2019年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動 第1講 運(yùn)動的描述學(xué)案.doc

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第1講　運(yùn)動的描述 一、質(zhì)點(diǎn)和參考系 1.質(zhì)點(diǎn) (1)用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn). (2)研究一個(gè)物體的運(yùn)動時(shí)，如果物體的形狀和大小對所研究問題的影響可以忽略，就可以看做質(zhì)點(diǎn). (3)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，實(shí)際并不存在. 2.參考系 (1)參考系可以是運(yùn)動的物體，也可以是靜止的物體，但被選為參考系的物體，我們都假定它是靜止的. (2)比較兩物體的運(yùn)動情況時(shí)，必須選同一參考系. (3)選取不同的物體作為參考系，對同一物體運(yùn)動的描述可能不同.通常以地球?yàn)閰⒖枷? 自測1　(多選)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)和參考系的理解，下列說法正確的是(　　) A.研究乒乓球男子單打冠軍馬龍的發(fā)球動作可以將馬龍看成質(zhì)點(diǎn) B.研究女子50米步槍三次比賽中杜麗射出的子彈軌跡可以將子彈看成質(zhì)點(diǎn) C.“一江春水向東流”是以地面為參考系 D.“太陽東升西落”是以地球?yàn)閰⒖枷? 答案　BCD 二、位移和速度 1.位移和路程 位移 路程 定義 位移表示物體的位置變化，可用由初位置指向末位置的有向線段表示 路程是物體運(yùn)動軌跡的長度 區(qū)別 位移是矢量，方向由初位置指向末位置 路程是標(biāo)量，沒有方向 聯(lián)系 在單向直線運(yùn)動中，位移的大小等于路程的大??；其他情況下，位移的大小小于路程的大小 2.速度與速率 (1)平均速度：在變速運(yùn)動中，物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，即v＝，是矢量，其方向就是對應(yīng)位移的方向. (2)瞬時(shí)速度：運(yùn)動物體在某一時(shí)刻或經(jīng)過某一位置的速度，是矢量，其方向是物體的運(yùn)動方向或運(yùn)動軌跡的切線方向. (3)速率：瞬時(shí)速度的大小，是標(biāo)量. (4)平均速率：物體運(yùn)動實(shí)際路程與發(fā)生這段路程所用時(shí)間的比值，不一定等于平均速度的大小. 自測2　在倫敦奧運(yùn)會上，牙買加選手博爾特在男子100 m決賽(直跑道)和男子200 m決賽(彎曲跑道)中分別以9.63 s和19.32 s的成績獲得兩枚金牌，成為奧運(yùn)會歷史上連續(xù)兩屆獲得100米和200米冠軍的第一人.關(guān)于他在這兩次決賽中的運(yùn)動情況，下列說法正確的是(　　) A.200 m決賽的位移是100 m決賽的兩倍 B.200 m決賽的平均速度約為10.35 m/s C.100 m決賽的平均速度約為10.38 m/s D.100 m決賽的最大速度約為20.76 m/s 答案　C 解析　200 m比賽跑道是彎曲的，位移小于200 m，100 m比賽跑道是直線，A錯(cuò)；≈10.35 m/s是平均速率，B錯(cuò)；≈10.38 m/s是平均速度，C對；最大速度由已知條件無法求出，D錯(cuò). 三、加速度 1.物理意義：描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量. 2.定義式：a＝＝. 3.決定因素：a不是由v、Δt、Δv來決定，而是由來決定. 4.方向：與Δv的方向一致，由合外力的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān). 自測3　教材P29第2題改編(多選)下列說法中可能發(fā)生的運(yùn)動是(　　) A.物體運(yùn)動的加速度等于0，而速度卻不等于0 B.兩物體相比，一個(gè)物體的速度變化量比較大，而加速度卻比較小 C.物體具有向東的加速度，而速度的方向卻向西 D.物體做直線運(yùn)動，后一階段的加速度比前一階段小，但速度卻比前一階段大 答案　ABCD 命題點(diǎn)一　質(zhì)點(diǎn)、參考系和位移 1.三個(gè)概念的進(jìn)一步理解 (1)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)”，它無大小但有質(zhì)量，能否看成質(zhì)點(diǎn)是由研究問題的性質(zhì)決定，而不是依據(jù)物體自身大小和形狀來判斷. (2)參考系是為了研究物體的運(yùn)動而假定為不動的物體. (3)位移是由初位置指向末位置的有向線段，線段的長度表示位移大小. 2.三點(diǎn)注意 (1)對于質(zhì)點(diǎn)要從建立理想化模型的角度來理解. (2)在研究兩個(gè)物體間的相對運(yùn)動時(shí)，選擇其中一個(gè)物體為參考系，可以使分析和計(jì)算更簡單. (3)位移的矢量性是研究問題時(shí)應(yīng)切記的性質(zhì). 例1　在“金星凌日”的精彩天象中，觀察到太陽表面上有顆小黑點(diǎn)緩慢走過，持續(xù)時(shí)間達(dá)六個(gè)半小時(shí)，那便是金星，如圖1所示.下面說法正確的是(　　) 圖1 A.地球在金星與太陽之間 B.觀測“金星凌日”時(shí)可將太陽看成質(zhì)點(diǎn) C.以太陽為參考系，金星繞太陽一周位移不為零 D.以太陽為參考系，可以認(rèn)為金星是運(yùn)動的 答案　D 解析　金星通過太陽和地球之間時(shí)，我們才看到金星沒有被太陽照亮的一面呈黑色，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)樘柕拇笮λ芯繂栴}起著至關(guān)重要的作用，所以觀測“金星凌日”不能將太陽看成質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金星繞太陽一周，起點(diǎn)與終點(diǎn)重合，位移為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；金星相對于太陽的空間位置發(fā)生了變化，所以以太陽為參考系，金星是運(yùn)動的，選項(xiàng)D正確. 變式1　(2018陜西銅川模擬)下列關(guān)于運(yùn)動學(xué)概念的論述，正確的是(　　) A.運(yùn)動員跑完800 m比賽，指的是路程為800 m B.運(yùn)動員鉛球成績?yōu)?.50 m，指的是鉛球的位移大小為4.50 m C.足球比賽挑邊時(shí)，上拋的硬幣落回地面猜測正反面，硬幣可以看做質(zhì)點(diǎn) D.閱兵預(yù)演空中梯隊(duì)通過天安門上空時(shí)，以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，地面上的觀眾是靜止的 答案　A 命題點(diǎn)二　平均速度和瞬時(shí)速度 1.區(qū)別與聯(lián)系 (1)區(qū)別：平均速度是過程量，表示物體在某段位移或某段時(shí)間內(nèi)的平均運(yùn)動快慢程度；瞬時(shí)速度是狀態(tài)量，表示物體在某一位置或某一時(shí)刻的運(yùn)動快慢程度. (2)聯(lián)系：瞬時(shí)速度是運(yùn)動時(shí)間Δt→0時(shí)的平均速度. 2.方法和技巧 (1)判斷是否為瞬時(shí)速度，關(guān)鍵是看該速度是否對應(yīng)“位置”或“時(shí)刻”. (2)求平均速度要找準(zhǔn)“位移”和發(fā)生這段位移所需的“時(shí)間”. 例2　(多選)如圖2所示，某賽車手在一次野外訓(xùn)練中，先用地圖計(jì)算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9 km，實(shí)際從A運(yùn)動到B用時(shí)5 min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15 km.當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)C時(shí)，車內(nèi)速度計(jì)指示的示數(shù)為150 km/h，那么可以確定的是(　　) 圖2 A.整個(gè)過程中賽車的平均速度為180 km/h B.整個(gè)過程中賽車的平均速度為108 km/h C.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時(shí)的瞬時(shí)速度為150 km/h D.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時(shí)速度方向?yàn)橛葾指向B 答案　BC 解析　從A到B位移為9 km，用時(shí) h，由平均速度定義式可得整個(gè)過程的平均速度為108 km/h，故A錯(cuò)，B對；速度計(jì)顯示的是瞬時(shí)速度大小，故C對；經(jīng)過C時(shí)速度的方向沿C點(diǎn)切線指向運(yùn)動方向，故D錯(cuò). 變式2　(多選)騎自行車的人沿斜坡直線向下行駛，在第1 s、第2 s、第3 s、第4 s內(nèi)通過的位移分別是1 m、2 m、3 m、4 m，有關(guān)其運(yùn)動的描述，下列說法中正確的是(　　) A.整個(gè)過程中的平均速度是2.5 m/s B.在第3、4兩秒內(nèi)的平均速度是3.5 m/s C.第3 s末的瞬時(shí)速度為3 m/s D.該運(yùn)動一定是勻加速直線運(yùn)動 答案　AB 變式3　(2018貴州遵義模擬)一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動，它離開O點(diǎn)的距離x隨時(shí)間t變化的關(guān)系為x＝(5＋2t3) m，它的速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系為v＝6t2 (m/s)，該質(zhì)點(diǎn)在t＝2 s時(shí)的速度和t＝2 s到t＝3 s間的平均速度的大小分別為(　　) A.12 m/s　39 m/s B.24 m/s　38 m/s C.12 m/s　19.5 m/s D.24 m/s　13 m/s 答案　B 解析　由v＝6t2 (m/s)得，當(dāng)t＝2 s時(shí)，v＝24 m/s；根據(jù)質(zhì)點(diǎn)離開O點(diǎn)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系為x＝(5＋2t3) m得：當(dāng)t＝2 s時(shí)，x2＝21 m，t＝3 s時(shí)，x3＝59 m；則質(zhì)點(diǎn)在t＝2 s到t＝3 s時(shí)間內(nèi)的位移Δx＝x3－x2＝38 m，＝＝ m/s＝38 m/s，故選B. 拓展點(diǎn)　用平均速度法求解瞬時(shí)速度——極限思想的應(yīng)用 1.用極限法求瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度 (1)公式v＝中，當(dāng)Δt→0時(shí)v是瞬時(shí)速度. (2)公式a＝中，當(dāng)Δt→0時(shí)a是瞬時(shí)加速度. 2.注意 (1)用v＝求瞬時(shí)速度時(shí)，求出的是粗略值，Δt(Δx)越小，求出的結(jié)果越接近真實(shí)值. (2)對于勻變速直線運(yùn)動，一段時(shí)間內(nèi)的平均速度可以精確地表示物體在這一段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度. 例3　為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為d＝3.0 cm的遮光板，如圖3所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為Δt1＝0.30 s，通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt2＝0.10 s，遮光板從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt＝3.0 s，則滑塊的加速度約為(　　) 圖3 A.0.067 m/s2 B.0.67 m/s2 C.6.7 m/s2 D.不能計(jì)算出 答案　A 解析　遮光板通過第一個(gè)光電門時(shí)的速度v1＝＝ m/s＝0.10 m/s，遮光板通過第二個(gè)光電門時(shí)的速度v2＝＝ m/s＝0.30 m/s，故滑塊的加速度a＝≈0.067 m/s2，選項(xiàng)A正確. 變式4　(2018甘肅天水質(zhì)檢)如圖4所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí)，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可自動記錄遮光時(shí)間Δt.測得遮光條的寬度為Δx，用近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度.為使更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是(　　) 圖4 A.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(diǎn)更靠近光電門 D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角 答案　A 命題點(diǎn)三　速度、速度變化量和加速度的關(guān)系 1.三個(gè)概念的比較 比較項(xiàng)目 速度 速度變化量 加速度 物理意義 描述物體運(yùn)動快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量 描述物體速度改變的物理量，是過程量 描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量 定義式 v＝ Δv＝v－v0 a＝＝ 決定因素 v的大小由v0、a、Δt決定 Δv由v與v0進(jìn)行矢量運(yùn)算，由Δv＝aΔt知Δv由a與Δt決定 a不是由v、t、Δv來決定的，而是由來決定 方向 平均速度與位移同向 由v－v0或a的方向決定 與Δv的方向一致，由F的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān) 2.判斷直線運(yùn)動中的“加速”或“減速”方法 物體做加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動，關(guān)鍵是看物體的加速度與速度的方向關(guān)系. (1)a和v同向(加速直線運(yùn)動)―→ (2)a和v反向(減速直線運(yùn)動)―→ 例4　(多選)一物體做勻變速直線運(yùn)動，某時(shí)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(nèi)該物體的可能運(yùn)動情況為(　　) 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 答案　AD 解析　若初、末速度方向相同時(shí)，a＝＝ m/s2＝6 m/s2，方向與初速度的方向相同，A正確，B錯(cuò)誤；若初、末速度方向相反時(shí)，a＝＝ m/s2＝－14 m/s2，方向與初速度的方向相反，C錯(cuò)誤，D正確. 變式5　近幾年，國內(nèi)房價(jià)飆升，在國家宏觀政策調(diào)控下，房價(jià)上漲出現(xiàn)減緩趨勢.王強(qiáng)同學(xué)將房價(jià)的“上漲”類比成運(yùn)動學(xué)中的“加速”，將房價(jià)的“下跌”類比成運(yùn)動學(xué)中的“減速”，據(jù)此，你認(rèn)為“房價(jià)上漲出現(xiàn)減緩趨勢”可以類比成運(yùn)動學(xué)中的(　　) A.速度增加，加速度減小 B.速度增加，加速度增大 C.速度減小，加速度增大 D.速度減小，加速度減小 答案　A 解析　“房價(jià)上漲”可以類比成運(yùn)動學(xué)中的“速度增加”，“減緩趨勢”則可以類比成運(yùn)動學(xué)中的“加速度減小”. 變式6　(多選)(2018湖北荊州調(diào)研)沿直線做勻變速運(yùn)動的一列火車和一輛汽車的速度分別為v1和v2，v1、v2在各個(gè)時(shí)刻的大小如表所示，從表中數(shù)據(jù)可以看出(　　) t/s 0 1 2 3 4 v1/(ms－1) 18.0 17.5 17.0 16.5 16.0 v2/(ms－1) 9.8 11.0 12.2 13.4 14.6 A.火車的速度變化較慢 B.汽車的加速度較小 C.火車的位移在減小 D.汽車的位移在增加 答案　AD 解析　從表格中可得火車的加速度a火＝＝ m/s2＝－0.5 m/s2，汽車的加速度a汽＝＝ m/s2＝1.2 m/s2，故火車的加速度較小，火車的速度變化較慢，A正確，B錯(cuò)誤；由于汽車和火車的速度一直為正值，速度方向不變，則位移都增加，C錯(cuò)誤，D正確.