课时提升练1描述运动的基本概念
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必修一第一章运动的描述第1讲描述运动的基本概念【自主学习回顾】一、参考系坐标系质点1.机械运动:物体的随时间的变化.2.参考系:为了研究物体的运动而假定为不动、用来作的物体.对同一个物体的运动,所选择的参考系不同,对它运动的描述可能就会,通常以为参考系来描述物体的运动.当以相对地面静止或做匀速直线运动的物体为参考系时,这样的参考系叫惯性参考系.3.坐标系:一般说来,为了定量描述物体的及,需要在参考系上建立适当的坐标系.4.质点(1)定义:用来代替物体的有的点.(2)物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的和可以忽略.【理解要点】1.参考系的理解与选取原则(1)运动是绝对的,静止是相对的.选择不同的参考系观察同一个运动,其结果可能会不同.(2)参考系可以任意选取,但选择的原则要使运动的描述尽可能简单.(3)要比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系.2.对质点概念的理解(1)质点是一种科学抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因素,目的是为了研究的问题更加简便.(2)把物体看作质点的原则是:在我们研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的.这就必须要具体问题具体分析.注意:物体能否看作质点与物体的大小无关.【典例分析】例1. 2009年东亚运动会男子110米栏决赛中中国选手刘翔轻松地以13秒66的成绩获得第一,赢得了他复出之后的第三项赛事冠军,关于刘翔的下列说法正确的是()A.刘翔在飞奔的110米中,可以看做质点B.教练为了分析刘翔的动作要领,可以将其看做质点C.无论研究什么问题,均不能把刘翔看做质点D.是否能将刘翔看做质点,决定于我们所研究的问题例2.跳水是一项优美的水上运动,2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在10米跳台中获得冠军,若只研究运动员入水前及入水的下落过程,下列说法中正确的是() A.为了研究运动员的技术动作,可将正在比赛的运动员视为质点B.运动员在下落过程中,感觉水面在匀速上升C.以陈若琳为参考系,王鑫做竖直上抛运动D.跳水过程中陈若琳和王鑫的重心位置相对她们自己是变化的二、时间间隔与时刻1、时间间隔与时刻2.位移和路程例3.在下面叙述中,哪些指的是时间,哪些指的是时刻?(1)2008年9月25日21时10分5秒,中国自行研制的第三艘载人飞船“神舟”七号,在酒泉卫星发射中心载人航天发射场由“长征二号F”运载火箭开始点火发射.历经2天20小时28分,于2008年9月28日17时37分,“神舟”七号飞船返回舱成功着陆于主着陆场.(2)1997年7月1日零时,中国对香港恢复行使主权.这一刻被永载史册.(3)中央电视台的新闻联播节目在19时开播.例4.关于位移和路程,下列说法中正确的是( )A .在某段时间内,质点运动的位移为零,该质点不一定是静止的B .在某段时间内,质点运动的路程为零,该质点不一定是静止的C .在直线运动中,质点位移的大小一定等于其路程D .在曲线运动中,质点位移的大小一定小于其路程三、速度和加速度1.速度和速率(1)平均速度:运动物体的 与所用 的比值.(2)瞬时速度:运动物体在某一 或某一 的速度. (3)速率:瞬时速度的 叫速率,是标量.2.加速度(1)定义:a = ,Δv 是速度变化量,Δt 是时间间隔.(2)物理意义:描述 变化的快慢. (3)方向:与Δv 的方向相同,单位是 .【理解要点】1.平均速度、瞬时速度与平均速率有何区别?(1)平均速度是一段时间内的位移与这段时间的比值tx v =,是运动质点在某一时间间隔内位置改变的平均快慢,其方向沿初位置指向末位置.(2)瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度.瞬时速度是对变速运动的精确描述.(3)平均速率是物体在某段时间内的路程与发生这段路程所用时间的比值,是标量. (4)在匀速直线运动中三者大小是一致的.2.速度和加速度有何不同?(1)速度描述位置变化的快慢,加速度描述速度变化的快慢. (2)加速度的大小和方向与速度的大小和方向都没有必然的联系.速度大,加速度不一定大,反之亦然.(3)加速度a =t v ∆、速度v =t x 与速度变量Δv 三者没有直接的关系. v 很大,Δv 可以很小,甚至为0,a 也可大可小.思考:若物体的加速度是-5 m/s 2,能否由此说明物体在做减速运动?提示:加速度的正负表示加速度的方向与规定的正方向相同还是相反,而正方向的规定是任意的,如果规定与加速度相反的方向为正方向,则加速度为负值,此时若速度为负值,则物体加速,若速度为正值,则物体减速.因此仅由a=-5 m/s2不能判断物体是在加速还是减速.例5.如图所示,两路灯灯杆A、B相距40 m,一辆汽车用3.2 s时间通过这两根路灯灯杆,据此可以计算出汽车在这段位移中的________速度为________ m/s.若灯杆A的近旁相距0.42 m处有一块路牌,汽车驶过路牌和灯杆的这一小段距离只用了0.03 s,在这段时间里的平均速度为________ m/s,可以认为汽车驶过灯杆时的________速度为________ m/s.例6.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()①点火后即将升空的火箭②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车③运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶④太空中的空间站在绕地球做匀速转动A.因火箭还没运动,所以加速度一定为零B.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.尽管空间站匀速转动,加速度也不为零三、匀速直线运动1.定义:轨迹为直线,且在任意相等的时间里相等的运动.2.规律的描述x(1)公式:v =t(2)图象:如图1-1-4所示.例7. 如图1-1-5所示,是A、B两质点运动的速度图象,则下列说法错误的是()A.A质点以10 m/s的速度匀速运动B.B质点先以5 m/s的速度与A同方向运动1 s,而后停了1s,最后以5 m/s相反方向的速度匀速运动C.B质点最初3 s内的位移是10 mD.B质点最初3 s内的路程是10 m必修一第一章运动的描述第1讲描述运动的基本概念练习题1.(重庆市江北中学高三水平测试)甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动.甲说:“它在做匀速运动.”乙说:“它是静止的.”丙说:“它在做加速运动.”这三个人的说法() A.在任何情况下都不对B.三人中总有一人或两人的说法是错误的C.如果选择同一参考系,那么三个人的说法都对D.如果各自选择自己的参考系,那么三个人的说法就可能都对2.(安徽省示范高中联考)2012年6月6日,天宇上演“金星凌日”的精彩天象.观察到日面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时.那便是金星,这种天文现象称为“金星凌日”.如图所示,下面说法正确的是()A.地球在金星和太阳之间B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点C.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零D.以太阳为参考系,可以认为金星是运动的3.(2014·广州模拟)下面的几个速度中表示平均速度的是()A.子弹射出枪口的速度是800 m/s,以790 m/s的速度击中目标B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/hC.汽车通过站牌时的速度是72 km/hD.汽车通过一隧道的速度为5 m/s4.(2014·温州十校联考)在中国海军护航编队“巢湖”舰、“千岛湖”舰护送下“河北锦绣”、“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4 500海里.若所有船只运动的速度相同,则下列说法正确的是()A.“4 500海里”指的是护航舰的位移B.研究舰队平均速度时可将“千岛湖”舰看做质点C.以“千岛湖”舰为参考系,“巢湖”舰一定是运动的D.根据本题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速度5.(2014·安徽省示范高中联考)以下计时数据中指时间间隔的是()A.中华人民共和国第十二届全国人民代表大会第一次会议会期为12天半B.2013年4月20日8时02分,四川省雅安市芦山县发生里氏7.0级地震,造成人员重大伤亡和财产重大损失C.在第30届伦敦奥运会上,牙买加选手尤塞恩·博尔特以9秒63的成绩夺得百米短跑冠军,并再次打破自己四年前创造的奥运会纪录D.开始上课3 min时,小明就睡着了6.(济南市高三上学期期中)在2012伦敦奥运会上,牙买加选手博尔特在男子100 m 决赛和男子200 m决赛中分别以9.63 s和19.32 s的成绩获得两枚金牌,成为奥运会历史上连续两届卫冕100米和200米冠军的第一人.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是() A.200 m决赛的位移是100 m决赛的两倍B.200 m决赛的平均速度约为10.35 m/sC.100 m决赛的平均速度约为10.38 m/sD.100 m决赛的最大速度约为20.76 m/s7.关于质点的运动,下列说法中正确的是()A.质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零B.质点速度变化率越大,则加速度越大C.质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零D.位移的方向就是质点运动的方向8.(2014·浏阳一中模拟)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v2,则物体在这段时间内的平均速度是()A.v B.23v C.43v D.56v9.如图是火箭点火升空瞬间的照片,关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是()A.火箭的速度很小,但加速度可能较大B.火箭的速度很大,加速度可能也很大C.火箭的速度很小,所以加速度也很小D.火箭的速度很大,但加速度一定很小10.一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11.(2014·潍坊模拟)关于位移和路程,下列理解正确的是()A.位移是描述物体位置变化的物理量B.路程是精确描述物体位置变化的物理量C.只要运动物体的初、末位置确定,位移就确定,路程也确定D.物体沿直线向某一方向运动,位移的大小等于路程12.汽车刹车时做匀变速直线运动,某时刻的速度v0=6 m/s,加速度a=-1 m/s2,它表示() A.再过1 s,汽车的速度变为5 m/sB.再过1 s,汽车的速度变为7 m/sC.汽车的加速度方向与速度方向相反,汽车做减速运动D.汽车的加速度方向与速度方向相反,汽车做加速运动13.一物体做变速直线运动,某时刻速度的大小为5 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s.在这1 s 内该物体的()A.速度变化的大小可能小于5 m/sB.速度变化的大小可能大于12 m/sC.加速度的大小可能小于5 m/s2D.加速度的大小可能大于13 m/s214.(2014·安徽示范高中联考)2011年7月在土耳其伊斯坦布尔举行的第15届机器人世界杯赛上,中国科大“蓝鹰”队获得仿真2D组冠军和服务机器人组亚军,改写了我国服务机器人从未进入世界前5的纪录,标志着我国在该领域的研究取得了重要进展.图中是科大著名服务机器人“可佳”,现要执行一项任务,给它设定了如下动作程序:机器人在平面内,由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3,1),然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4),然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5),然后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2),整个过程中机器人所用时间是2 2 s,则() A.机器人的运动轨迹是一条直线B.机器人不会两次通过同一点C.整个过程中机器人的位移大小为2 2 mD.整个过程中机器人的平均速度为1 m/s15.一质点从t=0时刻开始沿x轴做直线运动,其位置坐标与时间的关系为x=2t3-8t+1(x和t的单位分别为m和s),则下列说法中正确的是()A.质点一直向x轴正方向运动B.质点做匀变速直线运动C.质点在第2 s内的平均速度的大小为3 m/sD .质点在前2 s 内的位移为零16.甲、乙两车沿平直的公路通过同样的位移,甲车在前半段位移内以v 甲1=40 km/h 的速度运动,在后半段位移内以v 甲2=60 km/h 的速度运动;乙车在前半段时间内以v 乙1=40 km/h 的速度运动,后半段时间内以v 乙2=60 km/h 的速度运动.则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小的关系是( )A.v 甲=v 乙B.v 甲>v 乙C.v 甲<v 乙 D .无法确定17.(能力挑战题)某质点以20 m/s 的初速度竖直向上运动,其加速保持不变,经2 s 到达最高点,上升高度为20 m ,又经过2 s 回到出发点时,速度大小仍为20 m/s ,关于这一运动过程的下列说法中正确的是( )A .质点运动的加速度大小为10 m/s 2,方向竖直向下B .质点在这段时间内的平均速度大小为10 m/sC .质点在最高点时加速度为零D .质点在落回抛出点时的速度与开始离开抛出点时的速度相同18.一位汽车旅游爱好者打算到某风景区去观光,出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路,他原计划全程平均速度要达到40 km/h ,若这位旅游爱好者开出1/3路程之后发现他的平均速度仅有20 km/h ,那么他能否完成全程平均速度为40 km/h 的计划呢?若能完成,要求他在后23的路程里开车的速度应达多少?必修一 第一章 运动的描述第1讲 描述运动的基本概念答案例1:答案:AD 解析:刘翔在飞奔的110米中,我们关心的是他的速度,无需关注其跨栏动作的细节,可以看做质点.教练为了分析其动作要领时,如果作为质点,则其摆臂、跨栏等动作细节将被掩盖,无法研究,所以就不能看做质点.因此,能否将一个物体看做质点,关键是物体自身因素对我们所研究问题的影响,而不能笼统地说行或不行.例2:答案:D解析:跳水比赛时要观察运动员在空中翻腾的动作,不能视为质点,A 错.运动员下落过程中,以自己为参考系,所以感觉水面加速上升,B 错.以其中任意一个运动员为参考系,另一个运动员都是相对静止的,C 项错误;由于跳水比赛中重要的一个内容就是旋转,所以两运动员的形体变化导致重心变化.D 项正确.例3:答案:(1)2008年9月25日21时10分5秒指点火时刻;历经2天20小时28分指 飞船在空中的时间;2008年9月28日17时37分,指着陆时刻.(2)1997年7月1日零时,指回归时刻.(3)19时指开播时刻.例4:答案:AD解析:位移为零,只能说明初、末位置是相同的,不能说明物体是否运动,故A 选项对;物体只要运动,路程就不会为零,因此,路程为零时,说明物体没有运动,即物体是静止的,故B 选项错误;如果是往返直线运动,则位移的大小小于路程,故C 选项错误;除了单向直线运动外,其他的运动中位移的大小都小于路程.故D 选项正确.速度和加速度例5:答案:平均 12.5 14 瞬时 14例6:答案:BD解析:选项A 中,火箭虽还没动,但火箭所受合外力不为零,a 不为零,故A 错;轿车紧急刹车时,根据a =t v ,由于Δt 很短,故加速度很大,B 对;磁悬浮列车的速度很大,但速度变化并不快,故加速度并不大,C 错;空间站的速度大小不变,但速度方向不断变化,故加速度并不为零,D 对.例7:答案:C解析:匀速直线运动的速度图线平行于时间轴,图线在t 轴上方为正方向,在t 轴下方为负方向,当速度为零时,图线在t 轴上.第1讲描述运动的基本概念练习题答案1、答案:D 解析:三个人选择同一参考系观察同一物体的运动时,观察结果应该是相同的;同一物体相对于不同的参考系时,其运动情况可能不同,本题中三个观察者选取的参考系不同,所以观察结果不同.只有选项D正确.2、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的影响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;金星绕太阳一周,起点与终点重合,位移为零,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、答案:BD 解析:A中的“射出枪口”“击中目标”均是指某一瞬间,是瞬时速度,A错误;B中“从甲站行驶到乙站”是一段距离,是平均速度,B正确;C中“通过站牌时”是瞬时速度,C错误;D中“通过一隧道”是一段位移,是平均速度,D正确.4、答案:B 解析:“4 500海里”指的是运动路线的长度即路程;研究舰队平均速度时,“千岛湖”舰的大小与其位移大小相比可忽略不计,所以可将“千岛湖”舰看做质点;因为“千岛湖”舰和“巢湖”舰运动的速度相同,“巢湖”舰相对于“千岛湖”舰的空间位置不变,所以以“千岛湖”舰为参考系,“巢湖”舰一定是静止的;题中只给出了航行路程,不知位移和时间,所以不能求出此次航行过程中的平均速度.5、答案:AC 解析:时间间隔是指两个时刻之间的间隔,对应时间轴上的一段,即与一段运动过程相对应,如选项A中的“12天半”指的是从召开到闭幕的时间间隔,选项C中“9秒63”指的是从起点跑到终点的时间间隔;时刻对应时间轴上的一个点,与瞬时位置或瞬时状态相对应,如选项B中的“2013年4月20日8时02分”指的是地震爆发的瞬时,选项D中的“3 min 时”指的是小明睡着的瞬时.6、答案:C 解析:求解本题需要先了解一些生活常识,那就是100 m跑道是直跑道,而200 m 跑道是弯曲跑道,所以200 m决赛的位移一定小于200 m,博尔特200 m决赛的平均速度也小于10.35 m/s,100 m决赛的平均速度约为v=100 m9.63 s=10.38 m/s,根据已知条件无法求出100 m决赛的最大速度.本题答案为C.7、答案:B 解析:加速度是速度的变化和所用时间的比值,即a=ΔvΔt.加速度为零,速度变化也为零,但速度不一定为零,加速度不为零,速度可能为零,故A、C选项错误;质点速度变化率越大,则加速度越大,B选项正确;位移是矢量,是由初始位置指向终止位置的有向线段,如果质点做往复运动或曲线运动,位移的方向与质点运动的方向可能不一致,故D 选项错误.8、答案:D 解析:根据平均速度的定义可得:v =vt +14vt t +t 2=56v ,即D 正确. 9、答案:A 解析:火箭点火升空瞬间速度很小,火箭得到高速气体的反冲力,加速度可以较大,A 正确,B 、D 错误;加速度的大小与速度的大小无必然联系,故C 错误.10、答案:B 解析:因加速度与速度方向相同,故质点速度要增加,只是速度增加变慢一些,最后速度达到最大值,A 错误,B 正确;因质点沿直线运动方向不变,所以位移一直增大,C 、D 错误.11、答案:AD 解析:位移是描述物体位置变化的物理量,是矢量,既可以描述位置变化的大小,也可以描述位置变化的方向,只要初、末位置确定,位移矢量就确定,可以用从初位置指向末位置的有向线段来表示.而路程只表示运动轨迹的长度,不能表示位置的变化情况.初、末位置确定后,可以有许多不同的方式实现位置的变化,每一种运动方式都有相应的路程.物体在沿直线向单一方向运动时,位移的大小与路程相等.综上所述A 、D 正确.12、答案:AC 解析:速度与加速度都是矢量,其正负表示速度与加速度的方向.速度与加速度方向相反,汽车做减速运动;经1 s 速度减小Δv =a Δt =1 m/s ,所以再过1 s 汽车的速度变为5 m/s ,故选项A 、C 正确.13、答案:BD 解析:当同向时,速度的变化量Δv =v t -v 0=(10-5) m/s =5 m/s ,根据加速度的定义式a 1=v t -v 0t =51m/s 2=5 m/s 2;当反向时,速度的变化量Δv =v t -v 0=(-10-5) m/s =-15 m/s ,根据加速度的定义式a 2=v t -v 0t =-151m/s 2=-15 m/s 2,式中负号表示方向与规定正方向相反,选项B 、D 正确.14、答案:CD 解析:以坐标系的横轴作为x 轴,纵轴作为y 轴.根据描点法先作出题中给定的几个坐标位置,然后用直线连接相邻两个位置,即得机器人的运动轨迹,如图所示.机器人的运动轨迹不是一条直线,机器人会两次通过同一点,选项A 、B 错误;起点在坐标原点,终点在(2,2),位移大小是这两点连线长度,故位移大小为22+22=2 2 m ,选项C 正确.整个过程中机器人的平均速度大小为1 m/s ,选项D 正确.15、答案:D 解析:利用位置坐标与时间的关系得出各个时刻的位置坐标后再判断.由题给的直线运动的位移与时间的关系式可知A 、B 选项错误.根据平均速度的定义式结合题目所给关系式可知t =0,x =1 m ;t =1 s ,x =-5 m ;t =2 s ,x =1 m .即质点在2 s 末回到出发点,故质点在第2 s 内的平均速度的大小为6 m/s 而不是3 m/s ,故C 选项错误,D 正确.16、答案:C 解析:设总位移为x ,则甲车运动的总时间t 甲=x 2v 甲1+x 2v 甲2=v 甲1+v 甲22v 甲1v 甲2x ,所以甲车的平均速度v 甲=x t 甲=2v 甲1v 甲2v 甲1+v 甲2=48 km/h ;设乙车运动的总时间为t 乙,则乙车的总位移x =v 乙1·t 乙2+v 乙2·t 乙2=v 乙1+v 乙22t 乙,所以乙车的平均速度v 乙=x t 乙=v 乙1+v 乙22=50 km/h.故C 项正确. 17、答案:A 解析:根据加速度的定义知,取竖直向上为正方向,则a =-20-2040m/s 2=-10 m/s 2,负号表示加速度方向与规定的正方向相反,即竖直向下,选项A 正确;由位移的定义知,这段时间内的总位移为零,而路程为40 m ,根据平均速度的定义知,平均速度为零,但平均速率却为v =404m/s =10 m/s ,即选项B 错误;质点做匀变速运动,每时每刻的加速度都相同,在最高点速度为零,但加速度大小仍为10 m/s 2,方向竖直向下,所以选项C 错误;在抛出点两时刻的瞬时速度大小相等,但方向相反,选项D 错误.18、答案:80 km/h解析:设后23路程上的平均速度为v ,总路程为s 在前s /3里用时:t 1=s /320在后2s /3里用时:t 2=2s /3v所以全程的平均速度为:ss 60+2s 3v =40 km/h 解得v =80 km/h由结果可知,这位旅行者能完成他的计划,他在后2s /3的路程里,速度应达80 km/h .。
西 C 南 第一讲 描述运动的基本概念 匀速直线运动知识要点1.运动学的基本概念(1)质点、位移和时间当物体的形状、大小只是无关因素或是次要因素时,就可把物体看成一个“点”,它不同于数学点,它仍具有原来物体的其它物理性质,如质量,因此称它为质点。
位移 初位置指向末位置的有向线段叫位移,位移是矢量。
路程 是物体实际运动路径,是标量。
时刻是指某一瞬时,时间是两个时刻的间隔 例1、如左图质点由A 运动到B 再运动到C ,求:(1)位移,并作出位移的图示,(2)路程。
解(1)s=10km,方向北偏东530(2)路程14km练习:质点作如右图半径为R 的圆周运动,求:(1)从A 到B 的位移和路程,(2)从A 到C 的位移和路程,(3)从A 到A 的位移和路程,(4)走7/4 圈的位移和路程,并画出位移的图示。
解(1)s=√2R,AB 与AC 夹角450;路程ΠR/2;(2)s=2R,方向A 到C,路程πR (3)s=0 路程2πR (4)s=√2R, AD 与AC 成450角.路程7πR/2(2)平均速度 瞬时速度做变速直线运动的物体所经过的位移s 与所用时间t 之比,叫做这一位移或这一时间内的平均速度。
公式 tx v ∆∆= 方向 为物体运动方向,也为位移变化Δx 的方向。
运动物体在某时刻或某位置的速度,叫做瞬时速度。
它是描述做变速直线运动的物体在任何时刻(或任一位置)的运动快慢和运动方向的物理量。
例2、图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。
已知子弹直径为8mm ,子弹飞行的平均速度约为500 m/s ,请你估算这幅照片的曝光时间为多少?解:从照片上量得子弹直径约为2mm ,长约8mm ,按比例关系可知子弹实际长度约为32mm ,由照片在曝光的时间内子弹的位移约为5倍子弹长度,所以在曝光的时间内子弹的实际位移约为160mm ;)(102.310516.042s v s t -⨯=⨯== 2.匀速直线运动物体在一条直线上运动,如果在任意相等的时间里位移相等,我们就把这种运动叫做匀速直线运动(简称匀速运动)匀速直线运动是速度的大小和方向都不改变的直线运动,因此是速度不变的运动。
运动的描述匀变速直线运动第1课时描述运动的基本概念考点1质点和参考系一、质点1.定义:用来代替物体的有质量的点。
质点不同于几何“点",几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置.2.物体可看成质点的条件:研究一个物体的运动时,物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略。
3.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。
4.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。
二、参考系1.定义:为了研究物体的运动而假定不动的物体。
描述某个物体的运动时,必须明确它是相对哪个参考系而言的。
2.选取原则:可任意选取,但对同一物体的运动,所选的参考系不同,对其运动的描述可能会不同。
通常以地面为参考系.在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。
3.参考系的“四性”标准性选作参考系的物体都假定不动,被研究的物体都以参考系为标准任意性参考系的选取原则上是任意的,通常选地面为参考系同一性比较不同物体的运动必须选同一参考系差异性观察某一物体的运动,选择不同的参考系,观察结果一般不同1.(多选)下列关于物体是否可以看做质点的说法中正确的有()A.研究奥运游泳冠军叶诗文的游泳技术时,叶诗文不能看成质点B.研究飞行中直升机上的螺旋桨的转动情况时,直升飞机可以看做质点C.观察航空母舰上的舰载飞机起飞时,可以把航空母舰看做质点D.在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,可以把航空母舰看做质点答案AD解析研究奥运游泳冠军叶诗文的游泳技术时,叶诗文的大小和形状不能忽略不计,故叶诗文不能看成质点,A正确;研究飞行中直升机上的螺旋桨的转动情况时,直升机的大小和形状不能忽略不计,故不可以看做质点,B错误;观察航空母舰上的舰载飞机起飞时,航母的大小和形状不能忽略不计,故不可以把航空母舰看做质点,C错误;在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,航母的大小和形状可以忽略不计,故可以把航空母舰看做质点,D正确.2.下列运动的物体,能当成质点处理的是()A.研究地球四季的变化时,自转中的地球B.研究前进中汽车车轮的转动时,前进中的汽车C.裁判员在打分过程中冰面上旋转的花样滑冰运动员D.研究火车从北京到上海的行驶时间时,做匀速运动的火车答案D解析研究地球公转时,地球可以看成质点处理,研究自转时不可以;研究车轮的转动时,汽车不可以当成质点处理,因为研究对象是汽车的某个部分;花样滑冰运动员要靠动作评分,不可作为质点处理;火车远距离行驶计算运动时间时,其长度对运动时间的计算几乎没有影响。
2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题01 描述运动的基本概念导练目标导练内容目标1质点和参考系位移和路程目标2平均速度和瞬时速度目标3加速度一、质点和参考系位移和路程1.对质点的三点说明(1)质点是一种理想化物理模型,实际并不存在。
(2)物体能否被看作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和形状来判断。
(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。
2.对参考系“两性”的认识(1)任意性:参考系的选择原则上是任意的,通常选地面为参考系。
(2)同一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系。
3.位移与路程的“两点”区别(1)决定因素不同:位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。
(2)运算法则不同:位移应用矢量的平行四边形定则运算,路程应用标量的代数运算法则运算。
1.4月16日,经过6个月的太空遨游,搭载翟志刚、王亚平、叶光富的神舟十三号“返回舱”成功着陆地面。
下列与神舟十三号飞船相关情景描述正确的是()A.甲图中,研究宇航员在舱外的姿态时,宇航员可以视为质点B.乙图中,研究神舟十三号飞船绕地球运行的周期时,飞船可以视为质点C.丙图中,神舟十三号飞船与天和核心舱完成自主对接过程,神舟十三号飞船可以视为质点D.丁图中,王亚平在空间站中将冰墩墩抛出,以地面为参考系,冰墩墩做匀速直线运动【答案】B【详解】A.研究宇航员在舱外的姿态时,宇航员的体积和形状不能忽略,宇航员不可以视为质点,故A错误;B.研究神舟十三号飞船绕地球运行的周期时,舟十三号飞船的体积和形状可以忽略,飞船可以视为质点,故B正确;C.神舟十三号飞船与天和核心舱完成自主对接过程,神舟十三号飞船的体积和形状不可以忽略,不可以视为质点,故C错误;D.王亚平在空间站中将冰墩墩抛出,相对飞船冰墩墩做匀速直线运动,因飞船相对地面是做匀速圆周运动,则以地面为参考系,冰墩墩不是做匀速直线运动,故D错误。
可编辑修改精选全文完整版§1.1描述运动的基本概念一、参考系和坐标系1.参考系:为了研究物体的运动而假定不动的物体,叫做参考系。
说明:(1)同一个物体,如果以不同的物体为参考系,观察结果可能不同。
(2)参考系的选取是任意的,原则是以使研究物体的运动情况简单为原则;一般情况下如无说明,则以地面或相对地面静止的物体为参考系。
2.坐标系:为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
中学物理中常用的坐标系有直线坐标系和平面直角坐标系,可分别用来研究物体沿直线的运动和在平面内的运动(如平抛运动)。
【例1】甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况是() A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙停在空中B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速上升C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v甲D.以上说法均不正确二、质点1.质点:用来代替物体的有质量的点.2.说明:(1)质点是一个理想化模型,实际上并不存在.(2)物体可以简化成质点的情况:①物体各部分的运动情况都相同时(如平动).②物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计的情况下(如研究地球的公转).③物体有转动,但转动对所研究的问题影响很小时(如研究小球从斜面上滚下的运动).即使是同一个物体,能否被简化为质点,也得依据问题的具体情况决定.【例2】在下列各运动的物体中,可视为质点的有()A.做高低杠表演的体操运动员B.沿斜槽下滑的小钢球,研究它沿斜槽下滑的速度C.人造卫星,研究它绕地球的转动D.水平面上的木箱,研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动三、时刻和时间1.时刻:指的是某一瞬间,在时间轴上用—个确定的点表示.如“3s末”;和“4s初”.2.时间:是两个时刻间的一段间隔,在时间轴上用一段线段表示.四、位置、位移和路程1.位置:质点所在空间对应的点.建立坐标系后用坐标来描述.2.位移:描述质点位置改变的物理量,是矢量,方向由初位置指向末位置,大小是从初位置到末位置的线段的长度.3.路程:物体运动轨迹的长度,是标量.说明:只有物体做单方向直线运动时,位移的大小才等于路程.【例3】某同学从学校的门口A处开始散步,先向南走了50m到达B处,再向东走了100m 到达C处,最后又向北走了150m到达D处,则:(1)此人散步的总路程和位移各是多少?(2)要比较确切地表示这人散步过程中的各个位置,应采用什么数学手段较妥,分别应如何表示?(3)要比较确切地表示此人散步的位置变化,应用位移还是路程?五、速度与速率1.速度:位移与发生这个位移所用时间的比值(v=Δx/Δt),是矢量,方向与Δx的方向相同。
运动的基本概念和物理量运动是物体位置随时间变化的过程,是物体在空间中的位置或状态发生改变的现象。
运动的基本概念和物理量是描述和表征运动的重要工具。
本文将介绍运动的基本概念和物理量,并探讨它们在物理学中的应用。
一、运动的基本概念1. 时间:运动是随时间推移而进行的,时间是描述运动进行的重要参照。
在物理学中,时间以秒(s)为单位进行度量。
2. 位移:位移是指物体从起始位置到终止位置的位移差值,表示物体在运动过程中的位置变化量。
位移既可以是有向量(即有方向和大小)也可以是无向量(只有大小)。
位移的单位是米(m)。
3. 速度:速度是描述物体移动快慢以及移动方向的物理量。
速度的定义是单位时间内移动的位移量,即速度=位移/时间。
速度有标量速度和矢量速度之分。
标量速度只有大小,而矢量速度具有大小和方向。
速度的单位是米每秒(m/s)。
4. 加速度:加速度是描述物体速度变化的物理量。
加速度定义为单位时间内速度的变化量,即加速度=速度变化量/时间。
加速度也具有标量加速度和矢量加速度两种形式。
标量加速度只有大小,矢量加速度有大小和方向。
加速度的单位是米每秒平方(m/s²)。
5. 力:力是导致物体运动状态发生改变的原因。
力的大小和方向能够改变物体的速度或者形状,使其产生加速度。
力的单位是牛顿(N)。
二、物理量的运算和应用1. 平均速度:平均速度是指物体在一段时间内的总位移除以总时间。
平均速度 = 总位移 / 时间。
例如,当一个物体在5秒内从位置A到位置B的位移为10米,则平均速度为2米每秒。
2. 平均加速度:平均加速度是指物体在一段时间内的总速度变化除以总时间。
平均加速度 = 总速度变化量 / 时间。
例如,一个物体在10秒内从静止状态加速到10米每秒的速度,则平均加速度为1米每秒平方。
3. 速度的变化率:速度的变化率就是速度随时间的变化。
对于匀变速运动,速度的变化率恒定。
速度的变化率可以表示为速度对时间的导数。
运动的基本概念和描述运动是人类生活中不可或缺的一部分,它是指物体或者人在空间和时间上发生位置或状态改变的过程。
运动的描述既可以从物体的角度出发,也可以从人的角度出发。
本文将从不同角度探讨运动的基本概念和描述方法。
一、物体的运动描述物体的运动可以通过位置的改变来描述,通常使用距离和方向表示。
距离是指物体从起始位置到最终位置所经过的路径长度,方向则表示物体移动的方向。
例如,一个人从家里走到学校,可以描述为"起始位置:家 -> 最终位置:学校",距离和方向即可描述该物体的运动。
二、速度和加速度的概念除了位置改变,运动还与运动物体的速度和加速度相关。
速度是指物体在单位时间内所改变的位置,通常用公式"速度=位移/时间"来表示。
加速度则是速度的变化率,表示物体在单位时间内速度的改变量。
一般加速度可以用公式"加速度=速度变化/时间"来表示。
三、人的运动描述人类的运动描述除了距离和方向外,还涉及到动作和形态等方面。
例如,参加体育比赛时,选手的动作和身体形态会影响其运动质量和竞技成绩。
人的运动描述可以从外部的视角观察,也可以从内部的感受和体验来描述。
例如,一个人在慢跑时可以描述为"快速地移动双腿,呼吸加快,身体感到热"等。
四、运动的分类根据物体的性质和运动方式,运动可以分为直线运动、曲线运动、往复运动等多种类型。
直线运动是指物体在直线轨迹上运动,例如物体飞行的轨迹可以近似看作直线。
曲线运动是指物体在曲线轨迹上运动,例如球在空中抛掷的运动轨迹。
往复运动则是物体在两个位置间来回运动,例如钟摆的摆动。
五、相对运动的概念相对运动是指两个物体之间的运动关系。
相对运动的描述和观察都以一个物体为参照物。
例如,两个人从相对的方向行走,观察者可以以其中一个人为参照物,描述另一个人的运动。
相对运动的描述也需要考虑速度和位置的变化。
总结:运动是物体或者人在空间和时间上发生位置或状态改变的过程。
课时提升练(一)描述运动的基本概念(限时:45分钟)A组对点训练——巩固基础知识题组一对质点、参考系的理解1.飞机着地后还要在跑道上滑行一段距离,机舱内的乘客透过窗户看到树木向后运动,乘客选择的参考系是()A.停在机场的飞机B.候机大楼C.乘客乘坐的飞机D.飞机跑道【解析】乘客看到的树木向后运动是因为他(她)与飞机相对树木向前滑行,他选的参照系显然是他乘坐的飞机,其余选项中的参照物均与树木相对静止.【答案】 C2.嫦娥三号月球探测器于2013年12月2日凌晨发射升空,2013年12月14日成功完成月面软着陆,2013年12月15日4时35分,嫦娥三号着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离,这标志着我国的航天事业又一次腾飞,下面有关嫦娥三号的说法正确的是()图1-1-12A.嫦娥三号在刚刚升空的时候速度很小,加速度也很小B.研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时,可以将其看作质点C.研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时,可以将其看作质点D.“玉兔号”月球车静止在月球表面时,其相对于地球也是静止的【答案】 B3.(多选)科学研究表明,在太阳系的边缘可能还有一颗行星——幸神星.这颗可能存在的行星是太阳系现有的质量最大的行星,它的质量是木星质量的4倍,它的轨道与太阳的距离是地球与太阳的距离的几千倍.根据以上信息,下列说法正确的是()A.幸神星质量太大,不能看做质点B.研究幸神星绕太阳运动,可以将其看做质点C.比较幸神星运行速度与地球运行速度的大小关系,可以选择太阳为参考系D.幸神星运行一周的位移要比地球运行一周的位移大【解析】物体能否看作质点与物体的质量无关,A错;幸神星的形状和大小相对其到太阳的距离来说属于次要的因素,因此可以看作质点,B对;比较两个物体运动的快慢,要选择同一参考系,C对;幸神星运行一周的位移和地球运行一周的位移均为零,D错.【答案】BC题组二对位移、平均速度的理解4.(多选)如图1-1-13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()图1-1-13A.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【解析】物体在某段时间内平均速度的方向与位移的方向相同,所以人从A到B的平均速度方向由A指向B,A正确,B错误;物体在某一点的瞬时速度的方向就是物体在该点的运动方向,人在B 点时的运动方向为沿B点的切线方向,所以人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向,C错误,D正确.【答案】AD5.(多选)下面描述的几个速度中,属于瞬时速度的是()A.子弹以790 m/s的速度击中目标B.信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/sC.汽车上速度计的示数为80 km/hD.台风以360 m/s的速度向东北方向移动【解析】790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度;信号沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度;汽车速度计上显示的是瞬时速度;台风移动过程中速度的变化是很大的,360 m/s是平均速度.【答案】AC6.(多选)一身高为H的田径运动员正在参加百米国际比赛,在终点处,有一站在跑道终点旁的摄影记者用照相机给他拍摄冲线过程,摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16,快门(曝光时间)是160s,得到照片后测得照片中运动员的高度为h,胸前号码布上模糊部分宽度是Δ L.由以上数据可以知道运动员的()A.百米成绩B.冲线速度C.百米内的平均速度D.冲线时160s内的位移【解析】由于无法知道运动员跑100 m经历的时间,故无法确定其平均速度和成绩,A、C错误;由题意可求出冲线时160s内运动员跑过的距离Δx=HhΔL,进一步求得160s内的平均速度v-=Δx160,由于时间极短,可把这段时间内的平均速度近似看成是冲线时的瞬时速度,B、D正确.【答案】BD题组三加速度与速度的关系7.甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a甲=4 m/s2,a 乙=-4 m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确的是()A.甲的加速度大于乙的加速度B.甲做加速直线运动,乙做减速直线运动C.甲的速度比乙的速度变化快D.甲、乙在相等时间内速度变化可能相同【解析】加速度的正、负表示方向,绝对值表示大小,甲、乙加速度大小相等,A错;甲的加速度与速度同向,所以做加速运动,乙的加速度与速度方向相反,所以做减速运动,B对;加速度大小表示速度变化的快慢,甲、乙速度变化一样快,C错;由Δv=aΔt可知在相等时间内,甲、乙速度变化大小相等,方向相反,D错.【答案】 B8.(多选)下列所描述的运动中,可能的有()A.速度变化很大,加速度很小B .速度变化方向为正,加速度方向为负C .速度变化越来越快,加速度越来越小D .速度越来越大,加速度越来越小【解析】 速度变化很大,根据Δv =a Δt ,如果Δt 很大,a 可以很小,故A 选项正确;a =Δv Δt ,其中Δv 与a 的方向一致,故B 选项错误;速度变化越来越快,即Δv Δt 越来越大,也就是加速度越来越大,故C 选项错误;因速度的大小与加速度大小无直接关系,故D 选项正确.【答案】 AD9.(2015·洛阳一中质检)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),则该质点在t =2 s 时的瞬时速度和t =0到t =2 s 间的平均速度分别为( )A .8 m /s,24 m/sB .24 m /s,8 m/sC .12 m /s,24 m/sD .24 m /s,12 m/s【解析】 由速度随时间变化关系公式可得t =2 s 时的速度为:v =6t 2 m /s =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=19-32 m /s =8 m/s ,故B 正确.【答案】 BB 组 深化训练——提升应考能力10.(多选)图1-1-14是某质点运动的速度图象,由图象得到的正确结果是( )图1-1-14A .0~1 s 内的平均速度是2 m/sB .0~2 s 内的位移大小是3 mC .0~1 s 内的加速度大于2~4 s 内的加速度D .0~1 s 内的运动方向与2~4 s 内的运动方向相反【解析】 根据v -t 图象可知,质点在0~1 s 内的位移x 1=12×2×1m =1 m,1~2 s 内的位移x 2=2×1 m =2 m ,故0~1 s 内的平均速度v -1=x 1t 1=1 m/s,0~2 s 内的位移x =x 1+x 2=3 m ,A 错误、B 正确;0~1 s 内的加速度a 1=2-01 m /s 2=2 m/s 2,2~4 s 内的加速度a 2=0-22m /s 2=-1 m/s 2,负号表示a 2和v 方向相反,故a 1>|a 2|,C 正确;0~1 s 内与2~4 s 内的速度均为正值,表示物体都沿正方向运动,D 错误.【答案】 BC11.图1-1-15是2012年12月1日上午9时整,哈尔滨西客站D502次列车首次发车,标志着世界首条高寒区高速铁路哈大高铁正式开通运营.哈大高铁运营里程921公里,设计时速350公里.D502次列车到达大连北站时做匀减速直线运动,开始刹车后第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1-1-15A .在研究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公里是指平均速度,921公里是指位移C .列车做匀减速运动时的加速度大小为6.25 m/s 2D .列车在开始减速时的速度为80 m/s【解析】 因列车的大小远小于哈尔滨到大连的距离,研究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公里是指平均速率,921公里是指路程,B 错;由等时位移差公式s n -s m =(n -m )aT 2可知加速度大小为a =57.5-32.55m /s 2=5 m/s 2,C 错;由题意可知第4.5 s 末列车速度为57.5 m /s ,由公式v =v 0-at 知v 0=80 m/s ,D 对.【答案】 D12.一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止,下表给出了不同时刻汽车的速度:(2)汽车通过的总路程是多少?【解析】 (1)汽车匀减速运动的加速度a 2=3-91 m /s 2=-6 m/s 2设汽车从3 m/s 经t ′停止,t ′=0-3-6s =0.5 s 故汽车从开出到停止总共经历的时间为10.5 s +0.5 s =11 s.(2)汽车匀加速运动的加速度a 1=6-31 m /s 2=3 m/s 2汽车匀加速运动的时间t 1=12-03 s =4 s汽车匀减速运动的时间t 3=0-12-6s =2 s 汽车匀速运动的时间t 2=11-t 1-t 3=5 s 汽车匀速运动的速度为v =12 m/s 则汽车总共运动的路程 s =v 2t 1+v t 2+v 2t 3=⎝⎛⎭⎪⎫122×4+12×5+122×2 m =96 m 【答案】 (1)11 s (2)96 m。