高考物理一轮复习第1章第1课描述运动的基本概念课时作业(含解析)

考纲展示热点视角1.参考系、质点Ⅰ2．位移、速度和加速度Ⅱ3．匀变速直线运动及其公式、图象Ⅱ实验一：研究匀变速直线运动说明：匀变速直线运动图象只限于v－t图象.1.高考对本章的考查频率较高，题型既有选择题、计算题，也有实验题，但试题难度不大．2．匀变速直线运动规律的应用、追及相遇问题、速度图象及图象法处理实验数据是本章高考命题的热点.第一节描述运动的基本概念一、质点、参考系1．质点：用来代替物体的有□01______的点．它是一种理想化模型．2．参考系：为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体．参考系可以任意选取．通常以□02______或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动．二、位移和路程位移路程定义位移表示质点的位置变动，它是质点由□03______指向□04______的有向线段路程是质点□05________的长度区别(1)位移是□06____量，方向□07________________(2)路程是标量，没有方向联系(1)在□08____直线运动中，位移的大小□09____路程(2)其他情况下，位移的大小□10____路程三、速度和速率1．平均速度：运动物体的□11____和运动所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度，即v＝ΔxΔt，平均速度是矢量，其方向跟□12____的方向相同．2．瞬时速度：运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度，叫做瞬时速度．瞬时速度精确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢．3．瞬时速率：简称速率，等于瞬时速度的大小，是标量．4．平均速率：□13____与时间的比值，不一定等于平均速度的大小．四、加速度1．定义式：a＝ΔvΔt；单位是m/s2.2．物理意义：描述速度变化的快慢．3．方向：与速度变化的方向相同．4．物体加、减速的判定(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体□14____.(2)当a与v垂直时，物体速度大小□15____.(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体□16____.,1.(单选)在研究物体的运动时，下列物体中可以当做质点处理的是()A．研究一端固定并可绕该端转动的木杆的运动时B．研究用20 cm长的细线拴着的一个直径为10 cm的小球的摆动时C．研究一体操运动员在平衡木上的运动时D．研究月球绕地球运转的周期时2．(多选)关于位移和路程，下列说法正确的是()A．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B．物体的位移为零，路程一定为零C．物体通过一段路程，其位移可能为零D．物体通过的路程不等，但位移可能相同3．(多选)关于瞬时速度和平均速度，以下说法正确的是()A．一般讲平均速度时，必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度B．对于匀速直线运动，其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动D．瞬时速度是某时刻的速度，只有瞬时速度才能精确描述变速运动物体运动的快慢4－1.(单选)下列说法中正确的是()A．物体有加速度，速度就增加B．物体的速度变化越快，加速度就越大C．物体的速度变化量Δv越大，加速度就越大D．物体的加速度等于零，则物体一定静止4－2.(单选)有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法()A．点火后即将升空的火箭，因火箭还没运动，所以加速度一定为零B．高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车，因轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大D．太空中的空间站绕地球匀速转动，其加速度为零对质点模型的理解1．质点是一种理想化的物理模型，实际并不存在．2．物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小来判断．3．质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置．4．物体可被看做质点主要有三种情况：(1)多数情况下，平动的物体可看做质点．(2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时，可以看做质点．(3)有转动但转动可以忽略时，可把物体看做质点．(单选)下列情况的物体，哪些可看做质点()A．放在地面上的木箱，在上面的箱角处用水平推力推它，木箱可绕下面的箱角转动B．放在地面上的木箱，在其外壁的中心处用水平推力推它，木箱在地面上滑动C．比赛中的体操运动员D．研究钟表时针的转动情况[尝试解答]________[总结提升](1)不能以物体的大小为标准来判断物体是否可以看成质点，关键要看所研究问题的性质．(2)同一物体，有时可看成质点，有时不能．1．(单选)2016年奥运会将在巴西里约热内卢举办，在以下几个奥运会比赛项目中，研究对象可视为质点的是()A．在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时B．确定马拉松运动员在比赛中的位置时C．跆拳道比赛中研究运动员动作时D．乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时平均速度和瞬时速度1．平均速度与瞬时速度的区别平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度．2．平均速度与瞬时速度的联系(1)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．(2)对于匀速直线运动，瞬时速度与平均速度相等．(多选)(2014·河北衡水中学高三模拟)如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是：1 s、2 s、3 s、4 s．下列说法正确的是()A．物体在AB段的平均速度为1 m/sB．物体在ABC段的平均速度为52m/sC．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度[审题突破](1)在利用v＝xt计算平均速度时，首先应确定物体的哪个物理量？(2)在曲线运动中，在什么条件下，平均速度才等于瞬时速度？[尝试解答]________[方法总结]平均速度与瞬时速度的求解方法(1)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关，求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度．(2)v＝xt是平均速度的定义式，适用于所有的运动．(3)粗略计算时我们可以用很短时间内的平均速度来求某时刻的瞬时速度．2．(多选)如图所示，一个人沿着一个圆形轨道运动，由A 点开始运动，经过半个圆周到达B 点．下列说法正确的是( )A ．人从A 到B 的平均速度方向由A 指向BB ．人从A 到B 的平均速度方向沿B 点的切线方向C ．人在B 点的瞬时速度方向由A 指向BD ．人在B 点的瞬时速度方向沿B 点的切线方向速度、速度变化量和加速度的关系 比较项目 速 度 速度变化量加速度 物理 意义 描述物体运动的快慢和方向，是状态量 描述物体速度的变化，是过程量描述物体速度变化快慢，是状态量 定义式 v ＝xtΔv ＝v －v 0 a ＝Δv Δt ＝v －v 0Δt单位 m/s m/sm/s 2决定因素由v 0、a 、t 决定 由Δv ＝at知Δv 由a与t 决定 由Fm决定 方向 与位移x 同向，即物体运动的方向由v －v 0或a 的方向决定 与Δv 的方向一致，由F的方向决定，而与v 0、v方向无关(多选)(2014·长沙模拟)对加速度的理解，下列说法正确的是( ) A ．加速度增大，速度可能减小B ．速度变化量Δv 越大，加速度就越大C ．物体有加速度，速度就增大D ．物体速度很大，加速度可能为零 [尝试解答] ________[规律总结] (1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系．(2)速度变化量与加速度没有必然的联系，速度变化量的大小不仅与加速度有关，还与速度变化的时间有关．(3)速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的．3．(单选)一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中( )A ．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值B ．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值C ．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大D ．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值用极限法求瞬时速度范例 光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，图乙中MN 是水平桌面，Q 是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块d 从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5×10－2 s 和1.0×10－2 s ，小滑块d 的宽度为0.5 cm.可测出滑块通过光电门1的速度v 1＝________m/s ，滑块通过光电门2的速度v 2＝________m/s.[解析] 因为通过每个光电门的时间都很短，所以通过光电门的瞬时速度可认为等于平均速度．由v ＝ΔxΔt 得：v 1＝0.5×10－22.5×10－2 m/s ＝0.2 m/sv 2＝0.5×10－21.0×10－2 m/s ＝0.5 m/s.[答案] 0.2 0.5[总结提升] 测出物体在微小时间Δt 内发生的微小位移Δx ，然后可由v ＝ΔxΔt 求出物体在该位置的瞬时速度，这样瞬时速度的测量便可转化成为微小时间Δt 和微小位移Δx 的测量．4．(单选)根据速度定义式v ＝Δx Δt ，当Δt 极短时，ΔxΔt 就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，由此可知，当Δt 极短时，ΔvΔt就可以表示物体在t 时刻的瞬时加速度．上面用到的物理方法分别是( )A ．控制变量法 微元法B ．假设法 等效法C ．微元法 类比法D ．极限法 类比法巧选参考系[规范解答]————————————该得的分一分不丢！以队伍为参考系，则通讯员从队尾赶到排头这一过程中的速度为(v 2－v 1)(1分)位移大小为l (1分)通讯员再从排头返回队尾的过程中的速度为(v 1＋v 2)(1分) 位移大小为l (1分)则整个运动时间t ＝l v 2－v 1＋lv 1＋v 2(3分)则队伍在这段时间相对地面前进的距离为s ＝v 1t ＝v 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l v 2－v 1＋l v 1＋v 2＝2v 1v 2lv 22－v 21(3分) [答案] 2v 1v 2lv 22－v 21[题后感悟] 在研究物体的运动时，一般是以地面作为参考系，但是，在有一些运动问题研究中，恰当选择参考系，会使问题的描述和解决变得简单、快捷．5．一船夫划船逆流而上，驾船沿河道逆水航行，经过一桥时，不慎将心爱的酒葫芦落入水中，被水冲走，但一直划行至上游某处时才发现，便立即返航经过1小时追上葫芦时，发现葫芦离桥5 400 m 远，若此船向上游和向下游航行时相对静水的速率是相等的，试求河水的速度．一 高考题组1．(单选)(2011·高考上海卷)下图是一张天文爱好者经长时间曝光拍摄的“星星的轨迹”照片．这些有规律的弧线的形成，说明了( )A ．太阳在运动B ．月球在公转C ．地球在公转D ．地球在自转 2．(单选)(2012·高考山东基本能力测试)假如轨道车长度为22 cm ，记录仪记录的信号如图所示，则轨道车经过该监测点的速度为( )A ．0.20 cm/sB ．2.0 cm/sC．22 cm/s D．220 cm/s二模拟题组3．(单选)(2014·杭州模拟)下列情况下的物体可以看做质点的是()A．研究嫦娥三号在月球表面的着陆动作B．研究飞行中直升机上的螺旋桨的转动情况C．研究汽车通过某路标的时间时D．研究“蛟龙号”下潜到7 000 m深度过程中的速度时4．(单选)(2014·安庆模拟)如图所示，飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动状况的争论，下列说法正确的是()A．甲、乙两人的说法中必有一个是错误的B．他们的争论是由于参考系的选择不同而引起的C．研究物体运动时不一定要选择参考系D．参考系的选择只能是相对于地面静止的物体5．(多选)(2014·湖北八校高三联考)关于速度、速度的变化量、加速度，正确的说法是()A．物体运动时速度的变化量越大，它的加速度一定越大B．速度很大的物体，其加速度可以为零C．某时刻物体速度为零，其加速度可能很大D．加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大三选做题6．(单选)(原创题)如图所示是做直线运动某物体的位移时间图象，根据图中数据可以求出P点的瞬时速度．下面四个选项中哪一项更接近P点瞬时速度的真实值()A．2 m/s B．2.2 m/sC．2.21 m/s D．2.211 m/s温馨提示日积月累，提高自我请做课后达标检测1第二节 匀变速直线运动的规律及应用一、匀变速直线运动的基本规律1．速度与时间的关系式：□01__________. 2．位移与时间的关系式：□02________________. 3．位移与速度的关系式：□03________________. 二、匀变速直线运动的推论1．平均速度公式：v ＝v t2＝□04________. 2．位移差公式：Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝…＝x n －x n －1＝□05______. 可以推广到x m －x n ＝(m －n )aT 2.3．初速度为零的匀加速直线运动比例式(1)1T 末，2T 末，3T 末……瞬时速度之比为：v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n ＝□06____________. (2)1T 内，2T 内，3T 内……位移之比为：x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n ＝□07__________. (3)第一个T 内，第二个T 内，第三个T 内……位移之比为：x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n ＝□08____________. (4)通过连续相等的位移所用时间之比为：t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n ＝□09______________________. 三、自由落体运动和竖直上抛运动的规律 1．自由落体运动规律(1)速度公式：v ＝□10____. (2)位移公式：h ＝□11____________. (3)速度—位移关系式：v 2＝□12______. 2．竖直上抛运动规律(1)速度公式：v ＝□13______. (2)位移公式：h ＝□14______________. (3)速度—位移关系式：□15__________＝－2gh . (4)上升的最大高度：h ＝□16__________. (5)上升到最大高度用时：t ＝□17__________. ,1.(单选)一辆以20 m/s 的速度行驶的汽车，突然采取急刹车，加速度大小为8 m/s 2，汽车在刹车后的3秒内的位移和3秒时的速度分别为( )A ．24 m,4 m/sB ．25 m,4 m/sC ．24 m ，－4 m/sD ．25 m,02．(多选)做匀减速直线运动的质点，它的加速度大小为a ，初速度大小为v 0，经过时间t 速度减小到零，则它在这段时间内的位移大小可用下列哪些式子表示( )A ．v 0t ＋12at 2 B ．v 0tC.v 0t 2D.12at 2 3－1.(单选)某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2 s 听到石头落底声．由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g 取10 m/s 2)( )A ．10 mB ．20 mC ．30 mD ．40 m3－2.(单选)(创新题)2013年9月10日，在沈阳举行的第十二届全运会田径男子跳高决赛中，来自北京体彩队的王宇夺得冠军．假设王宇的重心离地面高1.2 m ，起跳后身体横着越过了1.96 m 的高度．据此可估算出他起跳时的竖直速度大约为(取g ＝10 m/s 2)( )A ．2 m/sB ．4 m/sC ．6 m/sD ．8 m/s匀变速直线运动规律的应用1．速度时间公式v ＝v 0＋at 、位移时间公式x ＝v 0t ＋12at 2、位移速度公式v 2－v 20＝2ax ，是匀变速直线运动的三个基本公式，是解决匀变速直线运动的基石．2．匀变速直线运动的基本公式均是矢量式，应用时要注意各物理量的符号，一般规定初速度的方向为正方向，当v 0＝0时，一般以a 的方向为正方向．甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变．在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半．求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比．[审题突破] (1)每辆汽车在整个运动过程中加速度都发生了改变，要采取分段分析还是整段分析？(2)分段处的什么是连接两段的桥梁？ [课堂笔记][总结提升] 1.求解匀变速直线运动的一般步骤：2．应注意的问题(1)如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，各段交接处的速度往往是联系各段的纽带．(2)对于刹车类问题，当车速度为零时，停止运动，其加速度也突变为零．求解此类问题应先判断车停下所用时间，再选择合适公式求解．(3)物体先做匀减速直线运动，速度减为零后又反向做匀加速直线运动，全程加速度不变，可以将全程看做匀减速直线运动，应用基本公式求解．1. (改编题)2013年11月28日，“辽宁号”航母在两艘051C型导弹驱逐舰和两艘054A 型导弹护卫舰的伴同下，从青岛港起航，直趋南海进行演习．已知歼—15战机正常起飞过程中加速度为a，经距离s就达到起飞速度腾空而起．现已知“辽宁”舰起飞甲板长为L(L<s)，且起飞过程为匀加速直线运动.(1)如果“辽宁舰”静止，要保证飞机起飞安全，战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大？(2)在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，“辽宁舰”前进的速度至少是多大？此过程中歼—15的位移为多少？匀变速直线运动推论的应用(1)推论公式主要是指：①v＝v t2＝v0＋v t2，②Δx＝aT2，①②式都是矢量式，在应用时要注意v0与v t、Δx与a的方向关系．(2)①式常与x＝v·t结合使用，而②式中T表示等时间隔，而不是运动时间．有一质点在连续12 s内做匀加速直线运动，在第一个4 s内位移为24 m，在最后4 s内位移为56 m，求质点的加速度．[课堂笔记][名师点评]一道题可能有多种不同的解题方法，但采用不同的方法，繁简程度不同，因此在处理问题时，要分析题目特点，判断利用哪种方法更合适．2．(单选)(2014·佛山模拟)如图所示，一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B点时速度为v，到达C点时速度为2v，则x AB∶x BC等于() A．1∶1B．1∶2C．1∶3 D．1∶4自由落体运动和竖直上抛运动1．自由落体运动实质：初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动．2．竖直上抛运动(1)实质：加速度恒为g的匀变速运动．(2)对称性如图所示，物体以速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则①时间的对称性物体上升过程中从A→C所用时间t AC和下降过程中从C→A所用时间t CA相等，同理t AB ＝t BA.②速度的对称性物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等．③能量的对称性物体从A→B和从B→A重力势能变化量的大小相等，均等于mgh AB.(3)多解性当物体经过抛出点上方某个位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，造成双解，在解决问题时要注意这个特点．气球以10 m/s的速度沿竖直方向匀速上升，当它上升到离地175 m的高处时，一重物从气球上掉落，则重物需要经过多长时间才能落到地面？到达地面时的速度是多大？(g 取10 m/s2)[审题突破]重物从气球上掉落的瞬间，速度为多少？方向如何？它将会做什么运动？[课堂笔记][方法总结]竖直上抛运动的研究方法分段法上升过程：a＝－g的匀减速直线运动下降过程：自由落体运动全程法将上升和下降过程统一看成是初速度v0向上，加速度g向下的匀变速直线运动，v＝v0－gt，h＝v0t－12gt2若v>0，则物体在上升若v <0，则物体在下落 若h >0，则物体在抛出点上方 若h <0，则物体在抛出点下方3．(多选)一物体以初速度v 0＝3 m/s 竖直向上抛出，某两个时刻的速度大小相等，这两个时刻的时间间隔可能为(g ＝10 m/s 2)( )A ．0.2 sB ．0.4 sC ．0.6 sD ．0.8 s转换法求解多个物体的运动[规范解答]————————————该得的分一分不丢！ (1)由Δx ＝aT 2得a ＝Δx T 2＝BC －AB T 2＝0.20－0.150.12 m/s 2＝5 m/s 2.(3分)(2)v B ＝AB ＋BC 2T ＝0.15＋0.202×0.1 m/s ＝1.75 m/s.(3分)(3)由Δx ＝DC －BC ＝BC －AB 得DC ＝BC ＋(BC －AB )＝20 cm ＋5 cm ＝25 cm.(2分) (4)小球B 从开始下滑到图示位置所需的时间为 t B ＝v B a ＝1.755s ＝0.35 s(3分)则B 球上面正在运动着的小球共有三颗，A 球上面正在运动着的小球共有两颗．(3分) [答案] (1)5 m/s 2 (2)1.75 m/s (3)25 cm (4)两颗[方法提炼] 在涉及多体问题和不能视为质点的研究对象问题时，应用“转化”的思想方法转换研究对象、研究角度，就会使问题清晰、简捷．通常主要涉及以下两种转化形式：(1)将多体转化为单体：研究多物体在时间或空间上重复同样运动问题时，可用一个物体的运动取代其他物体的运动．(2)将线状物体的运动转化为质点运动：长度较大的物体在某些问题的研究中可转化为质点的运动问题．如求列车通过某个路标的时间，可转化为车尾(质点)通过与列车等长的位移所经历的时间．4．(单选)(2014·广西南宁二中月考)取一根长2 m 左右的细线、5个铁垫圈和一个金属盘，在线下端系上第一个垫圈，隔12 cm 再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36 cm 、60 cm 、84 cm ，如图所示．站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘．松手后开始计时，若不计空气阻力和垫圈厚度，则第2、3、4、5各垫圈( )A ．落到盘上的时间间隔越来越大B ．落到盘上的时间间隔相等C ．依次落到盘上的速度关系为1∶2∶3∶2D ．依次落到盘上的时间关系为1∶(2－1)∶(3－2)∶(2－3)一 高考题组 1．(单选)(2013·高考广东卷)某航母跑道长200 m ，飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s 2，起飞需要的最低速度为50 m/s.那么，飞机在滑行前，需要借助弹射系统获得的最小初速度为( )A ．5 m/sB ．10 m/sC ．15 m/sD ．20 m/s 2．(单选)(2011·高考天津卷)质点做直线运动的位移x 与时间t 的关系为x ＝5t ＋t 2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点( )A ．第1 s 内的位移是5 mB ．前2 s 内的平均速度是6 m/sC ．任意相邻的1 s 内位移差都是1 mD ．任意1 s 内的速度增量都是2 m/s 3．(单选)(2011·高考安徽卷)一物体做匀加速直线运动，通过一段位移Δx 所用的时间为t 1，紧接着通过下一段位移Δx 所用的时间为t 2，则物体运动的加速度为( )A.2Δx (t 1－t 2)t 1t 2(t 1＋t 2)B.Δx (t 1－t 2)t 1t 2(t 1＋t 2)C.2Δx (t 1＋t 2)t 1t 2(t 1－t 2)D.Δx (t 1＋t 2)t 1t 2(t 1－t 2) 二 模拟题组 4．(多选)(2014·郑州模拟)在塔顶上将一物体竖直向上抛出，抛出点为A ，物体上升的最大高度为20 m ，不计空气阻力，设塔足够高，则物体位移大小为10 m 时，物体通过的路程可能为( )A ．10 mB ．20 mC ．30 mD ．50 m5．(2014·西安质检)如图所示，一圆管放在水平地面上，长为L＝0.5 m，圆管的上表面离天花板距离h＝2.5 m，在圆管的正上方紧靠天花板放一小球(可看成质点)，让小球由静止释放，同时给圆管一竖直向上大小为5 m/s的初速度，g取10 m/s2.(1)求小球释放后经多长时间与圆管相遇；(2)试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管？如果不能，小球和圆管落地的时间差多大？如果能，小球穿过圆管的时间多长？温馨提示日积月累，提高自我请做课后达标检测2第三节运动图象追及、相遇问题一、匀变速直线运动的图象1．直线运动的x－t图象(1)物理意义：反映了物体做直线运动的□01______随□02______变化的规律．(2)斜率的意义：图线上某点切线的斜率大小表示物体□03__________的大小，斜率正负表示物体速度的□04__________.2．直线运动的v－t图象(1)物理意义：反映了做直线运动的物体的□05______随时间变化的规律．(2)斜率的意义：图线上某点切线斜率的大小表示物体□06__________的大小，斜率正负表示物体加速度的□07______.(3)“面积”的意义①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的□08________②若面积在时间轴的上方，表示位移方向为□09____；若面积在时间轴的下方，表示位移方向为□10______.二、追及和相遇问题1．两类追及问题(1)若后者能追上前者，追上时，两者处于□11______，且后者速度一定不小于前者速度．(2)若追不上前者，则当后者速度与前者□12______时，两者相距最近．2．两类相遇问题(1)同向运动的两物体追及即相遇．(2)相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇．,1－1.(多选)(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)如图，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置—时间(x－t)图线．由图可知()A．在时刻t1，a车追上b车B．在时刻t2，a、b两车运动方向相反C．在t1到t2这段时间内，b车的速率先减少后增加D．在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a车的大1－2.(多选)我国“蛟龙号”深潜器进行下潜试验，从水面开始竖直下潜，最后返回水面，v－t图象如图所示，则有()A．本次下潜的最大深度为6 mB．全过程中的最大加速度为0.025 m/s2C．超重现象发生在3～4 min和6～8 min的时间段D．0～4 min和6～10 min两时间段平均速度大小相等2．(单选)如图所示，A、B两物体相距x＝7 m，物体A以v A＝4 m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度v B＝10 m/s，只在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度大小为a＝2 m/s2，那么物体A追上物体B所用的时间为()A．7 s B．8 sC．9 s D．10 s。

第1讲描述直线运动的基本概念➢教材知识梳理一、质点用来代替物体的________的点．质点是理想模型．二、参考系研究物体运动时，假定________、用作参考的物体．通常以________为参考系．三、时刻和时间1．时刻指的是某一瞬时，在时间轴上用一个________来表示，对应的是位置、瞬时速度、动能等状态量．2．时间是两时刻的间隔，在时间轴上用一段________来表示，对应的是位移、路程、功等过程量．四、路程和位移1．路程指物体________的长度，它是标量．2．位移是由初位置指向末位置的________，它是矢量．五、速度1．定义：物体运动________和所用时间的比值．定义式：v＝________．2．方向：沿物体运动的方向，与________同向，是矢量．六、加速度1．定义：物体________和所用时间的比值．定义式：a＝________．2．方向：与________一致，由F合的方向决定，而与v0、v的方向无关，是矢量．,答案：一、有质量二、不动地面三、1.点 2.线段四、1 运动轨迹 2.有向线段五、1.位移Δx Δt2.位移六、1.速度的变化量ΔvΔt2.Δv的方向[思维辨析](1)参考系必须是静止的物体．( )(2)做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程．( )(3)平均速度的方向与位移方向相同．( )(4)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向．( )(5)甲的加速度a甲＝12 m/s2，乙的加速度a乙＝－15 m/s2，a甲＜a乙．( )(6)物体的加速度增大，速度可能减小．( )答案：(1)(×)(2)(×)(3)(√)(4)(√)(5)(√)(6)(√)➢考点互动探究考点一质点、参考系、位移1．(质点、参考系、位移)[2016·会昌中学模拟] 在中国海军护航编队“某某〞舰、“千岛湖〞舰护送下，“某某锦绣〞“银河〞等13艘货轮顺利抵达亚丁湾西部预定海域，此次护航总航程4500海里．假设所有船只运动速度相同，那么以下说法中正确的选项是( )A．“4500海里〞指的是护航舰艇的位移B．研究舰队平均速度时可将“千岛湖〞舰看作质点C．以“千岛湖〞舰为参考系，“某某〞舰一定是运动的D．根据此题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速度答案：B[解析] 船舰航行轨迹的长度为4500海里，指的是路程，A、C错误；由于舰的大小对航行的位移的影响可以忽略不计，因此可将“千岛湖〞舰看作质点，B正确；因为所有船只运动速度相同，所以它们是相对静止的，C错误；由于不知道航行的位移和时间，所以无法求出平均速度，D错误．2．(质点与参考系)在“金星凌日〞的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，那便是金星．图1­1­1为2012年6月6日上演的“金星凌日〞过程，持续时间达六个半小时．下面说法正确的选项是( )图1­1­1A．地球在金星与太阳之间B．观测“金星凌日〞时可将太阳看成质点C．图中9：30：41为凌甚时间D．以太阳为参考系，可以认为金星是运动的答案：D[解析] 金星通过太阳和地球之间时，我们才会看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日〞时不能将太阳看成质点，选项B 错误；9：30：41为凌甚时刻，选项C 错误；金星相对于太阳的空间位置发生了变化，所以以太阳为参考系，金星是运动的，选项D 正确．3．(位移与路程)[2016·惠阳高三检测] 如图1­1­2所示，物体沿两个半径为R 的圆弧由A 到C ，那么它的位移和路程分别为( )图1­1­2A.5π2R ，由A 指向C ；10R B.5π2R ，由A 指向C ；5π2R C.10R ，由A 指向C ；5π2RD.10R ，由C 指向A ；5π2R答案：C[解析] 从A 到C 的直线距离l ＝〔3R 〕2＋R 2＝10R ，所以位移为10R ，由A 指向C ；从A 到C 的路径长度为πR ＋34×2πR ＝52πR ，所以路程为52πR .■ 要点总结1．质点是理想模型，实际并不存在．模型化处理是分析、解决物理问题的重要思想．物理学中理想化的模型有很多，如质点、轻杆、轻绳、轻弹簧等；还有一些过程类理想化模型，如自由落体运动、平抛运动等．2．参考系的选取是任意的．对于同一个物体运动的描述，选用的参考系不同，其运动性质可能不同． 3．对位移和路程的辨析如下表比较项目 位移x路程l决定因素 由始、末位置决定由实际的运动轨迹决定运算规那么 矢量的三角形定那么或平行四边形定那么代数运算大小关系x≤l(路程是位移被无限分割后，所分的各小段位移的绝对值的和)考点二 平均速度、瞬时速度平均速度瞬时速度定义物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值物体在某一时刻或经过某一位置时的速度定义式v ＝xt(x 为位移)v ＝ΔxΔt(Δt 趋于零)矢量性矢量，平均速度方向与物体位移方向相同矢量，瞬时速度方向与物体运动方向相同，沿其运动轨迹切线方向实际 应用物理实验中通过光电门测速，把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度1 如图1­1­3所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx ，用Δx Δt 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度．为使ΔxΔt 更接近瞬时速度，正确的措施是( )图1­1­3A ．换用宽度更窄的遮光条B ．提高测量遮光条宽度的精确度C ．使滑块的释放点更靠近光电门D ．增大气垫导轨与水平面的夹角 答案：A[解析] 遮光条的宽度越窄，对应的平均速度越接近通过光电门时的瞬时速度，应选项A 正确．提高测量遮光条宽度的精确度，只是提高测量速度的精度，应选项B 错误．改变滑块的释放点到光电门的距离，只是改变测量速度的大小，应选项C 错误．改变气垫导轨与水平面的夹角，只是改变测量速度的大小，应选项D 错误．式题 [2016·西城质检] 用如图1­1­4所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度，固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm ，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s ，那么滑块经过光电门位置时的速度大小为( )图1­1­4A ．0.10 m/sB ．100 m/sC ．4.0 m/sD ．0.40 m/s 答案：A[解析] 遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v ＝d t ＝4.0×10－30.040m/s ＝0.10 m/s ，A 正确．■ 要点总结用极限法求瞬时速度应注意的问题(1)一般物体的运动，用极限法求出的瞬时速度只能粗略地表示物体在这一极短位移内某一位置或这一极短时间内某一时刻的瞬时速度，并不精确；Δt 越小，ΔxΔt越接近瞬时速度．(2)极限法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续单调变化(单调增大或单调减小)的情况． 考点三 加速度1．速度、速度变化量和加速度的对比比较项目速度速度变化量加速度物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量，是状态量描述物体速度改变的物理量，是过程量描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是状态量 定义v ＝Δx ΔtΔv ＝v －v 0 a ＝Δv Δt ＝v －v 0Δt2．两个公式的说明a ＝Δv Δt 是加速度的定义式，加速度的决定式是a ＝Fm ，即加速度的大小由物体受到的合力F 和物体的质量m 共同决定，加速度的方向由合力的方向决定．考向一 加速度的理解1．(多项选择)跳伞运动员做低空跳伞表演，当飞机在离地面某一高度静止于空中时，运动员离开飞机自由下落，下落一段时间后打开降落伞，运动员以5 m/s 2的加速度匀减速下降，那么在运动员展开伞后匀减速下降的任一秒内( )A ．这一秒末的速度比前一秒初的速度小5 m/sB ．这一秒末的速度是前一秒末的速度的15C ．这一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/s D ．这一秒末的速度比前一秒初的速度小10 m/s 答案：CD[解析] 这一秒末与前一秒初的时间间隔为2 s ，所以Δv ＝10 m/s ，选项A 错误，选项D 正确；这一秒末与前一秒末的时间间隔为1 s ，所以Δv 1＝5 m/s ，选项C 正确，选项B 错误．考向二 加速度的计算2．[2016·江门模拟] 如图1­1­5所示，小球以v 1＝3 m/s 的速度水平向右运动碰到一墙壁，经Δt ＝0.01 s 后以v 2＝2 m/s 的速度沿同一直线反向弹回，小球在这0.01 s 内的平均加速度是( )图1­1­5 A．100 m/s2，方向向右B．100 m/s2，方向向左C．500 m/s2，方向向左D．500 m/s2，方向向右答案：C[解析] 取水平向左为正方向，那么v1＝－3 m/s，v2＝2 m/s，由加速度的定义式可得a＝v2－v1Δt＝2 m/s－〔－3 m/s〕0.01 s＝500 m/s2，方向水平向左，故C正确．考向三加速度与速度的关系3．(多项选择)[2016·某某质检] 我国新研制的隐形战机歼—20已经开始挂弹飞行．在某次试飞中，由静止开始加速，当加速度a不断减小直至为零时，飞机刚好起飞，那么此过程中飞机的( ) A．速度不断增大，位移不断减小B．速度不断增大，位移不断增大C．速度增加越来越快，位移增加越来越慢D．速度增加越来越慢，位移增加越来越快答案：BD[解析] 根据题意，飞机的速度与加速度同向，飞机的速度和位移都在增大，选项A错误，选项B正确；由于加速度减小，所以速度增加越来越慢，而速度增大会使位移变化越来越快，选项C错误，选项D 正确．■ 要点总结(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系，加速度的大小和方向由合力决定．(2)速度变化量的大小与加速度的大小没有必然联系，速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定．(3)物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况．加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢．考点四 匀速直线运动规律的应用匀速直线运动是一种理想化模型，是最基本、最简单的运动形式，应用广泛．例如：声、光的传播都可以看成匀速直线运动，下面是涉及匀速直线运动的几个应用实例.实例计算声音传播时间计算子弹速度或曝光时间 雷达测速由曝光位移求高度 图示说明声波通过云层反射，视为匀速直线运动子弹穿过苹果照片中，子弹模糊部分的长度即曝光时间内子弹的位移通过发射两次(并接收两次)超声波脉冲测定汽车的速度 曝光时间内下落石子的运动视为匀速运动2 [2016·某某卷] 如图1­1­6所示为一种常见的身高体重测量仪．测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔．质量为M 0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比．当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t 0，输出电压为U 0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t ，输出电压为U ，那么该同学的身高和质量分别为( )图1­1­6A ．v(t 0－t)，M 0U 0UB.12v(t 0－t)，M 0U 0U C ．v(t 0－t)，M 0U 0(U －U 0)D.12v(t 0－t)，M 0U 0(U －U 0) 答案：D[解析] 当没有站人时，测量仪的空间高度为h 0＝vt 02，U 0＝kM 0，站人时，测量仪中可传播超声波的有效空间高度h ＝vt 2，U ＝kM ，故人的高度为H ＝h 0－h ＝v 〔t 0－t 〕2，人的质量为m ＝M －M 0＝M 0U 0(U －U 0)，选项D 正确．式题1 如图1­1­7所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片．该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%～2%.子弹飞行速度约为500 m/s ，那么这幅照片的曝光时间最接近( )图1­1­7A ．10－3s B ．10－6s C ．10－9s D ．10－12s答案：B[解析] 根据匀速直线运动位移公式x ＝vt 可得，曝光时间(数量级)等于子弹影像前后错开的距离(模型建立的关键点)除以子弹速度，所以，必须知道子弹影像前后错开距离和子弹速度的数量级．根据题意，子弹长度一般不超过10 cm ，所以弹头长度的数量级为10－2m ；根据“子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%～2%〞可得，“子弹影像前后错开的距离〞的数量级应该是10－4m ，而弹头速度500 m/s 的数量级为102m/s ，所以曝光时间最接近的数量级为10－6s.式题2 [2016·某某四校摸底] 一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动．司机发现其将要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，5 s 后听到回声，听到回声后又行驶10 s 司机第二次鸣笛，3 s 后听到回声．此高速公路的最高限速为120 km/h ，声音在空气中的传播速度为340 m/s.请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶，以便提醒司机安全行驶．答案：客车未超速[解析] 设客车行驶速度为v1，声速为v2，客车第一次鸣笛时距悬崖距离为L，那么2L－v1t1＝v2t1当客车第二次鸣笛时，设客车距悬崖距离为L′，那么2L′－v1t3＝v2t3又知L′＝L－v1(t1＋t2)将t1＝5 s、t2＝10 s、t3＝3 s代入以上各式，联立解得v1＝87.43 km/h<120 km/h故客车未超速．■ 建模点拨在涉及匀速直线运动的问题中，无论是求解距离、时间、速度，其核心方程只有一个：x＝vt，知道该方程中任意两个量即可求第三个量．解答此类问题的关键主要表现在以下两个方面：其一，空间物理图景的建立；其二，匀速直线运动模型的建立．[教师备用习题]1．(多项选择)[2016·某某模拟] 从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程中，以下说法正确的选项是( )A．从直升机上看，物体做自由落体运动B．从直升机上看，物体始终在直升机的后方C．从地面上看，物体做平抛运动D．从地面上看，物体做自由落体运动[解析] AC 由于惯性，物体在释放后在水平方向上做匀速直线运动，故在水平方向上和直升机不发生相对运动，而物体在竖直方向上初速度为0，加速度为g，故在竖直方向上做自由落体运动，所以从直升机上看，物体做自由落体运动，应选项A正确，B错误；从地面上看，物体做平抛运动，应选项C正确，选项D错误．2．如下图是做直线运动的某物体的位移—时间图像，根据图中数据可以求出P点的瞬时速度．下面四个选项中最接近P点瞬时速度的是( )word11 /11 A ．2 m/s B ．2.2 m/s C ．2.21 m/s D ．无法判断[解析] C 根据公式v ＝Δx Δt，时间Δt 取得越短，平均速度越接近瞬时速度，A 项的时间段是1 s ，B 项的时间段是0.1 s ，C 项的时间段是0.01 s ，因此选项C 正确．3．用同一X 底片对着小球运动的路径每隔110s 拍一次照，得到的照片如下图，那么小球在图示过程中的平均速度大小是()A ．0.25 m/sB ．0.2 m/sC ．0.17 m/sD ．无法确定[解析] C 图示过程中，x ＝6 cm －1 cm ＝5 cm ＝0.05 m ，t ＝3×110 s ，故v ＝x t＝0.17 m/s ，选项C 正确．4．一质点沿直线Ox 方向做变速运动，它离开O 点的距离x 随时间t 变化的关系为x ＝(5＋2t 3) m ，它的速度随时间t 变化的关系为v ＝6t 2 m/s ，该质点在t ＝0到t ＝2 s 间的平均速度大小和t ＝2 s 到t ＝3 s 间的平均速度大小分别为( )A ．12 m/s 、39 m/sB ．8 m/s 、38 m/sC ．12 m/s 、19.5 m/sD ．8 m/s 、13 m/s[解析] B t ＝0时，x 0＝5 m ；t ＝2 s 时，x 2＝21 m ；t ＝3 s 时，x 3＝59 m ．平均速度v ＝Δx Δt ，故v 1＝x 2－x 02 s＝8 m/s ，v 2＝x 3－x 21 s ＝38 m/s.。

描述运动的基本概念(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在。

(√)(2)体积很大的物体，不能视为质点。

(×)(3)参考系必须是静止不动的物体。

(×)(4)做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程。

(×)(5)平均速度的方向与位移方向相同。

(√)(6)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。

(√)(7)物体的速度很大，加速度不可能为零。

(×)(8)甲的加速度a甲＝2 m/s2，乙的加速度a乙＝－3 m/s2，a甲＞a乙。

(×)(9)物体的加速度增大，速度就增大。

(×)突破点(一) 质点1．对质点的三点说明(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在。

(2)物体能否被看成质点是由要研究的问题决定的，并非依据物体自身的大小和形状来判断。

(3)质点不同于几何“点”，质点有质量，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。

2．建立质点模型的两个关键(1)明确要研究的问题是什么。

(2)判断物体的大小和形状对所研究问题的影响能否忽略。

[题点全练]下列物体能够看成质点的是________。

(1)体积很小的原子核(2)给“嫦娥四号”选择着陆点的月球(3)用GPS确定在大海中位置的航空母舰(4)观摩体操运动员的空中动作(5)研究绕太阳公转的地球(6)研究上坡时有无翻倒可能的三轮车(7)研究落地时正面朝上还是朝下的硬币(8)计算由北京开往上海的火车通过某一路标的时间答案：(3)(5)突破点(二) 参考系[题点全练]1.(2019·苏州月考)第24届冬奥会将于2022年在我国举行。

如图为某位自由式滑雪运动员在一次训练过程中的运动轨迹，其中a为运动起点，b为ac间的最低点，c为腾空跃起的最高点，d是腾空后的落地点，最后停在e点。

空气阻力可以忽略，雪地与滑雪板之间的摩擦力不可忽略。

运动员从起点a往下滑行时，发现赛道两边树木飞快地向后移动，运动员选择的参考系是( )A．天空B．地面C．自己 D．树木解析：选C 自己向前运动，以自己为参照物，两旁的树木向后运动，故选项C正确，选项A、B、D错误。

机械运动与物理模型第1节描述运动的基本概念一、质点、参考系1．质点(1)定义：用来代替物体的有质量的点。

(2)条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可以忽略不计。

[注1](3)实质：质点是一种理想化的模型，实际并不存在。

2．参考系(1)定义：在描述物体的运动时，用来做参考的物体。

(2)参考系的选取[注2]①参考系的选取是任意的，既可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体应认为是静止的，通常选地面为参考系。

②对于同一物体，选择不同的参考系时观察运动结果一般不同。

③比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系。

二、位移、速度1．位移和路程(1)二者的定义(2)二者的区别和联系2(1)平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v ＝x t，是矢量，其方向就是对应位移的方向。

(2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度，是矢量。

[注3](3)速率：瞬时速度的大小，是标量。

三、加速度[注4]1．物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量。

2．定义式：a ＝Δv Δt，单位为m/s 2。

3．方向：加速度为矢量，方向与速度变化量的方向相同。

【注解释疑】[注1] 不以“大小”论质点①大的物体不一定不能看成质点；②小的物体不一定能看成质点。

[注2] 不能选自身为参考系。

[注3] 在实际问题中，只要时间足够短，平均速度可认为等于瞬时速度，如光电门问题。

[注4] 速度变化快慢、速度变化率、加速度三者含义相同，速度变化快，也就是速度变化率大，加速度大。

[深化理解]1．质点的辨识物体能否看成质点，关键不在物体本身，而是要看研究的问题，同一个物体在不同情况下有时可看成质点，有时则不能。

2．“速度”的理解“速度”一词在不同情境下可能表示瞬时速度、平均速度、速率、平均速率，解决具体问题时需要加以区分。

3．平均速度和平均速率平均速度是位移与所用时间的比值，平均速率是路程与所用时间的比值，所以平均速率不是平均速度的大小。