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1、第 1 页 共 27 页 2021 届高考物理一轮复习 第 1 讲运动的描述 一 质点和参考系 1 质点 1 用来代替物体的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所研究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 第 2 页 共 27 页 自测 1 多选 关于质点和参考系的理解 下列说 法正确的是 A 研
2、究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作可以将马龙看成质点 B 研究女子 50 米步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹可以将子弹看成质点 C 一江春水向东流 是以地面为参考系 D 太阳东升西落 是以地球为参考系 答案BCD 二 位移和速度 1 位移和路程 位移路程 定义 位移表示物体的位置变化 可用由初位置指向末位 置的有向线段表示 路程是物体运动轨迹的长度 第 3 页 共 27 页 区别位移是矢量 方向由初位置指向末位置路程是标量 没有方向 联系 在单向直线运动中 位移的大小等于路程的大小 其他情况下 位移的大小小于 路程的大小 2 速度与速率 1 平均速度 在变速运动中 物体发生的位移与发生这段位移
3、所用时间的比值 即v x t 是矢量 其方向就是对应位移的方向 2 瞬时速度 运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度 是矢量 其方向是物体的运动方 向或运动轨迹的切线方向 3 速率 瞬时速度的大小 是标量 4 平均速率 物体运动实际路程与发生这段路程所用时间的比值 不一定等于平均速度的大 小 自测 第 4 页 共 27 页 2在伦敦奥运会上 牙买加选手博尔特在男 子 100 m 决赛 直跑道 和男子 200 m 决赛 弯曲跑道 中分别以9 63 s 和 19 32 s 的成绩获得两 枚金牌 成为奥运会历史上连续两届获得100 米和 200 米冠军的第一人 关于他在这两次决赛 中的运动情况 下列
4、说法正确的是 A 200 m 决赛的位移是100 m 决赛的两倍 B 200 m 决赛的平均速度约为10 35 m s C 100 m 决赛的平均速度约为10 38 m s D 100 m 决赛的最大速度约为20 76 m s 答案C 解析200 m 比赛跑道是弯曲的 位移小于200 m 100 m 比赛跑道是直线 A 错 200 m 19 32 s 10 35 m s 是平均速率 B 错 100 m 9 63 s 10 38 m s 是平均速度 C 对 最大速度由已知条件 无法求出 D 错 三 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 v t v v
5、0 t 3 决定因素 a不是由 v t v 来决定 而是由 F m来决定 4 方向 与 v 的方向一致 由合外力的方向决定 而与v0 v 的方向无关 第 5 页 共 27 页 自测 3教材 P29 第 2 题改编 多选 下列说法中可 能发生的运动是 A 物体运动的加速度等于0 而速度却不等于0 B 两物体相比 一个物体的速度变化量比较大 而加速度却比较小 C 物体具有向东的加速度 而速度的方向却向西 D 物体做直线运动 后一阶段的加速度比前一阶段小 但速度却比前一阶段大 答案ABCD 第 6 页 共 27 页 命题点一质点 参考系和位移 1 三个概念的进一步理解 1 质点不同于几何 点 它无大
6、小但有质量 能否看成质点是由研究问题的性质决定 而 不是依据物体自身大小和形状来判断 2 参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的物体 3 位移是由初位置指向末位置的有向线段 线段的长度表示位移大小 2 三点注意 1 对于质点要从建立理想化模型的角度来理解 2 在研究两个物体间的相对运动时 选择其中一个物体为参考系 可以使分析和计算更简单 3 位移的矢量性是研究问题时应切记的性质 第 7 页 共 27 页 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 如图1 所示 下面说法 正确的是 第 8 页 共 27 页 图 1 A 地球在金星与
7、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 第 9 页 共 27 页 1 2018 陕西铜川模拟 下列关于运动学概 念的论述 正确的是 A 运动员跑完800 m
8、比赛 指的是路程为800 m B 运动员铅球成绩为4 50 m 指的是铅球的位移大小为4 50 m C 足球比赛挑边时 上抛的硬币落回地面猜测正反面 硬币可以看做质点 D 阅兵预演空中梯队通过天安门上空时 以编队中某一飞机为参考系 地面上的观众是静止 的 答案A 命题点二平均速度和瞬时速度 1 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 t 0时的平均速度 第 10 页 共 27 页 2 方法和技巧 1 判断是否为瞬时速度 关键是看该速度是否对应 位置 或
9、 时刻 2 求平均速度要找准 位移 和发生这段位移所需的 时间 例 2 多选 如图 2 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 第 11 页 共 27 页 图 2 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 答案BC 解析从
10、A到 B位移为 9 km 用时 1 12 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 变式 第 12 页 共 27 页 2 多选 骑自行车的人沿斜坡直线向下行 驶 在第1 s 第 2 s 第 3 s 第 4 s 内通过的位移分别是1 m 2 m 3 m 4 m 有关其运动 的描述 下列说法中正确的是 A 整个过程中的平均速度是2 5 m s B 在第 3 4 两秒内的平均速度是3 5 m s C 第 3 s末的瞬时速度为3 m s D 该运动一定是匀加速直线运动
11、 答案AB 变式 第 13 页 共 27 页 3 2018 贵州遵义模拟 一质点沿直线Ox 方 向做变速运动 它离开O 点的距离x 随时间 t 变化的关系为x 5 2t3 m 它的速度随时间 t 变化的关系为v 6t2 m s 该质点在t 2 s 时的速度和t 2 s 到 t 3 s 间的平均速度的大 小分别为 A 12 m s39 m s B 24 m s38 m s C 12 m s19 5 m s D 24 m s13 m s 答案B 解析由 v 6t2 m s 得 当 t 2 s 时 v 24 m s 根据质点离开 O 点的距离随时间变化的 关系为 x 5 2t3 m 得 当 t 2
12、s 时 x2 21 m t 3 s时 x3 59 m 则质点在 t 2 s到 t 3 s 时间内的位移 x x3 x2 38 m v x t 38 1 m s 38 m s 故选 B 拓展点用平均速度法求解瞬时速度 极限思想的应用 1 用极限法求瞬时速度和瞬时加速度 1 公式 v x t中 当 t 0 时 v 是瞬时速度 2 公式 a v t 中 当 t 0 时 a 是瞬时加速度 2 注意 1 用 v x t 求瞬时速度时 求出的是粗略值 t x 越小 求出的结果越接近真实值 2 对于匀变速直线运动 一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间中间时刻 的瞬时速度 第 14 页 共 27
13、 页 例 3为了测定气垫导轨上滑块的加速度 滑块 上安装了宽度为d 3 0 cm 的遮光板 如图3 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 t1 0 30 s 通过第二个 光电门的时间为 t2 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 t 3 0 s 则滑块的加速度约为 第 15 页 共 27 页 图 3 A 0 067 m s 2 B 0 67 m s 2 C 6 7 m s2 D 不能计算出 答案A 解析遮光板通过第一个光电门时的速度v1 d t1 0 03 0 30 m s 0 10 m
14、s 遮光板通过第二个光 电门时的速度v2 d t2 0 03 0 10 m s 0 30 m s 故滑块的加速度a v2 v1 t 0 067 m s2 选项 A 正确 变式 第 16 页 共 27 页 4 2018 甘肃天水质检 如图 4 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 t 测得遮 光条的宽度为 x 用 x t 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度 为使 x t 更接近瞬时速度 正 确的措施是 图 4 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 命题点三速度
15、 速度变化量和加速度的关系 第 17 页 共 27 页 1 三个概念的比较 比较项目速度速度变化量加速度 物理意义 描述物体运动快 慢和方向的物理 量 是状态量 描述物体速度改变的物理 量 是过程量 描述物体速度变化快慢和方向 的物理量 是状态量 定义式v x t v v v0 a v t v v0 t 决定因素 v 的大小由v0 a t 决定 v 由 v 与 v0进行矢量运 算 由 v a t 知 v 由 a 与 t 决定 a 不是由v t v 来决定的 而是由 F m 来决定 方向 平均速度与位移 同向 由 v v0或 a 的方向决定 与 v 的方向一致 由 F 的方向 决定 而与v0 v
16、 的方向无关 2 判断直线运动中的 加速 或 减速 方法 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 1 a 和 v 同向 加速直线运动 a不变 v随时间均匀增加 a增大 v增加得越来越快 a减小 v增加得越来越慢 2 a 和 v 反向 减速直线运动 a不变 v随时间均匀减小或反向增加 a增大 v减小 或反向增加得越来越快 a减小 v减小 或反向增加得越来越慢 第 18 页 共 27 页 例 4 多选 一物体做匀变速直线运动 某时刻 速度大小为4 m s 1 s后速度的大小变为10 m s 在这 1 s 内该物体的可能运动情况为 A 加速度的大小为6 m s2 方向与初速度的方向相同 B 加速度的大小为6 m s2 方向与初速度的方向相反 C 加速度的大小为14 m s2 方向与初速度的方向相同 D 加速度的大小为14 m s2 方向与初速度的方向相反 答案AD 解析若初 末速度方向相同时 a v v 0 t 10 4 1 m s 2 6 m s2 方向与初速度的方向相同 A 正确 B 错误 若初 末速度方向相反时 a v v 0 t 10 4 1 m s2 14
