第一章 运动学—2021届高三物理一轮复习讲义
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第1讲描述运动的基本概念ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU知识梳理·自测巩固知识点1 参考系和质点1.参考系(1)定义:在描述物体的运动时,选来作为参考的另外的物体。
(2)参考系的选取①参考系的选取是任意的,但为了观测方便和运动的描述尽可能简单,一般以地面为参考系。
②参考系既可以是静止的物体,也可以是运动的物体。
③比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。
2.质点(1)定义:用来代替物体的有质量的点叫质点。
(2)质点是为了使研究问题简化而引入的一个理想化的物理模型,物体简化为质点的条件:物体的大小、形状在所研究的问题中可以忽略。
思考:如图所示(填“可”或“不可”)知识点2 位移、速度1.位移和路程类别位移路程定义位移表示质点的位置变动,它是质点由初位置指向末位置的有向线段路程是质点轨迹的长度区别(1)位移是矢量,方向由初位置指向末位置(2)路程是标量,没有方向联系(1)在单向直线运动中,位移的大小等于路程(2)一般情况下,位移的大小小于路程2.速度和速率(1)平均速度位移与发生这段位移所用时间的比值,用v表示,即v=xt。
平均速度是矢量,方向与位移方向相同。
(2)瞬时速度运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。
瞬时速度是矢量,方向沿轨迹上该点的切线方向且指向前进的一侧。
(3)速率①定义:物体瞬时速度的大小。
②标、矢性:速率是标量,只有大小,没有方向。
知识点3 加速度1.物理意义:描述速度变化快慢的物理量。
2.定义式a=Δv Δt。
3.方向:与Δv的方向相同。
4.标、矢性:加速度是矢量。
思考:大街上车辆如梭,有加速的,有减速的,有来有往。
(1)汽车做加速运动时,加速度的方向有什么特点?减速时呢?(2)汽车的加速度大(或小),对汽车的速度变化有什么影响?[答案](1)加速运动时,加速度方向与速度方向相同;减速运动时,加速度方向与速度方向相反。
(2)加速度大(或小),说明汽车速度变化得快(或慢)。
机械运动与物理模型新课程标准核心知识提炼1.经历质点模型的建构过程,了解质点的含义。
知道将物体抽象为质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点。
体会建构物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用。
2.理解位移、速度和加速度。
通过实验,探究匀变速直线运动的特点,能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动,理解匀变速直线运动的规律,能运用其解决实际问题,体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。
3.定性了解生活中常见的机械运动。
通过实验认识自由落体运动规律。
结合物理学史的相关内容,认识实验对物理学发展的推动作用。
质点(物理模型)位移速度(极限思想)加速度匀变速直线运动的规律运动图像自由落体运动规律实验:研究匀变速直线运动的特点第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)二者的定义位移表示质点的位置变动,它是由质点初位置指向质点末位置的(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。
[考试标准]学问内容必考要求加试要求质点、参考系和坐标系 b b时间和位移 b b速度 c c加速度 c c注:表中a、b、c、d表示对考试内容把握程度的要求,其含义如下:a.识记:指能再认或表达物理事实、物理量及单位;能用文字、图示或数学表达式表示物理现象、概念或规律.b.理解:指能理解物理现象和过程,明确物理概念和规律的内涵,识别概念和规律的外延,并能运用物理概念和规律解释有关现象.c.简洁应用:指能将物理事实、现象与概念、规律建立联系,生疏规律适用的条件,并用以解决简洁的问题.d.综合应用:指能选用多个物理概念和规律以及相应的物理方法和思维策略,求解较简单问题.考点一质点、参考系和位移1.质点(1)用来代替物体有质量的点叫做质点.(2)争辩一个物体的运动时,假如物体的外形和大小对问题的影响可以忽视,就可以看做质点.(3)质点是一种抱负化模型,实际并不存在.2.参考系(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的.(2)比较两物体的运动状况时,必需选同一参考系.(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同.通常以地球为参考系.3.位移(1)定义:表示质点的位置变动,它是质点由初位置指向末位置的有向线段.(2)与路程的区分:位移是矢量,路程是标量.只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程.[思维深化]推断下列说法是否正确.(1)只有质量和体积都很小的物体才能看成质点.(×)(2)平动的物体都可以看做质点,而转动的物体不能看做质点.(×)(3)参考系可以任意选取,但一般遵循描述运动便利的原则.(√)(4)当一个物体做竖直上抛运动返回原抛出点时,位移的大小等于上上升度的两倍.(×)1.[对质点的理解]以下情景中,人或物体可以看成质点的是()A.争辩一列火车通过长江大桥所需的时间B.乒乓球竞赛中,运动员发出的旋转球C.争辩航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作D.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置答案 D解析长江大桥虽长,但火车长度与之相比不能忽视,不符合“物体的大小或外形对争辩的问题没有影响,或者对争辩问题可以忽视时,物体就可以看做质点”的条件,选项A错误;既然是“旋转球”,就是要争辩球的旋转的,假如把它看成质点,则掩盖了其旋转的特点,故不能把它看做质点,选项B错误;争辩航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时,突出的是看清“挥动国旗的动作”,不能把翟志刚看成质点,选项C错误;用GPS确定“武汉”舰在大海中的位置时,突出它的“位置”,可以把“武汉”舰看成质点(船的大小与大海相比,其大小可以忽视),故选项D正确.2.[对参考系的理解]2021年9月3日,纪念中国人民抗日战斗暨世界反法西斯战斗成功70周年阅兵式在天安门广场进行.如图1所示,七架战机保持“固定队列”在天安门广场上空飞过.下列说法正确的是()图1A.以某飞机为参考系,其他飞机是静止的B.以飞行员为参考系,广场上的观众是静止的C.以某飞行员为参考系,其他飞行员是运动的D.以广场上的观众为参考系,飞机是竖直向上运动的答案 A3.[对位移的理解]如图2所示,三位旅行者从北京到上海,甲乘火车直达,乙乘飞机直达,丙先乘汽车到天津,再换乘轮船到上海,这三位旅行者中( )图2A.甲的路程最小B.丙的位移最大C.三者位移相同D.三者路程相同 答案 C解析 三位旅行者从北京到上海,甲乘火车直达,乙乘飞机直达,丙先乘汽车到天津,再换乘轮船到上海,运动轨迹不一样,但首末位置一样,所以位移相同.甲的路程不肯定比乙小.故C 正确,A 、B 、D 错误.抓住“三点”理解质点、参考系和位移1.质点的模型化:建立模型.一是要明确题目中需要争辩的问题;二是看所争辩物体的外形和大小对所争辩问题是否有影响.2.运动的相对性:选取不同的参考系,对同一运动的描述一般是不同的.3.位移的矢量性:一是位移只与初末位置有关;二是位移方向由初位置指向末位置.考点二 速度1.速度(1)物理意义:描述物体运动快慢和方向的物理量,是状态量. (2)定义式:v =Δx Δt.(3)打算因素:v 的大小由v 0、a 、Δt 打算. (4)方向:与位移同向,即物体运动的方向. 2.平均速度(1)在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,即v =ΔxΔt,其方向与位移的方向相同. (2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段时间或一段位移相对应. 3.瞬时速度(1)运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧,是矢量.瞬时速度的大小叫速率,是标量.(2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢,它是在运动时间Δt →0时的平均速度,与某一时刻或某一位置相对应.(3)平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系. [思维深化]假如一质点沿直线Ox 方向做加速运动,它离开O 点的距离x 随时间变化的关系为x =3+2t 3(m),它的速度随时间变化的关系为v =6t 2 m/s.请思考如何求解t =2 s 时的瞬时速度和t =0到t =2 s 间的平均速度?答案 由速度随时间变化关系公式可得t =2 s 时的速度为:v =6×22 m /s =24 m/s ;由x 与t 的关系得出各时刻对应的位移,再利用平均速度公式可得t =0到t =2 s 间的平均速度为:v 1=Δx Δt =19-32m /s =8 m/s.4.[对速度的理解]甲、乙两质点在同始终线上匀速运动,设向右为正方向,甲质点的速度为2 m /s ,乙质点的速度为-4 m/s ,则下列说法错误的是( ) A.乙质点的速率大于甲质点的速率B.由于+2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度C.这里的正、负号的物理意义表示运动的方向D.若甲、乙两质点同时由同一点动身,则10 s 后甲、乙两质点相距60 m 答案 B解析 由于速度是矢量,其正、负号表示物体的运动方向,速率是标量,在匀速直线运动中,速度的大小等于速率,故A 、C 正确,B 错误;甲、乙两质点在同始终线上沿相反方向运动,故D 正确.5.[平均速度的求解]一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间t 内的平均速度是v ,紧接着t2内的平均速度是v 2,则物体在这段时间内的平均速度是( ) A.v B.23v C.43v D.56v答案 D解析 分别求出两个时间段的位移,求其和,得出总位移,再除以总时间.6.[用平均速度法求瞬时速度]用如图3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.已知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 ,则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )图3 A.0.10 m /s B.100 m/s C.4.0 m /s D.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.用极限思想理解两种速度关系 1.两种速度的关系(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. 2.关于用平均速度法求瞬时速度(1)方法概述:由平均速度公式v =ΔxΔt 可知,当Δx 、Δt 都格外小,趋向于极限时,这时的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.(2)选用思路:当已知物体在微小时间Δt 内发生的微小位移Δx 时,可由v =ΔxΔt 粗略地求出物体在该位置的瞬时速度.考点三 加速度1.速度变化量(1)物理意义:描述物体速度转变的物理量,是过程量. (2)定义式:Δv =v -v 0.(3)打算因素:Δv 由v 与v 0进行矢量运算得到,由Δv =a Δt 知Δv 由a 与Δt 打算. (4)方向:由Δv 或a 的方向打算.2.加速度(1)物理意义:描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量. (2)定义式:a =Δv Δt =v -v 0Δt.(3)打算因素:a 不是由v 、Δt 、Δv 来打算,而是由Fm来打算.(4)方向:与Δv 的方向全都,由合外力的方向打算,而与v 0、v 的方向无关.[思维深化]1.以恒定的速率做圆周运动的物体有加速度吗?为什么? 答案 有,由于速度的方向在变化.2.有加速度的物体肯定加速运动吗?为什么? 答案 不肯定,要看a 与v 的方向关系.7.[对加速度的理解]有下列几种情景,请依据所学学问选择对情景的分析和推断正确的说法( ) A.点火后即将升空的火箭,因火箭还没运动,所以加速度肯定为零B.高速大路上沿直线高速行驶的轿车为避开事故紧急刹车.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,所以加速度也肯定很大D.太空中的“天宫一号”绕地球匀速转动,其加速度为零 答案 B8.[加速度的求解]沿直线做匀变速运动的质点在第一个0.5 s 内的平均速度比它在第一个1.5 s 内的平均速度大2.45 m/s ,以质点的运动方向为正方向,则质点的加速度为( ) A.2.45 m /s 2 B.-2.45 m/s 2 C.4.90 m /s 2 D.-4.90 m/s 2答案 D解析 设第一个0.5 s 内的平均速度为v 1,即t 1=0.25 s 时的速度为v 1;第一个1.5 s 内的平均速度为v 2,即t 2=0.75 s 时的速度为v 2.由题意得v 1-v 2=2.45 m/s ,故a =v 2-v 1t 2-t 1=-2.450.75-0.25m /s 2=-4.90 m/s 2,D 正确.9.[加速度与速度关系的理解]近几年,国内房价飙升,在国家宏观政策调控下,房价上涨消灭减缓趋势.王强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”,将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,据此,你认为“房价上涨消灭减缓趋势”可以类比成运动学中的( ) A.速度增加,加速度减小 B.速度增加,加速度增大C.速度减小,加速度增大D.速度减小,加速度减小 答案 A解析 “房价上涨”可以类比成运动学中的“速度增加”,“减缓趋势”则可以类比成运动学中的“加速度减小”. 10.[加速度与速度变化量的关系]如图4所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v 1,经过一小段时间之后,速度变为v 2,Δv 表示速度的变化量.由图中所示信息可知( )图4A.汽车在做加速直线运动B.汽车的加速度方向与v 1的方向相同C.汽车的加速度方向与Δv 的方向相同D.汽车的加速度方向与Δv 的方向相反 答案 C解析 速度是矢量,速度的变化量Δv =v 2-v 1,依据图象可知,Δv 的方向与初速度方向相反,而加速度的方向与速度变化量的方向相同,所以加速度方向与初速度方向相反,物体做减速直线运动,故C 正确,A 、B 、D 错误.对速度与加速度关系的三点提示1.速度的大小与加速度的大小没有必定联系.2.速度变化量与加速度没有必定的联系,速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间打算.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状况.加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢.(1)a 和v 同向(加速直线运动)⎩⎪⎨⎪⎧a 不变,v 随时间均匀增加a 增大,v 增加得越来越快a 减小,v 增加得越来越慢(2)a 和v 反向(减速直线运动)⎩⎪⎨⎪⎧a 不变,v 随时间均匀减小a 增大,v 减小得越来越快a 减小,v 减小得越来越慢练出高分基础巩固题组1.物理学中引入了“质点”、“点电荷”的概念,从科学方法上来说属于( ) A.把握变量法 B.类比法 C.抱负模型法 D.等效替代法答案 C解析 “质点”、“点电荷”等都是为了使争辩问题变得简洁而引入的抱负化的模型,在现实中是不存在的,所以它们从科学方法上来说属于抱负模型法,所以C 正确.2.如图1所示,我国空军在进行空中加油训练.大型加油机与接受加油的受油机在空中以同样的速度沿同一方向水平飞行.下列说法中正确的是( )图1A.选地面为参考系,受油机是静止的B.选地面为参考系,加油机是静止的C.选加油机为参考系,受油机是运动的D.选加油机为参考系,受油机是静止的 答案 D解析 选地面为参考系,受油机是运动的.故A 错误;选地面为参考系,加油机是运动的.故B 错误;加油机与接受加油的受油机在空中以同样的速度沿同一方向水平飞行,选加油机为参考系,受油机是静止的.故C 错误,D 正确.3.关于位移和路程,下列说法正确的是( )A.位移和路程在大小上总相等,只是位移有方向,是矢量,路程无方向,是标量B.位移用来描述直线运动,路程用来描述曲线运动C.位移是矢量,它取决于物体的始末位置;路程是标量,它取决于物体实际通过的路线D.其实,位移和路程是一回事 答案 C4.汽车启动后,某时刻速度计示数如图2所示.由此可知此时汽车( )图2A.行驶了70 hB.行驶了70 kmC.速率是70 m/sD.速率是70 km/h答案 D解析表盘读数为70,单位是km/h,该读数随着时刻不断转变,是瞬时速率,故A、B、C错误,D正确. 5.第五颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道标志着卫星导航市场的垄断局面被打破,北斗卫星导航系统将免费供应定位、测速和授时服务,定位精度10 m,测速精度0.2 m/s,以下说法不正确的是()A.北斗导航卫星定位供应的是被测物体的位移B.北斗导航卫星定位供应的是被测物体的位置C.北斗导航卫星授时服务供应的是时刻D.北斗导航卫星测速服务供应的是运动物体的速率答案 A解析由位置、位移、时间、时刻、速度、速率的定义可知,北斗导航卫星定位供应的是一个点,是位置,不是位置的变化,A错,B对;北斗导航卫星授时服务供应的是时刻,C对;北斗导航卫星测速服务供应的是运动物体某时刻的速度的大小即速率,D正确.6.关于速度、速度转变量、加速度,下列说法正确的是()A.物体运动的速度转变量很大,它的加速度肯定很大B.速度很大的物体,其加速度可以很小,可以为零C.某时刻物体的速度为零,其加速度肯定为零D.加速度很大时,运动物体的速度肯定很大答案 B解析速度反映的是物体运动的快慢,速度的变化量指的是速度变化的多少,即Δv=v2-v1,而加速度指的是速度变化的快慢,即速度的变化率a=ΔvΔt,由此可知,只有B正确.7.以下说法中正确的是()A.做匀变速直线运动的物体,t s内通过的路程与位移的大小肯定相等B.质点肯定是体积和质量都微小的物体C.速度的定义式和平均速度公式都是v=ΔxΔt,因此速度就是指平均速度D.速度不变的运动是匀速直线运动答案 D解析往复的匀变速直线运动中,路程不等于位移大小,A错;质点不肯定是体积小、质量小的物体,B错;速度分为平均速度和瞬时速度,C错;速度不变是指速度的大小和方向均不变,故做匀速直线运动,D对. 8.如图3所示哈大高铁运营里程921千米,设计时速350千米.某列车到达大连北站时做匀减速直线运动,开头刹车后第5 s内的位移是57.5 m,第10 s内的位移是32.5 m,则下列说法正确的有()图3A.在争辩列车从哈尔滨到大连所用时间时不能把列车看成质点B.时速350千米是指平均速度,921千米是指位移C.列车做匀减速直线运动时的加速度大小为6.25 m/s2D.列车在开头减速时的速度为80 m/s答案 D解析因列车的大小远小于哈尔滨到大连的距离,争辩列车行驶该路程所用时间时可以把列车视为质点,A错;由时间、时刻、位移与路程的意义知时速350千米是指平均速率,921千米是指路程,B错;由等时位移差公式x n-x m=(n-m)aT2可知加速度大小为a=57.5-32.55m/s2=5 m/s2,C错;由题意可知第4.5 s末列车速度为57.5 m/s,由加速度公式知v0=80 m/s,D对.9.(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,必需讲清楚是哪段时间(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的物体运动的快慢答案ABD解析一般状况下,物体在不同时间(或不同位移)内的平均速度不同,但对于匀速直线运动,物体的速度不变,所以平均速度与哪段时间(或哪段位移)无关,故A、B均正确;平均速度只能粗略描述变速运动,只有瞬时速度才能精确描述变速运动的物体运动的快慢,故C错,D正确.10.(多选)依据给出的速度与加速度的正负,对下列运动性质的推断正确的是()A.v0>0,a<0,物体做加速运动B.v0<0,a<0,物体做减速运动C.v0<0,a>0,物体做减速运动D.v0>0,a>0,物体做加速运动答案CD力量提升题组11.(多选)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,下列说法正确的是()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答案AC12.若规定向东方向为位移正方向,今有一个足球停在坐标原点处,轻轻踢它一脚,使它向东做直线运动,经过5 m时与墙相碰后又向西做直线运动,经过7 m停下,则上述过程足球通过的路程和位移分别是() A.12 m、2 m B.12 m、-2 mC.-2 m、-2 mD.2 m、2 m答案 B13.(多选)某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出动身地和目的地的直线距离为9 km,从动身地到目的地用了5 min,赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km,当他经过某路标时,车内速率计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是()A.在整个过程中赛车手的位移是9 kmB.在整个过程中赛车手的路程是9 kmC.在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/hD.经过路标时的瞬时速率是150 km/h答案AD14.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为L=3.0 cm的遮光板,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30 s,通过其次个光电门的时间为Δt2=0.10 s,遮光板从开头遮住第一个光电门到开头遮住其次个光电门的时间间隔为Δt=3.0 s.试估算:(1)滑块的加速度多大(保留两位有效数字)?(2)两个光电门之间的距离是多少?答案(1)0.067 m/s2(2)0.6 m解析(1)遮光板通过第一个光电门的速度v1=LΔt1=3.0×10-20.30m/s=0.10 m/s遮光板通过其次个光电门的速度v2=LΔt2=3.0×10-20.10m/s=0.30 m/s故滑块的加速度a=v2-v1Δt≈0.067 m/s2(2)两个光电门之间的距离x=v1+v22Δt=0.6 m。
峙对市爱惜阳光实验学校2021高三物理一轮复习第一章第1讲描述运动的根本概念3[体系构建][点击] [复习指导]1.参考系、质点 (Ⅰ)2.位移、速度和加速度 (Ⅱ)3.匀变速直线运动及其公式、图象(Ⅱ)一:研究匀变速直线运动1.理解直线运动的相关概念,掌握位移与路程,速度与加速度概念的区别和联系。
2.理解匀变速直线运动的规律,能从生活实例中构建起物理模型并运用相的规律进行分析。
3.比拟x-t和v-t图象的异同并能解决相的问题。
4.掌握打点计时器的相关知识并能熟练用。
质点、参考系1.质点(1)义:用来代替物体的有质量的点。
(2)物体可被看做质点的条件:假设物体的形状和大小对所研究的问题没有影响,或者其影响可以忽略时,该物体可被看做质点。
2.参考系(1)义:为了研究物体的运动而假不动的物体。
(2)选取:可任意选取,但对同一物体的运动,所选的参考系不同,运动的描述可能会不同,通常以地面为参考系。
1.物体可被看做质点的两种情况(1)多数情况下,平动的物体可被看做质点。
(2)有转动但转动可以忽略时,可把物体看做质点。
2.对质点的三点说明(1)质点是一种理想化的模型。
质点是对实际物体的抽象,是研究物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,对实际物体进行的简化,真正的质点是不存在的。
(2)一个物体能否看做质点,并非依据物体自身大小来判断,而是由所研究问题的性质决的。
(3)质点不同于几何“点〞。
质点是一种物理模型,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。
1.以下说法正确的选项是( )A.参考系必须是固不动的物体B.参考系可以是做变速运动的物体C.地球很大,又因有自转,研究地球公转时,地球不可视为质点D.研究跳水运发动转体动作时,运发动不可视为质点解析:选BD 参考系是为了描述物体的运动而人为选作为参考的物体,参考系可以是不动的,也可以是做变速运动的物体,A 错误,B 正确;地球的公转半径比地球半径大得多,在研究地球公转时,可将地球视为质点,C 错误;但在研究跳水运发动身体转动时,运发动的形状和大小对研究结果的影响不可忽略,不能被视为质点,D 正确。
专题一 直线运动一、 直线运动易错点总结:1. 时间与时刻:时间轴上n 代表ns 末;2秒内,前2s ,2s 末,第2秒;2. 定义式与决定式:根据定义式v 与x 方向相同,a 与v ∆的方向相同,但a 与v 、v ∆无关;3. 加速运动还是减速运动不看a 增减,而是看a 与v 方向是否一致;4. 矢量性:无论是标量还是矢量,只有相对量正负才表示大小;5. 平均速度、平均速率、瞬时速度(光电门)、速率;6. 用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)公式v =ΔxΔt 中,当Δt →0时v 是瞬时速度.(2)公式a =ΔvΔt 中,当Δt →0时a 是瞬时加速度.注意(1)用v =ΔxΔt求瞬时速度时,求出的是粗略值,Δt 越小,求出的结果越接近真实值.(2)对于匀变速直线运动,一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间内中间时刻的瞬时速度.1. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d =3.0 cm 的遮光板,如图2所示,滑块在牵引力作用下匀加速先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过光电门1的时间为Δt 1=0.30 s ,通过光电门2的时间为Δt 2=0.10 s ,遮光板从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为Δt =3.0 s ,则滑块的加速度约为( )图2A .0.067 m/s 2B .0.67 m/s 2C .6.7 m/s 2D .不能计算出答案 A2. 高楼坠物危害极大,常有媒体报道高空坠物伤人的事件。
某建筑工地突然有一根长为l 的直钢筋从高空坠下,垂直落地时,恰好被检查安全生产的随行记者用相机拍到钢筋坠地瞬间的照片。
为了查询钢筋是从几楼坠下的,检查人员将照片还原后测得钢筋的影像长为L ,且L >l ,查得当时相机的曝光时间为t ,楼房每层高为h ,重力加速度为g 。
则由此可以求得( )A .钢筋坠地瞬间的速度约为L tB .钢筋坠下的楼层为(L -l )22ght2+1C .钢筋坠下的楼层为gt22h+1 D .钢筋在整个下落时间内的平均速度约为l 2t答案 B二、 基本公式运用画过程示意图―→判断运动性质―→选取正方向―→选用公式列方程―→解方程并加以讨论除时间t 外,x 、v 0、v 、a 均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v 0的方向为正方向.自由落体运动:a=g ;v =0 ;x-h速度-时间关系:v=gt 高度-时间关系:2gt21h =(g h 2t =) 高度-速度关系:g 2v h 2=(gh 2v =)1. 某飞机着陆时的速度是216km/h ,随后匀减速滑行,加速度的大小是2m/s 2。
机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来? 答案 900m2. 高速公路的ETC 电子收费系统如图所示,ETC 通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离.某汽车以21.6km/h 的速度匀速进入识别区,ETC 天线用了0.3s 的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,汽车刚好没有撞杆.已知司机的反应时间为0.7s ,刹车的加速度大小为5m/s 2,则该ETC 通道的长度约为( )A .4.2mB .6.0mC .7.8mD .9.6m答案 D3.(多选)(2019·湖北天门、仙桃等八市第二次联考)矿井中的升降机从井底开始以5 m/s的速度竖直向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,经过3 s升降机底板上升至井口,此时松脱的螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10 m/s2,下列说法正确的是( ) A.螺钉松脱后做自由落体运动B.矿井的深度为45 mC.螺钉落到井底时的速度大小为25 m/sD.螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时6 s答案BC4.如图所示,一滑块以v0=5 m/s的速度从固定斜面底端O点冲上斜面,经时间t1到达A点时的速度为v A=3 m/s,再经时间t2到达B点时的速度为0,下列说法正确的是( )A.O、A间的距离与A、B间的距离之比为16∶9B.O、A间的距离与A、B间的距离之比为3∶5C.t1与t2之比为2∶3D.t1与t2之比为3∶2答案AC5.某校课外活动小组,自制一枚土火箭,设火箭发射后,始终在垂直于地面的方向上运动。
火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过4s到达离地面40m高处燃料恰好用完.(若空气阻力忽略不计,g取10m/s2)求(1)燃料恰好用完时火箭的速度为多大?(2)火箭上升离地面的最大高度是多大?(3)火箭从发射到残骸落回地面的总时间是多大?答:(1)20m/s;(2)60m;(3)9.46s.三、比例问题适用条件:v=或v=0(逆向思维);等时结论:由静止开始,取连续相等时间间隔T(1)末速度之比:(2)总位移之比:(3)各段位移之比:等距结论,从静止开始,取连续相等的空间间距L(1)末速度之比:(2)总时间之比:(3)各段时间之比:1.如图所示,完全相同的三块木块并排固定在水平面上,一颗子弹以速度v水平射入,若子弹在木块中做匀减速运动,且穿过第三块木块后速度恰好为零,则子弹依次射入每块木块时的速度之答案3:2:1 ;(23-):(12-):1 ;(23+):(12+):12.(多选)(2020·甘肃天水市质检)如图所示,一冰壶以速度v垂直进入三个完全相同的矩形区域做匀减速直线运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是( )A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1B.v1∶v2∶v3=3∶2∶1C.t1∶t2∶t3=1∶2∶ 3D.t1∶t2∶t3=(3-2)∶(2-1)∶1答案 BD3. 几个水球可以挡住子弹?《国家地理频道》实验证实:四个水球就足够!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。
恰好能穿出第四个水球,则可以判定( )A .由题干信息可以确定子弹在毎个水球中运动的时间相同B .由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间C .子弹在每个水球中速度变化相同D .子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等 答案 D4. 如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H .上升第一个4H所用的时间为t 1,第四个4H所用的时间为t 2.不计空气阻力,则21t t 满足( )A .1<21t t <2 B .2<21t t <3 C .3<21t t <4 D .4<21t t <5 答案 C四、 结论法的运用 三个推论(1)连续相等的相邻时间间隔T 内的位移差相等, 即x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2.(2)平均速度公式:v =v0+v2=2tv .(3)位移中点速度2xv =v02+v22.【平均速度法】1. (2019·山东潍坊市二模)中国自主研发的“暗剑”无人机,时速可超过2马赫.在某次试飞测试中,起飞前沿地面做匀加速直线运动,加速过程中连续经过两段均为120 m 的测试距离,用时分别为2 s 和1 s ,则无人机的加速度大小是( ) A .20 m/s 2B .40 m/s 2C .60 m/s 2D .80 m/s 2答案 B2. 质点在做匀变速直线运动,依次经过A 、B 、C 、D 四点。
已知质点经过AB 段、BC 段和CD 段所需的时间分别为t 、3t 、5t ,在AB 段和CD 段发生的位移分别为x 1和x 2,则该质点运动的加速度为( )A .212x x t - B .212530x x t -C .212312x x t- D .212318x x t- 答案 B 【位移差公式】3. (多选)如图所示,小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。
连续两次曝光的时间间隔均为T ,每块砖的厚度为d ,根据图中的信息,下列判断正确的是( )A .位置“1”是小球释放的初始位置B .小球做匀加速直线运动C .小球下落的加速度为d T2D .小球在位置“3”的速度为7d2T变式:求1点与静止释放位置的距离?答案 BCD4. 一列从车站开出的火车,在平直轨道上做匀加速直线运动,已知这列火车的长度为l ,当火车头经过某路标时的速度为v 1,而车尾经过这个路标时的速度为v 2,求: (1)列车的加速度a ;(2)列车中点经过此路标时的速度v ; (3)整列火车通过此路标所用的时间t .答案 (1)22212v v a l -=(2)22122v v v += (3)122l t v v =+五、 常见模型【刹车问题】1. 以36 km/h 的速度沿平直公路行驶的汽车,遇障碍物刹车后获得大小为a =4 m/s 2的加速度,刹车后第3 s 内,汽车走过的路程为( ) A .12.5 mB .2 mC .10 mD .0.5 mD2. (2019·江苏盐城市期中)汽车以20 m/s 的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为5 m/s 2,则自驾驶员急踩刹车开始,经过2 s 与5 s 汽车的位移之比为( ) A .5∶4 B .4∶5 C .3∶4 D .4∶3 答案 C【0-0型】3.物体由静止开始做匀加速直线运动,加速8 s后,立即做匀减速直线运动,再经过4 s停下.关于该物体的运动情况,下列说法正确的是( )A.加速、减速过程中的加速度大小之比为2∶1B.加速、减速过程中的平均速度大小之比为2∶1C.加速、减速过程中的位移大小之比为2∶1D.加速、减速过程中速度变化率大小之比为2∶1答案 C4.一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零。
如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的2倍,下滑的总时间为3 s,那么该消防队员( )A.下滑过程中的最大速度为4 m/sB.加速与减速运动过程的时间之比为1∶2C.加速与减速运动过程中平均速度之比为2∶1D.加速与减速运动过程的位移大小之比为1∶4答案 B【间接法】5.一辆汽车以某一速度在郊区的水平路面上行驶,因前方交通事故紧急刹车而做匀减速直线运动,最后静止,汽车在最初3 s内通过的位移与最后3 s内通过的位移之比为x1∶x2=5∶3,汽车运动的加速度大小为a=5 m/s2,汽车制动的总时间为t,则( )A.t>6 s B.t=6 sC.4 s<t<6 s D.t=4 s答案 D6.如图所示,悬挂的直杆AB长为a,在B以下h处,有一长为b的无底圆筒CD,若将悬线剪断,求:(1)直杆下端B穿过圆筒的时间是多少?(2)整个直杆AB穿过圆筒的时间是多少?答案【对称法】7.近年来有一种测g值的方法叫“对称自由下落法”:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T2,在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点至又回到P点所用的时间为T1,测得T1 、T2和H,可求得g等于 ( )A. B. C. D.答案 A【全过程法】8.(多选)在光滑足够长的斜面上,有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动,物体的加速度大小始终为5 m/s2,方向沿斜面向下,当物体的位移大小为7.5 m时,下列说法正确的是( ) A.物体运动时间可能为1 sB.物体运动时间可能为3 sC.物体运动时间可能为(2+7) sD.此时的速度大小一定为5 m/s答案ABC【等时往返】9. 一质点静止在光滑水平面上,先向右做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为1a ,经过时间t 后加速度变为零;又运动时间t 后,质点加速度方向变为向左,且大小为2a ,再经过时间t 后质点回到出发点。