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1、运动的描述、匀变速直线运动的研究 【高考目标导航】考纲点击备考指导1.参考系、质点 1.区分位移和路程、速度和加速度的概念及其关系，体会极限的思想方法2.位移、速度和加速度 2.熟练掌握匀变速直线运动的规律及其应用3.匀变速直线运动及其公式、图像 实验一：研究匀变速直线运动3.理解图象和图象并能熟练应用图象解决问题第1节描述运动的基本概念【考纲知识梳理】一、 参考系1. 定义：假定不动，用来做参考的物体。2. 选取：（1）参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。（2）参考系的选择不同，结果往往不同，即物体的运动和静止都是相对的二、质点1. 定义：用来代替物体的有质量的点，质点是
2、一种理想化的物理模型。2. 条件：一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。可视为质点的运动物体有以下三种情况：（1）运动物体的大小跟它所研究的对象间的距离相比可忽略不计时,可将该物体当作质点.（2）做平动的物体,由于物体上各个点运动的情况相同,可以选物体上任一点的运动来代表物体的运动,故平动的物体在研究其运动性质时,可将它视为质点.（3）有转动,但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点.如汽车在运行时,虽然车轮有转动,但我们关心的是车辆整体运动的快慢,故汽车可以看成质点.三、时刻和时间间隔1.区别： 如
3、果建立一个表示时间的一维直线系，则在这个坐标系中，时刻用点表示，时间间隔是两个时刻之差，用线段表示。2.联系：时间间隔，它等于两个时刻之差。四、位移和路程1.位移:表示物体位置的变化,可用由初位置指向末位置的有向线段表示.有向线段的长度表示位移的大小,有向线段的方向表示位移的方向.2.路程:是物体运动轨迹的实际长度.路程是标量,与路径有关.如图所示,AB表示位移,折线ACB和弧线ADB的长度表示路程.3.位移和路程的区别与联系位移路程区别描述质点位置变化,是从初位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度矢量,有大小,也有方向标量,有大小,无方向由质点的初,末位置决定,与质点运动轨迹无关
4、既与质点的初,末位置有关,也与运动路径有关联系都是描述质点运动的空间特征都是过程量一般说来,位移的大小不大于相应的路程,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程五、速度和速率1.平均速度定义:运动物体的位移和所用时间的比值,叫做这段位移(或时间内)的平均速度.表达式:v=x/t(或者写成v=x/t).方向:与位移方向相同.2.瞬时速度定义:运动物体经过某一位置(或在某时刻)的速度.大小：v=(其中t0)，在xt图象中等于该时刻对应斜率的大小.方向：在xt图象中，如果斜率为正值，则表明某点瞬时速度的方向与规定的正方向相同.注意:平常我们所说的速度既可能是平均速度,也可能是瞬时速度,要根据上
5、,下文来判断.3.瞬时速率和平均速率瞬时速率:瞬时速度大小.平均速率:物体运动的路程与所用时间的比值.公式:平均速率=4.速度和速率的比较项目速度速率定义运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度叫瞬时速度,简称速度瞬时速度的大小,叫做瞬时速率,简称速率意义描述质点的运动快慢和运动方向描述质点的运动快慢,不描述运动方向性质矢量标量关系两者大小总是相等5.平均速度和平均速率的比较项目平均速度平均速率定义位移与时间的比值路程与时间的比值意义粗略描述运动的快慢和方向仅表示运动快慢性质矢量标量关系平均速度大小一般小于平均速率,仅物体单向直线运动时,两者大小才相等6.平均速度与瞬时速度的比较项目平均速度瞬时
6、速度区别粗略描述,对应一段时间精确描述,对应某一时刻共同点描述物体运动的快慢和方向,都是矢量,单位都是m/s联系匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度，瞬时速度是极短时间内的平均速度六、加速度1. 定义：速度的变化量与发生这一改变所用时间的比值2.公式：3.物理意义：是描述速度变化的快慢和方向的物理量4.方向： 加速度是矢量，其方向与速度变化量的方向相同5.单位： 米/秒2（m/s2）【要点名师透析】一、对质点的进一步理解1.科学抽象质点是对实际物体的科学抽象,是研究物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,对实际物体进行的简化,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的.2.可看做质点的条件一个物
7、体能否看做质点,并非依物体自身大小来判断,而是要看物体的大小、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,若物体的大小、形状是主要因素,即使物体很小,也不能看做质点.3.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,只是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.【例1】(2020大连模拟)在下面研究的各个问题中可以被看做质点的是( )A.奥运会乒乓球男单冠军王励勤打出的弧旋球B.奥运会冠军王军霞在万米长跑中C.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中D.研究一列火车通过某一路标的时间【答案】选B.【详解】A、C中研究的是乒乓
8、球的旋转和郭晶晶的跳水动作，不能视为质点，A、C错；B中研究的是王军霞在万米长跑中的快慢，可忽略其身高与摆臂动作，可看做质点，B对；研究火车通过某一路标的时间时不能不考虑它的长度，在这种情况下火车就不能视为质点，D错，故选B.二、参考系的应用1. 描述一个物体是否运动，决定于它相对于所选的参考系的位置是否发生变化，由于所选的参考系并不是真正静止的，所以物体运动的描述只能是相对的。2. 描述同一运动时，若以不同的物体作为参考系，描述的结果可能不同3. 参考系的选取原则上是任意的，但是有时选运动物体作为参考系，可能会给问题的分析、求解带来简便，一般情况下如无说明，通常都是以地球作为参考系来研究物体
9、的运动【例2】(2020包头模拟)关于位移和路程，下列说法正确的是( )A.质点运动的位移大小可能大于路程B.位移和路程都是矢量C.质点通过一段路程，位移不可能是零D.质点运动一段时间，路程不能为零但位移可能为零【答案】选D.【详解】位移是矢量，路程是标量，B错；位移的大小不大于路程，A错；如质点绕圆弧运动一圈回到出发点，路程不为零但位移为零，C错D对，故选D.三、速度、速度变化量和加速度的关系比较项目速度加速度速度改变量物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量,是一状态量描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是一状态量描述物体速度改变程度的物理量,是一过程量定义式v=x/ta=或a=v/tv=v
10、t-v0单位m/sm/s2m/s决定因素v的大小由x与t决定a不是由v,t,t来决定的，a由v/t的比值决定v由vt与v0决定，而且,也由a与t决定方向与位移x同向，即物体运动的方向与v方向一致，而与v0,vt方向无关由v=vt-v0或决定的方向大小位移与时间的比值速度改变量与所用时间的比值v=vt-v0注意： (1)加速度有瞬时加速度和平均加速度，对于匀变速运动而言，瞬时加速度等于平均加速度；而对于非匀变速运动,瞬时加速度不等于平均加速度.(2)加速度与物体的速度及速度变化量无必然联系，物体的速度大，速度变化量大，加速度不一定大，而物体的速度为零时，加速度可能不为零.【例3】(2020温州模
11、拟)在变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法，正确的是( )A.加速度与速度无必然联系B.速度减小时，加速度也一定减小C.速度为零，加速度也一定为零D.速度增大时，加速度也一定增大【答案】选A.【详解】速度和加速度无必然联系，A对；速度减小时，加速度也可以增大或不变，B错；速度为零，加速度不一定为零，C错；速度增大，加速度也可以不变或减小，D错.【感悟高考真题】1.(07北京理综18)图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片.该照片经放大后分析出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%2%.已知子弹飞行速度约为500 m/s,由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近（
12、 ）A.10-3 s B.10-6 s C.10-9 s D.10-12 s答案 B解析：子弹的长度约为5 cm,则曝光时间内子弹移动的距离为s =51% cm=0.05 cm=510-4m,曝光时间t=2.(07广东理科基础1)下列物理量为标量的是 ( )A.平均速度 B.加速度 C.位移 D.功答案 D解析：平均速度、加速度、位移是矢量,功是标量,选项D正确.【考点模拟演练】1. (2020海口模拟)跳水比赛是我国的传统优势项目.在2020年广州亚运会的男子10米跳台决赛中，我国运动员曹缘勇夺冠军，在观看运动员的比赛时，若只研究运动员的下落过程，下列说法正确的是( )A.前一半时间内位移大
13、，后一半时间内位移小B.前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短C.为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点D.运动员在下落过程中，感觉水面在加速上升【答案】选B、D.【详解】运动员的下落过程阻力很小，可看做是自由落体运动，故前一半时间内的位移小于后一半时间内的位移，A错；前一半位移所用时间大于后一半位移所用时间，B对；研究运动员的技术动作时，其大小不能忽略，C错；运动员相对水面加速下降，则水面相对运动员加速上升，D对.2.在平直公路上行驶的汽车内，一乘客以自己的车为参考系向车外观察，他看到的下列现象中肯定错误的是（）A.与汽车同向行驶的自行车，车轮转动正常，但自行车向后行驶B
14、.公路两旁的树因为有根扎在地里，所以是不动的C.有一辆汽车总在自己的车前不动D.路旁的房屋是运动的【答案】B【详解】当汽车在自行车前方以大于自行车的速度行驶时，乘客观察到自行车的车轮转动正常，自行车向后退，故选项A是可能的.以行驶的车为参考系,公路两旁的树,房屋都是向后退的,故选项B错误,选项D正确.当另一辆汽车与乘客乘坐的车以相同的速度行驶时,乘客观察到前面的车静止不动,故选项C是可能的.4.关于时间和时刻，下列说法正确的是()A.物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻B.物体在5s内指的是物体在4s末到5s这1s的时间C.物体在第5s内指的是物体在4s末到5s初这1s的时间D.第4s末和第5s初，指的是时刻【答案】ACD【详解】5s时指的是5s末这一时刻；5s内指的是前5s这一段时间；第5s内指4s末到5s初这1s的时间；前1s末和后1s初是同一时刻，故第4s末和第5s初是同一时刻.5.一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s，在这1s内该物体的（）A.位移的大小可能小于4mB.位移的
