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文档介绍
【物理】2018届一轮复习人教版1-1运动的描述学案
1.1 运动的描述 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 (1)热点预测:近年对直线运动单独命题逐渐增多,因为直线运动毕竟是基础运动形式,所以是永恒的热点。预计以后的高考对本专题内容的考查仍将以图象问题和运动学规律的应用为主,题型延续选择题的形式,分值约为6分。(2)趋势分析:将会越来越突出地考查运动规律和运动图象在实际生活中的应用,在高考复习中应予以高度关注。 一 对质点、参考系和位移的理解 1.质点 (1)用来代替物体有质量的点叫做质点. (2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对问题的影响可以忽略,就可以看做质点. (3)质点是一种理想化模型,实际并不存在. 2.参考系 (1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的. (2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系. (3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同.通常以地球为参考系. 3.位移 (1)定义: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. (2)与路程的区别:位移是矢量,路程是标量.只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程. 抓住“三点”理解质点、参考系和位移 1.质点的模型化:建立模型.一是要明确题目中需要研究的问题;二是看所研究物体的形状和大小对所研究问题是否有影响. 2.运动的相对性:选取不同的参考系,对同一运动的描述一般是不同的. 3.位移的矢量性:一是位移只与初末位置有关;二是位移方向由初位置指向末位置. 二 速度 平均速度和瞬时速度 1.速度 (1)物理意义:描述物体运动快慢和方向的物理量,是状态量. (2)定义式:v=. (3)决定因素:v的大小由v0、a、Δt决定. (4)方向:与位移同向,即物体运动的方向. 2.平均速度 (1)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叫做这段时间内的平均速度,即=,其方向与位移的方向相同. (2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段时间或一段位移相对应. 3.瞬时速度 (1)运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧,是矢量.瞬时速度的大小叫速率,是标量. (2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢,它是在运动时间Δt→0时的平均速度,与某一时刻或某一位置相对应. (3)平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系. 用极限思想理解两种速度关系 1.两种速度的关系 (1)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度. (2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等. 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. 三 加速度与速度及速度变化量的关系 1.速度变化量 (1)物理意义:描述物体速度改变的物理量,是过程量. (2)定义式:Δv=v-v0. (3)决定因素:Δv由v与v0进行矢量运算得到,由Δv=aΔt知Δv由a与Δt决定. (4)方向:由Δv或a的方向决定. 2.加速度 (1)物理意义:描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量. (2)定义式:a==. (3)决定因素:a不是由v、Δt、Δv来决定,而是由来决定. (4)方向:与Δv的方向一致,由合外力的方向决定,而与v0、v的方向无关. 对速度与加速度关系的三点提醒 1.速度的大小与加速度的大小没有必然联系. 2.速度变化量与加速度没有必然的联系,速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定. 3.物体做加速运动还是减速运动,关键是看物体的加速度与速度的方向关系,而不是看加速度的变化情况.加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢. 高频考点一 对质点和参考系的理解 1.对质点的理解 科学抽象 质点是对实际物体的科学抽象,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的 可看做质点的条件 一个物体能否被看做质点,要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素.若是次要因素,即使物体很大,也能看做质点;相反,若是主要因素,即使物体很小,也不能看做质点 质点与几何“点” 质点是对实际物体进行科学抽象的模型,有质量,只忽略了物体的大小和形状;几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置 【特别提醒】物体可视为质点主要有以下三种情形 (1)物体各部分的运动情况都相同时; (2)当问题所涉及的空间位移远远大于物体本身的大小时,通常物体自身的大小忽略不计,可以看做质点; (3)物体有转动,但转动对所研究的问题影响很小(如研究小球从斜面上滚下的运动). 2.参考系的选取原则 选取参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则. (1)根据研究对象和研究对象所在的系统来决定.例如研究地球公转的运动情况,一般选太阳作为参考系. (2)研究地面上物体的运动时,通常选地面或相对地面静止的物体作为参考系.如不特别说明,一般是以地球作为参考系. (3)当比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系. 例1、在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表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2所示.下面说法正确的是( ) 图2 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 解析 金星通过太阳和地球之间时,我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A错误;因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用,所以观测“金星凌日”不能将太阳看成质点,选项B错误;金星绕太阳一周,起点与终点重合,位移为零,选项C错误;金星相对于太阳的空间位置发生了变化,所以以太阳为参考系,金星是运动的,选项D正确。 【变式探究】以下情景中,人或物体可以看成质点的是( ) A.研究一列火车通过长江大桥所需的时间 B.乒乓球比赛中,运动员发出的旋转球 C.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作 D.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置 【答案】 D 高频考点二 平均速度和瞬时速度 1.平均速度与瞬时速度的区别和联系 平均速度 瞬时速度 定义 物体的位移与发生这一位移所用时间的比值,与一段时间或位移对应 物体在某一时刻或经过某一位置的速度,与某一时刻或某一位置对应 物理 意义 描述物体在一段时间内运动的平均快慢和方向 描述物体在某一时刻运动的快慢和方向 方向 与位移方向相同,与运动方向不一定相同 物体的运动方向 说明 只能粗略地描述物体运动的快慢 可以精确地描述物体运动的快慢 联系 ①瞬时速度可看做当Δt→0时,Δt内的平均速度 ②匀速直线运动中,瞬时速度和平均速度始终相同 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,它与平均速度的大小没有对应关系. 例2、(多选)如图所示,每个小方格是边长为1 m的正方形,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ABC段的平均速度 【答案】ABC 【特别提醒】求平均速度的一般步骤和应注意的问题 (1)一般步骤: ①画草图,明确研究对象的运动过程. ②分析运动过程中不同阶段的位移和所对应的时间. ③利用公式=,列方程求解. (2)两个注意的问题: ①画草图时,用质点表示运动物体,用坐标或坐标系确定物体运动的轨迹. ②不同过程或同一过程的不同阶段的轨迹始、末两点决定位移,与轨迹的形状无关. 【变式探究】 (多选)如图3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( ) 图3 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 答案 BC 高频考点三 速度、速度的变化量、加速度的比较 项目 比较 速度v 速度的变化量Δv 加速度a 定义 位移与所用时间的比值 末速度与初速度的差值 速度变化量与时间的比值 表达式 v= Δv=v2-v1 a= 方向 为物体运动的方向,与a的方向不一定相同 由初、末速度决定,与a的方向相同,与v的方向不一定相同 与Δv的方向相同,与v 的方向不一定相同 物理 意义 表示物体运动的快慢和方向 表示物体速度变化的大小和方向 表示物体速度变化的快慢和方向 大小 关系 三个物理量的大小没有必然联系,其中一个物理量较大时,其余两个物理量不一定较大 例3、近几年,国内房价飙升,在国家宏观政策调控下,房价上涨出现减缓趋势.王强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”,将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,据此,你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( ) A.速度增加,加速度减小 B.速度增加,加速度增大 C.速度减小,加速度增大 D.速度减小,加速度减小 答案 A 解析 “房价上涨”可以类比成运动学中的“速度增加”,“减缓趋势”则可以类比成运动学中的“加速度减小”. 【感悟提升】对加速度大小和方向的进一步理解 1.加速度的大小决定速度变化的快慢,加速度大,表示速度变化快;加速度小,表示速度变化慢. 2.加速度的方向和速度方向共同决定速度增减.若二者同向,不管加速度如何变化,速度都增大;反之都减小. 3.加速度的“正负”只表示加速度方向与正方向的关系,不表示加速度大小. 【变式探究】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 1.[2016·浙江卷] 如图13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13 A.v(t0-t),U B.v(t0-t),U C.v(t0-t),(U-U0) D.v(t0-t),(U-U0) 【答案】D 2.【2015·广东·13】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 3.【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 【解析】平均速度近似等于瞬时速度,应用了极限思想,即在的情况下近似看做平均速度,所以要使得更接近通过光电门的瞬时速度,需要缩短通过时间,即换用宽度更窄的遮光条,A正确;提高测量遮光条宽度的精确度,不能缩短Δt,B错误;使滑块的释放点更靠近光电门,则Δt变长,C错误;增大气垫导轨与水平面的夹角,在滑块的释放点距离光电门比较近的情况下,不能明显缩短Δt,D不可行。 4.【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 5.【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 【解析】第1s内向正方向做匀加速运动,第2s内向正方向做匀减速运动,第3s内向正方向做匀减速运动,第4s内向反方向做匀加速运动,A错误,斜率不变,第3s内和第4s内的加速度相同,B正确;第1s内和第4s内的位移大小相等,C错误;0-2s和0-4s内的位移大小相等,但时间不同,所以平均速度大小不同,D错误。 6.【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 7.【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 A. 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 8.【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. 9.【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 1.嫦娥三号月球探测器成功完成月面软着陆,并且着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离,这标志着我国的航天事业又一次腾飞,下面有关嫦娥三号的说法正确的是( ) A.嫦娥三号刚刚升空的时候速度很小,加速度也很小 B.研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时,可以将其看成质点 C.研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时,可以将其看成质点 D.“玉免号”月球车静止在月球表面时,其相对于地球也是静止的 答案 C 解析 嫦娥三号在刚刚升空的时候速度很小,但是速度变化很快,加速度很大,故选项A错误;研究“玉免号”月球车在月球表面运动的姿态时,“玉兔号”月球车的大小和形状不能被忽略,不能看成质点,故选项B错误;研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时,嫦娥三号的大小和形状可以被忽略,可以看成质点,故选项C正确;“玉兔号”月球车静止在月球表面时,相对月球是静止的,相对地球是运动的,故选项D错误。 2.如图1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1 A.m,m B.m,m C.m,m D.m,1m 答案 C 3.(多选)2017年5月1日在哈尔滨举行的机器人大赛中,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1m.整个过程中机器人所用时间是2s,下列说法正确的是( ) 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2m 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 解析 画出如图所示的位置坐标,整个过程的位移为OD,与位移CD的方向相反,C、D项正确. 4.如图3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( ) 图3 A.人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向 B.人从A到B的平均速度方向由A指向B C.人在B点的瞬时速度方向由A指向B D.人所经过的位移大小为圆周长的一半 答案 B 解析 人从A到B的位移方向由A指向B,故平均速度方向由A指向B,故选项A错误,B正确;瞬时速度沿轨迹的切线方向,故人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向,故选项C错误;人经过的位移大小为A、B间的直线长度,故为直径长度,选项D错误. 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 6.物体沿一条直线运动,下列说法正确的是( ) A.物体在某时刻的速度为3m/s,则物体在1s内一定运动了3m B.物体在1s内的平均速度是3m/s,则物体在这1s内的位移一定是3m C.物体在某段时间内的平均速度是3m/s,则物体在任1s内的位移一定是3m D.物体在某段时间内的平均速率是3m/s,则物体在任1s内的路程一定是3m 答案 B 解析 注意平均速度、平均速率均与时间有关.平均速度是位移与时间的比值,本题中物体在1s内的平均速度是3m/s,则在这1 s内的位移一定是3 m;物体在某段时间内的平均速度是3 m/s,由于时间不确定,所以任1s内的位移不一定是3m;同理,物体在某段时间内的平均速率是3m/s,则任1s内的路程也不一定是3m.综上所述,B正确. 7.如图4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4 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 答案 C 解析 根据图象,汽车的速度变小,做的是减速直线运动,选项A错误;汽车的加速度与Δv方向相同,所以与v1、v2的方向都相反,选项B、D错误,选项C正确. 8.关于质点的运动,下列说法中正确的是( ) A.质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零 B.质点速度变化率越大,则加速度越大 C.质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零 D.质点运动的加速度变大,则速度一定变大 答案 B 9.(多选)跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面某一高度静止于空中时,运动员离开飞机自由下落,下落一段时间后打开降落伞,展开伞后运动员以5m/s2的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的任一秒内( ) A.这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/s B.这一秒末的速度是前一秒末的速度的 C.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s D.这一秒末的速度比前一秒初的速度小10m/s 答案 CD 解析 加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,也就是速度对时间的变化率,在数值上等于单位时间内速度的变化.这一秒末与前一秒初的时间间隔为2s,所以Δv=10m/s,故A选项错误,D选项正确;又因为这一秒末与前一秒末的时间间隔为1 s,Δv1=5 m/s,因此选项C正确,选项B错误. 10.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10m/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72km/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2.1×10-3s,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4s、3s,货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少? 答案 (1)见解析 (2)1∶1查看更多