高考物理复习专题知识点01-运动的描述

高考物理复习专题知识点01-运动的描述

运动的描述 ‎ 一．考点整理 运动参参量 ‎ ‎1．质点：忽略物体的 和 ，把物体简化为一个有 的物质点，叫质点．把物体看做质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以 ．‎ ‎2． 参考系：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其它的物体做 ，这个被选作参考的物体叫参考系．参考系选取：可任意选取，但对同一物体的运动，所选的参考系不同，运动的描述可能会 ，通常以地面为参考系． ‎ ‎3．坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置的 ，需要在参考系上建立适当的坐标系．‎ ‎4．时刻和时间间隔：① 时刻：指的是某一瞬时，在时间轴上用 来表示，对应的是物体运动的 、_________等状态量．② 时间间隔：是两个时刻间的间隔，在时间轴上用 来表示，对应的是 、 等过程量．‎ ‎5．位移和路程：① 位移：描述物体位置的 ，用从 位置指向 位置的有向线段表示，是矢量．② 路程：是物体运动轨迹的 ，是标量．‎ ‎6．速度：用位移与发生这个位移所用时间的比值，表示物体运动的快慢，这个就是速度．① 平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v平均 = ______，是矢量．②瞬时速度：运动物体在某一 （或某一 ）的速度，是矢量．③ 速率：瞬时速度的 ，是标量．④ 平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小．‎ ‎7．加速度：加速度是描述物体 的物理量．定义式：a = ，单位 ，方向：是矢量，方向与 的方向相同．‎ ‎ 二．思考与练习 思维启动 ‎ ‎1． 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 ‎2．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 ‎3．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 ‎ 三．考点分类探讨 典型问题 ‎ ‎〖考点1〗对质点的进一步理解 ‎【例1】 在研究物体的运动时，下列物体中可以当作质点处理的是 A．中国乒乓球队队员马林在第29届北京奥运会上获得男单的金牌，在研究他发出的乒乓球时 B．北京奥运会男子‎50米步枪三种姿势射击中，研究美国名将埃蒙斯最后一枪仅打了4.4环的子弹时 C．研究哈雷彗星绕太阳公转时 D．用GPS定位系统研究汽车位置时 ‎【变式跟踪1】2012年6月16日18时37分，“神舟九号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空．2012年6月18日约11时左右转入自主控制飞行，14时左右与“天宫一号”实施自动交会对接，如图所示．这是中国实施的首次载人空间交会对接．“神舟九号”并于2012年6月29日10点00分安全返回．关于以上消息，下列说法正确的是 A．“18时37分”表示是时刻 B．“神舟九号”飞船绕地球飞行一周，位移和路程都为零 C．在“神舟九号”与“天宫一号”实施自动交会对接的过程中，不可以把“神舟九号”看成质点 D．“神舟九号”飞船绕地球飞行一周的过程中，每一时刻的瞬时速度都不为零，平均速度也不为零 ‎〖考点2〗平均速度与瞬时速度 ‎【例2】 如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹上运动所用的时间分别是：1 s，2 s，3 s, 4 s．下列说法正确的是 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 ‎【变式跟踪2】 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、从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 ‎〖考点〗速度、速度的变化量和加速度 比较项目 速度v 速度的变化量Δv 加速度a 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 描述物体速度变化的快慢和方向，是状态量 定义式 单位 决定因素 方向 ‎【例3】 下述几种运动情况，实际上不可能存在的是 A．物体的速度不变，但加速度不为零 B．物体的速度越来越小，加速度越来越大 C．物体的加速度越来越小，速度越来越大 D．物体的加速度不变(不为零)，速度也保持不变 ‎【变式跟踪3】 (单选)关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是 A．物体加速度的方向为正方向，则速度一定增加 B．物体的速度变化越快，则加速度就越大 C．物体加速度的方向保持不变，则速度方向也保持不变 D．物体加速度的大小不断变小，则速度大小也不断变小 ‎ 四．考题再练 高考试题 ‎ ‎1．（2011·天津卷，3）质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x = 5t + t2（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点 A．第1 s内的位移是‎5 m B．前2 s内的平均速度是‎6 m/s C．任意相邻的1 s内位移差都是‎1 m D．任意1 s内的速度增量都是‎2 m/s ‎【预测1】 对以a = 2 m/s2做匀加速直线运动的物体，下列说法中正确的是 A．在任意1 s内末速度比初速度大‎2 m/s　 B．第n s末的速度比第1 s末的速度大2n m/s C．2 s末速度是1 s末速度的2倍 D．2 s末的速度是‎4 m/s ‎【预测2】某质点以20 m/s的初速度竖直向上运动，其加速度保持不变，经2 s到达最高点，上升高度为20 m，又经过2 s回到出发点时，速度大小仍为20 m/s，关于这一运动过程的下列说法中正确的是 A．质点运动的加速度大小为‎10 m/s2，方向竖直向下 B．质点在这段时间内的平均速度大小为‎10 m/s C．质点在最高点时加速度为零 D．质点在落回抛出点时的速度与开始离开抛出点时的速度相等 ‎ 五．课堂演练 自我提升 ‎ ‎1．据科学研究表明，在太阳系的边缘可能还有一颗行星——幸神星．这颗可能存在的行星是太阳系现有的质量最大的行星，它的质量是木星质量的4倍，它的轨道与太阳的距离是地球与太阳的距离的几千倍．根据以上信息，下列说法正确的是 A．幸神星质量太大，不能看做质点 B．研究幸神星绕太阳运动，不能将其看做质点 C．比较幸神星运行速度与地球运行速度的大小关系，可以选择太阳为参考系 D．幸神星运行一周的位移要比地球运行一周的位移大 ‎2．如图所示，飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员（甲）和地面上的人（乙）观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动情况的争论，下列说法正确的是 A．甲、乙两人的说法中必有一个是错误的 B．他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的 C．研究物体运动时不一定要选择参考系 D．参考系的选择只能是相对于地面静止的物体 ‎3．关于位移和路程，下列说法中正确的是 A．在某段时间内，质点运动的位移为零，该质点一定是静止的 B．在某段时间内，质点运动的路程为零，该质点不一定是静止的 C．在直线运动中，质点位移的大小一定等于其路程 D．在曲线运动中，质点位移的大小一定小于其路程 ‎4．一个小球从距离地面‎4 m高处被抛下，被地面弹回，在距离地面‎1 m高处被接住．坐标原点选在抛出点下方‎2 m处，向下为坐标轴的正方向，则小球抛出点、接住点的坐标和该过程的位移、路程分别是 A．‎2 m、–‎1 m、–‎3 m、‎5 m B．–‎2 m、‎1 m、‎3 m、‎‎5 m C．‎4 m、‎1 m、–‎3 m、‎3 m D．–‎4 m、–‎1 m、‎3 m、‎‎3 m ‎5．为了使公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志，如图所示，甲图是限速标志，表示允许行驶的最大速度是‎80 km/h；乙图是路线指示标志，此处到南京还有‎150 km.上述两个数据表达的物理意义是 A．‎80 km/h是平均速度，‎150 km是位移 B．‎80 km/h是瞬时速度，‎150 km是路程 C．‎80 km/h是瞬时速度，‎150 km是位移 D．‎80 km/h是平均速度，‎150 km是路程 ‎6．一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 ‎7．物体做匀变速直线运动的位移一时间图像如图所示，由图中数据可求出的物理量是 ‎ A．可求出物体的初速度 B．可求出物体的加速度 C．可求出物体的平均速度 D．可求出物体通过的路程 ‎8．质点做直线运动时的加速度随时间变化的关系如图所示，该图线的斜率为k，图中斜线部分面积S，下列说法正确的是 A．斜率k表示速度变化的快慢 B．斜率k表示速度变化的大小 C．面积S表示t1 – t2的过程中质点速度的变化量 D．面积S表示t1 – t2的过程中质点的位移 ‎9．1845 年英国物理学家和数学家斯·托克斯（S.G.Stokes）研究球体在液体中下落时， 发现了液体对球体的粘滞阻力与球的半径、速度及液体的种类有关，有 F = 6πηrv，其中 物理量η为液体的粘滞系数，它与液体的种类及温度有关．如图所示，现将一颗小钢珠由 静止释放到盛有蓖麻油的足够深量筒中．下列描绘小钢珠在下沉过程中加速度大小 a 与时 间 t 关系的图象，可能正确的是 ‎10．如图是甲、乙两物体从同一点开始做直线运动的运动图像，下列说法正确的是 A．若y表示位移，则t1时间内甲的位移小于乙的位移 B．若y表示速度，则t1时间内甲的位移小于乙的位移 C．若y表示位移，则t = t1时甲的速度大于乙的速度 D．若y表示速度，则t = t1时甲的速度大于乙的速度 参考答案：‎ 一．考点整理 运动参参量 ‎ ‎1． 大小 形状 质量 忽略 ‎2． 参考 不同 ‎3． 变化 ‎4． 点 位置 速度 线段 位移 路程 ‎5．变化 初 末 长度 ‎6． Δx/Δt 时刻（位置） 大小 ‎7． 速度变化快慢 Δv/Δt m/s2 Δv 二．思考与练习 思维启动 ‎ ‎1． B；参考系可以是固定不动的物体，也可以是变速运动的物体，选项A错误，B正确；研究地球公转时，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．‎ ‎2．AD；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．‎ ‎3．B；加速度的正、负表示方向，绝对值表示大小，甲、乙加速度大小相等，A错．甲的加速度与速度同向，所以做加速运动，乙的加速度与速度方向相反，所以做减速运动，B对．加速度大小表示速度变化的快慢，甲、乙速度变化一样快，C错．由Δv = aΔt可知在相等时间内，甲、乙速度变化大小相等，方向相反，D错．‎ 三．考点分类探讨 典型问题 ‎ 例1 BCD；乒乓球比赛中运动员发出的乒乓球有转动，这种转动不能忽略，所以不能把乒乓球看做质点；研究美国名将埃蒙斯最后一枪仅打了4.4环的子弹的运动时，由于子弹各部分的运动情况都相同，所以可以看做质点；研究哈雷彗星绕太阳公转时，可以忽略哈雷彗星的自转，也可以看做质点；用GPS定位系统研究汽车位置时，不需要考虑汽车各部分运动的差异，汽车可以看做质点，所以选项B、C、D正确．‎ 变式1 AC；“18时37分”是“神舟九号”发射的瞬间，指时刻，A对；“神舟九号”飞船绕地球飞行一周，路程不为零，B错；在交会对接的过程中，对“神舟九号”姿态调整，涉及到转动，所以不能将“神舟九号”看成质点，C对；据平均速度的定义可判断D错．‎ 例2 ABC；由＝可得：AB＝ m/s＝1 m/s，AC＝ m/s，故A、B均正确；所选取的过程离A点越近，其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度，故C正确；由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程，故B点虽为中间时刻，但其速度不等于AC段的平均速度，D错误．‎ 变式2 A；由瞬时速度公式可得t = 2 s时的瞬时速度为v = 6 – 6×22 m/s = – 18 m/s，物体经时间1 s速度减为0，由x随时间t变化关系可知在t = 0到t = 2 s内发生的位移为Δx = – 4 m，所以t = 0到t = 2 s间的平均速度为 = = – 2 m/s，由x随时间t变化的关系可知在t = 0到t = 1 s内发生的位移为x1 = 4 m，所以从t = 0到t = 2 s内通过的路程为s = 12 m，所以t = 0到t = 2 s间的平均速率为 = = 6 m/s．‎ 比较项目 速度 速度的变化量 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 描述物体速度变化的快慢和方向，是状态量 定义式 v＝ Δv＝v－v0‎ a＝ 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 由决定 方向 与位移x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 例3 AD；只要有加速度，速度一定变化，但是速率可能不变(匀速圆周运动)．加速度只表示速度变化快慢，和速度大小、变化量都没有直接关系．‎ 变式3 B；速度和加速度都是矢量，它们的正负表示与选取的正方向间的关系，即相同为正，相反为负．若速度和加速度的方向相同，即同为正或同为负，则速度一定增加，反之，方向相反即一正一负，则速度一定减小，选项A错误；加速度是描述速度变化快慢的物理量，所以速度变化越快，加速度就越大，选项B正确；物体加速度的方向保持不变，速度方向可能变化（如平抛运动），也可能不变（如自由落体运动），选项C错误；若加速度的方向和速度方向相同，尽管加速度在变小，速度仍在增大，只是增加得越来越慢，选项D错误．‎ 四．考题再练 高考试题 ‎ ‎1．D；由x = v0t＋at2与x = 5t + t2的对比可知：该质点做匀加速直线运动的初速度v0 = ‎5 m/s，加速度a = ‎2 m/s2，将t = 1 s代入所给位移公式可求得第1 s内的位移是‎6 m，A错误；前2 s内的位移是‎14 m，平均速度为 = = ‎7 m/s；B错误；相邻1 s内位移差Δx = aT2 = ‎2 m，C错误；由加速度的物理意义可得任意1 s内速度的增量都是‎2 m/s．‎ 预测1 A；由a = 知A正确；从1 s末到n s末有(n – 1)个时间间隔，故B错误；由于初速度不确定，故C、D均错误．‎ 预测2 A；根据加速度的定义知，取竖直向上为正方向，则：a＝ m/s2＝－10 m/s2，负号表示加速度方向与规定的正方向相反，即竖直向下，选项A正确；由位移的定义知，这段时间内的总位移为零，而路程为40 m，根据平均速度的定义知，平均速度为零，但平均速率却为v＝ m/s＝10 m/s，即选项B错误；质点做匀变速运动，每时每刻的加速度都相同，在最高点速度为零，但加速度大小仍为10 m/s2，方向竖直向下，所以选项C错误；在抛出点两时刻的瞬时速度大小相等，但方向相反，选项D错误．‎ 五．课堂演练 自我提升 ‎ ‎1．C；本题考查质点、位移和参考系的概念．物体能否看做质点与物体的质量无关，A错．幸神星的形状和大小相对其到太阳的距离来说属于次要的因素，因此可以看做质点，B错．比较两个物体运动的快慢，要选择同一参考系，C对．幸神星运行一周的位移和地球运行一周的位移均为零，D错．‎ ‎2．B；甲、乙两人的争论是由于选择的参考系不同而引起的，A错，B对；研究物体的运动一定要选择参考系，C错；参考系的选取具有任意性，D错．‎ ‎3．AD；位移为零，只能说明初末位置是同一位置，不能判断出物体是否运动，故A项正确；物体只要运动，路程就不会为零，因此，路程为零说明物体没有运动，即物体静止，B项错误；如果是双向直线运动，则位移的大小小于路程；除了单向直线运动位移的大小等于路程外，其他的运动中位移的大小都小于路程．所以C项错误、D项正确．‎ ‎4．B；由题意可知，初位置在坐标原点负方向‎2 m处，末位置在坐标原点正方向‎1 m处，位移为‎3 m ‎，路程为‎5 m，选项B正确．‎ ‎5．B；限速标志上标出的速度为瞬时速度，而路线指示标志上标出的数值是此处到青岛的路程还有‎150 km.故B正确．‎ ‎6．B；加速度与速度同向，速度应增大，当加速度不变时，速度均匀增加；当加速度减小时，速度仍增大，但不再是均匀增大，直到加速度为零时，速度不再增大，A项错误，B项正确；因质点速度方向不变化，始终是向前运动，最终匀速运动，所以位移一直在增大，C项和D项均错误．‎ ‎7．C；由图中数据可得到位移和时间，可求出的物理量是物体的平均速度，选项C正确．‎ ‎8．C；斜率k表示加速度变化的快慢，选项AB错误；面积S表示t1 – t2的过程中质点速度的变化量，选项C正确D错误．‎ ‎9．D；由于液体对球体的粘滞阻力与速度成正比，小钢珠在下沉过程中速度逐渐增大，粘滞阻力逐渐增大，当粘滞阻力逐渐增大到等于重力时，加速度逐渐减小到零，小钢珠在下沉过程中加速度大小 a 与时 间 t 关系的图象，可能正确的是D．‎ ‎10．BC；若y表示位移，则t1时间内甲的位移等于乙的位移，选项A错误；若y表示速度，根据速度图象的面积表示位移，则t1时间内甲的位移小于乙的位移，选项B正确；若y表示位移，根据位移图象斜率表示速度，则t = t1时甲的速度大于乙的速度，选项C正确；若y表示速度，则t = t1时甲的速度等于乙的速度，选项D错误．‎