2019-2020年高三物理復(fù)習 第1章 運動的描述學案.doc

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2019-2020年高三物理復(fù)習 第1章 運動的描述學案 一、概念規(guī)律題組 1．在以下的哪些情況中可將所研究的物體看成質(zhì)點(　　) A．研究某學生騎車由學?；丶业乃俣? B．對這位學生騎車姿勢進行生理學分析 C．研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡 D．研究火星探測器降落火星后如何探測火星的表面 答案　AC 解析　質(zhì)點是指有質(zhì)量而不考慮大小和形狀的物體．它是我們?yōu)榱搜芯繂栴}方便而引入的一種理想化模型，A、C情景中物體的大小和形狀能忽略，因而可看成質(zhì)點；B、D情景中所研究的問題都涉及物體的不同部分，此時的物體就不能再看成質(zhì)點，否則問題將無法研究． 2．兩輛汽車在平直公路上行駛，甲車內(nèi)的人看見窗外樹木向東移動，乙車內(nèi)的人發(fā)現(xiàn)甲車沒有運動．如果以大地為參考系，上述事實說明(　　) A．甲車向西運動，乙車不動 B．乙車向西運動，甲車不動 C．甲車向西運動，乙車向東運動 D．甲、乙兩車以相同的速度都向西運動 答案　D 3．某人站在樓房頂層從O點豎直向上拋出一個小球，上升的最大高度為20 m，然后落回到拋出點O下方25 m的B點，則小球在這一運動過程中通過的路程和位移分別為(規(guī)定豎直向上為正方向)(　　) A．25 m、25 m B．65 m、25 m C．25 m、－25 m D．65 m、－25 m 答案　D 解析　注意位移正、負號的意義：正號時位移方向與規(guī)定的正方向相同，負號時位移方向與規(guī)定的正方向相反． 4．下列關(guān)于瞬時速度和平均速度的說法中正確的是(　　) A．若物體在某段時間內(nèi)每時刻的瞬時速度都等于零，則它在這段時間內(nèi)的平均速度一定等于零 B．若物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于零，則它在這段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度一定等于零 C．勻速直線運動中任意一段時間內(nèi)的平均速度都等于它任一時刻的瞬時速度 D．變速直線運動中任意一段時間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時刻的瞬時速度 答案　AC 解析　由于各時刻的瞬時速度都等于零，即物體靜止，因此平均速度也一定等于零，故A正確；物體從某點沿一曲線運動又回到原出發(fā)點，則平均速度為零，但各個時刻的瞬時速度不為零，故B錯誤；勻速直線運動中速度不變(包括大小、方向)，平均速度與瞬時速度相等，故C正確；由于運動情況不確定，一段時間的平均速度可能等于某時刻的瞬時速度，故D錯誤． 二、思想方法題組 5．甲、乙兩個物體沿同一直線向同一方向運動時，取物體的初速度方向為正，甲的加速度恒為2 m/s2，乙的加速度恒為－3 m/s2，則下列說法中正確的是(　　) A．兩物體都做加速直線運動，乙的速度變化快 B．甲做加速直線運動，它的速度變化快 C．乙做減速直線運動，它的速度變化率大 D．甲的加速度比乙的加速度大 答案　C 解析　因為兩物體的運動方向相同，即速度方向相同，加速度一正一負，說明加速度方向相反，兩者只有一個是做加速運動，所以A錯；加速度的負號說明加速度的方向與所取的正方向相反，比較加速度的大小時，應(yīng)比較加速度的絕對值．乙的加速度的絕對值大，所以它的速度變化快，B、D錯；所以本題應(yīng)選C. 二、思想方法題組 6．如圖1所示是一輛汽車做直線運動的x－t圖象，對相應(yīng)的線段所表示的運動，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．AB段表示靜止 B．BC段發(fā)生的位移大于CD段發(fā)生的位移 C．CD段運動方向和BC段運動方向相反 D．CD段運動速度大小大于BC段運動速度大小 答案　ACD 解析　分析題圖可知：AB段表示汽車靜止；BC段表示汽車向正方向做勻速直線運動，發(fā)生的位移為8 m，vBC＝＝ m/s＝4 m/s；CD段表示汽車反方向做勻速直線運動，發(fā)生的位移為－12 m，vCD＝＝ m/s＝－6 m/s，負號表示運動方向與正方向相反． 7．做直線運動的物體，其v－t圖象如圖2所示，試根據(jù)v－t圖象判斷： 圖2 (1)第1秒內(nèi)，物體的加速度為多大？ (2)第2秒和第4秒內(nèi)的加速度是否相同？ (3)在第4秒內(nèi)，物體做什么運動？ 答案　(1)4 m/s2　(2)加速度相同　(3)物體做沿負方向的加速度為負且不變的加速直線運動 解析　(1)物體在第1秒內(nèi)，速度從0增加到4 m/s，故加速度大小a1＝Δv/Δt＝ m/s2＝4 m/s2. (2)第2秒和第3秒內(nèi)的加速度相同，該過程中物體的加速度a2＝a3＝＝ m/s2＝－2 m/s2. 在第4秒內(nèi)，物體的速度從0至－2 m/s，故該過程中加速度a4＝＝ m/s2＝－2 m/s2. 可見，第2秒和第4秒內(nèi)的加速度相同． (3)在第4秒內(nèi)，物體做沿負方向的加速度為負且不變的加速直線運動． 思維提升 1．能否把一個物體看做質(zhì)點，并不是由物體的形狀和大小來決定的，而是由它的形狀和大小對所研究問題的影響程度決定的．一般來說，如果在研究的問題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的因素時，物體就可看做質(zhì)點． 2．(1)描述物體是否運動首先要選擇一個參考系，以此為標準來衡量物體是運動還是靜止的，參考系一旦確定，對物體運動描述也唯一確定． (2)參考系的選擇是任意的，但應(yīng)以觀測方便和使運動的描述簡單為原則．研究地面上物體的運動時，常選地面為參考系． 3．位移是由初始位置指向末位置的有向線段，是矢量；路程是物體運動的軌跡的長度，是標量，位移的方向常常用正、負號表示． 4．(1)位移和發(fā)生這段位移所用時間的比值稱為這段時間內(nèi)的平均速度． (2)物體在某一時刻的速度稱為瞬時速度，瞬時速度與位置、時刻對應(yīng)；平均速度與位移、時間間隔對應(yīng)． 5．在x－t圖象中，圖線反映了質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律．在t軸上方的位移為正，表示位移方向與規(guī)定的正方向相同；t軸下方位移為負，表示位移方向與規(guī)定的正方向相反；斜率表示速度，斜率為正表示物體沿正方向運動，斜率為負表示物體沿負方向運動． 6．根據(jù)題意把抽象復(fù)雜的物理過程表示成物理圖象，將物理量之間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀侮P(guān)系，運用圖象直觀、簡明的特點來分析解決物理問題，能達到化難為易的目的. 一、質(zhì)點的概念 1．質(zhì)點是一個理想化的物理模型；是對實際物體科學的抽象；是研究物體運動時抓住主要因素，忽略次要因素，對實際物體進行的近似． 2．物體能否看成質(zhì)點是由問題的性質(zhì)決定的，同一物體在有些問題中能看做質(zhì)點，而在另一些問題中又不能看做質(zhì)點．如研究火車過橋的時間時就不能把火車看做質(zhì)點，但研究火車從北京到上海所用的時間時就可把火車看做質(zhì)點． 3．物體可看做質(zhì)點的條件是： (1)平動的物體通常可視為質(zhì)點，如水平傳送帶上的物體隨傳送帶的運動． (2)物體的大小和形狀對所研究的問題沒有影響或影響很?。? 【例1】 (xx廣東理科基礎(chǔ)2)做下列運動的物體，能當做質(zhì)點處理的是(　　) A．自轉(zhuǎn)中的地球 B．旋轉(zhuǎn)中的風力發(fā)電機葉片 C．在冰面上旋轉(zhuǎn)的花樣滑冰運動員 D．勻速直線運動的火車 答案　D 解析　A、B、C選項中對所研究的問題，物體各部分的運動情況不一樣，且大小和形狀對研究問題有影響， 所以不能看做質(zhì)點，D可以． [規(guī)范思維]　判斷物體是否可看做質(zhì)點應(yīng)注意以下兩點：(1)明確題目中所要研究的問題是什么；(2)分析物體的大小和形狀對所研究的問題而言能否忽略． 二、位移、平均速度和瞬時速度 1．位移是矢量，其大小等于由初位置指向末位置的有向線段的長度；路程是標量，其大小等于物體運動軌跡的長度．只有在單向直線運動中位移大小才等于路程． 2．平均速度公式＝中的“Δx”是指物體的位移，而不是路程；＝只適用于勻變速直線運動；求 時一定要注意Δx與Δt的對應(yīng)關(guān)系； 3．平均速度的方向與位移方向相同；瞬時速度的方向與那一時刻物體運動方向相同． 【例2】 (xx江蘇啟東中學期末)如圖3所示，博爾特在男子100 m決賽和男子200 m決賽中分別以9.69 s和19.3 s的成績破兩項世界紀錄，獲得兩枚金牌．關(guān)于他在這兩次決賽中的運動情況，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．200 m決賽中的位移是100 m決賽的兩倍 B．200 m決賽中的平均速度約為10.36 m/s C．100 m決賽中的平均速度約為10.32 m/s D．200 m決賽中的最大速度約為20.64 m/s 答案　C 解析　由于200 m決賽的跑道有彎曲部分，100 m決賽的跑道是直道，所以200 m決賽的位移不是100 m決賽的兩倍，A錯誤；由＝可知，100 m決賽的平均速度＝ m/s≈10.32 m/s,200 m決賽的位移不是200 m，故平均速度≠ m/s≈10.36 m/s，故C正確，B錯誤；因運動員的跑動過程不是初速度為零的勻加速運動，故200 m決賽的最大速度不等于210.32 m/s＝20.64 m/s，故D錯誤． [規(guī)范思維]　平均速度＝，而不是；只有在單向直線運動中，位移大小才等于路程，一般情況下位移大小小于路程． [針對訓練]　(xx天星原創(chuàng)題)“水立方”的泳池長50 m，在100米蝶泳比賽中，測得菲爾普斯在10 s末的速度為1.8 m/s、50 m時的速度為2.2 m/s、經(jīng)過50.58 s到達終點時的速度為2.4 m/s，則他在全程中的平均速度為(　　) A．1.98 m/s B．2.4 m/s C．2.2 m/s D．0 m/s 答案　D 解析　平均速度是表示位移變化快慢的物理量，大小等于位移與時間的比值．本題中要注意泳道長50米，運動員在100米蝶泳比賽中要游一個來回，位移為0，故平均速度為0. 三、對加速度的理解和計算 1．加速度a＝是加速度的定義式，而非決定式，即加速度與Δv和Δt無關(guān)，與速度v也無關(guān)．v很大，a可能很小甚至為0；a很大，v可能很大，可能很小，也可能為0(某瞬時)． 2．物體是否做加速運動，決定于加速度a與速度v的方向關(guān)系．(1)當a與v同向時，物體做加速運動．若a增大，表明速度增加得越來越快；若a減小，表明速度增加得越來越慢(仍然增大)．(2)當a與v反向時，物體做減速運動．若a增大，速度減小得越來越快，若a減小，速度減小得越來越慢． 3．由牛頓第二定律知，a的大小決定于物體受到的合外力F和物體的質(zhì)量m，a的方向由合外力F的方向決定． 【例3】 一個做變速直線運動的物體，加速度逐漸減小到零時，那么該物體的運動情況可能是(　　) A．速度不斷增大，到加速度為零時，速度達到最大，而后做勻速直線運動 B．速度不斷減小，到加速度為零時，物體運動停止 C．速度不斷減小到零，然后向相反方向做加速運動，而后物體做勻速直線運動 D．速度不斷減小，到加速度為零時速度減小到最小，而后物體做勻速直線運動 答案　ABCD 解析　當加速度的方向與初速度同向時，物體的速度增大，加速度減小，只是速度增加得慢了，A項正確．加速度的方向與初速度反向時，物體做減速運動，有可能加速度減為零時，速度v>0，然后做勻速運動；有可能加速度減到零后，速度恰好減到零；也有可能速度減為零時，加速度沒有減為零，物體將反向做加速運動，所以B、C、D項均正確． [規(guī)范思維]　要明確物體做加速或減速運動的條件：加速度與初速度同向做加速運動，反向做減速運動．速度增大還是減小與a大小怎樣變化無關(guān)． 【例4】 有些國家的交通管理部門為了交通安全，特別制定了死亡加速度為500g(g＝10 m/s2)，以醒世人，意思是如果行車加速度超過此值，將有生命危險，那么大的加速度，一般情況下車輛是達不到的，但如果發(fā)生交通事故時，將會達到這一數(shù)值．試問： (1)一輛以72 km/h的速度行駛的汽車在一次事故中撞向停在路上的大貨車上，設(shè)大貨車沒有被撞動，汽車與大貨車的碰撞時間為2.010－3 s，汽車駕駛員是否有生命危險？ (2)若汽車內(nèi)裝有安全氣囊，緩沖時間為110－2 s，汽車駕駛員是否有生命危險？ 答案　(1)有生命危險　(2)無生命危險 解析　選汽車運動的方向為正方向 (1)汽車的加速度：a＝＝ m/s2＝－104 m/s2 因加速度大小為104 m/s2>500g， 所以駕駛員有生命危險 (2)在裝有氣囊的情況下 汽車的加速度a′＝＝ m/s2＝－2 000 m/s2 因加速度大小為2 000 m/s2<500g 所以駕駛員無生命危險 [規(guī)范思維]　求解加速度時要注意物體的初速度、末速度的方向，若選定正方向，則可用正負號表示它們的方向. 【基礎(chǔ)演練】 1．(xx杭州月考)兩輛汽車在平直的公路上勻速并排行駛，甲車內(nèi)一個人看見窗外樹木向東移動，乙車內(nèi)一個人發(fā)現(xiàn)甲車沒有動，以大地為參考系，上述事實說明(　　) A．甲車向西運動，乙車不動 B．乙車向西運動，甲車不動 C．甲車向西運動，乙車向東運動 D．甲、乙兩車以相同的速度同時向西運動 答案　D 2．下列關(guān)于運動會的各種比賽中，能將人或物體看做質(zhì)點的是(　　) A．研究乒乓球比賽中王皓的旋球技術(shù)時 B．研究劉子歌在200米蝶泳比賽中的手臂動作時 C．研究萬米冠軍在長跑中的位置時 D．研究跳水冠軍郭晶晶在跳水比賽中的美妙姿態(tài)時 答案　C 3．關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A．加速度方向為正時，速度一定增加 B．速度變化得越快，加速度就越大 C．加速度方向保持不變，速度方向也保持不變 D．加速度大小不斷變小，速度大小也不斷變小 答案　B 4．2010年1月17日我國自行研制的“長江三號丙”運載火箭成功地將我國第三顆北斗導航衛(wèi)星成功送入太空預(yù)定軌道，圖4是火箭點火升空瞬間時的照片．在這一瞬間關(guān)于火箭的速度和加速度的判斷，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．火箭的速度很小，但加速度可能較大 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 答案　A 解析　火箭點火升空瞬間速度很小，火箭得到高速氣體的反沖力，加速度可以較大，A正確，B、D錯誤；加速度的大小與速度的大小無必然聯(lián)系，故C錯誤． 5．如圖5所示是汽車的速度計，某同學在汽車中觀察速度計指針位置的變化．開始時指針指示在如圖5甲所示的位置，經(jīng)過8 s后指針指示在圖乙所示的位置，若汽車做勻變速直線運動，那么它的加速度約為(　　) 圖5 A．11 m/s2 B．5.0 m/s2 C．1.4 m/s2 D．0.6 m/s2 答案　C 解析　題圖甲所示為汽車的初速度，示數(shù)約為20 km/h≈5.6 m/s，題圖乙所示為汽車的末速度，約為60 km/h≈16.7 m/s，則加速度a＝ m/s2＝1.4 m/s2，故C選項正確． 6．(xx鞏義五中高三期中)如圖6所示是火炬手攀登珠峰的線路圖，請根據(jù)此圖判斷下列說法正確的是(　　) 圖6 A．由起點到終點火炬手所走線路的總長度是火炬手的位移 B．線路總長度與火炬手所走時間的比等于登山的平均速率 C．在計算登山運動的速度時可以把火炬手當成質(zhì)點 D．若火炬手選擇其他線路到達相同地點，則兩次的路程和位移一定相同 答案　BC 解析　由起點到終點火炬手所走線路的總長度是火炬手走過的路程．線路總長度與火炬手所走時間的比等于登山的平均速率．火炬手在運動中，能夠忽略其大小，可以看做質(zhì)點．若選擇不同路線，路程一般是不同的，但位移相同．綜上，選項B、C正確． 7．在《闖關(guān)東》中，從山東龍口港到大連是一條重要的闖關(guān)東路線．假設(shè)有甲、乙兩船同時從龍口港口出發(fā)，甲船路線是龍口—旅順—大連，乙船路線是龍口—大連．兩船航行兩天后都在下午三點到達大連，以下關(guān)于兩船航程的描述中正確的是(　　) A．兩船的路程相同，位移不相同 B．兩船的平均速度相同 C．“兩船航行兩天后都在下午三點到達大連”一句中，“兩天”指的是時間，“下午三點”指的是時刻 D．在研究兩船的航行問題時，可以把船視為質(zhì)點 答案　BCD 【能力提升】 8．在排球比賽中，扣球手抓住一次機會找了一個“探頭球”，已知來球速度為10 m/s，球被擊回時速度大小為20 m/s，擊球時間為0.05 s，假設(shè)速度方向均為水平方向．求：擊球過程中排球的加速度． 答案　600 m/s2　方向與初速度方向相反 解析　以初速度方向為正方向，則有 v0＝10 m/s，v＝－20 m/s 所以a＝＝ m/s2 ＝－600 m/s2 即加速度大小為600 m/s2，方向與初速度方向相反． 9．為了測定氣墊導軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為3.0 cm的遮光板，如圖7所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為Δt1＝0.30 s，通過第二個光電門的時間為Δt2＝0.10 s，遮光板從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為Δt＝3.0 s．試估算： 圖7 (1)滑塊的加速度多大？ (2)兩個光電門之間的距離是多少？ 答案　(1)0.067 m/s2　(2)0.6 m 解析　(1)遮光板通過第一個光電門的速度 v1＝＝ m/s＝0.10 m/s 遮光板通過第二個光電門的速度 v2＝＝ m/s＝0.30 m/s 故滑塊的加速度a＝≈0.067 m/s2. (2)兩個光電門之間的距離x＝Δt＝0.6 m. 10．(xx鹽城調(diào)研)xx年9月南京軍區(qū)某部進行了一次海上軍事演習，一艘魚雷快艇以30 m/s的速度追擊前面同一直線上正在逃跑的敵艦．當兩者相距L0＝2 km時，以60 m/s的速度發(fā)射一枚魚雷，經(jīng)過t1＝50 s艇長通過望遠鏡看到了魚雷擊中敵艦爆炸的火光，同時發(fā)現(xiàn)敵艦仍在繼續(xù)逃跑，于是馬上發(fā)出了第二次攻擊的命令，第二枚魚雷以同樣速度發(fā)射后，又經(jīng)t2＝30 s，魚雷再次擊中敵艦并將其擊沉．求被第一枚魚雷擊中前后，敵艦逃跑的速度v1、v2分別為多大？ 答案　20 m/s　10 m/s 解析　被第一枚魚雷擊中前，敵艦逃跑的速度為v1，當魚雷快艇與敵艦相距L0＝2 km時，發(fā)射第一枚魚雷，經(jīng)過t1＝50 s擊中敵艦，則有 (v－v1)t1＝L0，即：(60－v1)50＝2 000 解得v1＝20 m/s 擊中敵艦時，魚雷快艇與敵艦的距離為L0－(30－v1)t1＝1 500 m，馬上發(fā)射第二枚魚雷，被第一枚魚雷擊中后敵艦的速度為v2，經(jīng)t2＝30 s，魚雷再次擊中敵艦，則有 (v－v2)t2＝1 500 即：(60－v2)30＝1 500 解得v2＝10 m/s. 易錯點評 1．速率是瞬時速度的大小，平均速率不是平均速度的大小，計算時應(yīng)緊扣定義，不可取幾段的平均值． 2．位移、速度、加速度都是矢量，計算它們在一段時間內(nèi)的變化量時，要注意其方向，不可直接相減．若題目中沒有明確其方向，要注意多解問題． 3．加速度與速度、速度的變化量沒有必然聯(lián)系，它反映的是速度變化的快慢，即速度的變化率． 4．對于光電門的原理，應(yīng)知道是用極短一段時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度．