2019版高考物理總復習 第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 基礎課1 運動的描述學案.doc

基礎課1運動的描述 高考導航考點內容要求高考(全國卷)三年命題情況對照分析201520162017參考系、質點卷T22：實驗：研究勻變速直線運動卷T21：兩個物體的vt圖象、追及和相遇問題卷T22：實驗：水滴計時器、瞬時速度、加速度卷T22：實驗：平均速度、速度公式、vt圖象位移、速度和加速度勻變速直線運動及其公式、圖象實驗一：研究勻變速直線運動知識排查參考系、質點1.參考系(1)定義：在描述物體運動時，用來作參考的物體。(2)選?。嚎扇我膺x取，但對同一物體的運動，所選的參考系不同，運動的描述可能會不同，通常以地面為參考系。2.質點(1)定義：用來代替物體的有質量的點。(2)把物體看做質點的條件：物體的大小和形狀對研究問題的影響可以忽略不計。位移、速度1.位移和路程(1)位移描述物體位置的變化，用從初位置指向末位置的有向線段表示，是矢量。(2)路程是物體運動軌跡的長度，是標量。2.速度和速率(1)平均速度：物體的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，即v，是矢量，其方向與位移的方向相同。(2)瞬時速度：運動物體在某一時刻或某一位置的速度，是矢量，方向沿軌跡的切線方向。(3)速率：瞬時速度的大小，是標量。加速度1.定義：物體速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值。2.定義式：a。單位：m/s2。3.方向：與v的方向一致，由合力的方向決定，而與v0、v的方向無關。4.物理意義：描述物體速度變化快慢的物理量。小題速練1.思考判斷(1)研究里約奧運會跳水冠軍陳艾森的動作時，不能把運動員看做質點。()(2)瞬時速度的方向就是物體在該時刻或該位置的運動方向。()(3)甲的加速度a甲2 m/s2，乙的加速度a乙2 m/s2，甲一定做加速運動，乙一定做減速運動。()答案(1)(2)(3)2.人教版必修1P11T1和P14T1改編(多選)下列說法正確的是()A.“一江春水向東流”是江水相對于河岸為參考系B.“太陽東升西落”是以地球為參考系C.“火車8點42分到站”，“8點42分”指的是時刻D.“第3 s末”和“第3 s內”都是指的時間間隔1 s答案ABC3.人教版必修1P14T2和P29T2改編(多選)下列說法可能正確的是()A.出租車的收費標準為1.60元/公里，其中的“公里”說的是位移B.物體運動的加速度等于0，而速度卻不等于0C.兩物體相比，一個物體的速度變化量比較大，而加速度卻比較小D.物體具有向東的加速度，而速度的方向卻向西答案BCD對質點、參考系、位移的理解1.對質點的三點說明(1)質點是一種理想化物理模型，實際并不存在。(2)物體能否被看做質點是由所研究問題的性質決定的，并非依據(jù)物體自身大小和形狀來判斷。(3)質點不同于幾何“點”，是忽略了物體的大小和形狀的有質量的點，而幾何中的“點”僅僅表示空間中的某一位置。2.對參考系“兩性”的認識(1)任意性：參考系的選取原則上是任意的，通常選地面為參考系。(2)同一性：比較不同物體的運動必須選同一參考系。3.位移和路程的“兩點”區(qū)別(1)決定因素不同：位移由始、末位置決定，路程由實際的運動路徑決定。(2)運算法則不同：位移應用矢量的平行四邊形定則運算，路程應用標量的代數(shù)運算。1.(2018江門模擬)下列比賽項目中，運動員可被看做質點的是()A.自由體操 B.柔道C.拳擊 D.馬拉松賽跑解析自由體操要根據(jù)運動員的動作進行打分，柔道要看運動員著地時的身體部位，拳擊要看身體的著拳部位，這三種運動的運動員都不能被看做質點，A、B、C項錯誤；馬拉松比賽中運動員可以被看做質點，因為運動員的身高和動作相對于路程來講可以忽略，D正確。答案D2.(多選)中國詩詞大會第二季于2017年春節(jié)期間在央視一套、十套播出，備受廣大觀眾喜歡，在中國大地掀起詩詞熱。在這些膾炙人口的詩詞中包含著許多物理知識，下列說法正確的是()A.宋代詩人陳與義的詩句“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風。臥看滿天云不動，不知云與我俱東。”其中“云與我俱東”意思是說詩人和云都向東運動，詩人以兩岸或兩岸的紅花、榆樹為參考系B.唐代詩人李白的詩句“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還”，根據(jù)“千里江陵一日還”可估算出詩人李白的平均速度C.辛棄疾描寫月亮的詩句“飛鏡無根誰系？姮娥不嫁誰留？”說明萬有引力的存在D.毛澤東詩句“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”說明地球在自轉解析宋代詩人陳與義的詩句“臥看滿天云不動，不知云與我俱東”中“云與我俱東”意思是說詩人和云都向東運動，根據(jù)詩的前兩句我們可以推測出詩人是以兩岸或兩岸的紅花、榆樹為參考系的，選項A正確；由于李白詩中只給出了時間“一日”和路程“千里”，而沒有給出白帝到江陵的位移，所以不能估算出詩人李白的平均速度，選項B錯誤；辛棄疾描寫月亮的詩句“飛鏡無根誰系？姮娥不嫁誰留？”詩句中的“飛鏡”指月亮，月亮繞地球運動，說明萬有引力的存在，選項C正確；毛澤東詩句“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”，說明地面上的人隨地球自轉運動，可以看到日月星辰，這說明地球在自轉，選項D正確。答案ACD3.(多選)湖中O處有一觀察站，一小船從O處出發(fā)一直向東行駛4 km，又向北直線行駛3 km，則下列說法正確的是()A.相對于O處的觀察員，小船運動的路程為7 kmB.相對于小船，O處的觀察員始終處于靜止狀態(tài)C.相對于O處的觀察員，小船最終位于東偏北37方向5 km 處D.相對于湖岸上的另一觀察員，小船不可能是靜止的解析在O處的觀察員看來，小船最終離自己的距離為 km5 km，方向為東偏北，滿足sin ，即37，運動的路程為7 km，選項A、C正確；由運動的相對性可知B錯誤；若湖岸上的觀察員運行速度大小、方向均與小船一樣，則小船相對觀察員而言是靜止的，選項D錯誤。答案AC瞬時速度和平均速度1.平均速度與瞬時速度的區(qū)別(1)平均速度與位移或時間有關，表示物體在某段位移或某段時間內的平均運動快慢程度。(2)瞬時速度與位置或時刻有關，表示物體在某一位置或某一時刻的運動快慢程度。2.平均速度與瞬時速度的聯(lián)系(1)瞬時速度等于運動時間t0的平均速度。(2)對于勻速直線運動，瞬時速度與平均速度相等。1.(2017江蘇揚州模擬)關于速度的描述，下列說法正確的是()圖1A.圖甲中，電動車限速20 km/h，指的是平均速度大小B.圖乙中，子彈射出槍口時的速度大小為500 m/s，指的是平均速度大小C.圖丙中，某運動員百米跑的成績是10 s，則他沖刺時的速度大小一定為10 m/sD.圖丁中，京滬高速鐵路測試時的列車最高時速可達484 km/h，指的是瞬時速度大小解析電動車限速20 km/h，限制的是瞬時速度大小，不是平均速度大小，故選項A錯誤；子彈射出槍口時的速度大小與槍口這一位置對應，因此為瞬時速度大小，選項B錯誤；根據(jù)運動員的百米跑成績是10 s可知，運動員的平均速度大小為10 m/s，但其沖刺速度不一定為10 m/s，故選項C錯誤；列車的最高時速指的是在安全情況下所能達到的最大速度，為瞬時速度大小，故選項D正確。答案D2.(多選)如圖2所示，某賽車手在一次野外訓練中，先用地圖計算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9 km，實際從A運動到B用時5 min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15 km。當他經過某路標C時，車內速度計指示的示數(shù)為150 km/h，那么可以確定的是()圖2A.整個過程中賽車的平均速度為180 km/hB.整個過程中賽車的平均速度為108 km/hC.賽車經過路標C時的瞬時速度大小為150 km/hD.賽車經過路標C時速度方向為由A指向B解析從A到B位移為9 km，用時 h，由平均速度定義式可得整個過程的平均速度為108 km/h，故選項A錯誤，B正確；速度計顯示的是瞬時速度大小，故選項C正確；經過C時速度的方向沿C點切線指向運動方向，故選項D錯誤。答案BC3.(多選)某質點沿一邊長為2 m的正方形軌道運動，每秒鐘勻速移動1 m，初始位置在bc邊的中點A，由b向c運動，如圖3所示，A、B、C、D分別是bc、cd、da、ab邊的中點，則下列說法正確的是()圖3A.第2 s末的瞬時速度大小為1 m/sB.前2 s內的平均速度大小為 m/sC.前4 s內的平均速率為0.5 m/sD.前2 s內的平均速度大小為2 m/s解析由題意知，質點運動的速率為1 m/s，即在每一時刻的瞬時速率均為1 m/s，每段時間內的平均速率也均為1 m/s，選項C錯誤；在前2 s內質點通過的路程為2 m，由A運動到cd邊的中點B，在第2 s末瞬時速度大小為1 m/s，方向由B指向d，選項A正確；前2 s內的位移大小為x1 m，平均速度 m/s，方向由A指向B，選項B正確，D錯誤。答案AB加速度1.加速度的定義式和決定式a是加速度的定義式，a是加速度的決定式，即加速度的大小由物體受到的合力F和物體的質量m共同決定，加速度的方向由合力的方向決定。2.加速度和速度的關系(1)加速度的大小和速度的大小無直接關系。速度大，加速度不一定大，加速度大，速度也不一定大；加速度為零，速度可以不為零；速度為零，加速度也可以不為零。(2)加速度的方向和速度的方向無直接關系。加速度與速度的方向可能相同，也可能相反，兩者的方向還可能不在一條直線上。【典例】(多選)一物體做勻變速直線運動，某時刻速度大小為4 m/s，1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s，在這1 s內該物體的()A.加速度的大小為6 m/s2，方向與初速度的方向相同B.加速度的大小為6 m/s2，方向與初速度的方向相反C.加速度的大小為14 m/s2，方向與初速度的方向相同D.加速度的大小為14 m/s2，方向與初速度的方向相反審題關鍵點某時刻速度大小為4 m/s；1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s。解析選初速度方向為正方向，若初、末速度方向相同，a m/s26 m/s2，方向與初速度的方向相同，選項A正確，B錯誤；若初、末速度方向相反，a m/s214 m/s2，方向與初速度的方向相反，選項C錯誤，D正確。答案AD易錯提醒(1)加速度公式a是矢量式，注意正方向的選定。(2)“”“”號只表示加速度的方向，不表示大小。1.(多選)關于物體的運動，下列說法可能正確的是()A.加速度在減小，速度在增大B.加速度方向變化，而速度不變C.加速度和速度大小都在變化，加速度最大時速度最小，速度最大時加速度最小D.加速度方向不變，而速度方向變化解析若物體運動的加速度與速度方向相同，當加速度減小時，速度仍在增大，選項A正確；加速度方向發(fā)生改變，既然有加速度，則速度一定發(fā)生改變，選項B錯誤；若加速度方向與速度方向相反，當加速度最大時，速度可能取最小值，若加速度方向與速度方向相同，當加速度最小時，速度增大得最慢，加速度為零時，速度達到最大值，選項C正確；若物體做平拋運動，加速度方向不變，速度方向時刻變化，選項D正確。答案ACD2.(多選)甲、乙兩個物體在同一直線上沿正方向運動，a甲4 m/s2，a乙4 m/s2，那么對甲、乙兩物體判斷正確的是()A.甲的加速度與乙的加速度大小相等B.甲做加速直線運動，乙做減速直線運動C.甲的速度比乙的速度變化快D.每經過1 s，甲的速度增加4 m/s解析加速度的正、負表示方向，絕對值表示大小，甲、乙加速度大小相等，選項A正確；甲的加速度與速度同向，做加速運動，乙的加速度與速度方向相反，做減速運動，選項B正確；加速度大小表示速度變化的快慢，甲、乙速度變化一樣快，選項C錯誤；由vat可知每經過1 s，甲的速度增加4 m/s，選項D正確。答案ABD 用極限法求瞬時速度數(shù)學應用能力的培養(yǎng)1.方法概述：由平均速度公式v可知，當x、t都非常小，趨向于極限時，這時的平均速度就認為是某一時刻或某一位置的瞬時速度。極限思維法只能用于在選定區(qū)域內所研究的物理量連續(xù)、單調變化的情況。2.常見類型：(1)公式v中，當t0時v是瞬時速度。(2)公式a中，當t0時a是瞬時加速度?！纠?2015浙江理綜)如圖4所示，氣墊導軌上滑塊經過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間t，測得遮光條的寬度為x，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度。為使更接近瞬時速度，正確的措施是()圖4A.換用寬度更窄的遮光條B.提高測量遮光條寬度的精確度C.使滑塊的釋放點更靠近光電門D.增大氣墊導軌與水平面的夾角解析表示的是t時間內的平均速度，遮光條的寬度x越窄，則記錄遮光時間t越小，越接近滑塊通過光電門時的瞬時速度，選項A正確。答案A【針對訓練1】根據(jù)速度定義式v，當t極短時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應用了下列物理方法中的()A.控制變量法 B.假設法C.微元法 D.極限法解析在時間間隔t較小的情況下，平均速度能比較精確地描述物體運動的快慢程度，t越小，描述越精確，這里利用的是極限法。答案D【針對訓練2】如圖5所示，在氣墊導軌上安裝有兩個光電門A、B，A、B間距離為L30 cm。為了測量滑塊的加速度，在滑塊上安裝了一寬度為d1 cm的遮光條?，F(xiàn)讓滑塊以某一加速度通過光電門A、B。現(xiàn)記錄了遮光條通過兩光電門A、B的時間分別為0.010 s、0.005 s，滑塊從光電門A到B的時間為0.200 s。則下列說法正確的是()圖5A.滑塊經過A的速度為1 cm/sB.滑塊經過B的速度為2 cm/sC.滑塊的加速度為5 m/s2D.滑塊在A、B間的平均速度為3 m/s解析滑塊經過A的速度為vA1 m/s，經過B的速度為vB2 m/s，選項A、B錯誤；滑塊在A、B間的平均速度為v1.5 m/s，選項D錯誤；由a，解得滑塊的加速度為a5 m/s2，選項C正確。答案C活頁作業(yè)(時間：30分鐘)A級：保分練1.(2018安陽模擬)2016年杭州G20峰會于9月45日在杭州奧體博覽城召開，每天都有多個議程。從蕭山國際機場到博覽城打車約23.5 km，下列說法正確的是()圖1A.9月4日指時刻，23.5 km指路程B.9月4日指時間，23.5 km指路程C.9月4日指時間，23.5 km是位移大小D.9月4日指時刻，23.5 km是位移大小答案B2.(2017濰坊模擬)北京時間2016年8月6日早上7：00，第31屆奧林匹克運動會在巴西里約熱內盧拉開帷幕。第3天，中國選手孫楊以1分44秒的成績獲得男子200 m自由泳比賽冠軍(國際標準游泳池長50 m)。下列說法正確的是()圖2A.“1分44秒”指的是時間間隔B.孫楊200 m自由泳的平均速度為1.92 m/sC.在研究孫楊技術動作時，可以把孫楊看成質點D.在游泳過程中，以游泳池里的水為參考系，孫楊是靜止的解析“1分44秒”是孫楊游泳全程的時間，指的是時間間隔，選項A正確；孫楊200 m自由泳的位移為零，故平均速度為零，選項B錯誤；在研究孫楊的技術動作時，不能把孫楊看成質點，否則將無動作可言，選項C錯誤；以游泳池里的水為參考系，孫楊相對水的位置在發(fā)生變化，故孫楊是運動的，選項D錯誤。答案A3.(2018成都一診)如圖3所示為成都到重慶的和諧號動車車廂內可實時顯示相關信息的顯示屏示意圖，圖中甲、乙兩處的數(shù)據(jù)分別表示了兩個物理量。下列說法正確的是()圖3A.甲處表示時間，乙處表示平均速度B.甲處表示時間，乙處表示瞬時速度C.甲處表示時刻，乙處表示平均速度D.甲處表示時刻，乙處表示瞬時速度答案D4.如圖4所示，汽車向右沿直線運動，原來的速度是v1，經過一小段時間之后，速度變?yōu)関2，v表示速度的變化量。由圖中所示信息可知()圖4A.汽車在做加速直線運動B.汽車的加速度方向與v1的方向相同C.汽車的加速度方向與v1的方向相反D.汽車的加速度方向與v的方向相反解析根據(jù)題圖知，汽車的速度變小，做的是減速直線運動，選項A錯誤；汽車的加速度與v方向相同，所以與v1、v2的方向都相反，選項B、D錯誤，選項C正確。答案C5.關于物體的運動，下列說法一定正確的是()A.物體的加速度等于零，速度具有最大值B.物體的速度變化量大，加速度一定大C.物體具有向東的加速度時，速度的方向可能向西D.做直線運動的物體，加速度減小，速度也一定減小解析物體的加速度等于零時，速度有極值，當物體的加速度方向與速度方向相反時，物體做減速運動，當加速度減小到零時，物體的速度保持不變，有最小值，選項A錯誤；根據(jù)加速度定義可知，速度的變化量大，加速度不一定大，選項B錯誤；加速度方向與速度方向可以相反，選項C正確；當物體的加速度方向與速度方向相同時物體做加速運動，選項D錯誤。答案C6.(多選)為使交通有序、安全，高速公路設立了許多交通標志，如圖5所示甲、乙兩幅圖是高速公路指示牌，下列說法正確的是()圖5A.甲圖中“25 km”是指從此處到下一個出口的位移是25 kmB.甲圖中“25 km”是指從此處到下一個出口的路程是25 kmC.乙圖中“80 km/h”是指要求汽車在該路段行駛的瞬時速度小于80 km/hD.乙圖中“80 km/h”是指要求汽車在該路段行駛的平均速度小于80 km/h答案BC7.一物體以10 m/s的速度從甲地運動到乙地，又以20 m/s 的速度從乙地運動到丙地。已知甲、乙兩地之間的距離與乙、丙兩地之間的距離相等，如圖6所示，則該物體從甲地到丙地的平均速度大小為()圖6A.12 m/s B.15 m/s C. m/s D.18 m/s解析 m/s。答案C8.(多選)如圖7所示，一人騎自行車晨練，由靜止開始沿直線運動，她在第1 s內、第2 s內、第3 s內、第4 s內通過的位移分別為1 m、2 m、3 m、4 m，則()圖7A.她在4 s末的瞬時速度為4 m/sB.她在第2 s內的平均速度為2 m/sC.她在4 s內的平均速度為2.5 m/sD.她在1 s末的速度為1 m/s解析由可得該人在第2 s內的平均速度為2 m/s，選項B正確；前4 s內的平均速度為 m/s2.5 m/s，選項C正確；因該人的運動不一定是勻變速直線運動，故無法確定其瞬時速度大小，選項A、D均錯誤。答案BC9.(2017惠陽檢測)如圖8所示，物體沿兩個半徑為R的圓弧由A到C，則它的位移和路程分別為()圖8A.R，A指向C；RB.R，A指向C；RC.R，A指向C；RD.R，C指向A；R解析從A到C的直線距離lR，所以位移為R，方向從A指向C；從A到C的路徑長度為R，所以路程為R。答案C10.(2018信陽模擬)如圖9所示，氣墊導軌上滑塊經過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間t，測得遮光條的寬度為x，近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度，則下列說法正確的是()圖9A.t越長，越接近瞬時速度B.t越短，越接近瞬時速度C.是否越接近瞬時速度與t的長短無關D.為使更接近瞬時速度，可換用寬度更大的遮光條答案B11.(多選)2016年10月7日在中科大舉行的機器人大賽中，某機器人在平面內由點(0，0)出發(fā)，沿直線運動到點(3，1)，然后又由點(3，1)沿直線運動到點(1，4)，然后又由點(1，4)沿直線運動到點(5，5)，最后又由點(5，5)沿直線運動到點(2，2)，平面坐標系橫、縱坐標軸的單位長度為1 m。整個過程中機器人所用時間是2 s，則()圖10A.機器人的運動軌跡是一條直線B.機器人不會兩次通過同一點C.整個過程中機器人的位移大小為2 mD.整個過程中機器人的位移與由點(5，5)運動到點(2，2)的位移方向相反解析在坐標系中畫出機器人的運動軌跡如圖所示，可見其運動軌跡不是直線，圖線的交點表示機器人兩次通過同一點，選項A、B均錯誤；整個過程中機器人的位移為從點(0，0)到點(2，2)的有向線段，大小為2 m，選項C正確；(0，0)、(2，2)、(5，5)三個坐標點在一條直線上，故可得出整個過程中機器人的位移與由點(5，5)到點(2，2)的位移方向相反，選項D正確。答案CDB級：拔高練12.(多選)如圖11所示，物體以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做減速運動，經過2 s速度大小變?yōu)? m/s，則物體的加速度()圖11A.大小為1 m/s2，方向沿斜面向上B.大小為1 m/s2，方向沿斜面向下C.大小為4 m/s2，方向沿斜面向下D.大小為4 m/s2，方向沿斜面向上解析取初速度方向為正方向，則v05 m/s。若2 s后的速度方向沿斜面向上，v3 m/s，則a m/s21 m/s2，即加速度大小為1 m/s2，方向沿斜面向下，選項A錯誤，B正確；若2 s后的速度方向沿斜面向下，v3 m/s，則a m/s24 m/s2，即加速度大小為4 m/s2，方向沿斜面向下。故選項C正確，D錯誤。答案BC13.(2017鄭州模擬)如圖12所示為高速攝像機拍攝的子彈射過撲克牌的照片，已知子彈經過撲克牌的時間大約為6.25105 s，試估算子彈經過撲克牌的平均速度約為()圖12A.8 m/s B.80 m/sC.800 m/s D.8 000 m/s解析由于撲克牌寬度約5 cm，子彈頭長度約1.5 cm，子彈頭穿過撲克牌所走位移為x5 cm1.5 cm6.5 cm，所以子彈頭經過撲克牌的平均速度為v m/s1.04103 m/s，故選項C正確。答案C14.一輛汽車從靜止開始勻加速開出，然后保持勻速運動，最后勻減速運動，直到停止，下表給出了不同時刻汽車的速度：時刻/s1.02.03.05.07.09.510.5速度/(ms1)369121293(1)汽車從開出到停止總共經歷的時間是多少？(2)汽車通過的總路程是多少？解析(1)汽車勻減速運動的加速度a2 m/s26 m/s2設汽車從3 m/s經t停止，t s0.5 s故汽車從開出到停止總共經歷的時間為t10.5 s0.5 s11 s。(2)汽車勻加速運動的加速度a1 m/s23 m/s2汽車勻加速運動的時間t1 s4 s汽車勻減速運動的時間t3 s2 s汽車勻速運動的時間t2tt1t35 s汽車勻速運動的速度為v12 m/s則汽車總共運動的路程st1vt2t3(41252) m96 m。答案(1)11 s(2)96 m