高考物理一轮复习 第一章 第1讲 运动的描述教案-人教版高三全册物理教案
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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.。
..专业. 第一章运动的描述〔复习〕★新课标要求1、通过本章学习,认识如何建立运动中的相关概念,并体会用概念去描述相关质点运动的方法。
了解质点、位移、速度、加速度等的意义。
2、通过史实初步了解近代实验科学的产生背景,认识实验对物理学发展的推动作用,并学会用计时器测质点的速度和加速度。
3、通过学习思考及对质点的认识,了解物理学中模型和工具的特点,体会其在探索自然规律中的重要作用。
如质点的抽象、参考系的选择、匀速直线运动的特点等。
4、体会物理学中,相关条件的特征及作用,科学的方法在物理学中的意义,如瞬时速度、图象等。
★复习重点位移、速度、加速度三个基本概念,及对这三个概念的应用。
★教学难点对位移、速度、加速度三个基本概念的理解,掌握其矢量性,解决与这三个概念相关的实际问题。
★教学方法复习提问、讲练结合。
★教学过程〔一〕投影全章知识脉络,构建知识体系1、知识框架图2、基本概念图解〔二〕本章专题剖析[ 例1 ]关于速度和加速度的关系,以下论述正确的选项是〔 C、D 〕A. 加速度大,那么速度也大B. 速度的变化量越大,那么加速度也越大C. 物体的速度变化越快,那么加速度就越大D. 速度的变化率越大,那么加速度越大[ 例2 ]甲乙两物体在同一直线上运动的。
x-t图象如图1所示,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点那么从图象可以看出〔 ACD 〕A.甲乙同时出发B.乙比甲先出发C.甲开始运动时,乙在甲前面x0处D.甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙拓展思考:有人作出了如图2所示的x-t图象,你认为正确吗?为什么?〔不正确,同一时间不能对应两个位移〕[例3]如下图为一物体作匀变速直线运动的v-t图像,试分析物体的速度和加速度的特点。
分析:开始计时时,物体沿着与规定正方向相反的方向运动,初速度v0= -20m/s,并且是减速的,加速度a是正的,大小为a=10m/s2,经2秒钟,物体的速度减到零,然后又沿着规定的正方向运动,加速度的大小、方向一直不变。
第1讲运动的描述考点1 质点、参考系和位移1.物体能否被看成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.2.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.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.位移和路程的比较1.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,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图所示.下面说法正确的是( D )A.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.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解析:金星通过太阳和地球之间时,我们才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”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.2.钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土,其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场.如图,中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙),在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航.甲、乙两船并排行驶,甲船上的船员看见钓鱼岛向东移,乙船内的船员发现甲船没有动.如果以钓鱼岛为参照物,上述事实说明( D )A.甲船向西运动,乙船不动B.乙船向西运动,甲船不动C.甲船向西运动,乙船向东运动D.甲、乙两船以相等的速度都向西运动解析:甲船上的船员看见钓鱼岛向东移,以钓鱼岛为参照物,甲船向西运动,乙船内的船员发现甲船没有动.甲、乙两船的速度大小、行驶的方向应该是一样的,即甲、乙两船以相等的速度都向西运动.故D正确.3. (2019·深圳模拟)如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门芯位移的大小为( D )A.πR B.2RC.2πR D.R4+π2解析:当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,轮子向前运动半个周长,气门芯的初位置与末位置如图,由几何知识得,气门芯的位移大小x=(2R)2+(πR)2=R4+π2,故选D.考点2 平均速度和瞬时速度1.平均速度与瞬时速度的区别和联系(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度.(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度. 2.平均速度与平均速率的区别平均速度的大小不能称为平均速率,因为平均速率是路程与时间的比值,只有当路程与位移的大小相等时,平均速率才等于平均速度的大小.3.计算平均速度时应注意的两个问题(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 =ΔvΔt是平均速度的定义式,适用于所有的运动.1.(2019·江西新余一中二模)(多选)某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为9 km ,从出发地到目的地用了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,车内速度计指示的示数为150 km/h ,那么可以确定的是( AD )A .在整个过程中赛车手的位移大小是9 kmB .在整个过程中赛车手的路程是9 kmC .在整个过程中赛车的平均速度大小是180 km/hD .经过路标时赛车的瞬时速率是150 km/h解析:位移为初位置到末位置的有向线段,则赛车手位移大小为9 km ,故A 正确;赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km ,可知路程是15 km ,故B 错误;平均速度大小等于位移大小与时间的比值,即v =x t =9 000300m/s =30 m/s =108 km/h ,故C 错误;车内速度计指示的示数150 km/h 为瞬时速率的大小,故D 正确.2.(多选)如图所示,每个小方格是边长为1 m 的正方形,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,沿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( ABC )A .物体在AB 段的平均速度是1 m/s B .物体在ABC 段的平均速度为52m/s C .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ABC 的平均速度解析:由图可知,AB 段位移为1 m ,由平均速度公式v =x t得,v =1 m/s ,A 正确;同理ABC 段位移为 5 m ,平均速度为52m/s ,B 正确;Δt 越小,该时间段内的平均速度越接近该位移内的某点瞬时速度,C 正确;只有做匀变速直线运动的物体,中间时刻的瞬时速度才等于该段位移的平均速度,D 错误.3.某质点沿一边长为2 m 的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1 m ,初始位置在bc 边的中点A ,由b 向c 运动,如图所示,A 、B 、C 、D 分别是bc 、cd 、da 、ab 边的中点,则下列说法正确的是( B )A .第2 s 末的瞬时速度大小为2 m/sB .前3 s 内的平均速度为53m/s C .前4 s 内的平均速率为0.5 m/s D .前2 s 内的平均速度为2 m/s解析:第2 s 末在B 点,瞬时速度大小为1 m/s ,A 错误.前3 s ,物体由A 经B 到d ,位移为由初位置指向末位置的有向线段,得x Ad = 5 m ,则v =x Ad t 3=53m/s ,B 正确.前4 s 内,物体由A →c →B →d →C ,路程为4 m ,故平均速率v =1 m/s ,C 错误.前2 s 内的平均速度v ′=x AB t 2=22m/s ,D 错误.故选B.2.计算平均速度时应注意的问题(1)平均速度的大小与物体的运动阶段有关,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)粗略计算时可以用极短时间内的平均速度来求某时刻的瞬时速度.考点3 加速度1.速度、速度的变化量和加速度的比较(1)速度的大小和加速度的大小无直接关系.速度大,加速度不一定大,加速度大,速度也不一定大;加速度为零,速度可以不为零,速度为零,加速度也可以不为零.(2)速度的方向和加速度的方向无直接关系.加速度与速度的方向可能相同,也可能相反,两者的方向还可能不在一条直线上.1.关于速度、速度的变化量和加速度,下列说法正确的是( B )A.物体运动的速度变化量越大,它的加速度一定越大B.速度很大的物体,其加速度可能为零C .某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大D .加速度很大时,物体运动的速度一定很快变大解析:由a =ΔvΔt 可知,在Δv 很大,但不知道Δt 的大小时,无法确定加速度的大小,故选项A 错误;高速匀速飞行的战斗机,速度很大,但速度不变化,加速度为零,故选项B 正确;炮筒中的炮弹,在火药刚刚燃烧的时刻,炮弹的速度为零,但加速度很大,故选项C 错误;加速度很大,说明速度变化很快,速度可能很快变大,也可能很快变小,故选项D 错误.2.(多选)根据给出的速度和加速度的正负,对下列运动性质的判断正确的是( CD ) A .v 0>0,a <0,物体做加速运动 B .v 0<0,a <0,物体做减速运动 C .v 0<0,a >0,物体做减速运动 D .v 0>0,a >0,物体做加速运动解析:当速度方向和加速度方向相同时,物体做加速运动;当速度方向和加速度方向相反时,物体做减速运动.速度和加速度的正方向是任意规定的,不能只根据加速度的正负来判断物体是做加速运动还是减速运动.故选项C 、D 正确.3.(2019·河南开封模拟)(多选)如图所示,物体以5 m/s 的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动,经过2 s 速度大小变为3 m/s ,则物体的加速度( BC )A .大小为1 m/s 2,方向沿斜面向上 B .大小为1 m/s 2,方向沿斜面向下 C .大小为4 m/s 2,方向沿斜面向下 D .大小为4 m/s 2,方向沿斜面向上解析:取初速度方向为正方向,则v 0=5 m/s.若2 s 后的速度方向沿斜面向上,v =3 m/s ,则a =Δv Δt =v -v 0Δt =3-52 m/s 2=-1 m/s 2,即加速度大小为1 m/s 2,方向沿斜面向下;若2 s后的速度方向沿斜面向下,v =-3 m/s ,则a =Δv Δt =v -v 0Δt =-3-52 m/s 2=-4 m/s 2,即加速度大小为4 m/s 2,方向沿斜面向下.故选项A 、D 错误,B 、C 正确.对加速度大小和方向的进一步理解考点4 用极限法求瞬时速度和加速度1.极限法极限法是把某个物理量推向极端,即极大和极小,并依此做出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论.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.2.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)在公式v =ΔxΔt 中,当Δt →0时v 是瞬时速度.(2)在公式a =ΔvΔt中,当Δt →0时a 是瞬时加速度.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1.0×10-2s ,小滑块d 的宽度为0.5 cm ,则可测出滑块通过光电门1的速度v 1=________,滑块通过光电门2的速度v 2t =3.0 s ,则滑块的加速度a =________.【解析】 由v =x t可知,v 1=d t 1=0.5×10-22.5×10-2 m/s =0.2 m/sv 2=d t 2=0.5×10-21.0×10-2m/s =0.5 m/s由a =Δv Δt 可知,a =v 2-v 1Δt =,3.0) m/s 2=0.1 m/s 2.【答案】 0.2 m/s 0.5 m/s 0.1 m/s 2(1)用v =ΔxΔt求瞬时速度时,求出的是粗略值,Δt (Δx )越小,求出的结果越接近真实值.,(2)在实际问题中,只要满足测量精度要求,都可以把平均速度理解为瞬时速度,精确的瞬时速度由其它公式计算.1.如图所示,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ΔxΔt 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( A )A .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解析:ΔxΔt 表示的是Δt 时间内的平均速度,遮光条的宽度Δx 越窄,则记录遮光时间Δt 越小,ΔxΔt越接近滑块通过光电门时的瞬时速度,选项A 正确.2.(2019·西城区模拟)用如图所示的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( A )A .0.10 m/sB .100 m/sC .4.0 m/sD .0.40 m/s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.学习至此,请完成课时作业1。
1.1 运动的描述1.认识在哪些情况下可以把物体看成质点的,知道不引入参考系就无法确定质点的位置和运动.2.理解位移、速度和加速度。
3.在研究物理问题过程中构建物理模型,再现物理情景.4.对参考系、质点只作Ⅰ级要求,对位移、速度和加速度那么作Ⅱ级要求(1)热点预测:近年对直线运动单独命题逐渐增多,因为直线运动毕竟是基础运动形式,所以是永恒的热点。
预计以后的高考对本专题内容的考查仍将以图象问题和运动学规律的应用为主,题型延续选择题的形式,分值约为6分。
(2)趋势分析:将会越来越突出地考查运动规律和运动图象在实际生活中的应用,在高考复习中应予以高度关注。
一对质点、参考系和位移的理解1.质点(1)用来代替物体有质量的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对问题的影响可以忽略,就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型,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)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.(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)与路程的区别: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.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研究的问题;二是看所研究物体的形状和大小对所研究问题是否有影响.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. 二 速度 平均速度和瞬时速度 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 =ΔxΔt.(3)决定因素:v 的大小由v 0、a 、Δt 决定. (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. 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 都非常小,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.三 加速度与速度及速度变化量的关系 1.速度变化量(1)物理意义:描述物体速度改变的物理量,是过程量. (2)定义式:Δv =v -v 0.(3)决定因素:Δv 由v 与v 0进行矢量运算得到,由Δv =a Δt 知Δv 由a 与Δt 决定. (4)方向:由Δv 或a 的方向决定. 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)决定因素:a 不是由v 、Δt 、Δv 来决定,而是由F m来决定.(4)方向:与Δv 的方向一致,由合外力的方向决定,而与v 0、v 的方向无关. 对速度与加速度关系的三点提醒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.高频考点一 对质点和参考系的理解 1.对质点的理解科学抽象质点是对实际物体的科学抽象,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的可看做质点的条件一个物体能否被看做质点,要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素.假设是次要因素,即使物体很大,也能看做质点;相反,假设是主要因素,即使物体很小,也不能看做质点质点与几何“点〞质点是对实际物体进行科学抽象的模型,有质量,只忽略了物体的大小和形状;几何中的“点〞仅仅表示空间中的某一位置[特别提醒]物体可视为质点主要有以下三种情形(1)物体各部分的运动情况都相同时;(2)当问题所涉及的空间位移远远大于物体本身的大小时,通常物体自身的大小忽略不计,可以看做质点;(3)物体有转动,但转动对所研究的问题影响很小(如研究小球从斜面上滚下的运动).2.参考系的选取原那么选取参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原那么.(1)根据研究对象和研究对象所在的系统来决定.例如研究地球公转的运动情况,一般选太阳作为参考系.(2)研究地面上物体的运动时,通常选地面或相对地面静止的物体作为参考系.如不特别说明,一般是以地球作为参考系.(3)当比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系.例1、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,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2所示.下面说法正确的选项是( )图2A.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.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答案 D解析金星通过太阳和地球之间时,我们才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〞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。
运动的描述目标要求内容要求说明1.质点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.位移、速度、加速度理解位移、速度和加速度.3.匀变速直线运动规律通过实验,探究匀变速直线运动的特点,能用公式、图象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.4.自由落体运动通过实验,认识自由落体运动规律.结合物理学史的相关内容,认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用.5.实验一测量做直线运动物体的瞬时速度第1讲运动的描述一、质点和参考系1.质点(1)用来代替物体的有质量的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略,就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型,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)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.(3)选取不同的物体做参考系,对同一物体运动的描述可能不同.通常以地面做参考系.判断正误 (1)研究百米赛跑运动员最后冲线的动作时可把运动员看成质点.( × ) (2)以地球为参考系,地球同步卫星相对地面是静止的.( √ ) 二、位移和速度 1.位移和路程位移路程定义位移表示物体的位置变化,可用由初位置指向末位置的有向线段表示路程是物体运动轨迹的长度区别 位移是矢量,方向由初位置指向末位置路程是标量,没有方向联系 在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程2.速度与速率(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 =ΔxΔt ,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,其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向.(3)速率:瞬时速度的大小,是标量.(4)平均速率:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值,不一定等于平均速度的大小. 自测1 在伦敦奥运会上,牙买加选手博尔特在男子100m 决赛(直跑道)和男子200m 决赛(弯曲跑道)中分别以9.63s 和19.32s 的成绩获得两枚金牌.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )A .200m 决赛的位移是100m 决赛的两倍B .200m 决赛的平均速度约为10.35m/sC .100m 决赛的平均速度约为10.38m/sD .100m 决赛的最大速度约为20.76m/s 答案 C解析 200m 比赛跑道是弯曲的,位移小于200m,100m 比赛跑道是直线,位移等于100m ,A 错;200m 19.32s ≈10.35m/s 是平均速率,B 错;100m9.63s ≈10.38m/s 是平均速度大小,C 对;最大速度由已知条件无法求出,D 错. 三、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. 2.定义式:a =Δv Δt =v -v 0Δt.3.决定因素:a 不是由v 、Δt 、Δv 来决定,而是由F m来决定.4.方向:与Δv 的方向一致,由合外力的方向决定,而与v 0、v 的方向无关. 自测2 (2020·四川乐山市调研)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,速度变化量也为零 B .质点的速度变化越快,则加速度越大C .质点在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的运动方向 答案 B解析 质点运动的加速度为零,则速度变化量为零,速度不一定为零,例如匀速直线运动,选项A 错误;加速度是速度的变化率,则质点的速度变化越快,加速度越大,选项B 正确;质点在某时刻的加速度不为零,该时刻的速度可能为零,例如竖直向上抛出的物体到达最高点时,速度为零,加速度不为零,选项C 错误;速度的方向是质点运动的方向,但是位移的方向不一定是质点的运动方向,选项D 错误.1.三个概念的进一步理解(1)质点不同于几何“点”,它无大小但有质量,能否看成质点是由研究问题的性质决定,而不是依据物体自身大小和形状来判断.(2)参考系一般选取地面或相对地面静止的物体.(3)位移是由初位置指向末位置的有向线段,线段的长度表示位移的大小. 2.三点注意(1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解.(2)在研究两个物体间的相对运动时,选择其中一个物体为参考系,可以使分析和计算更简单. (3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质.例1 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,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图1所示.下面说法正确的是( )图1A.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.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答案 D解析金星通过太阳和地球之间时,我们才能看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A错误;因为观测“金星凌日”时太阳的大小对所研究的问题起着至关重要的作用,所以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.[听课感悟] ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________变式1下列说法中正确的是( )A.由于“辽宁舰”“高大威武”,故任何情况下都不能将其看成质点B.战斗机飞行员可以把正在甲板上用手势指挥的调度员看成是一个质点C.在战斗机飞行训练中,研究战斗机的空中翻滚动作时,战斗机可以看成质点D.研究“辽宁舰”航母在大海中的运动轨迹时,航母可以看成质点答案 D解析当物体的形状、大小对所研究的问题的影响可忽略不计时,我们就可以把它看成质点,所以“辽宁舰”在某些情况下可以看成质点,如研究“辽宁舰”航母在大海中的运动轨迹时,航母可以看成质点,A错误,D正确;正在甲板上用手势指挥的调度员的动作不能忽略,不能看成质点,B错误;研究战斗机的空中翻滚动作时,其大小和形状不能忽略,不可以看成质点,故C错误.变式2建筑工地上的起重机把一筐砖先竖直向上提升40m,然后沿半径为30m的圆弧水平转过60°,下列有关此过程中砖块的路程和位移大小的说法正确的是( )A.路程大于70m,位移为50mB.路程和位移都大于50mC.路程为70m,位移为50mD.路程和位移都是70m解析 沿半径为30m 的圆弧水平转过60°,根据几何关系可以知道,水平方向的位移为30m ,路程为π3×30m≈31.4m,故总路程s =40m +31.4m =71.4m>70m ,位移大小为x =302+402m=50m ,A 正确.1.区别与联系(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度. (2)联系:瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度. 2.判断方法和技巧(1)判断是否为瞬时速度,关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”. (2)求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”.例2 在某GPS 定位器上,显示了以下数据:航向267°,航速36km/h ,航程60km ,累计100min ,时间10∶29∶57,则此时瞬时速度和开机后的平均速度为( ) A .3.6m/s 、10m/s B .10m/s 、10m/s C .3.6m/s 、6m/s D .10m/s 、6m/s答案 B解析 GPS 定位器上显示的航速为瞬时速度36km/h =10m/s ,航程60km ,累计100min ,平均速度为60×103100×60m/s =10m/s ,故B 正确.[听课感悟] ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________变式3 (2019·江苏扬州市调研)2018年2月22日晚,在短道速滑男子500m 决赛中,世界排名第一的中国选手武大靖,以39.584s 的成绩打破了世界纪录,为中国队收获了平昌冬奥会上的首枚金牌.已知500m 速滑跑道每圈长度为111.12m ,由此可计算武大靖在这次决赛中的( ) A .平均速率 B .平均速度 C .起跑时的加速度 D .冲过终点时的瞬时速度变式4 (2020·河南洛阳市质检)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 变化的关系式为x =(5+2t 3) m ,它的速度v 随时间t 变化的关系式为v =6t 2(m/s),该质点在t =2s 时的速度和t =2s 到t =3s 时间内的平均速度大小分别为( ) A .12m/s 39m/s B .24m/s 38m/s C .12m/s 19.5m/s D .24m/s 13m/s答案 B解析 由v =6t 2(m/s)得,当t =2s 时,v =24m/s ;根据质点离开O 点的距离随时间变化的关系式x =(5+2t 3) m ,当t =2s 时,x 2=21m ,t =3s 时,x 3=59m ;则质点在t =2s 到t =3s 时间内的位移Δx =x 3-x 2=38m ,平均速度v =Δx Δt =381m/s =38m/s ,故选B. 拓展点 用平均速度法求解瞬时速度——极限思想的应用1.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.2.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.例3 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 =3.0cm 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=0.30s ,通过光电门2的时间为Δt 2=0.10s ,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 =3.0s ,则滑块的加速度约为( )图2A .0.067m/s 2B .0.67m/s 2C .6.7m/s 2D .不能计算出答案 A解析 遮光板通过光电门1时的速度v 1=d Δt 1=0.030.30m/s =0.10m/s ,遮光板通过光电门2时的速度v 2=d Δt 2=0.030.10m/s =0.30m/s ,故滑块的加速度a =v 2-v 1Δt≈0.067m/s 2,选项A 正确. [听课感悟] ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________1.三个概念的比较 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定义式v =ΔxΔtΔv =v -v 0a =Δv Δt =v -v 0t决定因素v 的大小由v 0、a 、Δt决定Δv 由v 与v 0进行矢量运算,由Δv =a Δt 知Δv由a 与Δt 决定 a 不是由v 、t 、Δv 决定的,而是由Fm决定 方向 平均速度与位移同向 由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 的方向无关2.判断直线运动中的“加速”或“减速”方法判断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.(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 随时间均匀减小或反向增加a 增大,v 减小或反向增加得越来越快a 减小,v 减小或反向增加得越来越慢例4 (多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,1s 后速度的大小变为 10m/s ,在这1s 内该物体的可能运动情况为( ) A .加速度的大小为6m/s 2,方向与初速度的方向相同 B .加速度的大小为6m/s 2,方向与初速度的方向相反 C .加速度的大小为14m/s 2,方向与初速度的方向相同 D .加速度的大小为14m/s 2,方向与初速度的方向相反 答案 AD解析 以初速度的方向为正方向,若初、末速度方向相同,加速度a =v -v 0t =10-41m/s 2= 6m/s 2,方向与初速度的方向相同,A 正确,B 错误;若初、末速度方向相反,加速度a =v -v 0t=-10-41m/s 2=-14m/s 2,负号表示方向与初速度的方向相反,C 错误,D 正确. [听课感悟] ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________变式5 做单向直线运动的物体,关于其运动状态,下列情况可能的是( ) A .物体的速率在增大,而位移在减小B .物体的加速度大小不变且不为零,速率也不变C .物体的速度为零时加速度达到最大D .物体的加速度和速度方向相同,当加速度减小时,速度也随之减小 答案 C变式6 (多选)如图3甲所示,火箭发射时,速度能在10s 内由0增加到100m/s ;如图乙所示,汽车以108km/h 的速度行驶,急刹车时能在2.5s 内停下来,下列说法中正确的是( )图3A .10s 内火箭的速度改变量为10m/sB .2.5s 内汽车的速度改变量为-30m/sC .火箭的速度变化比汽车的快D .火箭的加速度比汽车的加速度小 答案 BD解析 因火箭发射时,速度在10s 内由0增加到100m/s ,故10s 内火箭的速度改变量为Δv 1=100m/s -0=100m/s ,选项A 错误;汽车以108km/h =30m/s 的速度行驶,急刹车时能在2.5s 内停下来,则2.5s 内汽车的速度改变量为Δv 2=0-30m/s =-30m/s ,选项B 正确;火箭的加速度为a 1=Δv 1Δt 1=10010m/s 2=10m/s 2,汽车的加速度为a 2=Δv 2Δt 2=-302.5m/s 2=-12m/s 2,故火箭的速度变化比汽车的慢,火箭的加速度比汽车的加速度小,选项C 错误,D 正确.1.(质点、位移和参考系)(多选)(2019·江苏苏州市摸底)下列说法正确的是( ) A .高速公路限速牌上的速度指瞬时速度B .运动员在处理做香蕉球运动的足球时,要将足球看成质点C .运动员的链球成绩是指链球从离开手的位置到落地点的位移大小D .选取不同的参考系,同一物体的运动轨迹可能不同 答案 AD解析 限速牌上的速度是指按规定行驶的最大速度,为瞬时速度,故A 正确;香蕉球的运动很复杂,向前运动的同时还在转动,若将其看成质点,则无法把握其运动特点,故B 错误;链球成绩是指从地面上的某一规定位置到链球落地点的位移大小,故C 错误;从水平匀速飞行的飞机上释放的物体(不计空气阻力),以飞机为参考系时做自由落体运动,轨迹为直线;以地面为参考系时做平抛运动,轨迹为曲线,故D 正确.2.(平均速度和瞬时速度)(2019·江苏无锡一中期初)中国选手劳义在广州亚运会男子100米决赛中以10秒24的成绩获得冠军.这是中国选手历史上首次获得亚运会男子百米冠军!劳义之所以能够取得最佳成绩,取决于他在100米决赛中( ) A .某时刻的瞬时速度大 B .撞线时的瞬时速度大 C .平均速度大 D .撞线时的加速度大 答案 C3.(平均速度和瞬时速度)(多选)(2020·福建南平市模拟)下列关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是( )A .若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零B .若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定都等于零C .匀速直线运动中,物体在任意一段时间内的平均速度等于它在任一时刻的瞬时速度D .变速直线运动中,物体在任意一段时间内的平均速度一定大于其初始时刻的瞬时速度 答案 AC4.(平均速度法求瞬时速度)(2020·湖北荆州市质检)如图4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4A .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 A5.(加速度的理解)(多选)两个物体A 、B 的加速度a A >a B ,则( ) A .A 的速度一定比B 的速度大B .A 的速度变化量一定比B 的速度变化量大C .A 的速度变化一定比B 的速度变化快D .A 的速度变化率一定比B 的速度变化率大 答案 CD解析 加速度a =ΔvΔt ,表示速度变化的快慢,加速度a 较大,其速度v 、速度变化量Δv 不一定大,但速度变化一定快,速度变化率一定大,故C 、D 正确.(限时:20分钟)1.“嫦娥三号”月球探测器成功完成月面软着陆,且着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离,下面有关“嫦娥三号”的说法正确的是( )A.“嫦娥三号”刚刚升空的时候速度很小,加速度也很小B.研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时,可以将其看成质点C.研究“嫦娥三号”飞往月球的运行轨道时,可以将其看成质点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 C解析“嫦娥三号”在刚刚升空的时候速度很小,但速度变化很快,加速度很大,故选项A 错误;研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时,不能忽略“玉兔号”月球车的大小和形状,不能将其看成质点,故选项B错误;研究“嫦娥三号”飞往月球的运行轨道时,可以忽略“嫦娥三号”的大小和形状,可以将其看成质点,故选项C正确;“玉兔号”月球车静止在月球表面时,相对于月球是静止的,相对于地球是运动的,故选项D错误.2.关于物体的运动,下列情况不可能...出现的是( )A.加速度在减小,速度在增加B.加速度方向始终改变而速度不变C.加速度和速度大小都在变化,加速度最大时速度最小,速度最大时加速度最小D.加速度方向不变而速度方向变化答案 B3.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,但加速度大小先保持不变,再逐渐减小直至为零,则在此过程中( )A.速度先逐渐增加,然后逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B.速度先均匀增加,然后增加得越来越慢,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.位移先逐渐增大,后逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值答案 B解析加速度与速度的方向相同,速度应增加.当加速度不变时,速度均匀增加;当加速度减小时,速度仍增加,但增加得越来越慢;当加速度为零时,速度达到最大值,保持不变,A 错误,B正确;因质点速度方向不变化,始终向前运动,最终做匀速运动,所以位移一直在增大,C、D错误.4.人们越来越多地使用手机进行导航,如图1所示是某人从杭州市民中心驾车去武林广场的手机导航的截屏画面,该地图提供了①、②、③三种驾车线路规划方案及相对应的数据,实际行驶中导航提示:“前方有测速,限速50千米……”.下列说法不正确...的是( )图1A.①②③三条线路方案的位移相等B.研究汽车在地图上的实时位置时,可以把汽车看成质点C.图中显示23分钟和6.9公里分别指的是时间间隔和路程D.导航提示的“限速50千米”指的是限制汽车的平均速度不超过50km/h答案 D解析因汽车起点与终点相同,故位移相同,选项A正确;研究汽车在地图上的实时位置时,汽车的形状、大小可以忽略,汽车可以视为质点,选项B正确;23分钟与6.9公里的含义分别是需要行驶的时间和这段时间内汽车行驶的路程,选项C正确;限速50千米是指限制汽车的瞬时速度不超过50km/h,选项D错误.5.校运会400m比赛中,终点在同一直线上,但起点不在同一直线上(如图2所示).关于这样的做法,下列说法正确的是( )图2A.这样做的目的是使参加比赛的同学位移大小相同B.这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同C.这样做的目的是使参加比赛的同学所用时间相同D.这种做法其实是不公平的,明显对外侧跑道的同学有利答案 B解析校运会400m比赛,其跑道是弯的,为了保证其路程均为400m且终点在同一直线上,故起点不在同一直线上,故B正确.6.关于物体的运动,下列说法正确的是( )A.物体的加速度等于零,速度一定等于零B.物体的速度变化量大,加速度一定大C.物体具有向东的加速度时,速度的方向可能向西D.做直线运动的物体,加速度减小,速度也一定减小答案 C7.一物体做加速度为-1m/s2的直线运动,t=0时速度为-5m/s,下列说法正确的是( ) A.初速度为-5m/s说明物体在做减速运动B.加速度为-1m/s2说明物体在做减速运动C.t=1s时物体的速度为-4m/sD.初速度和加速度方向相同,物体在做加速运动答案 D解析当速度方向与加速度方向相同时,物体做加速运动,根据速度公式v=v0+at,当t =1s时物体速度为v1=-5m/s+(-1)×1m/s=-6m/s,故A、B、C错误,D正确.8.某质点以20m/s的初速度竖直向上运动,其加速度保持不变,经2s到达最高点,上升高度为20m,又经过2s回到出发点时,速度大小仍为20m/s,关于这一运动过程,下列说法中正确的是( )A.质点运动的加速度大小为10m/s2,方向竖直向下B.质点在这段时间内的平均速率为零C.质点在最高点时加速度为零D.质点落回抛出点时的速度与开始离开抛出点时的速度相同答案 A。
第1讲描述运动的基本概念考情剖析1.质点、参考系和坐标系(非惯性参考系不做要求)一般会在运动学模型中与受力分析、牛顿第二定律等进行综合性考查,较少单独出现.2.速度和速率、加速度及路程和位移一般结合牛顿第二定律进行考查,较少单独出现.知识整合知识网络基础自测一、机械运动机械运动指一个物体相对另一个物体的________,简称“运动”.二、质点1.定义:质点是指有质量而不考虑________的物体.2.质点是物理学中一个________,能否将物体看作质点,取决于所研究的具体问题,而不是取决于这一物体的大小、形状及质量,只有当所研究物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或________,可以将其形状和大小忽略时,才能将物体看作质点.三、参考系1.定义:在描述一个物体的运动时,选来作为标准的假定__________的物体,叫做参考系.2.对同一运动,取不同的________,观察的结果可能不同.3.运动学中的同一公式中涉及的各物理量应以同一参考系为标准,如果没有特别指明,都是取________为参考系.四、位移和路程1.位置:可以用________表示位置,它与时刻对应.2.位移:表示物体________,是一个矢量,物体的位移是指从初位置到末位置的有向线段,其大小就是________,方向从初位置指向末位置.3.路程:路程等于运动轨迹的________,是一个标量.五、矢量和标量1.矢量:既有大小,又有方向的物理量.中学阶段学过的矢量有:__________________________.2.标量:只有大小,没有方向的物理量.我们学习过的标量有:________________________.六、速度1.速度:指位移与时间的比值,表示质点运动的__________.速度是矢量,它的方向就是__________的方向.2.平均速度:位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的__________,用v表示,即v=Δs Δt.(1)平均速度v方向与__________的方向相同.(2)公式v =v 0+v t 2是匀变速直线运动的公式,在非匀变速运动中不能使用.(3)v 与Δs (或Δt )具有对应关系,所选的Δs (或Δt )不同,对应的v 也不同.3.瞬时速度:运动物体在__________(或__________)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的__________方向指向前进的一侧,瞬时速度是对变速运动的精确描述.七、速率1.速率只有大小,没有方向,是标量.2.平均速率:质点在某段时间内通过的__________和所用时间Δt 的比值叫做这段时间内的平均速率,即v =s Δt.在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在__________中,二者才相等.注意:平均速度、平均速率对应的是位移、路程和时间,瞬时速度、瞬时速率对应的是时刻或位置.八、加速度1.加速度是描述物体的________的物理量,是一个矢量,方向与速度变化的方向相同.2.速度的变化量与发生这一变化所需时间的比值叫加速度,数学表达式为:________.3.对加速度的理解要点:(1)注意速度和加速度两个概念的区别,速度的方向就是物体运动的方向,而加速度的方向不一定是速度的方向,而是速度变化的方向,所以加速度方向和速度方向没有联系.(2)加速度的定义式a =Δv Δt =v t -v 0t不是加速度的决定式,在该式中加速度并不是由速度变化量和时间t 决定,不能由此得出a 与Δv 成正比、与时间t 成反比的结论,加速度的决定式为 a =F m,即物体的加速度由合外力和物体的质量决定,加速度跟合外力成正比,跟质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.(3)物体做加速直线运动还是做减速直线运动,判断的依据是加速度的方向和速度方向是相同还是相反,只要加速度方向跟速度方向相同,物体的速度一定________,只要加速度方向跟速度方向相反,物体的速度一定________. 随堂 演练1.下列情况中运动的物体不能被看作质点的是( )A .研究绕地球运转的“神舟”七号飞船的运行情况B .研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况C .研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱D .研究飞行过程中的炮弹2.2010年8月8日,淮安中学李明同学乘汽车从楚州到上海观看世博会,他看到道路两旁的树木在迅速后退.他所选的参考系是( )A .地面B .树木C .汽车D .道路旁的建筑物3.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 .在直线运动中,质点位移的大小一定小于其路程4.关于位移和路径,下列说法正确的是( )A .位移和路程在大小上总是相等,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,路程可用来描述直线运动和曲线运动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 .在单向直线运动中,位移大小和路径相等5.关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是( )A .速度变化量越大,加速度就越大B .速度变化得越快,加速度就越大C .加速度方向保持不变,速度方向也保持不变D .加速度大小不断变小,速度大小也不断变小6.若汽车的加速度方向与初速度方向一致,当加速度减小时,以下说法正确的是( )A .汽车的速度也减小B .汽车的速度一定在增大C .汽车的速度可能不变D .当加速度减小到零时,汽车静止7.物体在A 、B 两地间往返运动.设其从A 到B 的平均速率为v 1,从B 到A 的平均速率为v 2,则物体往返一次,平均速度的大小和平均速率分别是( )A .0,v 1+v 22B .0,2v 1v 2v 1+v 2C .都是2v 1v 2v 1+v 2D .都是0 8.在平直道路上,甲汽车以速度v 匀速行驶.当甲车司机发现前方距离为d 处的乙汽车时,立即以大小为a 1的加速度匀减速行驶,与此同时,乙车司机也发现了甲,立即从静止开始以大小为a 2的加速度沿甲运动的方向匀加速运动.则( )A .甲、乙两车之间的距离一定不断减小B .甲、乙两车之间的距离一定不断增大C .若v >2a 1+a 2d ,则两车一定不会相撞D .若v <2a 1+a 2d ,则两车一定不会相撞第1讲 描述运动的基本概念知识整合 基础自测一、 位置的变动二、1.大小和形状 2.理想化模型 影响很小三、1.不动 2.参考系 3.地面四、1.坐标 2.位置的变化 线段的长度3.长度五、1.位移、速度、力、电场强度、磁感应强度等 2.时间、路程、质量、能量、功、电势差、电势、电流强度、电阻、电压、电动势等六、1.快慢与方向 物体运动 2.平均速度 Δs 3.某一时刻 某一位置 切线 七、2.路程s 单方向的直线运动八、1.速度变化快慢 2.a =Δv Δt =v t -v 0t(3)增大 减小 随堂演练1.B 【解析】 把螺旋桨看作质点会影响研究效果,所以选B.2.C 【解析】 树木在迅速后退,说明是选取了运动的物体为参照物,故答案选C.3.A 【解析】 位移是矢量,只与起点和终点位置有关,与质点运动路径无关;路程是标量,与质点运动路径有关.故答案选A.4.CD 【解析】 位移是矢量,取决于物体的始末位置,路程是标量,取决于物体实际通过的路线,只有在单向直线运动中,位移的大小才与路程相等,故A 错误,C 、D 均正确;位移和路程都可以用来描述直线运动和曲线运动,B 错误.5.B 【解析】 加速度表示的是单位时间内速度变化快慢与方向的物理量,所以A 错、B 正确;C 选项未考虑加速度与速度方向不在同一直线的情况;D 选项未考虑加速度减小时的变加速直线运动,C 、D 选项错误,故答案选B.6.B 【解析】 Δv =a Δt ,由于加速度减小,但仍与速度方向相同,则汽车速度一定在增大,当加速度减小到零时,汽车匀速行驶.故答案选B.7.B 【解析】 往返一次,总位移为0,故平均速度大小为0.令由A 至B 的时间为t 1,由B 返回A 的时间为t 2,则平均速率为v =v 1t 1+v 2t 2t 1+t 2,而v 1t 1=v 2t 2,则v =2v 1v 2v 1+v 2.第8题图8.D 【解析】 两车的运动图象如图,可知阴影部分面积即为d =v 2t ,设其恰好不相撞时的共同速度为v t ,可知⎩⎪⎨⎪⎧v t =a 2t v =v t +a 1t t =v a 1+a 2所以d =v 2t =v 22(a 1+a 2)v =2(a 1+a 2)d ,所以若v<2(a 1+a 2)d ,两车一定不会相撞,C 错,D 正确.若甲、乙两车不会相撞,在它们的速度相等之前,两车距离不断减小,速度相等之后,两车距离又开始逐渐增大,故A 、B 均错.。
考情分析运动的描述2022·辽宁卷·T12021·浙江6月选考·T22021·福建卷·T1运动的图像2022·河北卷·T12021·广东卷·T82019·浙江4月选考·T9匀变速直线运动规律2022·湖北卷·T62018·浙江4月选考·T10实验:探究小车速度随时间变化的规律2022·浙江6月选考·T172021·天津卷·T92018·北京卷·T21实验:测量重力加速度2022·江苏卷·T112021·湖北卷·T122020·江苏卷·T112020·山东卷·T13试题情境生活实践类安全行车,生活娱乐,交通运输,体育运动(如汽车刹车,飞机起飞,电梯运行,无人机升空)学习探究类伽利略对自由落体运动的研究,速度的测量,加速度的测量,追及相遇问题第1讲运动的描述目标要求 1.了解质点和位移的概念,知道把物体看成质点的条件.2.了解参考系的作用,会在实例中选择合适的参考系.3.掌握速度、加速度的概念,体会比值定义法和极限思想.考点一质点、参考系和位移1.质点(1)质点是用来代替物体的具有质量的点,是一种理想化模型.(2)把物体看作质点的条件:物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计.2.参考系在描述物体运动时,用来作为参考的物体叫作参考系,通常以地面为参考系.3.路程和位移(1)路程是物体运动轨迹的长度,它是标量.(2)位移是由初位置指向末位置的有向线段,它是矢量.(3)在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程.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,一定不能视为质点.(×)3.参考系必须选择静止不动的物体.(×)4.做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程.(×)例1(2022·浙江1月选考·2)下列说法正确的是()A.研究排球运动员扣球动作时,排球可以看成质点B.研究乒乓球运动员的发球技术时,乒乓球不能看成质点C.研究羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小可以忽略D.研究体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分的速度可视为相同答案B解析研究排球运动员扣球动作、乒乓球运动员的发球技术、羽毛球运动员回击羽毛球动作时,排球、乒乓球、羽毛球的形状和大小不能忽略,故不可以看成质点,故A、C错误,B 正确;研究体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分有转动和平动,各部分的速度不可以视为相同,故D错误.例2(2023·浙江1月选考·3)“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,在轨运行如图所示,则()A.选地球为参考系,“天和”是静止的B.选地球为参考系,“神舟十五号”是静止的C.选“天和”为参考系,“神舟十五号”是静止的D.选“神舟十五号”为参考系,“天和”是运动的答案C解析“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,在轨绕地球做圆周运动,选地球为参考系,二者都是运动的,A、B错误;“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,二者相对静止,C正确,D错误.例3(2022·辽宁卷·1)如图所示,桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成.在某次作业中桥架沿轨道单向移动了8 m,小车在桥架上单向移动了6 m.该次作业中小车相对地面的位移大小为()A.6 m B.8 m C.10 m D.14 m答案C解析根据位移概念可知,该次作业中小车相对地面的位移大小为x=x12+x22=82+62 m=10 m,故选C.考点二平均速度瞬时速度1.平均速度:物体发生的位移与发生这段位移所用时间之比,即v=ΔxΔt,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,其方向是物体在这一时刻的运动方向或运动轨迹的切线方向.3.速率:瞬时速度的大小,是标量.4.平均速率:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值,不一定(填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小.1.瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向.(√)2.瞬时速度的大小叫速率,平均速度的大小叫平均速率.(×)3.一个物体在一段时间内的平均速度为0,平均速率也一定为0.(×)1.平均速度和瞬时速度的区别与联系(1)区别:平均速度表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度,瞬时速度表示物体在某一时刻或某一位置运动的快慢程度.(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度,公式v =ΔxΔt 中,当Δt →0时,v 是瞬时速度.2.两个公式的比较 v =ΔxΔt是平均速度的定义式,适用于所有的运动,求解平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”;而v =v 0+v2只适用于匀变速直线运动.考向1 平均速度和瞬时速度的理解例4 (2023·浙江衢州市模拟)如图是高速上某一“区间测速”的标牌,该路段全长66 km 、全程限速100 km/h ,一辆汽车通过监测起点和终点的速度分别为95 km/h 和90 km/h ,通过测速区间的时间为30 min.下列判断正确的是( )A .全长66 km 表示位移B .通过起点的速度95 km/h 表示瞬时速度C .该汽车全程的平均速度是 km/hD .该汽车没有超速 答案 B解析 全长66 km 表示路程,故A 错误;通过起点和终点的速度均是瞬时速度,故B 正确;因位移未知,故不能求解平均速度,故C 错误;由v =s t 可知,平均速率为v =66 km h =132 km/h ,大于全程限速100 km/h ,该汽车超速,故D 错误.例5 2021年9月17日8:00整,第十四届全国运动会铁人三项比赛在陕西省汉中市正式开赛.选手们依次进行了 km 游泳、40 km 自行车和10 km 跑步三项不间断比赛,最终某选手以01:52:24的成绩揽获男子个人冠军.下列说法正确的是( ) A .40 km 是指位移 B .8:00整是指时间间隔 C .01:52:24是指时刻D .研究该选手10 km 跑步的时间时,可以将该选手看作质点 答案 D解析 40 km 自行车的运动轨迹不是直线,40 km 是指路程,故A 错误;8:00整对应某一瞬间,即为时刻,故B 错误;01:52:24对应一段时间,即为时间间隔,故C 错误;研究该选手10 km 跑步的时间时,由于该选手的大小和形状可以忽略,所以可以将其看成质点,故D 正确.考向2 平均速度和瞬时速度的计算例6 (2023·浙江舟山市模拟)教练员分析运动员400 m 比赛的全程录像.如图所示,外道的运动员从起点逆时针开始跑,测得他在第1 s 内跑了8 m ,前10 s 跑了90 m ,最后80 m 在直道上冲刺,跑完全程一共用了50 s ,则下列说法正确的是( )A .外道运动员在第1 s 末的瞬时速度是8 m/sB .外道运动员在前10 s 内的平均速度大小是9 m/sC .外道运动员跑完全程的平均速度为0D .外道运动员全程的平均速率与第1 s 内的平均速率相等 答案 D解析 第1 s 内运动员做曲线运动,根据已知条件,第1 s 末的瞬时速度不可求,故A 错误;前10 s 内运动员的位移未知,所以平均速度不可求,故B 错误;运动员跑完全程的位移和时间都不为零,所以平均速度不为零,故C 错误;运动员全程的平均速率v 1=s 1t 1=40050 m/s =8 m/s ,第1 s 内的平均速率v 2=s 2t 2=8 m/s ,故D 正确.用极限法求瞬时速度由平均速度v =ΔxΔt 可知,当Δt →0时,平均速度就可以认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.测出物体在微小时间Δt 内发生的微小位移Δx ,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt 和微小位移Δx 的测量.考点三 加速度1.物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量.2.定义:物体速度的变化量和发生这一变化所用时间之比. 定义式:a =ΔvΔt,单位:m/s 2.3.方向:与Δv 的方向一致,由合力的方向决定,而与v 0、v 的方向无关(填“有关”或“无关”),是矢量.1.物体的速度很大,加速度一定不为零.( × ) 2.物体的速度为零,加速度可能很大.( √ )3.甲的加速度a 甲=2 m/s 2,乙的加速度a 乙=-3 m/s 2,a 甲>a 乙.( × ) 4.物体的加速度增大,速度一定增大.( × )1.速度、速度的变化量和加速度的对比比较项目 速度速度的变化量 加速度物理意义描述物体运动的快慢和方向描述物体速度的改变描述物体速度的变化快慢公式 v =Δx ΔtΔv =v -v 0a =Δv Δt =v -v 0Δt决定因素匀变速直线运动中,由v =v 0+at 知,v 的大小由v 0、a 、t 决定由Δv =a Δt 知,Δv 由a 与Δt 决定由a =Fm 知,a 由F 、m决定,与v 、Δv 、Δt 无关2.判断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. (1)a 和v 同向―→⎩⎪⎨⎪⎧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―→⎩⎪⎨⎪⎧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 减小得越来越慢考向1 对加速度的理解例7 (2023·河南商丘市模拟)下列关于速度、速度的变化量和加速度的说法正确的是( ) A .只要物体的速度大小不变,则加速度就为零 B .只要物体的速度变化快,加速度就大 C .只要物体的速度变化量大,加速度就大 D .物体速度在逐渐减小,加速度一定也逐渐减小 答案 B解析 物体的速度大小不变,加速度也可能不为零,速度的方向可能发生变化,故A 错误;加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,只要物体的速度变化快,加速度就大,故B 正确;物体的速度变化量大,加速度不一定大,还和这一变化所用时间有关,故C 错误;当物体速度和加速度反向时,速度减小,加速度也可能增大,故D 错误.考向2 加速度的计算例8 在一次蹦床比赛中,运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s 的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s 的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt = s ,那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为( ) A . m/s 2,竖直向下 B . m/s 2,竖直向上 C . m/s 2,竖直向下 D . m/s 2,竖直向上 答案 D解析 规定竖直向下为正方向,v 1方向与正方向相同,v 2方向与正方向相反,根据加速度定义式得a =-10-8m/s 2=- m/s 2,负号表示与正方向相反,即加速度方向竖直向上,故选D.考向3 物体“加速”“减速”的判断例9(2023·浙江湖州市测试)我国的某新型潜航器在某次试航中,测试垂直急速下潜、上浮性能,水面舰艇上的测试员发现仪表上显示潜航器在某时刻的速度为负值,加速度也是负值且大小不断减小直到为零,则该潜航器的运动情况为()A.位移先增大后减小,直到加速度等于零为止B.位移一直在增大,直到加速度为零为止C.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止D.速度一直在增大,直到加速度等于零为止答案D解析速度和加速度均为负值,两者方向相同,速度一直增大,直到加速度等于零为止;在加速度大小减为零的过程中,位移一直增大,加速度为零时,速度不为零,位移仍在增大,故A、B、C错误,D正确.课时精练1.(2023·浙江温州市模拟)2022年4月16日,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,研究航天员在舱外的姿态时,航天员可以视为质点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解析研究航天员在舱外的姿态时,航天员的体积和形状不能忽略,航天员不可以视为质点,故A错误;研究神舟十三号飞船绕地球运行的周期时,神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;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;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,因飞船相对地面做匀速圆周运动,则以地面为参考系,冰墩墩不做匀速直线运动,故D错误.2.(2023·浙江省金丽衢十二校联考)很多手机软件可以帮助人们记录跑步、骑行等锻炼的时间、路程等运动信息,如图所示是某手机软件记录的某次跑步者的运动信息,下列说法正确的是()A.图中“01:03:26”是指跑步运动的时刻B.图中“公里”为此次跑步运动的总位移C.研究跑步者的跑步姿态时不能把跑步者看作质点D.本次跑步的过程中,跑步者的平均速度约为m/s答案C解析题图中“01:03:26”是指跑步运动的时间,故A错误;题图中“公里”为此次跑步运动的路程,故B错误;研究跑步者的跑步姿态时不能把跑步者看作质点,故C正确;本次跑步的过程中,跑步者的位移未知,平均速度不可求,平均速率约为v=st≈m/s,故D错误.3.下列四组物理量中,全部都是矢量的一组是()A.路程、时间、速度B.重力、质量、加速度C.平均速率、温度、加速度D.平均速度、瞬时速度、速度变化量答案D解析路程、时间、质量、平均速率、温度是标量,所以A、B、C错误,D正确.4.关于加速度的理解,下列说法错误的是()A.高速行驶的赛车,加速度可能为零B.汽车启动的一瞬间,加速度一定不为零C.汽车启动得越快,加速度越大D.汽车的加速度为-5 m/s2,表明汽车在做减速运动答案D解析 由a =ΔvΔt 可知,加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量,所以高速行驶的赛车,加速度可能是零,也可能不是零,A 正确,不符合题意;汽车启动的一瞬间,汽车由静止开始运动,汽车的速度一定产生变化,所以加速度一定不为零,B 正确,不符合题意;汽车启动得越快,说明汽车的速度变化越快,加速度越大,C 正确,不符合题意;汽车的加速度为-5 m/s 2,加速度中的正、负号表示加速度方向,若汽车运动方向与加速度方向相同,汽车做加速运动,若不同,汽车做减速运动,D 错误,符合题意.5.(多选)如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s 内由0增加到100 m/s ;如图乙所示,汽车以108 km/h 的速度行驶,急刹车时能在 s 内停下来,下列说法中正确的是( )A .10 s 内火箭的速度改变量为10 m/sB . s 内汽车的速度改变量为-30 m/sC .火箭的速度变化比汽车的快D .火箭的加速度比汽车的加速度小 答案 BD解析 因火箭发射时,速度在10 s 内由0增加到100 m/s ,故10 s 内火箭的速度改变量为Δv =100 m/s ,选项A 错误;汽车以108 km/h =30 m/s 的速度行驶,急刹车时能在 s 内停下来,则 s 内汽车的速度改变量为Δv ′=0-30 m/s =-30 m/s ,选项B 正确;火箭的加速度为a 1=Δv Δt =10010 m/s 2=10 m/s 2,汽车的加速度为a 2=Δv ′Δt ′=-30 m/s 2=-12 m/s 2,故火箭的速度变化比汽车的慢,火箭的加速度比汽车的加速度小,选项C 错误,D 正确.6.(2021·福建卷·1)一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附近的M 点和玉女峰附近的N 点,如图所示.已知该游客从M 点漂流到N 点的路程为 km ,用时1 h ,M 、N 间的直线距离为 km ,则从M 点漂流到N 点的过程中( )A .该游客的位移大小为 kmB .该游客的平均速率为 m/sC .该游客的平均速度大小为 m/sD .若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度大小为0 答案 C解析 根据位移的定义,从M 点漂流到N 点的过程中,该游客的位移大小为x = km ,根据平均速度的定义,平均速度大小v =x t =1 8003 600 m/s = m/s ,选项A 错误,C 正确;平均速率v ′=st = km/h ,选项B 错误;若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度大小为 m/s ,选项D 错误.7.(多选)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v 1和v 2,v 1、v 2在各个时刻的大小如表所示.从表中数据可以看出( )t /s 0 1 2 3 4 v 1/(m·s -1) v 2/(m·s -1)A.火车的速度变化较慢 B .汽车的加速度较小 C .火车的位移在减小 D .汽车的位移在增加 答案 AD解析 从表格中可得0~4 s 内火车加速度a 火=Δv Δt =-1 m/s 2=-0.5 m/s 2,汽车的加速度a 汽=Δv ′Δt =1 m/s 2= m/s 2,故火车的加速度较小,速度变化比较慢,A 正确,B 错误;由于汽车和火车的速度一直为正值,速度方向不变,则位移都在增加,C 错误,D 正确. 8.如图,车轮半径为 m 的自行车,在水平地面上不打滑并沿直线运动.气门芯从最高点第一次到达最低点的位移大小约为( )A . mB . mC . mD . m答案 C解析 气门芯从最高点第一次到达最低点过程中,水平方向位移为x =πR = m ,竖直方向位移为y =2R = m ,故位移大小约为s =x 2+y 2≈ m ,故选C.9.某国产车型启用全新动力标识,新的命名方式直接与车辆的加速性能联系起来,如图,TFSI 前面的那组数字称为G 值,单位为m/s 2,计算公式为“G =ΔvΔt ×10”,式中Δv 为从静止加速到100公里每小时的速度变化量,Δt 为不同车型的百公里加速时间.则以下说法正确的是( )A .G 值越大,车辆的速度变化量越大B .G 值越大,车辆的动力越强劲C .100公里每小时是指车辆百公里加速的平均速度D .标识为45TFSI 的车辆百公里加速时间约为 s 答案 B解析 由题设所给的G 值公式可知,G 值越大,该车的加速度越大,速度的变化率越大,则车辆的动力越强劲,故A 错误,B 正确;题中100公里每小时为瞬时速度,故C 错误;100 km/h ≈ m/s ,根据题设所给的G 值公式可得Δt ≈45×10 s ≈ s ,故D 错误.10.(2023·广东省华南师范大学附中测试)小李打算从A 地走路到B 地,她得到如下两个方案.若她按方案出行,则( )A .“推荐方案”与“方案二”的平均速度相同B .推荐方案的位移较小C .“方案二”的平均速度约为 km/hD .小李运动过程中的加速度不可能一直为0 答案 D解析 因初、末位置相同,则“推荐方案”与“方案二”的位移相同,但是时间不同,则平均速度不同,选项A 、B 错误;“方案二”的路程为 km ,时间为35 min ,则平均速率约为v =st =3560 km/h ≈ km/h ,不是平均速度,选项C 错误;小李运动过程中不可能一直做匀速直线运动,即她的加速度不可能一直为0,选项D 正确.11.(2023·浙江湖州、衢州、丽水三地市高三联考)将一条长为L 的纸带扭转180°后连接两端就构成了一个莫比乌斯环,不考虑连接纸带时的长度损失.一只蚂蚁以恒定的速率v 从P 点沿纸带中线向前爬行,当其再一次来到P 点的整个过程中,蚂蚁的( )A .路程为LB .位移的大小为LC .加速度始终为零D .平均速度为零答案 D解析 从P 点出发到再次来到P 点,路程为2L ,位移为零,A 、B 错误;由于速度方向不断改变,即速度在变化,故加速度不为零,C 错误;由v =xt 可知,位移为零,平均速度为零,D 正确.12.(多选)一物体做加速度不变的直线运动,当t =0时,物体的速度大小为12 m/s ,方向向东;当t =2 s 时,物体的速度大小为8 m/s ,方向仍向东,则当物体的速度大小变为2 m/s 时,t 可能为( )A .3 sB .5 sC .7 sD .9 s 答案 BC解析 取向东为正方向,加速度a =v 2-v 0Δt =-2 m/s 2;若速度大小为2 m/s 、方向向东,则t 1=v 1-v 0a =5 s ;若速度大小为2 m/s 、方向向西,则t 2=-v 1-v 0a=7 s ,故选项B 、C 正确,A 、D 错误.13.雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备,某防空雷达发现一架飞机正在沿水平方向朝雷达正上方匀速飞来.某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示,经过t =173 s 后雷达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示,已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10-4 s ,电磁波的速度为3×108 m/s ,则该飞机的飞行速度大小约为( )A .1 200 m/sB .900 m/sC .500 m/sD .300 m/s答案 D解析 由题图甲知,雷达第一次发射电磁波时,飞机和雷达的距离为s 1=12ct 1=12×3×108×4×10-4 m =6×104 m ,由题图乙得雷达第二次发射电磁波时,飞机和雷达的竖直距离为h =12ct 2=12×3×108×2×10-4 m =3×104 m .设该段时间内飞机水平飞行的距离为s 2,则s 1、s 2、h 在空间构成一个直角三角形,利用数学关系得s 2=s 12-h 2=33×104 m ,飞机的飞行速度大小为v =s 2t≈300 m/s ,故选D.。
第一章第一节描述运动的基本概念考纲展示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.热点视角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:用来代替物体的有质量的点.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.通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动.1.(多项选择)时间2014年10月26日,国际泳联跳水大奖赛马来西亚站,我国跳水“梦之队〞持续神奇表现,如下图为运动员陈艾森/X雁全在男子双人十米台比赛中,那么以下说法正确的选项是( )A.教练为了研究两人的技术动作,可将图片中两人视为质点B.两人在下落过程中,感觉水面在上升C.陈艾森感觉X雁全是静止的D.观众观看两人比赛时,可将两人视为质点答案:BC二、位移和速度1.位移和路程 (1)位移:描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量. (2)路程是物体运动路径的长度,是标量.2.速度(1)平均速度: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,即v =xt ,是矢量.(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量. 3.速率和平均速率(1)速率:瞬时速度的大小,是标量.(2)平均速率:路程与时间的比值,不一定等于平均速度的大小.2.(多项选择)在2014年10月仁川亚运会田径比赛上,卡塔尔选手奥古诺德以9秒93、20秒14连夺男子100米、200米两项冠军,那么( )A .100 m 和200 m 均为位移B .200 m 为路程C .100 m 的平均速度约为10.07 m/sD .200 m 的平均速度约为9.93 m/s答案:BC三、加速度1.定义式:a =ΔvΔt ;单位是m/s 2.2.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.3.(单项选择)以下说法中正确的选项是( )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,那么物体一定静止答案:B考点一对质点模型的理解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.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.(单项选择)(2015·某某模拟)在研究下述运动时,能把物体看做质点的是( )A.研究短跑运动员的起跑动作时B.研究飞往火星的宇宙飞船最正确运行轨道时C.将一枚硬币用力上抛并猜测它落地时正面是朝上还是朝下时D.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时[解析] 研究起跑动作、硬币的上下面时,大小和形状不能忽略,故运动员和硬币都不能看做质点;研究汽车翻倒是转动问题,不能看做质点;研究飞船运行轨道时,可把飞船看做质点.故B正确.[答案] B[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.(单项选择)2016年夏季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解析:选B.能否把某物体视为质点,关键要看忽略物体的大小和形状后,对所研究的问题是否有影响.显然A、C、D项中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题将无法继续,故A、C、D项不符合题意;而B项中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题不受影响,故B项符合题意.考点二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.(多项选择)(2015·某某模拟)如下图,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9 km,实际从A运动到B用时5 min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km,当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是( )A.整个过程中赛车的平均速度为180 km/hB.整个过程中赛车的平均速度为108 km/hC.赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/hD.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B[解析] 从A到B位移为9 km,用时112小时,由平均速度定义式可得整个过程的平均速度为108 km/h,故A错B对;速度计显示的是瞬时速度大小,故C对;经过C时速度的方向为过C点的切线方向,故D错.[答案] BC[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的不同运动阶段有关,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)用极短时间内的平均速度来表示某时刻的瞬时速度.2.(多项选择)(2015·某某某某中学高三模拟)如下图,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.以下说法正确的选项是( )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v=xt可得:v AB=11m/s=1 m/s,v AC=52m/s,故A、B均正确;所选取的过程离A点越近,其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度,故C正确;由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程,故B点虽为中间时刻,但其速度不等于AC段的平均速度.考点三速度、速度变化量和加速度的关系1.速度、速度变化量和加速度的比较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-v0a=ΔvΔt=v-v0Δt单位m/s m/s m/s2决定因素由v0、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-v0或a的方向决定与Δv的方向一致,由F的方向决定,而与v0、v方向无关2.物体加、减速的判定(1)当a 与v 同向或夹角为锐角时,物体加速.(2)当a 与v 垂直时,物体速度大小不变.(3)当a 与v 反向或夹角为钝角时,物体减速.(单项选择)(2015·某某高三质检)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 .某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大D .加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大[思路探究] 解答此题的关键是明确速度、速度的变化量、速度变化快慢(变化率)的关系,知道影响各物理量大小的因素.[解析] 由a =Δv Δt可知, 在Δv 越大,但不知道Δt 的大小时,无法确定加速度的大小,故A 错;高速匀速飞行的战斗机,速度很大,但速度变化量为零,加速度为零,所以B 对;炮筒中的炮弹,在火药刚刚燃烧的时刻,炮弹的速度为零,但加速度很大,所以C 错误;加速度很大,说明速度变化很快,速度可能很快变大,也可能很快变小,故D 错误.[答案] B[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.(单项选择)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,那么在此过程中( )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,位移达到最小值解析:选B.加速度减小并不代表速度减小了,只是说明单位时间内速度的增加量小了,但仍是加速.物理思想——用极限法求瞬时物理量1.极限法:如果把一个复杂的物理全过程分解成几个小过程,且这些小过程的变化是单一的.那么,选取全过程的两个端点及中间的极限来进行分析,其结果必然包含了所要讨论的物理过程,从而能使求解过程简单、直观,这就是极限思想方法.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.2.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)公式v =Δx Δt中当Δt →0时v 是瞬时速度. (2)公式a =Δv Δt中当Δt →0时a 是瞬时加速度. 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1.0×10-2s ,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 =Δx Δt 得:v 1=0.5×10-22.5×10-2 m/s =0.2 m/s v 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 =Δx Δt 求出物体在该位置的瞬时速度,Δt 越小,Δx Δt越接近瞬时速度. 4.(单项选择)(2015·某某某某中学月考)如下图,为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm 的遮光板.滑块向右匀加速直线运动依次通过两个光电门A 和B .光电门上的黑点处有极细的激光束,当遮光板挡住光束时开始计时,不遮挡光束时停止计时.现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt 1=0.30 s ,通过第二个光电门所用的时间为Δt 2=0.10 s ,光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt 3=0.30 s ,那么滑块的加速度应为( )A .0.67 m/s 2B .0.14 m/s 2C .0.40 m/s 2D .0.22 m/s 2 v 1=s Δt 1=3.0×10-20.30m/s =0.1 m/s ,这个速度就是滑块通过第一个光电门中间时刻的速度,即计时0.15 s 时的瞬时速度;遮光板通过第二个光电门的平均速度v 2=s Δt 2=3.0×10-20.10m/s =0.3 m/s ,这个速度就是通过第二个光电门中间时刻的速度,即第二个光电门计时0.05 s 时的瞬时速度;因此加速度a =v 2-v 1Δt=,0.30+0.15+0.05) m/s 2=0.40 m/s 2,因此C 正确.1.(单项选择)(2015·某某模拟)以下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答案:D2.(多项选择)(2015·某某某某一模)如下图为甲、乙两质点做直线运动时,通过打点计时器记录的两条纸带,两纸带上各计数点间的时间间隔都相同.关于两质点的运动情况的描述,正确的选项是( )A .两质点在t 0~t 4时间内的平均速度相同B .两质点在t 2时刻的速度大小相等C .两质点速度相等的时刻在t 3~t 4之间D .两质点不一定是从同一地点出发的,但在t 0时刻甲的速度为0解析:选ABD.由题图可知,甲、乙两质点在t 0~t 4时间内的位移和时间都相同,故平均速度相同,A 正确;由题图可知,甲在相邻的相等时间内的位移差等于一常数,且相等时间内的位移满足1∶3∶5∶7∶……的关系,故甲做初速度为零的匀加速直线运动,而乙在相等时间内的位移相等,故乙做匀速直线运动,所以D 正确;两质点在t 2时刻的速度都等于t 1~t 3时间内的平均速度,而该时间内平均速度相等,故B 正确,C 错误.3.(单项选择)(2015·某某某某一中月考)关于速度、速度改变量和加速度,正确的说法是( )A .物体运动的速度改变量很大,它的加速度一定很大B .速度很大的物体,其加速度可以很小C .某时刻物体的速度为零,其加速度为零D .加速度很大时,运动物体的速度一定很大解析:选B.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 =v 2-v 1,而加速度指的是速度变化的快慢,即速度的变化率a =Δv Δt,由此可知,只有B 正确.4.(单项选择)以下情况的物体,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解析:选B.A 项中研究木箱的转动,不能看做质点;B 项中木箱发生平动,能看做质点;C 项中研究运动员的动作姿态,不能看做质点;D 项中研究时针转动,运动到不同位置速度方向不同,不能看做质点.5.(多项选择)如下图,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.以下说法正确的选项是( )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 点的切线方向解析:选AD.平均速度的方向与位移方向相同,A 对B 错;瞬时速度的方向沿曲线上该点的切线方向,C 错D 对.6.(多项选择)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为v 1=4 m/s,1 s 后速度大小为v 2=10 m/s ,在这1 s 内物体加速度大小为( )A .可能小于4 m/s 2B .可能等于6 m/s 2C .可能大于6 m/s 2D .一定等于6 m/s 2v 1与v 2同向,a =v 2-v 1t =10-41 m/s 2=6 m/s 2;假设v 1与v 2反向,a =v 2-v 1t =10--41m/s 2=14 m/s 2,故B 、C 正确,A 、D 错误.(温馨提示:凡题号前标“☆〞的为难度稍大的题目)一、单项选择题1.关于质点和参考系,以下说法正确的选项是( )A .AK -47步枪子弹速度很快,杀伤力大,什么时候都能认为是质点B .研究男子3米板跳水运动员在空中的跳水动作时,不能把他看成质点C .研究物体的运动时不一定要选择参考系D .歼-15在“某某号〞航母上的起飞速度大约为300 km/h ,是相对航母甲板来说的 答案:B2.(2015·某某模拟)物体做匀加速直线运动,加速度为5 m/s 2,那么任意1 s 内( )A .物体的末速度一定等于初速度的5倍B .物体的末速度一定比初速度大5 m/sC .物体的初速度一定比前1 s 内的末速度大5 m/sD.物体的末速度一定比前1 s内的初速度大5 m/s答案:B3.(2015·某某某某一检)奥运火炬实现了成功登上珠峰的预定目标,如下图是火炬手攀登珠峰的线路图,请根据此图判断以下说法正确的选项是( )A.由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬的位移B.线路总长度与火炬手所走时间的比等于登山的平均速度C.在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点D.峰顶的重力加速度要比某某的重力加速度大解析:选C.由起点到终点的线路总长度是路程,所以A错误;线路总长度与所走时间的比值为平均速率,所以B错误;计算登山运动的速度时,人的大小与线路总长度相比可以忽略,火炬手可当做质点,所以C正确;高度越高,重力加速度越小,所以D错误.4.两位杂技演员,甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起,结果两人同时落到蹦床上,假设以演员自己为参考系,此过程中他们各自看到对方的运动情况是( ) A.甲看到乙先朝上、再朝下运动B.甲看到乙一直朝上运动C.乙看到甲先朝下、再朝上运动D.甲看到乙一直朝下运动解析:选B.乙上升过程,甲、乙间距越来越小,故甲看到乙向上运动;乙下降过程,因甲的速度大于乙的速度,甲、乙间距仍然变小,故甲看到乙还是向上运动,只有B项正确.5.(2014·高考某某卷)如图是物体做直线运动的v-t图象.由图可知,该物体( )A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反B.第3 s内和第4 s内的加速度相同C.第1 s内和第4 s内的位移大小不相等D.0~2 s和0~4 s内的平均速度大小相等解析:选B.第1 s 内和第3 s 内的速度均为正值,方向相同,选项A 错误;v -t 图象的斜率代表加速度,第3 s 内和第4 s 内斜率相同,所以加速度相同,选项B 正确;图象与时间轴所围面积在数值上等于位移的大小,第1 s 内的位移x 1=12×1×1 m=0.5 m ,第4 s 内的位移x 4=-12×1×1 m=-0.5 m ,两段时间内位移大小相等,选项C 错误;0~2 s 内的平均速度:v =x t =,2) m/s =0.75 m/s ,0~4 s 内的平均速度v -′=x ′t ′=,4) m/s =0.375 m/s ,选项D 错误.6.(2015·某某某某质检)某物体做直线运动的v -t 图象如下图,根据图象提供的信息可知,该物体( )A .在0~4 s 内与4~6 s 内的平均速度相等B .在0~4 s 内的加速度大于7~8 s 内的加速度C .在6 s 末离起始点最远D .在4 s 末离起始点最远v =v 0+v2可知,在0~4 s 内的平均速度是6 m/s ,在4~6 s 内的平均速度是4 m/s ,A 错误.根据加速度的公式a =Δv Δt,在0~4 s 内的加速度是1 m/s 2,在7~8 s 内的加速度是4 m/s 2,B 错误.在6 s 末,物体运动方向改变,离起始点最远,C 正确,D 错误.二、多项选择题7.(2015·某某模拟)对加速度的理解,以下说法正确的选项是( )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 a 与v 同向时,不论加速度是否增大,速度必增大,当a 与v 反向时,不论加速度是否增大,速度必减小,故A 正确C 错.速度变化率越大,加速度越大,而速度变化量大,加速度不一定大,B 错.速度很大,假设不变,加速度等于零,故D 正确.8.(2015·潍坊模拟)甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a 甲=4 m/s 2,a 乙=-4 m/s 2,那么对甲、乙两物体判断正确的选项是( )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的大小相等答案:BD9.(高考改编题)一物体自t =0时开始做直线运动,其速度图线如下图.以下选项正确的选项是( )A .在0~6 s 内,物体离出发点最远为30 mB .在0~6 s 内,物体经过的路程为40 mC .在0~4 s 内,物体的平均速率为7.5 m/sD .在4 s ~6 s 内,物体的平均速度为0解析:选BCD.物体0~5 s 内的位移x 1=12×(2+5)×10 m=35 m,5 s ~6 s 内的位移x 2=-12×1×10 m=-5 m ,即物体先沿正方向运动35 m ,然后反向运动5 m ,故t =5 s 时物体离出发点最远,最远距离为35 m,0~6 s 内经过的路程为40 m ,A 错误,B 正确.同理,可求出0~4 s 内物体的路程为30 m ,故此段时间内物体的平均速率v =7.5 m/s ,C 正确.物体在4 s ~5 s 与5 s ~6 s 内的位移大小相等、方向相反,总位移为0,故D 正确.☆10.(2015·浙大附中高三月考)某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v -t 图象,某同学为了简化计算,用虚线作近似处理,以下说法正确的选项是( )A .0~t 1这段时间内的平均速度一定小于v 1t 12t 3B .0~t 3这段时间内的平均速度一定小于v 12C .在t 1时刻,实际加速度一定大于v 1t 3D .在t 3~t 4时间内,自行车的速度恒定t 1时刻对应的速度为v 0,0~t 1这段时间内的位移小于自行车做匀变速直线运动的位移(题图中虚线),因而平均速度v <v 02.根据几何知识有v 0v 1=t 1t 3,那么v 0=v 1t 1t 3,那么v <v 02=v 1t 12t 3,选项A 正确;假设自行车做匀变速直线运动,那么0~t 3这段时间内的平均速度为(0+v 1)/2,由题图可知,车的实际位移不一定小于虚线所围面积,选项B 错误;图线在t 1时刻的斜率大于虚线在该处的斜率,说明实际加速度一定大于v 1t 3,选项C 正确;在t 3~t 4时间内,速度图线为曲线,说明速度是变化的,选项D 错误.三、非选择题11.一辆汽车沿平直公路以速度v 1行驶了23的路程,接着又以速度v 2=20 km/h 行驶完剩余13的路程,如果汽车全程的平均速度为28 km/h ,求此汽车在前23路程内速度的大小. 解析:设全程的路程为x ,由平均速度公式可以计算出汽车行驶全程和后13的路程所用时间分别为t =x v ,t 2=x 2v 2=13x v 2. 那么行驶前23路程所用时间为 t 1=t -t 2=x v -13x v 2=x 28-13x 20=2x 105所以v 1=x 1t 1=23x 2x 105=35 km/h. 答案:35 km/h☆12.有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为500g (g =10 m/s 2),以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险,那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值.试问:(1)一辆以72 km/h 的速度行驶的货车与一辆以54 km/h 的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞,碰撞时间为2.1×10-3 s ,摩托车驾驶员是否有生命危险?(2)为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车急刹车后到完全静止所需时间为4 s 、3 s ,货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少?解析:(1)两车碰撞过程中,取摩托车的初速度方向为正方向,摩托车的速度变化量为Δv =v 2-v 1=-72 km/h -54 km/h =-20 m/s -15 m/s =-35 m/s两车相碰撞时摩托车的加速度为a =Δv Δt =-35 m/s 2.1×10-3 s≈-16 667 m/s 2 故得1 g >500g ,因此摩托车驾驶员有生命危险.(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a 1、a 2,根据加速度定义得:a 1=Δv 1Δt 1,a 2=Δv 2Δt 2所以a 1∶a 2=Δv 1Δt 1∶Δv 2Δt 2=204∶153=1∶1. 答案:见解析。
第一章第1讲第1讲运动的描述(描述运动需要用到本讲的概念,属于入门课,明确地位)一、教学目标1、必备知识(1)基本概念(2)基本规律(3)基本方法2、关键能力(1)知识型题目应用、情景应用、创新应用、综合应用3、学科素养4、核心价值二、重点、难点参考系部分,要添加追及相遇相距最远,相对运动、画出下一秒的板块位置位置等,培养运动相对观,给出描述物体运动的步骤(确定研究对象、选参考系,假定参考系静止,画出物体初末位置)。
瞬时速度这个知识点包含一个极限思维,这个极限思维解决了实际问题中的瞬时速度如何测量。
并介绍打点计时器光电门传感器频闪照相机等如何测得排球运动员的击球速度?印发相关速度的概念、公式规律给学生、重点理解加速度的大小、正负含义,重点列出一些学生的误区。
例如认为a正即加速,认为a大即加速。
等都是误区。
位移主要理解对地位移、板块模型对木板位移、矢量、用表格方式对比学习变化量、变化率,拓展到磁感应强度、电流、身高等这部分可以培养学生将文字准确翻译成物理符号的能力,迟点将文字、公式、图像对应起来。
在讲描述运动的几种方法时,让学生感觉到公式简洁、图像直观。
文字反而不占优势。
故懂得看图像的素养要培养。
物理是简洁的。
三、教学方法四、过程五、板书六、小结七、作业八、反思1、一轮中,注重知识的复习,也要注重强调“模型”,在ppt上要主要标明“基本知识”“基本概念”“基本规律”“基本方法(步骤)”“模型”“能力”“题型”“用表格归纳出题型及解题模式的对应关系”,可以把考纲、考向等资料发给学生2、以前的一轮教学中,比较注重“知识”,都是花很多的时间去讲知识,这样就停留在“理解”上,“能力”的培养只能推到二轮去强化。
今学期,不妨调整一下时间的分配,一轮除了地毯式扫知识,也要在一轮强化“能力”,不用担心因为削减讲知识的时间就会导致学生基础不稳,因为在强化能力的同时,已经加强了对知识的理解。
不要认为学生能力不好,而是要想“要怎样才能强化学生解题能力?”要加强“步骤”的强调。
第一章 直线运动考纲要求考情统计2019年2018年2017年1.参考系、质点 Ⅰ 课标Ⅰ·T18:比例法的应用课标Ⅰ·T22:匀变速直线运动规律的研究 课标Ⅲ·T22:利用自由落体测重力加速度课标Ⅱ·T19:v -t 图像的理解分析课标Ⅲ·T18:x -t 图像中的追及问题分析课标Ⅲ·T22:由自由落体运动测量反应时间课标Ⅰ·T24:匀变速运动的加速度计算问题课标Ⅱ·T22:研究匀变速直线运动的规律2.位移、速度和加速度Ⅱ 3.匀变速直线运动及其公式、图像(匀变速直线运动图像只限于v-t 图像) Ⅱ 实验一:研究匀变速直线运动备考题型要点:①匀变速直线运动公式的灵活应用;②x -t 图像、v-t 图像的应用;③结合图像考查追及和相遇问题;④自由落体运动和竖直上抛运动的应用第1讲 运动的描述一、质点和参考系1.质点:用来代替物体的有① 质量 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② 地面 或相对于地面不动的物体为参考系。
二、位移和速度1.位移和路程(1)位移:描述物体(质点)的③位置的变化,用从④初位置指向⑤末位置的有向线段表示,是矢量。
(2)路程是物体运动⑥轨迹的长度,是标量。
2.速度(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与⑦发生这段位移所用时间的比值,即v=⑧Δv,是矢量。
Δv(2)瞬时速度:运动物体在⑨某一时刻 (或某一位置)的速度,是矢量。
3.速率和平均速率(1)速率:⑩瞬时速度的大小,是标量。
(2)平均速率:路程与时间的比值,不一定等于平均速度的大小。
三、加速度1.定义式:a=Δv,单位是m/s2。
Δv2.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。
1.判断以下说法对错。
(1)研究物体的运动时,不能选择变速运动的物体作为参考系。
第一章 运动的描述、探究匀变速直线运动的规律第1讲 描述运动的基本概念一、基本概念1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等基本运动形式。
2.参考系:为了研究物体的机械运动而假定为不动的物体,叫做参考系。
对同一物体的运动,所选择的参考系不同,对它的运动的描述就会不同。
一般情况下,以地球为参考系来研究物体的运动。
3.质点:质点是一种经过抽象而得的理想化模型。
研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素,为使问题简化,就用一个有质量的点来代替物体,即为质点。
4.速度:速度是描述物体运动快慢的物理量,它等于位移与发生这段位移所用时间的比值,公式为tsv =,它的方向就是物体运动的方向。
速度分为平均速度和瞬时速度: 5.加速度:加速度是描述速度变化快慢的物理量。
加速度等于速度的变化量与发生速度变化所用时间的比值,公式为tv v a t 0-=。
它的方向与速度变化的方向相同。
6.分清一些常易混淆的概念7.理解平均速度变速运动的平均速度,有严格的定义,一般地说,它并不等于速度的平均值。
比如,一个质点以10m/s 的速度匀速走完前一半路程,接着又以15m/s 的速度匀速走完后一半路程,则它在全程的平均速度212/()1015s v m s s s ==+,而不是12.5m/s 。
二、例题【例1】2008年8月16日北京奥运会上,牙买加运动员博尔特以9秒69破男子百米世界纪录,再创速度极限。
下列说法正确的是()A.博尔特在飞奔的100米中,可以看作质点B.教练为了分析其动作要领,可以将其看作质点C.无论研究什么问题,均不能把博尔特看作质点D.是否能将博尔特看作质点,取决于我们所研究的问题【解析】博尔特在飞奔的100米中,我们关心的是他的名次,无需关注其动作的细节,可看作质点。
教练为了分析其动作要领时,如果作为质点,则其摆臂、提腿等动作细节将被掩盖,无法研究,所以就不能看作质点。
高中物理第一轮总复习第1章第1讲描述运动的基本概念学案(教师版)新人教版1.近年高考单独命题考查的重点是匀变速直线运动的规律及图象.近些年高考中图象问题及对运动过程分析和解题中的技巧要求较高,它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面.2.本章知识较多与牛顿运动定律、电场、磁场中带电粒子的运动等知识结合起来进行考查.3.将物理规律与实际问题(高科技活动、生物体的运动及体育素材等)结合密切,要求能构建物体运动过程,还原其运动本质.在复习这部分内容时应着重于概念、规律的形成过程的理解和掌握,搞清知识的来龙去脉,弄清它的物理实质,而不仅仅是记住几个条文背几个公式.例如,复习“质点”概念时,不是仅去记住定义,更重要的是领会物理实质,它包含了如何建立理想化的模型,去除次要因素抓住本质去研究问题的科学方法.要把所学到的知识应用到生动的实例中去,这些知识就不会再是枯燥的、生硬的结论,而是生动的物理现象、物理情境、物理过程.直线运动一、基本概念二、基本规律接下页直线运动接上页直线运动1.机械运动:一个物体相对于其他物体的位置随时间发生变化叫做机械运动,常简称为运动.2.参考系:描述一个物体运动时,选来做为参考的物体,叫做参考系,也就是假定不动的物体.同一个运动,如果选不同的物体做参考系,观察的结果可能不同.研究地面上物体的运动时,通常取地面或相对地面静止的物体做参考系比较方便.3.质点:用来代替物体的有质量的点叫做质点.质点是一种理想模型,是一种科学抽象,可以使物体运动问题的分析得到简化,这是研究物理问题的一种重要方法.4.时间和时刻:(1)时间和时刻都可以在时间轴上表示出来,在时间轴上,每一个点都表示一个时刻,每两点之间的线段表示一段时间.我们可以理解为时刻就是时间“点”,时间是时间“段”.(2)时间的计量单位是秒(s)、分(min)、时(h).在实验室中常用秒表和打点计时器来测量时间.5.位移是表示质点位置的变动的物理量,符号是x,用初位置指向末位置的有向线段表示,它既有大小、又有方向,所以是矢量.路程是质点运动轨迹的长度,只有大小,没有方向,是标量.6.匀速直线运动:物体在一条直线上运动,如果任意相等的时间内位移相等,这种运动就叫做匀速直线运动.(3)平均速度:做变速运动的物体的位移Δx跟发生这段位移所用时间Δt的比值.在变速直线运动中,不同时间(或不同位移)内的平均速度一般是不同的,因此,在谈到平均速度时一定要指明是哪段时间或哪段位移的平均速度.(4)瞬时速度能精确地描述做变速直线运动的物体经过某一时刻(或某一位置)时的快慢程度.瞬时速度大小,叫瞬时速率,简称速率.(3)加速度是矢量,加速度的方向跟速度变化量(Δv)的方向相同,在加速直线运动中,加速度方向跟初速度方向相同.若规定初速度方向为正方向,则a取正,在减速直线运动中,加速度方向与初速度的方向相反,则a取负,加速度的正负号只表示加速度的方向与规定的正方向相同或相反,不表示加速度大小.1.何种情况下物体可以看成质点?解答:用质点代替物体,可以使问题简化,便于研究.这种建立理想模型的方法是一种重要的科学研究方法.但把物体抽象成质点来研究是有条件的:①从运动学的角度认识,物体上各点的运动状态相同或可视为相同时,可以将物体视为质点.如果一个或几个物体的加速度相同时一般也可以处理为质点.②物体的线度对所运动的空间来说可忽略不计,则物体可被当做质点来处理.比如,当研究地球的自转时,地球不能被当做质点;而研究地球的公转时,地球的大小跟公转的半径比较可以忽略不计,因此可以把地球当做质点.1.质点和参考系例1:(2009·广东理基)做下列运动的物体,能当做质点处理的是()A.自转中的地球B.旋转中的风力发电机叶片C.在水面上旋转的花样滑冰运动员D.匀速直线运动的火车D方法点拨:运动的物体能否视为质点,不能只看它的几何尺寸,只要物体的大小对所研究的问题(位移、速度)的影响可以忽略不计时,物体可被看成质点.变式训练1:车辆在行进中,要研究车轮的运动,下列选项中正确的是( )A.车轮只做平动B.车轮只做转动C.车轮的平动可以用质点模型分析D.车轮的转动可以用质点模型分析解析:行驶中车辆的车轮既有平动,又有转动.研究其平动时,可忽略车轮各点运动情况的差异,故可用质点模型分析;研究其转动时,不能忽略车轮各点运动情况的差异,故不可用质点模型分析.C例2:甲、乙两车以相同的速度v0同轨道直线前进,甲在前,乙在后,两车上分别有a、b两人各用石子瞄准对方,以相对自身v0的速度同时水平打击对方.若石子的竖直下落很小,则()A.a先被击中B.b先被击中C.a、b同时被击中D.石子可以击中b而不能击中a解析:选取甲、乙两车的中任何一辆为参考系,则两石子相对甲(或乙)车的速度大小相同,且击中对方的相对位移也相同,因而可以得出a、b两人同时被击中的结论,故C正确.答案:C方法点拨:在解题时,适当选择参考系,可使问题简化.变式训练2:某游艇沿直线河流匀速逆水航行,在某处丢失了一个救生圈,丢失后经时间t才发现,于是游艇立即返航去追赶,结果在丢失点下游距丢失点s处追上,设水流速恒定,游艇往返的划行速率不变,求水速.2.位移与路程例3:在运动场的一条直线跑道上,每隔5m放置一个空瓶,运动员在进行折返跑训练时,从中间某个瓶子处出发,跑向最近的空瓶将其扳倒后返回再扳倒出发点处的空瓶子,之后再折返扳倒前面最近处的瓶子,依次下去,当他扳倒第6个空瓶时,他跑过的路程是多少?位移是多大?解析:设从O处出发,其运动情景如图所示,由路程是轨迹的长度得:L=(5+5+10+15+20+25)m=80m,由位移的概念有:x=10m.方法点拨:本题主要考查对位移和路程的理解,作出运动员运动的示意图,使运动过程直观形象,易于求解.变式训练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?(2)应用直角坐标系中的坐标表示,以A为坐标原点,向东为x轴正向,向北为y轴正向,则A点为(0,0),B(0,-50),C(100,-50),D(100,100).(3)应用位移可准确表示此人散步的位置变化.方法点拨:位移是矢量,分析问题时根据运动过程确定物体的初、末位置,从而确定位移的方向,位移方向与物体运动的路径无关.3.速度与速率例4:一列火车沿平直轨道运行,先以10m/s的速度匀速行驶15min,随即改以15m/s的速度匀速行驶10min,最后在5min内又前进1000m而停止.则该火车在前25min及整个30min内的平均速度各为多大?它通过最后2000m的平均速度是多大?方法点拨:匀速直线运动的问题要着重分析物体的运动情景,可根据题目要求作出物体的运动情景图,根据题目要求确定物体在何时处于何处,做什么运动,再列式求解.4.匀速直线运动例5:如图111所示,相邻两车站间距相等,在一条直线上.车在两站间匀速行驶时速度均为v车,每次靠站停顿时间均为t.某同学位于车站1与车站2之间离车站2较近的某一位置,当车从车站3开动的同时,他向车站2以速度v人匀速奔跑,并恰能赶上汽车,车长不计.于是该同学得出结论:若他仍以此平均速度从原位置向车站1奔跑,也一定能赶得上这辆班车.请你通过计算判断这位同学的结论是否正确?并分析此结论成立的初位置须满足的条件是什么?变式训练5:一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.司机发现其正要通过正前方高山悬崖上的隧道,于是鸣笛,5s后听到回声,听到回声后行驶10s司机第二次鸣笛,3s后听到回声,请根据以上数据帮助司机算一下客车的速度,看客车是否超速行驶,以便提醒司机安全驾驶.已知此高速公路的最高限速为120km/h,声音在空气中的传播速度为340m/s.解析:设客车行驶速度为v1,声速为v2,客车第一次鸣笛时客车离悬崖的距离为L.由题意在第一次鸣笛到听到回声的过程中,应有2L-5v1=5v2当客车第二次鸣笛时,客车距离悬崖的距离为L′=L-15v1同理2L′-3v1=3v2即2(L-15v1)-3v1=3v2由以上可得v1=v2/14=24.3m/sv1=24.3m/s=87.5km/h,小于120km/h,故客车未超速.。
第一章直线运动表中Ⅰ、Ⅱ的含义:Ⅰ.对所列主题要知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用它们;Ⅱ.对所列主题要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。
第一节描述运动的基本概念一、质点1.定义用来代替物体的有_______的点,是一种理想化模型。
2.物体可看做质点的条件当物体的_______和_______对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时,该物体可以看做质点.二、机械运动、参考系1.机械运动物体的_______随时间发生变化.2.参考系为了描述物体的运动而假定为不动、用来作__________的物体叫做参考系.对同一物体的运动,所选的______不同,对它运动的描述就可能不同。
通常以_______为参考系来描述物体的运动。
三、时刻和时间间隔1.意义描述____________的物理量.2.定义式a=____________,其中Δv指速度变化量,Δt指时间间隔。
3.方向与Δv的方向________,单位是m/s2.4.决定因素加速度是由作用在物体上的___________和物体的_________两个因素共同决定的,与Δv没有直接关系。
5.根据a与v方向间的关系确定物体的运动(1)当a与v同向或夹角为锐角时,物体_________运动;(2)当a与v反向或夹角为钝角时,物体_________运动;(3)当a与v垂直时,物体速度的大小__________,方向________。
七、匀速直线运动1.定义速度始终不变的运动。
2.规律(1)速度规律:速度(大小和方向)不变,即v=v0。
(2)位移规律:位移与时间成____,即______.(3)x-t图象和v-t图象(位移和速度随时间的变化规律)的比较。
位移的方向速度的方向1.(2012·福建龙岩调研)为了使高速公路交通有序、安全,路旁立了许多交通标志。
如图所示,甲图是限速路标,表示允许行驶的最大速度是110 km/h ;乙图是路线指示标志,表示到泉州还有100 km.上述两个数据的物理意义是( )A .110 km/h 是平均速度,100 km 是位移B .110 km/h 是平均速度,100 km 是路程C .110 km/h 是瞬时速度,100 km 是位移D .110 km/h 是瞬时速度,100 km 是路程2.(2013·重庆杨家坪中学月考)下列关于直线运动的说法中,正确的有( )A .速度在减小,位移一定在减小B .加速度大小增大,速度一定在增大C .速度变化量越大,加速度一定越大D .加速度跟速度方向相同时,既使加速度减小,速度也一定增大3.对于质点的运动,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.质点运动的加速度越大,它的速度变化越大4.易错辨析:下列说法是否正确,对不正确的,请予以更正.(1)体积大的物体不能看做质点。
实验一 测量做直线运动物体的瞬时速度一、实验目的1.练习正确使用打点计时器,学会利用纸带上的点测瞬时速度。
2.研究物体做匀变速直线运动的规律,会利用纸带计算匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理1.打点计时器原理2.用“平均速度法”求速度瞬时速度无法直接测量,因此根据极限的思想,要测量某点的瞬时速度,可通过测量对应的很短时间内的平均速度来测瞬时速度。
在公式v =Δx Δt中,当Δt →0时v 是瞬时速度。
3.加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度,然后取平均值。
(2)“图象法”求加速度,即求出多个点的速度,画出v t 图象,直线的斜率即加速度。
三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸。
四、实验步骤1.把带有滑轮的长木板平放在实验桌上(如图所示)。
2.把打点计时器固定在长木板的一端,将纸带穿过打点计时器限位孔。
3.将小车停在靠近打点计时器的位置,用细绳一端连小车,另一端挂上适当的钩码。
4.先接通电源,后释放小车,让小车拖着纸带运动打点,小车停止运动后立即关闭电源。
5.换上新的纸带,重复实验两次。
五、数据处理1.处理的方法(1)根据极限思想求瞬时速度:在公式v =Δx Δt中,当Δt →0时,v 是瞬时速度。
(2)匀变速直线运动中利用平均速度求瞬时速度:v n =x n -1+x n 2T。
(3)分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质,利用逐差法求解平均加速度(如图所示),a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2⇒a =a 1+a 2+a 33。
(4)利用速度—时间图象求加速度,作出速度—时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度。
2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x 1、x 2、x 3、…、x n 是相邻两计数点间的距离。
第1节描述运动的基本概念[高考备考指南]考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析202020192018命题分析参考系、质点Ⅰ卷Ⅰ·T24:以“运20重型运输机”为情景考查匀变速直线运动规律的应用卷Ⅱ·T22:本题为考查测加速度的创新实验卷Ⅰ·T18:以扣篮为情景的竖直上抛运动卷Ⅱ·T22:实验:求加速度卷Ⅲ·T22:实验:测重力加速度卷Ⅱ·T19:根据vt图象分析追及相遇问题卷Ⅲ·T18:xt图象的理解及应用T22:自由落体运动及相关的知识点1.高考对本章的考查以选择题和实验题为主,计算题也有考查。
2.命题热点侧重于运动学的基本规律的应用和图象问题,以测瞬时速度和加速度为主的实验题。
3.(1)运用运动图象考查匀变速直线运动,从图象中获取和应用信息的能力。
(2)将生产、生活、现代科技等实际问题模型化。
位移、速度和加速度Ⅱ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核心素养物理观念:参考系、质点、位移、速度、加速度、匀变速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动。
科学思维:在特定情境中运用匀变速直线运动模型、公式、推论及图象解决问题(如2018全国卷Ⅱ·T19,卷Ⅲ·T18)。
科学探究:研究匀变速直线运动的特点(如2020全国Ⅱ卷·T22,2019全国Ⅱ卷·T22)。
科学态度与责任:以生产、生活实际为背景的匀变速直线运动规律的应用(如2019全国Ⅰ卷·T18,2020全国Ⅰ卷·T24)。
一、参考系质点1.参考系(1)定义:为了研究物体的运动而假定不动的物体。
(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,对它运动的描述可能会不同。
通常以地面为参考系。
2.质点 (1)定义:用来代替物体的有质量的点。
(2)物体可看作质点的条件: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。
运动的描述目标要求内容要求说明1.质点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.位移、速度、加速度理解位移、速度和加速度.3.匀变速直线运动规律通过实验,探究匀变速直线运动的特点,能用公式、图象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.4.自由落体运动通过实验,认识自由落体运动规律.结合物理学史的相关内容,认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用.5.实验一测量做直线运动物体的瞬时速度第1讲运动的描述一、质点和参考系1.质点(1)用来代替物体的有质量的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略,就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型,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)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.(3)选取不同的物体做参考系,对同一物体运动的描述可能不同.通常以地面做参考系.判断正误 (1)研究百米赛跑运动员最后冲线的动作时可把运动员看成质点.( × ) (2)以地球为参考系,地球同步卫星相对地面是静止的.( √ ) 二、位移和速度 1.位移和路程位移路程定义位移表示物体的位置变化,可用由初位置指向末位置的有向线段表示路程是物体运动轨迹的长度区别 位移是矢量,方向由初位置指向末位置路程是标量,没有方向联系 在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程2.速度与速率(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 =ΔxΔt ,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,其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向.(3)速率:瞬时速度的大小,是标量.(4)平均速率:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值,不一定等于平均速度的大小. 自测1 在伦敦奥运会上,牙买加选手博尔特在男子100m 决赛(直跑道)和男子200m 决赛(弯曲跑道)中分别以9.63s 和19.32s 的成绩获得两枚金牌.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )A .200m 决赛的位移是100m 决赛的两倍B .200m 决赛的平均速度约为10.35m/sC .100m 决赛的平均速度约为10.38m/sD .100m 决赛的最大速度约为20.76m/s 答案 C解析 200m 比赛跑道是弯曲的,位移小于200m,100m 比赛跑道是直线,位移等于100m ,A 错;200m 19.32s ≈10.35m/s 是平均速率,B 错;100m9.63s ≈10.38m/s 是平均速度大小,C 对;最大速度由已知条件无法求出,D 错. 三、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. 2.定义式:a =Δv Δt =v -v 0Δt.3.决定因素:a 不是由v 、Δt 、Δv 来决定,而是由F m来决定.4.方向:与Δv 的方向一致,由合外力的方向决定,而与v 0、v 的方向无关. 自测2 (2020·四川乐山市调研)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,速度变化量也为零 B .质点的速度变化越快,则加速度越大C .质点在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的运动方向 答案 B解析 质点运动的加速度为零,则速度变化量为零,速度不一定为零,例如匀速直线运动,选项A 错误;加速度是速度的变化率,则质点的速度变化越快,加速度越大,选项B 正确;质点在某时刻的加速度不为零,该时刻的速度可能为零,例如竖直向上抛出的物体到达最高点时,速度为零,加速度不为零,选项C 错误;速度的方向是质点运动的方向,但是位移的方向不一定是质点的运动方向,选项D 错误.1.三个概念的进一步理解(1)质点不同于几何“点”,它无大小但有质量,能否看成质点是由研究问题的性质决定,而不是依据物体自身大小和形状来判断.(2)参考系一般选取地面或相对地面静止的物体.(3)位移是由初位置指向末位置的有向线段,线段的长度表示位移的大小. 2.三点注意(1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解.(2)在研究两个物体间的相对运动时,选择其中一个物体为参考系,可以使分析和计算更简单. (3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质.例1 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,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图1所示.下面说法正确的是( )图1A.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.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答案 D解析金星通过太阳和地球之间时,我们才能看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A错误;因为观测“金星凌日”时太阳的大小对所研究的问题起着至关重要的作用,所以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.[听课感悟] ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________变式1下列说法中正确的是( )A.由于“辽宁舰”“高大威武”,故任何情况下都不能将其看成质点B.战斗机飞行员可以把正在甲板上用手势指挥的调度员看成是一个质点C.在战斗机飞行训练中,研究战斗机的空中翻滚动作时,战斗机可以看成质点D.研究“辽宁舰”航母在大海中的运动轨迹时,航母可以看成质点答案 D解析当物体的形状、大小对所研究的问题的影响可忽略不计时,我们就可以把它看成质点,所以“辽宁舰”在某些情况下可以看成质点,如研究“辽宁舰”航母在大海中的运动轨迹时,航母可以看成质点,A错误,D正确;正在甲板上用手势指挥的调度员的动作不能忽略,不能看成质点,B错误;研究战斗机的空中翻滚动作时,其大小和形状不能忽略,不可以看成质点,故C错误.变式2建筑工地上的起重机把一筐砖先竖直向上提升40m,然后沿半径为30m的圆弧水平转过60°,下列有关此过程中砖块的路程和位移大小的说法正确的是( )A.路程大于70m,位移为50mB.路程和位移都大于50mC.路程为70m,位移为50mD.路程和位移都是70m解析 沿半径为30m 的圆弧水平转过60°,根据几何关系可以知道,水平方向的位移为30m ,路程为π3×30m≈31.4m,故总路程s =40m +31.4m =71.4m>70m ,位移大小为x =302+402m=50m ,A 正确.1.区别与联系(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度. (2)联系:瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度. 2.判断方法和技巧(1)判断是否为瞬时速度,关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”. (2)求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”.例2 在某GPS 定位器上,显示了以下数据:航向267°,航速36km/h ,航程60km ,累计100min ,时间10∶29∶57,则此时瞬时速度和开机后的平均速度为( ) A .3.6m/s 、10m/s B .10m/s 、10m/s C .3.6m/s 、6m/s D .10m/s 、6m/s答案 B解析 GPS 定位器上显示的航速为瞬时速度36km/h =10m/s ,航程60km ,累计100min ,平均速度为60×103100×60m/s =10m/s ,故B 正确.[听课感悟] ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________变式3 (2019·江苏扬州市调研)2018年2月22日晚,在短道速滑男子500m 决赛中,世界排名第一的中国选手武大靖,以39.584s 的成绩打破了世界纪录,为中国队收获了平昌冬奥会上的首枚金牌.已知500m 速滑跑道每圈长度为111.12m ,由此可计算武大靖在这次决赛中的( ) A .平均速率 B .平均速度 C .起跑时的加速度 D .冲过终点时的瞬时速度变式4 (2020·河南洛阳市质检)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 变化的关系式为x =(5+2t 3) m ,它的速度v 随时间t 变化的关系式为v =6t 2(m/s),该质点在t =2s 时的速度和t =2s 到t =3s 时间内的平均速度大小分别为( ) A .12m/s 39m/s B .24m/s 38m/s C .12m/s 19.5m/s D .24m/s 13m/s答案 B解析 由v =6t 2(m/s)得,当t =2s 时,v =24m/s ;根据质点离开O 点的距离随时间变化的关系式x =(5+2t 3) m ,当t =2s 时,x 2=21m ,t =3s 时,x 3=59m ;则质点在t =2s 到t =3s 时间内的位移Δx =x 3-x 2=38m ,平均速度v =Δx Δt =381m/s =38m/s ,故选B. 拓展点 用平均速度法求解瞬时速度——极限思想的应用1.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.2.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.例3 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 =3.0cm 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=0.30s ,通过光电门2的时间为Δt 2=0.10s ,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 =3.0s ,则滑块的加速度约为( )图2A .0.067m/s 2B .0.67m/s 2C .6.7m/s 2D .不能计算出答案 A解析 遮光板通过光电门1时的速度v 1=d Δt 1=0.030.30m/s =0.10m/s ,遮光板通过光电门2时的速度v 2=d Δt 2=0.030.10m/s =0.30m/s ,故滑块的加速度a =v 2-v 1Δt≈0.067m/s 2,选项A 正确. [听课感悟] ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________1.三个概念的比较 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定义式v =ΔxΔtΔv =v -v 0a =Δv Δt =v -v 0t决定因素v 的大小由v 0、a 、Δt决定Δv 由v 与v 0进行矢量运算,由Δv =a Δt 知Δv由a 与Δt 决定 a 不是由v 、t 、Δv 决定的,而是由Fm决定 方向 平均速度与位移同向 由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 的方向无关2.判断直线运动中的“加速”或“减速”方法判断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.(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 随时间均匀减小或反向增加a 增大,v 减小或反向增加得越来越快a 减小,v 减小或反向增加得越来越慢例4 (多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,1s 后速度的大小变为 10m/s ,在这1s 内该物体的可能运动情况为( ) A .加速度的大小为6m/s 2,方向与初速度的方向相同 B .加速度的大小为6m/s 2,方向与初速度的方向相反 C .加速度的大小为14m/s 2,方向与初速度的方向相同 D .加速度的大小为14m/s 2,方向与初速度的方向相反 答案 AD解析 以初速度的方向为正方向,若初、末速度方向相同,加速度a =v -v 0t =10-41m/s 2= 6m/s 2,方向与初速度的方向相同,A 正确,B 错误;若初、末速度方向相反,加速度a =v -v 0t=-10-41m/s 2=-14m/s 2,负号表示方向与初速度的方向相反,C 错误,D 正确. [听课感悟] ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________变式5 做单向直线运动的物体,关于其运动状态,下列情况可能的是( ) A .物体的速率在增大,而位移在减小B .物体的加速度大小不变且不为零,速率也不变C .物体的速度为零时加速度达到最大D .物体的加速度和速度方向相同,当加速度减小时,速度也随之减小 答案 C变式6 (多选)如图3甲所示,火箭发射时,速度能在10s 内由0增加到100m/s ;如图乙所示,汽车以108km/h 的速度行驶,急刹车时能在2.5s 内停下来,下列说法中正确的是( )图3A .10s 内火箭的速度改变量为10m/sB .2.5s 内汽车的速度改变量为-30m/sC .火箭的速度变化比汽车的快D .火箭的加速度比汽车的加速度小 答案 BD解析 因火箭发射时,速度在10s 内由0增加到100m/s ,故10s 内火箭的速度改变量为Δv 1=100m/s -0=100m/s ,选项A 错误;汽车以108km/h =30m/s 的速度行驶,急刹车时能在2.5s 内停下来,则2.5s 内汽车的速度改变量为Δv 2=0-30m/s =-30m/s ,选项B 正确;火箭的加速度为a 1=Δv 1Δt 1=10010m/s 2=10m/s 2,汽车的加速度为a 2=Δv 2Δt 2=-302.5m/s 2=-12m/s 2,故火箭的速度变化比汽车的慢,火箭的加速度比汽车的加速度小,选项C 错误,D 正确.1.(质点、位移和参考系)(多选)(2019·江苏苏州市摸底)下列说法正确的是( ) A .高速公路限速牌上的速度指瞬时速度B .运动员在处理做香蕉球运动的足球时,要将足球看成质点C .运动员的链球成绩是指链球从离开手的位置到落地点的位移大小D .选取不同的参考系,同一物体的运动轨迹可能不同 答案 AD解析 限速牌上的速度是指按规定行驶的最大速度,为瞬时速度,故A 正确;香蕉球的运动很复杂,向前运动的同时还在转动,若将其看成质点,则无法把握其运动特点,故B 错误;链球成绩是指从地面上的某一规定位置到链球落地点的位移大小,故C 错误;从水平匀速飞行的飞机上释放的物体(不计空气阻力),以飞机为参考系时做自由落体运动,轨迹为直线;以地面为参考系时做平抛运动,轨迹为曲线,故D 正确.2.(平均速度和瞬时速度)(2019·江苏无锡一中期初)中国选手劳义在广州亚运会男子100米决赛中以10秒24的成绩获得冠军.这是中国选手历史上首次获得亚运会男子百米冠军!劳义之所以能够取得最佳成绩,取决于他在100米决赛中( ) A .某时刻的瞬时速度大 B .撞线时的瞬时速度大 C .平均速度大 D .撞线时的加速度大 答案 C3.(平均速度和瞬时速度)(多选)(2020·福建南平市模拟)下列关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是( )A .若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零B .若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定都等于零C .匀速直线运动中,物体在任意一段时间内的平均速度等于它在任一时刻的瞬时速度D .变速直线运动中,物体在任意一段时间内的平均速度一定大于其初始时刻的瞬时速度 答案 AC4.(平均速度法求瞬时速度)(2020·湖北荆州市质检)如图4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4A .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 A5.(加速度的理解)(多选)两个物体A 、B 的加速度a A >a B ,则( ) A .A 的速度一定比B 的速度大B .A 的速度变化量一定比B 的速度变化量大C .A 的速度变化一定比B 的速度变化快D .A 的速度变化率一定比B 的速度变化率大 答案 CD解析 加速度a =ΔvΔt ,表示速度变化的快慢,加速度a 较大,其速度v 、速度变化量Δv 不一定大,但速度变化一定快,速度变化率一定大,故C 、D 正确.(限时:20分钟)1.“嫦娥三号”月球探测器成功完成月面软着陆,且着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离,下面有关“嫦娥三号”的说法正确的是( )A.“嫦娥三号”刚刚升空的时候速度很小,加速度也很小B.研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时,可以将其看成质点C.研究“嫦娥三号”飞往月球的运行轨道时,可以将其看成质点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 C解析“嫦娥三号”在刚刚升空的时候速度很小,但速度变化很快,加速度很大,故选项A 错误;研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时,不能忽略“玉兔号”月球车的大小和形状,不能将其看成质点,故选项B错误;研究“嫦娥三号”飞往月球的运行轨道时,可以忽略“嫦娥三号”的大小和形状,可以将其看成质点,故选项C正确;“玉兔号”月球车静止在月球表面时,相对于月球是静止的,相对于地球是运动的,故选项D错误.2.关于物体的运动,下列情况不可能...出现的是( )A.加速度在减小,速度在增加B.加速度方向始终改变而速度不变C.加速度和速度大小都在变化,加速度最大时速度最小,速度最大时加速度最小D.加速度方向不变而速度方向变化答案 B3.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,但加速度大小先保持不变,再逐渐减小直至为零,则在此过程中( )A.速度先逐渐增加,然后逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B.速度先均匀增加,然后增加得越来越慢,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.位移先逐渐增大,后逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值答案 B解析加速度与速度的方向相同,速度应增加.当加速度不变时,速度均匀增加;当加速度减小时,速度仍增加,但增加得越来越慢;当加速度为零时,速度达到最大值,保持不变,A 错误,B正确;因质点速度方向不变化,始终向前运动,最终做匀速运动,所以位移一直在增大,C、D错误.4.人们越来越多地使用手机进行导航,如图1所示是某人从杭州市民中心驾车去武林广场的手机导航的截屏画面,该地图提供了①、②、③三种驾车线路规划方案及相对应的数据,实际行驶中导航提示:“前方有测速,限速50千米……”.下列说法不正确...的是( )图1A.①②③三条线路方案的位移相等B.研究汽车在地图上的实时位置时,可以把汽车看成质点C.图中显示23分钟和6.9公里分别指的是时间间隔和路程D.导航提示的“限速50千米”指的是限制汽车的平均速度不超过50km/h答案 D解析因汽车起点与终点相同,故位移相同,选项A正确;研究汽车在地图上的实时位置时,汽车的形状、大小可以忽略,汽车可以视为质点,选项B正确;23分钟与6.9公里的含义分别是需要行驶的时间和这段时间内汽车行驶的路程,选项C正确;限速50千米是指限制汽车的瞬时速度不超过50km/h,选项D错误.5.校运会400m比赛中,终点在同一直线上,但起点不在同一直线上(如图2所示).关于这样的做法,下列说法正确的是( )图2A.这样做的目的是使参加比赛的同学位移大小相同B.这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同C.这样做的目的是使参加比赛的同学所用时间相同D.这种做法其实是不公平的,明显对外侧跑道的同学有利答案 B解析校运会400m比赛,其跑道是弯的,为了保证其路程均为400m且终点在同一直线上,故起点不在同一直线上,故B正确.6.关于物体的运动,下列说法正确的是( )A.物体的加速度等于零,速度一定等于零B.物体的速度变化量大,加速度一定大C.物体具有向东的加速度时,速度的方向可能向西D.做直线运动的物体,加速度减小,速度也一定减小答案 C7.一物体做加速度为-1m/s2的直线运动,t=0时速度为-5m/s,下列说法正确的是( ) A.初速度为-5m/s说明物体在做减速运动B.加速度为-1m/s2说明物体在做减速运动C.t=1s时物体的速度为-4m/sD.初速度和加速度方向相同,物体在做加速运动答案 D解析当速度方向与加速度方向相同时,物体做加速运动,根据速度公式v=v0+at,当t =1s时物体速度为v1=-5m/s+(-1)×1m/s=-6m/s,故A、B、C错误,D正确.8.某质点以20m/s的初速度竖直向上运动,其加速度保持不变,经2s到达最高点,上升高度为20m,又经过2s回到出发点时,速度大小仍为20m/s,关于这一运动过程,下列说法中正确的是( )A.质点运动的加速度大小为10m/s2,方向竖直向下B.质点在这段时间内的平均速率为零C.质点在最高点时加速度为零D.质点落回抛出点时的速度与开始离开抛出点时的速度相同答案 A。