tài)，可將其看成質(zhì)點(diǎn)C．研究丙圖運(yùn)動(dòng)員下滑時(shí)的俯沖動(dòng)作，可將其看成質(zhì)點(diǎn)D．丁圖運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的過程中，可視為勻速運(yùn)動(dòng)【答案】A【詳解】A．研究甲圖運(yùn)動(dòng)員的冰壺的移動(dòng)方向時(shí)不用考慮冰壺的大小和形狀，則可將其看成質(zhì)點(diǎn)，A正確；B．研究乙圖運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)的姿態(tài)，不能忽略運(yùn)動(dòng)員的大小和形狀，不能將其看成質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)誤；C．研究丙圖運(yùn)動(dòng)員下滑時(shí)的俯沖動(dòng)作，不能忽略運(yùn)動(dòng)員的大小和形狀，不能將其看成質(zhì)點(diǎn)，C錯(cuò)誤；D．丁圖運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的過程中，受到重力、空氣阻力等，則運(yùn)動(dòng)員的合外力不為零，不能視為勻速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選A。2．浙江國際賽車場位于紹興柯橋南部、柯巖——鑒湖旅游度假區(qū)中心位置，依山而建，賽道全長3.25公里，賽道共16個(gè)彎有車手曾在這里創(chuàng)下最佳速圈紀(jì)錄成績1分33秒，下列說法正確的是（）A．分析賽車的運(yùn)動(dòng)路線時(shí)賽車不能看做質(zhì)點(diǎn)B．賽道全長指的是賽車比賽的位移C．最佳速圈記錄1分33秒指的是時(shí)間間隔D．完成最佳速圈紀(jì)錄的平均速度約為39m/s【答案】C【詳解】A．分析賽車的運(yùn)動(dòng)路線時(shí)可以忽略賽車的形狀和大小，因此賽車可以看做質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．賽道全長指的是賽車比賽的路程，故B錯(cuò)誤；C．最佳速圈記錄1分33秒指的是時(shí)間間隔，故C正確；D．完成最佳速圈紀(jì)錄的平均速率約為39m/s，故D錯(cuò)誤。故選C。3．據(jù)悉，北京時(shí)間2021年10月16日0時(shí)23分，神舟十三號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，約582秒后，飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送人太空，發(fā)射取得圓滿成功。飛船將在距近地點(diǎn)高度200km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度356km的軌道上運(yùn)行，與空間站處于同一個(gè)平面。它飛行一圈約為42185km，用時(shí)約90分鐘，平均7.81km/s。對于這段消息的解讀正確的是（）A．文中的16日0時(shí)23分是時(shí)間間隔B．文中的42185km是飛船運(yùn)行一周的位移C．文中的7.81km/s是平均速率D．發(fā)射過程中，以航天員翟志剛為參考系，火箭是加速上升的【答案】C【詳解】A．文中的16日0時(shí)23分是時(shí)刻，A錯(cuò)誤；B．文中的42185km是飛船運(yùn)行一周的路程，B錯(cuò)誤；C．文中的7.81km/s是平均速率，C正確；D．發(fā)射過程中，以航天員翟志剛為參考系，火箭是靜止，D錯(cuò)誤。故選C。4．2021年4月21日，浙江桐鄉(xiāng)的蘇老師利用導(dǎo)航軟件從振興東路到烏鎮(zhèn)西柵景區(qū)，圖是導(dǎo)航的軌跡，圖是導(dǎo)航的相關(guān)數(shù)據(jù)。下列說法正確的是（）A．“2021.4.21

09：23”是指的時(shí)間的概念，最快速度95km/h指的是瞬時(shí)速度B．研究蘇老師開車將朋友送達(dá)烏鎮(zhèn)的過程，不能將車看做質(zhì)點(diǎn)C．根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算該段時(shí)間內(nèi)的平均速度為41km/hD．根據(jù)以上數(shù)據(jù)無法估算該段時(shí)間內(nèi)的平均速度，但可以判斷平均速度應(yīng)該小于41km/h【答案】D【詳解】A．“2021.421

09：23”是指的時(shí)刻的概念，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．研究蘇老師開車將朋友送達(dá)烏鎮(zhèn)的過程，可以將車看做質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．，但根據(jù)題意22.5km指的是路程，所以41km/h應(yīng)該是平均速率，并不是平均速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．雖然無法知道位移大小，但圖中可知位移小于路程，所以平均速度應(yīng)該小于41km/h，選項(xiàng)D正確。故選D。5．某人從甲地到乙地的平均速率為v1，然后又從乙地原路返回到甲地的平均速率為v2，則往返甲、乙兩地的平均速度的大小和平均速率是（）A．， B．， C．0， D．0，【答案】D【詳解】平均速度是位移與時(shí)間的比，由于此人在甲、乙兩地往返一次，故位移x=0，平均速度平均速率是路程與時(shí)間的比，由于此人往返一次，故平均速率為故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。6．騎行是當(dāng)代年輕人喜歡的一種戶外運(yùn)動(dòng)，逐漸成為一種鍛煉身體的時(shí)尚運(yùn)動(dòng)。如圖所示是運(yùn)動(dòng)員用手機(jī)軟件記錄某一次戶外騎行的情況，從A點(diǎn)到點(diǎn)總長為（可視為直線距離），用時(shí)約為2小時(shí)30分鐘，最大的速度大小約為，運(yùn)動(dòng)員從靜止開始運(yùn)動(dòng)，則說法正確的是（）A．從A點(diǎn)到點(diǎn)的平均速度大小為B．若中間有段位移是以最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則運(yùn)動(dòng)的位移大小為C．假設(shè)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)點(diǎn)時(shí)停下，若仍以勻加速直線階段的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則要從距離點(diǎn)處以最大速度開始減速D．開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過程可視為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，用時(shí)占總時(shí)長的倍，則加速度大小為【答案】D【詳解】A．AB兩點(diǎn)的位移為，時(shí)間為2小時(shí)30分鐘=9000s，則平均速故A錯(cuò)誤；B．物體運(yùn)動(dòng)過程中最大的速度為根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)的公式有故B錯(cuò)誤；C．由于不知加速度，則無法計(jì)算位移。故C錯(cuò)誤；D．總時(shí)長是，總時(shí)長的倍為，最大速度為，故加速度故D正確。故選D。7．如圖為小球在水平面上移動(dòng)，每隔0.02秒記錄下的位置