高考物理专题复习描述运动的基本概念

高考物理专题复习描述运动的基本概念

专题1.1 描述运动的基本概念 ‎【高频考点解读】‎ ‎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、速度和加速度则作Ⅱ级要求 ‎【热点题型】‎ 题型一 参考系 例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：选C　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，他选的参考系显然是他(她)乘坐的飞机，其余选项中的参照物均与树木相对静止。‎ ‎【提分秘籍】‎ ‎1．在没有特别说明的情况下，一般选大地为参考系。‎ ‎2．对于复杂运动的物体，应选取能最简单描述物体运动情况的物体为参考系。‎ 题型二 位移和路程 例2．关于位移和路程，下列说法正确的是(　　)‎ A．在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的 B．在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的 C．在直线运动中，物体的位移大小一定等于其路程 D．在曲线运动中，物体的位移大小可能等于路程 解析：选B　物体运动了一段时间后又回到出发点，位移为零，选项A错误；物体不运动，则它的路程一定为零，反之物体在某一段时间内运动的路程为零，则它一定静止，选项B正确；物体只有做单向直线运动时，其位移大小才等于路程，选项C、D错误。‎ ‎【提分秘籍】 ‎ 位移x 路程s 物理意义 描述物体位置的变化 表示物体运动轨迹的长度 决定因素 由始、末位置决定 由实际的运动路径决定 运算规则 矢量的平行四边形定则 标量的代数运算 大小关系 x≤s ‎【举一反三】 ‎ ‎(多选)在机器人大赛中，某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)，最后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2)，平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为‎1 m。整个过程中机器人所用时间是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 m D．整个过程中机器人的位移与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反 题型三 平均速度和瞬时速度 ‎ 例3、如图112所示，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。下列说法不正确的是(　　)‎ 图112‎ A．物体在AB段的平均速度为‎1 m/s B．物体在ABC段的平均速度为 m/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AC段的平均速度 答案：D ‎【方法技巧】——极限法 ‎1．方法概述：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．方法应用：用极限法求瞬时速度和瞬时加速度 ‎(1)公式v＝中当Δt→0时v是瞬时速度。‎ ‎(2)公式a＝中当Δt→0时a是瞬时加速度。‎ ‎【提分秘籍】‎ ‎1．平均速度与瞬时速度的区别与联系 ‎(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．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)＝是平均速度的定义式，适用于所有的运动。‎ ‎【举一反三】 ‎ 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，如图113所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10 s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝3.0 s。试估算：‎ 图113‎ ‎(1)滑块的加速度多大(保留两位有效数字)?‎ ‎(2)两个光电门之间的距离是多少？‎ 解析：(1)遮光板通过第一个光电门的速度 v1＝＝ m/s＝‎0.10 m/s 遮光板通过第二个光电门的速度 v2＝＝ m/s＝‎0.30 m/s 故滑块的加速度a＝≈‎0.067 m/s2‎ ‎(2)两个光电门之间的距离 x＝Δt＝‎‎0.6 m 答案：(1)‎0.067 m/s2　(2)‎‎0.6 m 题型四 速度和加速度 例4、下面关于加速度的描述中正确的有(　　)‎ A．加速度描述了物体速度变化的多少 B．加速度在数值上等于单位时间里速度的变化量 C．当加速度与位移方向相反时，物体做减速运动 D．当加速度与速度方向相同且又减小时，物体做减速运动 答案：B ‎【易错提醒】‎ ‎(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系。‎ ‎(2)速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间共同决定。‎ ‎(3)速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的。‎ ‎【提分秘籍】‎ ‎1．速度、速度变化量和加速度的对比 速度 速度变化量 加速度 物理 意义 描述物体运动的快慢 描述物体速度的变化 描述物体速度变化的快慢 定义式 v＝ Δv＝v－v0‎ a＝＝ 方向 与位移Δx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．a＝是加速度的定义式，a＝是加速度的决定式，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。‎ ‎3．根据a与v方向间的关系判断物体是在加速还是在减速：‎ ‎(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体速度变大。‎ ‎(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，物体速度变小。‎ ‎【举一反三】 ‎ 关于速度、速度的变化和加速度的关系，下列说法中正确的是(　　)‎ A．速度变化的方向为正，加速度的方向为负 B．物体加速度增大，速度一定越来越大 C．速度越来越大，加速度一定越来越大 D．加速度可能既不与速度同向，也不与速度反向 ‎【高考风向标】‎ ‎【2015·广东·13】1．甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1小时内的位移-时间图像如图3所示，下列表述正确的是 A．0.2～0.5小时内，甲的加速度比乙的大 B．0.2～0.5小时内，甲的速度比乙的大 C．0.6～0.8小时内，甲的位移比乙的小 D．0.8小时内，甲、乙骑车的路程相等 ‎【答案】B ‎【解析】在s-t图象中，图线的斜率表示了物体运动的速度，由图3可知，在0.2～0.5小时内，甲、乙均做匀速直线运动，且甲的图线斜率较大，即甲的速度比乙的大，故选项A错误；选项B正确；在0.6时时刻，甲的位置坐标为‎10km，乙的位置坐标为‎8km，在0.8时时刻，两者到达同一坐标位置，因此根据位移的定义可知，在0.6～0.8小时内，甲的位移比乙的大，故选项C错误；路程是指物体运动轨迹线的长度，在0～0.8小时内，甲先从0坐标位置运动至‎10km坐标位置，乙先从0坐标位置运动至‎8km坐标位置，两者再返回至同一位置，显然两者运动的路程不等，甲运动的路程比乙的大‎4km，故选项D错误。‎ ‎【2015·浙江·15】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，测得遮光条的宽度为，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使更接近瞬时速度，正确的措施是 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 ‎【答案】A ‎【2014·天津卷】质点做直线运动的速度—时间图象如图所示，该质点 A．在第1秒末速度方向发生了改变 B．在第2秒末加速度方向发生了改变 C．在前2秒内发生的位移为零 D．第3秒和第5秒末的位置相同 ‎【答案】D ‎【解析】前2秒速度方向没有用发生改变，A错误；斜率没有发生变化，第2秒末加速度方向没有发生改变，B错误；在前2秒内发生的位移为三角形面积，C错误；由图像可知，第4秒内核第5秒内位移大小相同、方向相反，D正确。‎ ‎【2014·广东卷】如图所示是物体做直线运动的v-t图象，由图可知，该物体 A.第1s内和第3s内的运动方向相反 ‎ B.第3s内和第4s内的加速度相同 C.第1s内和第4s内的位移大小不相等 D.0-2s和0-4s内的平均速度大小相等 ‎【答案】B ‎【2014·新课标全国卷Ⅱ】甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内，它们的v-t图象如图所示。在这段时间内 A.汽车甲的平均速度比乙大 B.汽车乙的平均速度等于 C.甲乙两汽车的位移相同 D.汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大 ‎【答案】A ‎【2013·新课标Ⅰ卷】2012年11曰，“歼‎15”‎舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加—作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为‎1000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则 A. 从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10‎ B. 在0.4s-2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化 C. 在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过‎2.5 g D. 在0.4s-2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变 ‎【答案】AC ‎【2013·新课标Ⅰ卷】右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据.伽利略可以得出的结论是 A.物体具有惯性 B.斜面倾角一定时，加速度与质量无关 C.物体运动的距离与时间的平方成正比 D.物体运动的加速度与重力加速度成正比 ‎【答案】 C ‎【解析】 伽利略通过斜面实验得出:如果物体的初速度为0，而且速度的变化是均匀的,即则它通过的位移就与所用时间的二次方成正比,即.由题中所给的数据可以分析出物体运动的距离与时间的平方成正比,所以C选项正确。此题难度为：易,考查学生对实验数据的分析能力.‎ ‎【2013·四川卷】甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动，其v-t图像如图所示，则 A．甲、乙在t=0到t=ls之间沿同一方向运动 B．乙在t=0到t=7s之间的位移为零 C．甲在t=0到t=4s之间做往复运动 D．甲、乙在t =6s时的加速度方向相同 ‎【答案】BD ‎【高考押题】‎ ‎ 1．下列关于质点的说法正确的是(　　)‎ A．质点是客观存在的一种物体，其体积比分子还小 B．很长的火车一定不可以看做质点 C．为正在参加吊环比赛的陈一冰打分时，裁判们可以把陈一冰看做质点 D．如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响，即可把物体看做质点 解析：选D　质点是一种理想化的物理模型，故A错误；一个物体能不能看做质点关键是看物体的形状或大小在所研究的问题中是否可以忽略，故B错误，D正确；吊环比赛要考虑运动员的动作，故此时不能将运动员看做质点，C错误。‎ ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．参考系必须是固定不动的物体 B．参考系可以是变速运动的物体 C．地球很大，又因有自转，研究地球公转时，地球不可视为质点 D．研究跳水运动员转体动作时，运动员可视为质点 解析：选B　没有绝对静止的物体，根据研究问题的需要，可以将处于任何运动状态的物体视为参考系，选项A错误，选项B正确；研究地球公转时，地球大小和形状可以忽略，此时地球可视为质点，选项C错误；研究跳水运动员转体动作时，运动员不可视为质点，选项D错误。‎ ‎3．如图1所示，一物体沿三条不同的路径由A运动到B，下列关于它的位移说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．Ⅰ较大　　　　　　 B．Ⅱ较大 C．Ⅲ较大 D．一样大 解析：选D　位移只与物体的初末位置有关，与运动路径无关。‎ ‎4．如图2所示，某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点，则它通过的位移和路程分别是(　　)‎ 图2‎ A．2r，方向向东　πr　　　 B．r，方向向东　πr C．2r，方向向东　2r D．0　0‎ 解析：选A　该质点通过的位移是a点指向b点的有向线段，大小为2r，方向向东；它运动的路程是半圆弧的长度，即πr。‎ ‎5．如图3所示，一小球在光滑的V形槽中由A点释放，经B点(与B点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点，设A点的高度为‎1‎m，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为(　　) ‎ 图3‎ A． m， m B． m， m C． m， m D． m,‎‎1 m ‎6．同一张底片对着小球运动的路径每隔 s拍一次照，得到的照片如图4所示，则小球在图示过程中的平均速度的大小是(　　) ‎ 图4‎ A．‎0.25 m/s B．‎0.2 m/s C．‎0.17 m/s D．无法确定 解析：选C　图示过程中x＝‎6 cm－‎1 cm＝‎5 cm＝‎0.05 m，t＝3× s。故＝＝‎0.17 m/s，C对。‎ ‎7．如图5所示，小明骑自行车由静止沿直线运动，他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为‎1 m、‎2 m、‎3 m、‎4 m，则(　　) ‎ 图5‎ A．他4 s末的瞬时速度为‎4 m/s B．他第2 s内的平均速度为‎1.5 m/s C．他4 s内的平均速度为‎2.5 m/s D．他1 s末的速度为‎1 m/s ‎8．(多选)一质点沿一边长为‎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6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(　　) ‎ 图6‎ A．第2 s末的瞬时速度是‎1 m/s B．前2 s内的平均速度为 m/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：选AB　由题意可知，质点做匀速运动的速度大小为‎1 m/s，A正确；质点第2 s末到达B点，前2 s内的位移大小为xAB＝ m，故前2 s内的平均速度AB＝ m/s，B正确，D错误；因质点运动速度大小不变，故前4 s内的平均速率为‎1 m/s，C错误。‎ ‎9．(多选)有关加速度方向的理解，下列说法中正确的是(　　)‎ A．由a＝知，a的方向与Δv的方向相同 B．a的方向与初速度v0的方向相同 C．只要a＞0，物体就做加速运动 D．a的方向与初速度的方向相同，则物体做加速运动 解析：选AD　由于正方向是人为规定的，可以规定初速度方向为正方向，也可以规定与初速度方向相反的方向为正方向，这样，当a＞0时，物体不一定做加速运动；要分析是加速运动还是减速运动，应分析加速度方向与速度方向的关系，故正确答案为A、D。‎ ‎10．在变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法，正确的是(　　)‎ A．加速度与速度无必然联系 B．速度减小时，加速度也一定减小 C．速度为零时，加速度也一定为零 D．速度增大时，加速度也一定增大 解析：选A　速度和加速度无必然联系，A对；速度减小时，加速度也可以增大或不变，B错；速度为零时，加速度不一定为零，C错；速度增大时，加速度也可以不变或减小，D错。‎ ‎11．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等 ‎ ‎12．(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 s，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ΔL。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 s内的位移 ‎ 解析：选BD　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 s内运动员跑过的距离Δx＝ΔL，进一步求得 s内的平均速度＝，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。‎ ‎13．(多选)北京时间‎2012年10月25日23时33分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第十二颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道。这标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实的一步，北斗卫星导航系统可以免费提供定位、测速和授时服务，定位精度‎10 m，测速精度‎0.2 m/s，以下说法正确的是(　　)‎ A．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移 B．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置 C．北斗导航卫星授时服务提供的是时刻 D．北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体的速率 解析：选BCD　由位置、位移、时间、时刻和速度的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，而不是位置的变化，故选项A错误，B正确；北斗导航卫星授时服务提供的是时刻，故选项C正确；北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体某时刻的速度大小，即速率，故选项D正确。‎ ‎14．(多选)两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE方向行走，经过一段时间后在F点相遇(图7中未画出)。从出发到相遇的过程中，描述两人运动情况的物理量相同的是(　　)‎ 图7‎ A．瞬时速度 B．位移 C．路程 D．平均速度 ‎15．(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v1和v2，v1、v2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 v1/m·s－1‎ ‎18.0‎ ‎17.5‎ ‎17.0‎ ‎16.5‎ ‎16.0‎ v2/m·s－1‎ ‎9.8‎ ‎11.0‎ ‎12.2‎ ‎13.4‎ ‎14.6‎ 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 解析：选AD　由表中数据可得，火车的加速度大小a1＝‎0.5 m/s2，汽车的加速度大小为a2＝‎1.2 m/s2，故A正确，B错误；因火车和汽车的速度方向均不变，它们的位移均随时间增加，D正确，C错误。‎ ‎16．某电视剧制作中心要拍摄一特技动作，要求特技演员从某大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上，下落h时经过P点，此时从距地面高为H的Q点无初速度释放小物体，结果小物体和演员同时落在汽车上，不计空气阻力，重力加速度为g。求：‎ ‎(1)P和Q中，哪一点位置高；‎ ‎(2)PQ间的高度差。‎