2020高考物理大一轮复习 第1讲 描述直线运动的基本概念学案（无答案）新人教版（通用）

2020高考物理大一轮复习 第1讲 描述直线运动的基本概念学案（无答案）新人教版（通用）

第1讲　描述直线运动的基本概念 ‎ 一、质点 质点是用来代替物体的　　　　的点.质点是理想模型.‎ 二、参考系 参考系是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,对应的是位置、瞬时速度、动能和动量等状态量.‎ ‎2.时间是两时刻的间隔,对应的是位移、路程、功和冲量等过程量.‎ 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、平均速度与瞬时速度 ‎1.平均速度:物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v=　　　　　,是矢量,其方向就是　　　　的方向.‎ ‎2.瞬时速度: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　　　　方向.‎ 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Δv的方向一致,由F合的方向决定,而与v0、v的方向无关,是矢量.‎ ‎【辨别明理】‎ ‎(1)研究花样游泳运动员的动作时,不能把运动员看成质点. (　　)‎ ‎(2)参考系必须是静止的物体. (　　)‎ ‎(3)做直线运动的物体的位移大小一定等于路程. (　　)‎ ‎(4)平均速度的方向与位移的方向相同. (　　)‎ ‎(5)子弹击中目标时的速度属于瞬时速度. (　　)‎ ‎(6)速度变化率越大,加速度越大. (　　)‎ ‎(7)太阳从东边升起,向西边落下,是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬度较高地区上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象,需要什么条件?‎ 考点一　质点、参考系、位移、时间与时刻 ‎1.(质点、参考系、时间与时刻)[人教版必修1改编]下列说法错误的是 (　　)‎ A.“一江春水向东流”是以河岸为参考系 B.“研究地球绕太阳公转”可以把地球看作质点 C.“火车8点42分到站”,“8点42分”指的是时刻 D.“第3s末”和“第3s内”都是指时间间隔1s ‎2.(位移与路程)(多选)[人教版必修1改编]一位同学从操场中心A点出发,向北走了40m,到达C点,然后又向东走了30m,到达B点.下列说法正确的是 (　　)‎ A.相对于操场中心A点,该同学运动的路程大小为70m B.相对于操场中心A点,该同学运动的位移大小为70m C.相对于操场中心A点,该同学运动的位移方向为东偏北37°‎ D.相对于操场中心A点,该同学运动的位移方向为北偏东37°‎ ‎3.(矢量与标量)关于矢量和标量,下列说法中正确的是 (　　)‎ A.标量只有正值,矢量可以取负值 B.标量的正负表示大小,矢量的正负表示方向 C.矢量既有大小也有方向 D.当物体做单向直线运动时,路程(标量)和位移(矢量)没有区别 ‎■要点总结 ‎(1)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.‎ ‎(2)区别标量和矢量不只看是否有方向或正、负号,关键看运算是否遵循平行四边形定则.‎ ‎(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 运算规则 ‎　矢量的三角形定则或平行四边形定则 ‎　代数运算 大小关系 x≤l 考点二　平均速度、瞬时速度 对比项 平均速度 瞬时速度 实际应用 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 ‎　物理实验中通过光电门测速 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 ‎　把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度 图1-1‎ 例1(多选)如图1-1所示,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9km,实际从A运动到B用时5min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15km.当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150km/h,那么可以确定的是 (　　)‎ A.整个过程中赛车的平均速度为180km/h B.整个过程中赛车的平均速度为108km/h C.赛车经过路标C时的瞬时速度为150km/h D.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B 变式题小明骑自行车由静止沿直线运动,他在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内通过的位移分别为1m、2m、3m、4m,则 (　　)‎ A.他在4s末的瞬时速度为4m/s B.他在第2s内的平均速度为1.5m/s C.他在4s内的平均速度为2.5m/s D.他在1s末的瞬时速度为1m/s 例2[人教版必修1改编]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1-2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从木板上某处滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5×10-2s和1.0×10-2s,小滑块d的宽度为0.25cm,可测出滑块通过光电门1的速度v1=　　　　m/s,滑块通过光电门2的速度v2=　　　　m/s.‎ 图1-2‎ ‎■要点总结 ‎“极限法”求瞬时速度 ‎(1)由平均速度公式v=ΔxΔt可知,当Δx、Δt都非常小,趋于极限时,平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.‎ ‎(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 定义式 ‎　v=‎ΔxΔt ‎　Δv=v-v0‎ a=ΔvΔt=‎v-‎v‎0‎t 决定因素 ‎　v的大小由v0、a、Δt决定 ‎　由a与Δt决定(Δv=aΔt)‎ ‎　由F、m决定(a不是由v、t、v0决定的)‎ 方向 ‎　与位移同向,即物体运动的方向 ‎　由a的方向决定 ‎　与Δv的方向一致,由F的方向决定,与v0、v的方向无关 ‎2.两个公式的说明 a=ΔvΔt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 例3[人教版必修1改编]如图1-3所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量.由图中所示信息可知 (　　)‎ 图1-3‎ A.汽车在做加速直线运动B.汽车的加速度方向与v1的方向相同 C.汽车的加速度方向与v1的方向相反D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反 考向二　加速度与速度的关系 例4一个质点做速度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,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 考向三　加速度的计算 例5(多选)一物体做加速度不变的直线运动,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 (　　)‎ A.加速度可能为6m/s2,方向与初速度的方向相同 B.加速度可能为6m/s2,方向与初速度的方向相反 C.加速度可能为14m/s2,方向与初速度的方向相同 D.加速度可能为14m/s2,方向与初速度的方向相反 ‎■要点总结 考点四　匀速直线运动规律的应用 ‎　　匀速直线运动是最基本、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.下面是几个应用实例.‎ 实例 图示 说明 计算声音 传播时间 ‎　声波通过云层反射,视为匀速直线运动 计算子弹 速度或曝 光时间 ‎　子弹穿过苹果照片中,子弹模糊部分的长度即为曝光时间内子弹的位移 雷达测速 ‎　通过发射两次(并接收两次)超声波脉冲测定汽车的速度 由曝光位 移求高度 ‎　曝光时间内下落石子的运动视为匀速运动 图1-4‎ 例6[鲁科版必修1改编]如图1-4所示是高速摄影机拍摄的子弹头射过一张普通的扑克牌的照片.已知子弹头的平均速度是900m/s,则子弹头穿过扑克牌的时间约为(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.8.4×10-3s B.8.4×10-4s C.8.4×10-5s D.8.4×10-6s 变式题如图1-5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M0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t0,输出电压为U0,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,则该同学的身高和质量分别为 (　　)‎ 图1-5‎ A.v(t0-t)和M‎0‎U‎0‎U B.v(t‎0‎-t)‎‎2‎和M‎0‎U‎0‎U C.v(t0-t)和M‎0‎U‎0‎(U-U0)‎ D.v(t‎0‎-t)‎‎2‎和M‎0‎U‎0‎(U-U0)‎ ‎■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、速度中的哪个,其核心方程都只有一个: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是在以下两个方面:其一,空间物理图景的建立;其二,匀速直线运动模型的建立. ‎