【物理】2019届一轮复习人教版 描述运动的基本概念 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 描述运动的基本概念 学案

第1讲　描述运动的基本概念 必修1‎ 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 第1讲　描述运动的基本概念 考情剖析 考查内容 考纲要求 考查年份 考查详情 能力要求 质点　参考系和坐标系、路程和位移　速度和速率　加速度 Ⅰ、Ⅱ ‎14年 ‎15年 ‎16年 ‎17年 ‎,‎ T5—选择，速度－位移关系图象 T15—计算，运动的合成和分解、力的合成和分解、力和运动的关系、功能关系、速度位移公式 T6—选择，加速度－时间关系图象的应用 T5—选择，速度－位移关系图象 T14—计算，力和运动的关系、速度位移公式 T10—实验，根据纸带求瞬时速度,‎ 分析综合、应用数学处理物理问题 分析综合、应用数学处理物理问题 分析综合、应用数学处理物理问题 分析综合 弱项清单,1.速度与加速度概念的建立 ‎2．处理问题时需画一个运动草图，选取正方向 知识整合 一、机械运动 机械运动指一个物体相对另一个物体的____________，简称“运动”．运动既是绝对的也是相对的，而静止则是相对的．‎ 二、质点 定义：是指用来代替物体的有质量的而不考虑____________的点．(具有物理意义和质量)‎ 三、参考系 定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的假定________的物体，叫做参考系．(标准性)‎ 四、位移和路程 ‎1．位置：可以用________表示位置，它与时刻对应．(一维、二维、三维坐标系，我们生活的空间为四维空间，第四维为时间．)‎ ‎2．位移：表示物体位置的变化，是一个矢量，物体的位移是指从__________________，其大小就是____________，方向从初位置指向末位置．‎ ‎3．路程：路程等于运动轨迹的________，是一个标量．仅在__________________情况下路程才等于位移的大小．‎ 五、矢量和标量 ‎1．矢量：运算采用平行四边形定则的物理量．中学阶段学过的矢量有：________________________________________________________________________‎ ‎2．标量：运算采用算术加法的物理量．我们学习过的标量有：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎3．一个物理量只有大小，没有方向，那么它一定是标量．一个物理量既有大小又有方向，却不一定是矢量．‎ ‎4．矢量的正负一定不代表大小(代表方向)；标量的正负不一定代表大小(如功和重力势能就不同)．‎ 六、速度 ‎1．速度：指位移与时间的比值，表示质点运动的______．速度是矢量，它的方向就是____________的方向．‎ ‎2．平均速度：位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的平均速度，用v－表示，即v－＝________，平均速度v－方向与________的方向相同．‎ ‎3．瞬时速度：运动物体在________(或________)的速度，方向沿轨迹上质点所在点的________方向指向前进的一侧，瞬时速度是对变速运动的精确描述．‎ 七、速率 ‎1．速度的大小叫做速率，速率只有大小，没有方向，是标量．‎ ‎2．平均速率：质点在某段时间内通过的________和所用时间Δt的比值叫做这段时间内的平均速率，即v－＝________.在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率，只有在__________________情况下，二者才相等．‎ 八、加速度 ‎1．加速度是描述物体的________________的物理量，是一个矢量，方向与速度变化的方向相同．‎ ‎2．速度的变化量与发生这一变化所需时间的比值叫加速度，其表达式为：______________．‎ 方法技巧考点1　质点　参考系 一、质点 质点是物理学中一个理想化模型，能否将物体看作质点，取决于所研究的具体问题，而不是取决于这一物体的大小、形状及质量，只有当所研究物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，可以将其形状和大小忽略时，才能将物体看作质点．可理解为只看问题，不看物体．‎ 二、参考系 ‎1．对同一运动，取不同的参考系，观察的结果可能不同．(相对性)‎ ‎2．运动学中的同一公式中涉及的各物理量应以同一参考系为标准，如果没有特别指明，都是取地面为参考系．(统一性)‎ ‎3．参考系的选取可以是任意的(任意性)，但原则是让运动的描述最为简单．‎ ‎【典型例题1】　下列有关质点和参考系的说法中正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ A．观看体操运动员的动作时，可以把运动员看成质点 ‎ B．当物体体积很小时，就可以看成质点 ‎ C．研究物体的运动时，选择任意物体做参考系，对运动的描述都是一样的 ‎ D．研究太阳系各行星的运行，选取太阳比选择地球作为参考系更好 考点2　位移和路程 ‎1．位移：表示物体位置的变化，是一个矢量．‎ ‎2．路程：路程等于运动轨迹的长度，是一个标量．仅在单向直线运动中路程才等于位移的大小．只要运动还在继续，路程就一直在增大．‎ ‎【典型例题2】　(17年南京模拟)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 考点3　平均速度　瞬时速度　平均速率 ‎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．‎ ‎【典型例题3】　(多选)如图所示，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9 km，实际从A运动到B用时5 min，赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km.当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为150 km/h，那么可以确定的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎ A．整个过程中赛车的平均速度为180 km/h ‎ B．整个过程中赛车的平均速度为108 km/h ‎ C．赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/h ‎ D．赛车经过路标C时速度方向为由A指向B 考点4　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 描述物体运动的快慢和方向，是状态量 描述物体速度的变化，是过程量 描述物体速度变化快慢，是状态量 定义式 v＝x/t Δv＝v－v0‎ a＝(v－v0)/t 单位 m/s m/s m/s2‎ 决定因素 由v0、a、t决定 由Δv＝at知Δv由a与t决定 由F/m决定 方向 与位移x同向，物体运动的方向 由vv0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 大小 ‎①三者无必然联系，v很大，Δv可以很小，甚至为0，a也可大可小，也可能为零　②a减小，v可以变大 ‎　　【典型例题4】　关于物体运动的速度和加速度，下列说法中正确的是(　　)‎ ‎ A．速度越大，加速度也越大 ‎ B．加速度增大，速度可能在减小 ‎ C．加速度方向保持不变，速度方向也一定保持不变 ‎ D．加速度不变，速度也不变 考点5　利用打点计时器和光电门测速度 ‎1．打点计时器 打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内位移的仪器，使用交流电源．当电源的频率是50 Hz时，每隔0.02 s打一个点．‎ 打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种，他们的工作电压不同．电磁打点计时器工作电压在10 V以下，电火花计时器工作电压为220 V.‎ ‎2．光电门 光电门两侧各有一发光装置和接受装置，并连接计时装置．当遮光板通过光电门时，计时装置会记录遮光时间．遮光板的宽度跟遮光时间的比值就等于遮光板经过光电门时的瞬时速度．‎ ‎【典型例题5】　某同学用打点计时器测做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50 Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，但仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA＝16.6 mm，xB＝126.5 mm，xD＝624.5 mm.‎ 若无法再做实验，可由以上信息推知：‎ ‎(1)相邻两计数点的时间间隔为________s；‎ ‎(2)打C点时物体的速度大小为________m/s(取2位有效数字)．‎ ‎　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：‎ ‎(1)滑块的加速度多大？‎ ‎(2)两个光电门之间的距离是多少？‎ 当堂检测　　1.某岛附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场．如图，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在该岛领海内开展例行维权巡航．甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见该岛向东移，乙船内的船员发现甲船没有动．如果以该岛为参照物，上述事实说明(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 第1题图 ‎ 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 ‎2．某人向正东方向运动了s m，然后再沿东偏北60°方向又运动了s m，则该人运动的位移大小为(　　)‎ ‎ A．s m B.s m C.s m D．2s m ‎3．(多选)结合图片中交代的情景及数据，以下判断正确的是(　　)‎ ‎　A　　　　　 B　　　　　 C　　　　　　D ‎ A．高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零 ‎ B．轿车时速为100 km/h，紧急刹车距离为31米(可视为匀减速至静止)，由此可得轿车刹车阶段的加速度大小为a＝12.5 m/s2‎ ‎ C．位于点燃火药的炮膛中的炮弹的速度、加速度可能均为零 ‎ D．根据图中数据可求出刘翔在110 m栏比赛中通过全程的平均速率为v＝8.42 m/s ‎4．一辆汽车从静止开始匀加速开出，然后保持匀速运动，最后匀减速运动，直到停止，下表给出了不同时刻汽车的速度：‎ 时刻/s ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎5.0‎ ‎7.0‎ ‎9.5‎ ‎10.5‎ 速度/(m·s－1)‎ ‎3‎ ‎6‎ ‎9‎ ‎12‎ ‎12‎ ‎9‎ ‎3‎ ‎　　(1)汽车做匀速运动时的速度大小是否为12 m/s？汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小是否相等？‎ ‎(2)汽车从开出到停止总共经历的时间是多少？‎ ‎5．有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死亡加速度为500g(g取10 m/s2)，以醒世人，意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，将会达到这一数值．试问：‎ ‎(1)一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞，摩托车驾驶员被以与货车相同的速度撞飞，碰撞时间为2.1×10－3 s，摩托车驾驶员是否有生命危险？‎ ‎(2)为了防止碰撞，两车的驾驶员同时紧急刹车，货车、摩托车急刹车后到完全静止所需时间分别为4 s、3 s，货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少？‎ 速直线运动的研究第1讲　描述运动的基本概念 知识整合 基础自测 一、位置的变化 二、大小和形状 三、不动 四、1.坐标　2.初位置到末位置的有向线段　线段的长度 　3.长度　单方向的直线运动 五、1.位移、速度、力、电场强度、磁感应强度等2.时间、路程、质量、能量、功、电势差、电势、电流强度、电阻、电压、电动势等 六、1.快慢与方向　物体运动　2. Δx　3.某一时刻　某一位置　切线 七、2.路程s　　单方向的直线运动 八、1.速度变化快慢　2.a＝＝ 方法技巧 ‎·典型例题1·D　【解析】　质点是理想化模型，只有当物体的形状和大小对所要研究的问题忽略不计时才能把物体看作质点，选择不同的参考系，运动的描述是不一样的，应选择是运动的描述更简单的物体作为参考系．‎ ‎·典型例题2·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所示，由几何知识得，气门芯的位移大小x＝＝R，故选D.‎ ‎·典型例题3·BC　【解析】　从A到B位移为9 km，用时 h，由平均速度定义式可得整个过程的平均速度为108 km/h，故A错，B对；速度计显示的是瞬时速度大小，故C对；经过C时速度的方向沿C点切线指向运动方向，故D错．‎ ‎·典型例题4·B　【解析】　加速度是表示速度变化快慢的物理量，当速度很大时，加速度可能很小，故A错．当加速度方向跟速度相反时，速度就减小，如果加速度增大，说明速度减小的越快．故B正确．如竖直上抛运动中，加速度方向不变，但速度方向可以改变，故C错．加速度不变，是速度变化的快慢程度不变，速度仍然是在变化的，故D错．‎ ‎·典型例题5·(1)0.1　(2)2.5‎ ‎【解析】　C点的瞬时速度是B到D的平均速度．‎ ‎·变式训练·(1)0.067 m/s2　(2)0.6 m　【解析】　(1)v1＝0.1 m/s，v2＝0.3 m/s，a＝(v2－v1)/Δt＝0.067 m/s2；(2)x＝x·Δt＝0.6 m.‎ 当堂检测 ‎1．D　‎ ‎【解析】　甲船上的船员看见该岛向东移，以该岛为参照物，甲船向西运动，乙船内的船员发现甲船没有动．甲、乙两船的速度、行驶的方向应该是一样的，即甲、乙两船以相等的速度都向西运动．故选D.‎ ‎2．C　【解析】　其运动情景如图所示．‎ 第2题图 该人的位移大小为：2scos30°＝s m，C项正确．‎ ‎3．ABD　【解析】　高速行驶的磁悬浮列车，若匀速行驶，其加速度为零，选项A正确．由v2＝2ax可得a＝12.5 m/s2，选项B正确．位于点燃火药的炮膛中的炮弹的速度为零、加速度一定不为零，选项C判断错误．根据图中数据可求出刘翔在110 m栏比赛中通过全程的平均速率为 v＝110/13.07 m/s ＝8.42 m/s，选项D正确．‎ ‎4．(1)速度大小为12 m/s，加速度大小不相等 ‎(2)11 s　【解析】　(1)汽车做匀速运动时的速度大小为12 m/s，a1＝3 m/s2，a2＝－6 m/s2；(2)加速时间4 s，匀速时间5 s，减速时间2 s，所以总时间11 s.‎ ‎5．(1)见解析　(2)1∶1　【解析】　(1)两车碰撞过程中，取摩托车的初速度方向为正方向，摩托车的速度变化量为Δv＝v2－v1＝‎ ‎－72 km/h－54 km/h＝－20 m/s－15 m/s＝－35 m/s 两车相碰撞时摩托车的加速度为 a＝＝≈－16 667 m/s2＝‎ ‎－1 666.7 g ‎1 666.7 g>500 g，因此摩托车驾驶员有生命危险．‎ ‎(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2，根据加速度定义得a1＝，a2＝ 所以a1∶a2＝∶＝∶＝1∶1.‎