【物理】2019届一轮复习人教版运动学基本概念学案

【物理】2019届一轮复习人教版运动学基本概念学案

考点内容 要求 说明 参考系、质点 Ⅰ 匀变速直线运动图象只限于v－t图象 位移、速度和加速度 Ⅱ 匀变速直线运动及其公式、图象 Ⅱ 实验一：研究匀变速直线运动 ‎【题型归纳与分析】‎ 考试的题型：选择题、实验题与解答题 考试核心考点与题型：‎ ‎（1）选择题：运动图像的分析与应用 ‎（2）解答题：单独考察“匀变速直线运动的相关规律”或者“与牛顿定律的综合”‎ ‎（3）实验题：单独考察或者与牛顿定律的综合 直线运动是高中物理的基础，在高中物理教材中占有很重要的地位，也是高考重点考查的内容之一。近几年对直线运动单独命题较多，直线运动毕竟是基础运动形式，所以一直是高考热点，但不是难点，对本章内容的考查则以图像问题和运动学规律的应用为主，题型通常为选择题，分值一般为6分。本章规律较多，同一试题往往可以从不同角度分析，得到正确答案，多练习一题多解，对熟练运用公式有很大帮助。注意本章内容与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题。近年高考图像问题频频出现，且要求较高，考查的重点是v-t图像和匀变速运动的规律。本章知识还较多地与牛顿运动定律、电场中带电粒子运动的等知识结合起来进行考查，并多与实际生活和现实生产实际密切地结合起来，考查学生综合运用知识解决实际问题的能力。今后将会越来越突出地考查运动规律、运动图像与实际生活相结合的应用，在2018高考复习中应多加关注。‎ 第01讲 运动学基本概念 课前预习 ● 自我检测 ‎1、判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”‎ ‎(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在。(√)‎ ‎(2)体积很大的物体，不能视为质点。(×)‎ ‎(3)参考系必须是静止不动的物体。(×)‎ ‎(4)做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程。(×)‎ ‎(5)平均速度的方向与位移方向相同。 (√)‎ ‎(6)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。(√)‎ ‎(7)物体的速度很大，加速度不可能为零。(×)‎ ‎(8)甲的加速度a甲＝‎2 m/s2，乙的加速度a乙＝－‎3 m/s2，a甲＞a乙。(×)‎ ‎(9)物体的加速度增大，速度就增大。(×)‎ ‎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 ‎【答案】B ‎3、（多选）如图所示，一个人沿着一个圆形轨道运动，由A点开始运动，经过半个圆周到达B点．下列说法正确的是( )‎ A．人从A到B的平均速度方向由A指向B ‎ B．人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向 C．人在B点瞬时速度方向由A指向B ‎ D．人在B点瞬时速度方向沿B点的切线方向 ‎【答案】AD ‎【解析】物体在某段时间内平均速度的方向与位移的方向相同，所以人从A到B的平均速度方向由A指向B，A正确、B错误．物体在某一点的瞬时速度的方向就是物体在该点的运动方向，人在B点时的运动方向为沿B点的切线方向，所以人在B点瞬时速度方向沿B点的切线方向，C错误、D正确．.‎ ‎4、如图所示，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(　　)‎ 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 ‎ ‎5、如图是火箭点火升空瞬间的照片,关于这一瞬间火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是(　　)‎ A.火箭的速度很小,但加速度可能较大 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】火箭点火升空瞬间速度很小,但火箭得到的反冲力很大,加速度可能较大,A正确,B、D错误;速度的大小与加速度的大小无必然联系,故C错误。‎ 课堂讲练 ● 典例分析 考点一　对质点和参考系的理解 ‎【典例1】2012年6月6日，天空上演“金星凌日”的精彩天象。观察到日面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，这种天文现象称为“金星凌日”，如图所示。下面说法正确的是(　　)‎ A．地球在金星与太阳之间 B．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点 C．以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零 D．以太阳为参考系，可以认为金星是运动的 ‎【答案】D ‎【反思总结】‎ ‎1．对质点的三点说明 ‎(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在。‎ ‎(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小和形状来判断。‎ ‎(3)质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。‎ ‎2．建立质点模型的两个关键点 ‎(1)明确要研究的问题是什么。‎ ‎(2)判断物体的大小和形状对所研究问题的影响能否忽略。‎ ‎3.参考系选取的原则 ‎（1）由于运动描述的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对哪个参考系而言的，在没有特殊说明的情况下，一般选大地作为参考系。‎ ‎（2）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。‎ ‎（3）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。‎ ‎（4）参考系的选择不同对物体的运动的描述可能不同 ‎【跟踪短训】‎ ‎1. 如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是(　　)‎ A．大地　　　　　　　　　 B．太阳 C．滑板运动员 D．步行的人 ‎【答案】C　‎ ‎2. (多选)2016年夏季奥运会将在巴西的里约热内卢举行，我国的跳水体育健儿正在进行刻苦的训练，为了提高训练成绩，教练员和运动员认真分析训练视频，对于下面的叙述，正确的是(　　)‎ A．研究运动员的跳水动作时，可以将运动员看成质点 B．研究运动员与跳板接触过程中跳板的弯曲情况时，可将运动员看成质点 C．为了提高训练成绩，不管分析什么问题，都不能把运动员看成质点 D．能否把运动员看成质点，应根据研究问题而定 ‎【答案】BD　‎ ‎【解析】物体能否看成质点，关键是看物体的形状和大小对研究问题的结果的影响是否可以忽略，当研究运动员的跳水动作时，不能将运动员看成质点，研究运动员接触跳板时跳板的弯曲情况，可以将运动员看作质点，故A、C错误，B、D正确。 ‎ 考点二　对位移和路程的理解 ‎【典例2】(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 ‎【答案】CD　‎ ‎【反思总结】‎ 位移 ‎ 路程 ‎ 定义 ‎ 位移表示质点的位置变动，它是质点由初位置指向末位置的有向线段 ‎ 路程是质点运动轨迹的长度 ‎ 区别 ‎ ‎(1)位移是矢量，方向由初位置指向末位置 ‎(2)路程是标量，没有方向 ‎ 联系 ‎ ‎(1)在单向直线运动中，位移的大小等于路程(2)其他情况下，位移的大小小于路程 ‎ ‎【跟踪短训】‎ ‎3.如图所示，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‎1 m，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为(　　)‎ A. m， m B. m， m C. m， m D. m,‎‎1 m ‎【答案】C　‎ ‎【解析】小球通过的路程为小球实际运动轨迹的长度，则小球的路程为s＝2lAB＝2× m＝ m；位移是由初位置指向末位置的有向线段，则小球的位移大小为x＝lAC＝ m＝ m。选项C正确。‎ 考点三　对平均速度和瞬时速度的理解 ‎【典例3】某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速度为v1，下山的平均速度为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率是(　　)‎ A.， B.， C．0， D．0， ‎【答案】D　‎ ‎【反思总结】‎ ‎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，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。‎ 易错提醒：1、有些同学不假思索直接利用求平均速度，注意此公式只适用于匀变速直线运动平均速度的求解；2、关于用平均速度法求瞬时速度(1)方法概述：由平均速度公式v＝可知，当Δx、Δt都非常小，趋向于极限时，这时的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度．(2)选用思路：当已知物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx时，可由v＝粗略地求出物体在该位置的瞬时速度． ‎ ‎【跟踪短训】‎ ‎4. (2015·浙江高考)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Δt。测得遮光条的宽度为Δx，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　‎ ‎5.一质点沿直线Ox方向做减速直线运动，它离开O点的距离x随时间变化的关系为x＝6t－2t3(m)，它的速度v随时间t变化的关系为v＝6－6t2(m/s)，则该质点在t＝2 s时的瞬时速度和t＝0到t＝2 s间的平均速度、平均速率分别为(　　)‎ A．－‎18 m/s、－‎2 m/s、‎6 m/s B．－‎18 m/s、－‎2 m/s、‎2 m/s C．－‎2 m/s、－‎2 m/s、－‎18 m/s D．－‎18 m/s、‎6 m/s、‎6 m/s ‎【答案】A　‎ 考点四 对速度、速度变化量、加速度理解 ‎【典例4】如图所示，小球以v1＝‎3 m/s的速度水平向右运动，碰一墙壁经Δt＝0.01 s后以v2＝‎2 m/s的速度沿同一直线反向弹回，小球在这0.01 s内的平均加速度是(　　)‎ A．‎100 m/s2，方向向右　　　 B．‎100 m/s2，方向向左 C．‎500 m/s2，方向向左 D．‎500 m/s2，方向向右 ‎【答案】C ‎【解析】　取水平向左为正方向，则v1＝－‎3 m/s，v2＝‎2 m/s，由加速度的定义式可得：a＝＝ m/s2＝‎500 m/s2，方向水平向左，故只有C项正确。‎ ‎【反思总结】‎ ‎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 由v－v0或a的方向决定 与位移Δx同向，即物体运动的方向 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：（口诀：1、速度、速度变化量、加速度没有必然的大小联系；2、物体加速还是减速，不是取决于加速度如何，而是取决加速度方向与速度方向之间的关系，同向加速反向减速）‎ ⇒ ⇒ ‎【跟踪短训】‎ ‎6.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 ‎【答案】D　‎ ‎7.一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度的方向相同，但加速度大小先保持不变，再逐渐减小直至为零，则在此过程中(　　)‎ A．速度先逐渐变大，然后再逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B．速度先均匀增加，然后增加的越来越慢，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．位移先逐渐增大，后逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值 ‎【答案】B ‎ ‎ ‎ ‎ 课后巩固 ● 课时作业 基础巩固 ‎1．物理学中引入了“质点”、“点电荷”的概念，从 学方法上来说属于(　　)‎ A．控制变量法 B．类比法 C．理想模型法 D．等效替代法 ‎【答案】C ‎【解析】“质点”、“点电荷”等都是为了使研究问题变得简单而引入的理想化的模型，在现实中是不存在的，所以它们从 学方法上来说属于理想模型法，所以C正确．‎ ‎2．关于速度、速度改变量、加速度，下列说法正确的是(　　)‎ A．物体运动的速度改变量很大，它的加速度一定很大 B．速度很大的物体，其加速度可以很小，可以为零 C．某时刻物体的速度为零，其加速度一定为零 D．加速度很大时，运动物体的速度一定很大 ‎【答案】B ‎【解析】速度反映的是物体运动的快慢，速度的变化量指的是速度变化的多少，即Δv＝v2－v1，而加速度指的是速度变化的快慢，即速度的变化率a＝，由此可知，只有B正确．‎ ‎3．一物体做匀加速直线运动，通过一段位移Δx所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移Δx所用的时间为t2，则物体运动的加速度为(　　)‎ A. B. C. D. ‎【答案】A ‎4. 第五颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道标志着卫星导航市场的垄断局面被打破，北斗卫星导航系统将免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10 m，测速精度0.2 m/s，以下说法不正确的是(　　)‎ 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 ‎【答案】A ‎【解析】由位置、位移、时间、时刻、速度、速率的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化，A错，B对；北斗导航卫星授时服务提供的是时刻，C对；‎ ‎5.(多选)下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是(　　)‎ A．若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零 B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定都等于零 C．匀速直线运动中，物体在任意一段时间内的平均速度等于它任一时刻的瞬时速度 D．变速直线运动中，物体在任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度 ‎【答案】AC ‎【解析】若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零，则物体静止，平均速度等于零，A选项对；若物体在某段时间内的平均速度等于零，任一时刻的瞬时速度不一定都为零，例如物体做圆周运动运动一周时，平均速度为零，任一时刻的瞬时速度都不为零，B选项错；在匀速直线运动中，物体的速度恒定不变，任一时刻的瞬时速度都相等，都等于任意一段时间内的平均速度，C选项对；在变速直线运动中，物体的速度在不断变化，某一时刻的瞬时速度可能等于某段时间内的平均速度，D选项错．‎ 综合应用 ‎6.(2016·成都模拟)如图所示为成都到重庆的和谐号动车车厢内可实时显示相关信息的显示屏示意图，图中甲、乙两处的数据分别表示了两个物理量。下列说法中正确的是(　　)‎ A．甲处表示时间，乙处表示平均速度 B．甲处表示时间，乙处表示瞬时速度 C．甲处表示时刻，乙处表示平均速度 D．甲处表示时刻，乙处表示瞬时速度 ‎【答案】D　‎ ‎【解析】甲处表盘显示时刻，乙处表盘显示动车行进过程中的瞬时速度，答案为D。‎ ‎7. 钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场.9月16日12时休渔结束，我国派出海监编队到钓鱼岛海域护渔．如图2，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航．甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，乙船内的船员发现甲船没有动．如果以钓鱼岛为参照物，上述事实说明(　　)‎ A．甲船向西运动，乙船不动 B．乙船向西运动，甲船不动 C．甲船向西运动，乙船向东运动 D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动 ‎【答案】D ‎8.(多选)根据给出的速度与加速度的正负，对下列运动性质的判断正确的是(　　)‎ A．v0>0，a<0，物体做加速运动 B．v0<0，a<0，物体做减速运动 C．v0<0，a>0，物体做减速运动 D．v0>0，a>0，物体做加速运动 ‎【答案】　CD ‎9.如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为(　　)‎ A．πR　　　　　　　　　　　 B．2R C．2πR D．R ‎【答案】D　‎ ‎【解析】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯的初位置与末位置如图，‎ 由几何知识得，气门芯的位移大小 故选D。‎ ‎10. 为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为L＝3.0 cm的遮光板，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间隔为Δt＝3.0 s．试估算：‎ ‎(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？‎ ‎【答案】　(1)0.067 m/s2　(2)0.6 m ‎ ‎