高考物理一輪復(fù)習(xí)精講精練 第1章 質(zhì)點的直線運(yùn)動 第一講 運(yùn)動的描述

第一章運(yùn)動的描述勻變速直線運(yùn)動【考情分析】考點內(nèi)容備考指南1.參考系、質(zhì)點1.了解描述運(yùn)動的基本概念。2.重點理解勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律和應(yīng)用以及研究勻變速直線運(yùn)動的有關(guān)實驗。3.注意本章內(nèi)容常與生活實際結(jié)合，要加強(qiáng)運(yùn)動過程的分析和模型的建構(gòu)。2.位移、速度和加速度3.勻變速直線運(yùn)動及其公式、圖象4.實驗---研究勻變速直線運(yùn)動第一講運(yùn)動的描述知識梳理一、質(zhì)點質(zhì)點是用來代替物體的有質(zhì)量的點，質(zhì)點是理想化模型。二、參考系在描述物體運(yùn)動時，用來做參考的物體，通常以地面為參考系。參考系既可以是靜止的物體，也可以是運(yùn)動的物體。三、時刻和時間間隔1.時刻指的是某一瞬時，對應(yīng)的是位置、瞬時速度等狀態(tài)量。2.時間間隔是兩個時刻的間隔，對應(yīng)的是位移、路程等過程量。在表示時間的數(shù)軸上，時刻用點表示，時間間隔用線段表示。四、路程和位移1.路程指物體運(yùn)動軌跡的長度，它是標(biāo)量，只有大小沒有方向。2.位移是由初位置指向末位置的有向線段，它是矢量，既有大小又有方向。一維坐標(biāo)系中，做直線運(yùn)動的物體兩坐標(biāo)之差表示位移，差為正表示位移方向指向正方向；差為負(fù)表示位移方向指向負(fù)方向。五、平均速度與瞬時速度1.平均速度：物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，即，是矢量，其方向就是位移的方向。2.瞬時速度：物體在某一時刻或經(jīng)過某一位置的速度，是矢量，其方向是物體的運(yùn)動方向或運(yùn)動軌跡的切線方向。瞬時速度的大小通常叫作速率。六、加速度1.定義：物體速度的變化量和所用時間的比值。定義式：。單位：m/s22.方向：與Δv的方向一致，由F合的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān)，是矢量。1.加速度a不是反映運(yùn)動的快慢，也不是反映速度變化量的大小，而是反映速度變化的快慢，即速度的變化率，越大，a越大。2.加速度a與速度v無直接關(guān)系，與Δv也無直接關(guān)系，v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大。3.速度的方向和加速度的方向如果相同，則速度增大；如果相反，則速度減小。七、速度、速度變化量和加速度的對比物理量物理意義公式及單位關(guān)系速度v表示運(yùn)動的快慢和方向v＝eq\f(Δx,Δt)m/s三者無必然聯(lián)系，v很大，Δv可以很小，甚至為零，a也可大可小．相同的是三者均為矢量速度的變化量Δv表示速度變化的大小和方向Δv＝v2－v1m/s加速度a表示速度變化的快慢和方向m/s2知識練習(xí)一、質(zhì)點、參考系例1、2014年2月中旬國際泳聯(lián)大獎賽西班牙站女子10m跳臺賽中，如圖1所示，是比賽中的瞬間照．下列說法正確的是()A．為了研究運(yùn)動員的技術(shù)動作，不能將運(yùn)動員視為質(zhì)點B．運(yùn)動員質(zhì)量太大，不能將運(yùn)動員視為質(zhì)點C．運(yùn)動員體積太大，不能將運(yùn)動員視為質(zhì)點D．運(yùn)動員速度太大，不能將運(yùn)動員視為質(zhì)點【答案】A【解析】因運(yùn)動員的技術(shù)動作有轉(zhuǎn)動情況，不能將正在比賽的運(yùn)動員視為質(zhì)點，A正確；一個物體能否看成質(zhì)點，跟自身體積，質(zhì)量和運(yùn)動速度的大小無關(guān)，B、C、D錯誤。例2、下列有關(guān)運(yùn)動的描述中，參考系的選取符合描述的是()A．詩句“飛流直下三千尺”是以“飛流”作為參考系的B．“錢塘觀潮時，觀眾只覺得潮水撲面而來”，是以“潮水”為參考系的C．“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”是以“萬重山”為參考系的D．升國旗時，觀察到國旗冉冉升起，觀察者是以“國旗”為參考系的【答案】C【解析】在研究物體運(yùn)動狀態(tài)時，不能以研究對象本身作為參考系，故A、B、D錯誤；故正確答案為A.二、時刻和時間間隔例3、（多選）以下表示時間間隔的有哪些()A．第3秒B．最后3秒C．第3秒末D．第3秒內(nèi)【答案】ABD【解析】ABD表示一段時間，屬于時間間隔，ABD正確；C表示一個瞬間，屬于時刻，C錯誤。三、位移和路程例4、（多選）一輛汽車向正東方沿直線運(yùn)動了300m，接著又返回向正西方運(yùn)動了400m，則下列說法正確的是()A．汽車的路程是700mB．汽車的位移大小是700mC．汽車的位移方向是正東方向D．汽車的位移方向是正西方向【答案】AD【解析】汽車的路程是300m+400m=700m，A正確；汽車的位移大小是400m-300m=100m，B錯誤；汽車的位移方向是正西方，C錯誤，D正確。例5、(2020·遵義檢測)關(guān)于質(zhì)點在某段時間內(nèi)的位移和路程，下列說法正確的是()A．位移為零，該質(zhì)點一定是靜止的B．路程為零，該質(zhì)點一定是靜止的C．沿直線運(yùn)動的質(zhì)點，位移大小一定等于其路程D．沿曲線運(yùn)動的質(zhì)點，位移大小可能大于其路程【答案】B【解析】質(zhì)點做圓周運(yùn)動一周的位移為零，顯然質(zhì)點是運(yùn)動的，選項A錯誤；質(zhì)點只要運(yùn)動，路程就不會為零，選項B正確；除了單向直線運(yùn)動外，在其他的運(yùn)動中，質(zhì)點的位移大小都小于路程，C、D錯誤。四、平均速度與瞬時速度例6、粗糙水平桌面上，小球正在做勻減速直線運(yùn)動，用照相機(jī)對著小球每隔0.1s拍照一次，得到一幅頻閃照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如圖所示，已知照片與實物的比例為1∶10，則()A．圖中對應(yīng)的小球在通過8cm距離內(nèi)的平均速度是0.2m/sB．圖中對應(yīng)的小球在通過8cm距離內(nèi)的平均速度是1.6m/sC．圖中對應(yīng)的小球通過6cm處的瞬時速度是2.5m/sD．圖中對應(yīng)的小球通過6cm處的瞬時速度是2m/s【答案】D【解析】照相機(jī)每隔0.1s拍照一次，所以圖中0～8cm所用的時間t＝0.4s；照片與實物的比例為1∶10，所以圖中8cm對應(yīng)的實際位移x＝80cm＝0.8m。則小球在通過圖中8cm距離內(nèi)的平均速度m/s=2m/s，A、B錯誤。圖中對應(yīng)小球通過6cm處的瞬時速度可用圖中3.5cm到7.5cm這一段的平均速度近似表示。圖中3.5cm到7.5cm這一段對應(yīng)的實際位移x′＝40cm＝0.4m，所用時間t′＝0.2s，所以圖中6cm處的瞬時速度v′＝eq\f(0.4,0.2)m/s＝2m/s，C錯誤，D正確。例7、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，電子計時器可自動記錄遮光時間Δt。測得遮光條的寬度為Δx，用eq\f(Δx,Δt)近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度。為使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時速度，正確的措施是()A．換用寬度更窄的遮光條B．提高測量遮光條寬度的精確度C．使滑塊的釋放點更靠近光電門D．增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角【答案】A【解析】eq\f(Δx,Δt)表示的是Δt時間內(nèi)的平均速度，遮光條的寬度Δx越窄，則記錄的遮光時間Δt越小，eq\f(Δx,Δt)越接近滑塊通過光電門時的瞬時速度，選項A正確。五、加速度例8、一個質(zhì)點做方向不變的直線運(yùn)動，加速度的方向始終與速度方向相同，但加速度大小逐漸減小直至為零。在此過程中()A．速度逐漸減小，當(dāng)加速度減小到零時，速度達(dá)到最小值B．速度逐漸增大，當(dāng)加速度減小到零時，速度達(dá)到最大值C．位移逐漸增大，當(dāng)加速度減小到零時，位移將不再增大D．位移逐漸減小，當(dāng)加速度減小到零時，位移達(dá)到最小值【答案】B【解析】當(dāng)a與v0方向相同時，質(zhì)點做加速運(yùn)動，速度v逐漸增大，并且當(dāng)加速度a減小到零時，速度v達(dá)到最大值，A錯誤，B正確；在此過程中，質(zhì)點的位移逐漸增大，C、D錯誤。例9、(多選)一物體做加速度不變的直線運(yùn)動，某時刻速度大小為2m/s，2s后速度的大小變?yōu)?0m/s，在這2s內(nèi)該物體的()A．加速度可能為4m/s2，方向與初速度的方向相同B．加速度可能為4m/s2，方向與初速度的方向相反C．加速度可能為6m/s2，方向與初速度的方向相同D．加速度可能為6m/s2，方向與初速度的方向相反【答案】AD【解析】當(dāng)初、末速度方向相同時，a＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(10－2,2)m/s2＝4m/s2，方向與初速度的方向相同，A正確，B錯誤；當(dāng)初、末速度方向相反時，a＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(－10－2,2)m/s2＝－6m/s2，方向與初速度的方向相反，C錯誤，D正確。例10、物體做勻加速直線運(yùn)動，相繼經(jīng)過兩段距離為16m的路程，第一段用時4s，第二段用時2s，則物體的加速度是()A．eq\f(8,9)m/s2 B．eq\f(16,9)m/s2C．eq\f(2,3)m/s2 D．eq\f(4,3)m/s2【答案】D【解析】第一段時間內(nèi)的平均速度為v1＝eq\f(x,t1)＝eq\f(16,4)m/s＝4m/s；第二段時間內(nèi)的平均速度為v2＝eq\f(x,t2)＝eq\f(16,2)m/s＝8m/s。根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度知，物體在第2s末的瞬時速度等于v1，第5s末的瞬時速度等于v2，則根據(jù)加速度的定義得a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v2－v1,Δt)＝eq\f(8－4,3)m/s2＝eq\f(4,3)m/s2，故選D。同步訓(xùn)練1、下列說法中正確的是()A．質(zhì)點是一個理想化模型，實際上并不存在B．凡是小的物體，皆可以看作質(zhì)點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【答案】A【解析】質(zhì)點是實際物體的一種高度抽象，是一種理想化模型，實際上并不存在，故A正確；并不是只有很小的物體才能被看作質(zhì)點，也不是很大的物體就一定不能被看作質(zhì)點，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；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、關(guān)于物體的運(yùn)動，不可能發(fā)生的是()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【答案】D【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D不可能發(fā)生。3、獵豹是陸地上奔跑速度最快的動物，最大時速可達(dá)110公里，為了捕捉正前方的羚羊，它由靜止出發(fā)沿直線加速運(yùn)動2.5s后追上羚羊，此時獵豹的速度為108km/h，假定獵豹的運(yùn)動可簡化為勻變速直線運(yùn)動，下列說法正確的是()A．獵豹的加速度大小為43.2m/s2B．2.5s內(nèi)獵豹運(yùn)動的距離為75mC．2.5s內(nèi)獵豹運(yùn)動的平均速度為15m/sD．1.0s時刻獵豹運(yùn)動的速度為54km/h【答案】C【解析】獵豹的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(108,3.6×2.5)m/s2＝12m/s2，故A錯誤；2.5s內(nèi)獵豹運(yùn)動的距離x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×12×2.52m＝37.5m，故B錯誤；2.5s內(nèi)獵豹運(yùn)動的平均速度v＝eq\f(x,t)＝eq\f(37.5,2.5)m/s＝15m/s，故C正確；1.0s時刻獵豹運(yùn)動的速度v＝at＝12×1.0m/s＝12m/s，故D錯誤。4、核潛艇是戰(zhàn)略核威懾手段之一，我國自主研制的“094A”核潛艇在世界上處于比較領(lǐng)先的地位。如圖所示，在某次實戰(zhàn)訓(xùn)練中潛艇遇到情況需要緊急下潛，假設(shè)在某段時間內(nèi)可視為勻減速下潛，若在這段時間內(nèi)5s末的速度比2s末的速度小3m/s，則“094A”潛艇在該段時間內(nèi)的加速度大小為()A．1m/s2 B．1.5m/s2C．2m/s2 D．3m/s2【答案】A【解析】設(shè)5s末的速度為v5,2s末的速度v2＝v5＋3m/s，時間Δt＝3s，潛艇在該段時間內(nèi)的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v5－v2,Δt)＝－1m/s2，故潛艇在該段時間內(nèi)的加速度大小為1m/s2，B、C、D錯誤，A正確。5、在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖如圖所示，測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差可以測出被測物體的速度；某時刻測速儀發(fā)出超聲波，同時汽車在離測速儀355m處開始做勻減速直線運(yùn)動。當(dāng)測速儀接收到反射回來的超聲波信號時，汽車在離測速儀335m處恰好停下，已知聲速為340m/s，則汽車在這20m位移內(nèi)的平均速度為()A．5m/s B．10m/sC．15m/s