核心素养微专题第一章

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1、核心素养微专题第一章一、科学思维一、科学思维理想模型在建立质点概念中的应用理想模型在建立质点概念中的应用【典例典例】(2018(2018银川高一检测银川高一检测) )在研究问题时为了简在研究问题时为了简化化, ,经常可以把物体看成一个有质量的点经常可以把物体看成一个有质量的点, ,简称质点简称质点, ,关关于质点于质点, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.质点是一个很小的物体质点是一个很小的物体B.B.裁判员在给跳水运动员打分时可以把运动员看成质裁判员在给跳水运动员打分时可以把运动员看成质点点C.C.无论速度的大小无论速度的大小, ,在机械运动中都可以看作质点在机械运动中都

2、可以看作质点D.D.质点是对物体的科学抽象质点是对物体的科学抽象【正确解答正确解答】选选D D。质点是用来代替物体有质量的点。质点是用来代替物体有质量的点, ,是对物体的科学抽象是对物体的科学抽象, ,是一个理想化的模型是一个理想化的模型, ,实际并不实际并不存在存在, ,故故A A项错误项错误,D,D项正确项正确; ;裁判员在给跳水运动员打分裁判员在给跳水运动员打分时时, ,要考虑运动员动作是否优美协调要考虑运动员动作是否优美协调, ,所以要考虑运动所以要考虑运动员肢体的动作员肢体的动作, ,不能把运动员看成质点不能把运动员看成质点, ,故故B B项错误项错误; ;在在机械运动中机械运动中,

3、 ,只有当物体的形状和大小在所研究的问题只有当物体的形状和大小在所研究的问题中能忽略时中能忽略时, ,物体才可以看成质点物体才可以看成质点, ,故故C C项错误。项错误。【类题训练类题训练】1.1.下面关于质点的说法正确的是下面关于质点的说法正确的是( () )A.A.地球很大地球很大, ,不能看作质点不能看作质点B.B.原子核很小原子核很小, ,可以看作质点可以看作质点C.C.研究地球公转时可把地球看作质点研究地球公转时可把地球看作质点D.D.研究地球自转时可把地球看作质点研究地球自转时可把地球看作质点【解析解析】选选C C。在研究地球绕太阳的运动的时候。在研究地球绕太阳的运动的时候, ,地

4、球地球就可以看成质点就可以看成质点, ,所以所以A A项错误项错误,C,C项正确项正确; ;原子核很小原子核很小, ,在研究原子核内部的结构的时候在研究原子核内部的结构的时候, ,就不能看成质点就不能看成质点, ,所所以以B B项错误项错误; ;研究地球自转时研究地球自转时, ,地球的大小不能忽略地球的大小不能忽略, ,不不能把地球看作质点能把地球看作质点, ,所以所以D D项错误。项错误。2.(20182.(2018漳州高一检测漳州高一检测) )下列情况中加点的物体下列情况中加点的物体, ,可以可以看作质点的是看作质点的是( () )A.A.计算火车通过南京长江大桥的时间计算火车通过南京长江

5、大桥的时间B.B.研究花样滑冰运动员的动作情况研究花样滑冰运动员的动作情况C.C.研究研究“嫦娥三号嫦娥三号”卫星绕月球飞行的轨道时卫星绕月球飞行的轨道时D.D.研究苏炳添研究苏炳添100 m100 m跑时身体各部位的姿势跑时身体各部位的姿势【解析解析】选选C C。计算火车通过南京长江大桥的时间时。计算火车通过南京长江大桥的时间时, ,火车的长度不能忽略火车的长度不能忽略, ,故不能简化为质点故不能简化为质点, ,故故A A项错误项错误; ;研究花样滑冰运动员的动作情况时研究花样滑冰运动员的动作情况时, ,要考虑运动员的姿要考虑运动员的姿态态, ,故不能简化为质点故不能简化为质点, ,故故B

6、B项错误项错误; ;研究研究“嫦娥三号嫦娥三号”卫星绕月球飞行的轨道时卫星绕月球飞行的轨道时, ,卫星的大小可以忽略不计卫星的大小可以忽略不计, ,故故C C项正确项正确; ;研究苏炳添研究苏炳添100 m100 m跑时身体各部位的姿势跑时身体各部位的姿势, ,如把他看作质点如把他看作质点, ,就无法分辨他的动作和姿势就无法分辨他的动作和姿势, ,故不能故不能把他看作质点把他看作质点, ,故故D D项错误。项错误。【补偿训练补偿训练】(2018(2018贵阳高一检测贵阳高一检测) )在研究下述运动时在研究下述运动时, ,能把物体看能把物体看作质点的是作质点的是( () )A.A.研究地球的自转

7、效应研究地球的自转效应B.B.向上抛出一枚硬币向上抛出一枚硬币, ,研究落地时正面朝上的机会是多研究落地时正面朝上的机会是多少少C.C.观看跳水比赛中的跳水运动员观看跳水比赛中的跳水运动员D.D.卫星定位系统给大海里运动中的轮船定位卫星定位系统给大海里运动中的轮船定位【解析解析】选选D D。研究地球的自转时。研究地球的自转时, ,地球的大小和形状地球的大小和形状不能忽略不能忽略, ,不能看作质点不能看作质点, ,否则就无法分辨地球的转动否则就无法分辨地球的转动, ,故故A A项错误项错误; ;研究硬币落地时正面朝上还是反面朝上研究硬币落地时正面朝上还是反面朝上, ,不不能看成质点能看成质点,

8、,否则就没有正反面了否则就没有正反面了, ,故故B B项错误项错误; ;观看跳观看跳水比赛中的跳水运动员时水比赛中的跳水运动员时, ,要看动作要看动作, ,不能看成质点不能看成质点, ,故故C C项错误项错误; ;研究卫星定位系统给大海里运动中的轮船定研究卫星定位系统给大海里运动中的轮船定位时位时, ,轮船的大小和形状可以忽略轮船的大小和形状可以忽略, ,能看成质点能看成质点, ,故故D D项项正确。正确。二、科学思维二、科学思维极限思想、比值定义法在建立速度、极限思想、比值定义法在建立速度、加速度概念中的应用加速度概念中的应用【典例典例】(2018(2018武汉高一检测武汉高一检测) )自然

9、界中某量自然界中某量D D的变化的变化可以记为可以记为D,D,发生这个变化所用的时间间隔可以记为发生这个变化所用的时间间隔可以记为t,t,变化量变化量DD与与tt的比值的比值 就是这个量的变化率就是这个量的变化率, ,显然显然, ,变化率描述各种变化过程时起着非常重要的作用变化率描述各种变化过程时起着非常重要的作用, ,下列关于变化率说法正确的是下列关于变化率说法正确的是( () )A.A.变化率表示变化的大小变化率表示变化的大小B.B.速度大速度大, ,表示加速度的变化率大表示加速度的变化率大C.C.物体速度的变化率表示速度变化的大小物体速度的变化率表示速度变化的大小D.D.速度大速度大,

10、,表示物体位置变化率大表示物体位置变化率大【正确解答正确解答】选选D D。变化率表示变化的快慢。变化率表示变化的快慢, ,故故A A项错误项错误; ;速度大速度大, ,加速度不一定大加速度不一定大, ,加速度的变化率不一定大加速度的变化率不一定大, ,故故B B项错误项错误; ;根据根据a= a= 知知, ,物体速度的变化率表示加速度物体速度的变化率表示加速度, ,故故C C项错误项错误; ;速度大速度大, ,表示运动得快表示运动得快, ,根据根据v= v= 知速度大知速度大, ,物体位置变化率大物体位置变化率大, ,故故D D项正确。项正确。【方法技巧方法技巧】1.1.比值定义法比值定义法:

11、 :用两个基本的物理量的用两个基本的物理量的“比比”来定义一个新的物理量来定义一个新的物理量的方法的方法, ,采用比值的形式定义采用比值的形式定义, ,如速度、加速度等。如速度、加速度等。2.2.微元思想、极限思想的应用微元思想、极限思想的应用: :为了使描述精确些为了使描述精确些, ,可可以把以把v= v= 中中tt取得小一些取得小一些, ,物体在从物体在从t t到到t+tt+t这样这样一个较小的时间间隔内一个较小的时间间隔内, ,运动快慢的差异也就小一些。运动快慢的差异也就小一些。tt越小越小, ,运动的描述就越精确。当运动的描述就越精确。当tt非常非常小时非常非常小时, ,我们把我们把

12、称作物体在称作物体在t t时刻的瞬时速度。时刻的瞬时速度。3.3.瞬时速度与平均速度的关系瞬时速度与平均速度的关系: :瞬时速度完全是一个理瞬时速度完全是一个理想的概念想的概念, ,而实际测量的瞬时速度永远都是平均速度。而实际测量的瞬时速度永远都是平均速度。通过通过v= v= 求解出来的速度都是该段时间间隔内的求解出来的速度都是该段时间间隔内的“平均速度平均速度”, ,只能无限接近只能无限接近, ,不能完全相等。不能完全相等。【类题训练类题训练】( (多选多选)(2018)(2018惠州高一检测惠州高一检测) )在物理学的重大发现中在物理学的重大发现中, ,科学家总结出了许多物理学方法科学家总

13、结出了许多物理学方法, ,如如: :理想实验法、控理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立理想模型法等理想模型法等, ,以下关于物理学研究方法的叙述正确的以下关于物理学研究方法的叙述正确的是是( () )A.A.根据速度的定义式根据速度的定义式, ,当当tt非常小时非常小时, ,就可以表示物体就可以表示物体在在t t时刻的瞬时速度时刻的瞬时速度, ,该定义运用了极限思想法该定义运用了极限思想法B.B.引入平均速度的概念运用了等效替代法引入平均速度的概念运用了等效替代法C.C.由速度的定义式由速度的定义式v= v= 可知速度可知速

14、度v v与运动的位移与运动的位移xx成成正比正比, ,与运动时间与运动时间tt成反比成反比D.D.用比值法定义了速度用比值法定义了速度加速度加速度位移这三个物理量位移这三个物理量【解析解析】选选A A、B B。根据速度定义式。根据速度定义式v= v= 可知可知, ,当当tt非常小时非常小时, , 就可以表示物体在就可以表示物体在t t时刻的瞬时速度时刻的瞬时速度, ,该定该定义应用了极限思想方法义应用了极限思想方法, ,故故A A项正确项正确; ;等效替代法是一种等效替代法是一种常用的方法常用的方法, ,它是指用一种情况来等效替换另一种情况它是指用一种情况来等效替换另一种情况, ,平均速度平均

15、速度重心重心合力与分力的概念运用了等效替代合力与分力的概念运用了等效替代法法, ,故故B B项正确项正确; ;公式公式v= v= 是速度的定义式是速度的定义式, ,也是计算也是计算速度的公式速度的公式, ,适用于任何运动适用于任何运动, ,此式只说明计算速度可此式只说明计算速度可用位移用位移xx除以时间除以时间tt来获得来获得, ,并不是说并不是说v v与与xx成正比成正比, ,与与tt成反比成反比, ,故故C C项错误项错误; ;位移是初位置到末位置的有位移是初位置到末位置的有向线段向线段, ,不是比值定义法定义的不是比值定义法定义的, ,故故D D项错误。项错误。【补偿训练补偿训练】1.1

16、.如图所示如图所示, ,气垫导轨上滑块经过光电门时气垫导轨上滑块经过光电门时, ,其上的遮其上的遮光条将光遮住光条将光遮住, ,电子计时器可自动记录遮光时间电子计时器可自动记录遮光时间t,t,用用螺旋测微器测得遮光条的宽度为螺旋测微器测得遮光条的宽度为x,x,以下说法中以下说法中, ,不正不正确的是确的是( () )A.A.事实上事实上, , 是滑块通过光电门的平均速度是滑块通过光电门的平均速度B. B. 可以近似代表滑块通过光电门的瞬时速度可以近似代表滑块通过光电门的瞬时速度C.C.理论上理论上,x,x越小越小tt就越小就越小, ,则则 就越接近瞬时速度就越接近瞬时速度D.xD.x过于小时过

17、于小时,x,x的测量误差会超过的测量误差会超过tt的测量误差的测量误差【解析解析】选选C C。 是滑块通过光电门的平均速度是滑块通过光电门的平均速度, ,可以可以近似代表滑块通过光电门的瞬时速度近似代表滑块通过光电门的瞬时速度, ,故故A A、B B项正确项正确; ;遮光时间遮光时间tt与滑块经过光电门时的速度及遮光条的宽与滑块经过光电门时的速度及遮光条的宽度度xx都有关都有关, ,滑块经过光电门时的速度越大、滑块经过光电门时的速度越大、xx越小越小tt就越小就越小, ,如果滑块经过光电门时的速度很小如果滑块经过光电门时的速度很小, ,即使遮即使遮光条的宽度很小光条的宽度很小, ,遮光时间也较

18、长遮光时间也较长, ,故故C C项错误项错误; ;用螺旋用螺旋测微器测遮光条的宽度测微器测遮光条的宽度, ,用电子计时器测时间用电子计时器测时间,x,x过于过于小时小时,x,x的测量误差较大的测量误差较大, ,会超过会超过tt的测量误差的测量误差, ,故故D D项正确。项正确。2.2.如图所示如图所示, ,让滑块沿倾斜的气垫导轨做加速运动。在让滑块沿倾斜的气垫导轨做加速运动。在滑块右端放上不同宽度的遮光片滑块右端放上不同宽度的遮光片, ,测出每个遮光片通过测出每个遮光片通过光电门所用的一段时间间隔光电门所用的一段时间间隔tt。以下是某兴趣小组学。以下是某兴趣小组学生采集的实验数据。当滑块从同一

19、高度滑下生采集的实验数据。当滑块从同一高度滑下, ,其前端其前端P P到达到达A A点时的速度相等点时的速度相等, ,滑块上所装遮光片宽度为滑块上所装遮光片宽度为x,x,用光电门测量遮光片通过用光电门测量遮光片通过A A点所需时间点所需时间t,t,可以求出它可以求出它们经过们经过A A点时的平均速度点时的平均速度, ,由表格中数据可知由表格中数据可知, ,在遮光在遮光片宽度小于片宽度小于3.8 cm3.8 cm之后之后, ,三组数据的平均速度都是三组数据的平均速度都是0.41 m/s0.41 m/s。说明在。说明在xx小到一定程度后小到一定程度后, ,滑块前端滑块前端P P通通过过A A点的瞬

20、时速度等于点的瞬时速度等于_。x/m(x/m(遮光遮光片的宽度片的宽度) )t/st/sv/(msv/(ms-1-1) )1 12 23 30.3000.3000.6320.6320.6350.6350.6360.6360.470.470.2000.2000.4600.4600.4590.4590.4580.4580.440.440.1100.1100.2640.2640.2630.2630.2630.2630.420.420.0380.0380.0940.0940.0940.0940.0930.0930.410.410.0240.0240.0590.0590.0580.0580.0580.0

21、580.410.410.00860.00860.0210.0210.0210.0210.0210.0210.410.41【解析解析】因为因为 = = 是平均速度的计算公式是平均速度的计算公式, ,即在此表即在此表达式中达式中xx是是tt时间内的总位移时间内的总位移, ,也就是说平均速度等也就是说平均速度等于某段时间内的位移除以发生这段位移所用的时间于某段时间内的位移除以发生这段位移所用的时间; ;因因为当时间为当时间tt极小时极小时, ,可视为物体在该点的速度可视为物体在该点的速度, ,符合瞬符合瞬时速度的定义时速度的定义, ,即即tt越小越小, ,当当tt极小时极小时, ,可以认为可以认为

22、是瞬时速度是瞬时速度; ;因此滑块前端因此滑块前端P P通过通过A A点的瞬时速度等于点的瞬时速度等于0.41 m/s0.41 m/s或遮光片通过或遮光片通过A A点的平均速度。点的平均速度。答案答案: :0.41 m/s 0.41 m/s 或或 遮光片通过遮光片通过A A点的平均速度点的平均速度三、科学思维三、科学思维图象在研究物体运动中的应用图象在研究物体运动中的应用【典例典例】如图所示是某质点做直线运动的如图所示是某质点做直线运动的x -tx -t图象图象, ,由由图象可知图象可知世纪金榜导学号世纪金榜导学号28974024(28974024() )A.A.质点一直处于运动状态质点一直处

23、于运动状态B.B.图象表示了质点运动轨迹图象表示了质点运动轨迹C.C.质点第质点第5 s5 s内速度是内速度是2 m/s2 m/sD.D.质点前质点前8 s8 s内位移是内位移是25 m25 m【正确解答正确解答】选选C C。由图象知。由图象知,2,24 s4 s内图线的斜率为内图线的斜率为0,0,质点的速度为零质点的速度为零, ,处于静止状态处于静止状态, ,故质点并不是一直处故质点并不是一直处于运动状态于运动状态, ,故故A A项错误项错误; ;位移位移时间图象只能表示质点时间图象只能表示质点做直线运动时位移的变化情况做直线运动时位移的变化情况, ,不是质点的运动轨迹不是质点的运动轨迹,

24、,故故B B项错误项错误; ;质点第质点第5 s5 s内速度是内速度是v= = m/s=2 m/s,v= = m/s=2 m/s,故故C C项正确项正确; ;质点在质点在0 0时刻的纵坐标为时刻的纵坐标为0,8 s0,8 s末的纵坐标末的纵坐标为为6 m,6 m,所以质点前所以质点前8 s8 s内位移是内位移是x=6 m-0=6 m,x=6 m-0=6 m,故故D D项错误。项错误。【方法技巧方法技巧】运动图象的意义及应用运动图象的意义及应用(1)“(1)“斜率斜率”往往代表一个物理量。往往代表一个物理量。s -ts -t图象斜率表示图象斜率表示速度速度:v -t:v -t图象斜率表示加速度。

25、图象斜率表示加速度。(2)(2)初始条件、初始位置初始条件、初始位置s s0 0或初速度或初速度v v0 0。(3)s -t(3)s -t图象交点表示相遇图象交点表示相遇,v -t,v -t图象交点表示速度相图象交点表示速度相等等( (不表示相遇不表示相遇) )。【类题训练类题训练】1.1.甲、乙两车在同一地点同时沿同一方向做直线运动甲、乙两车在同一地点同时沿同一方向做直线运动, ,其其v -tv -t图象如图所示图象如图所示, ,则则( () )A.A.甲的加速度大于乙的加速度甲的加速度大于乙的加速度B.B.计时开始甲的加速度为零计时开始甲的加速度为零C.tC.t1 1时刻时刻, ,甲与乙在

26、同一位置甲与乙在同一位置D.tD.t1 1时刻时刻, ,甲的速度大于乙的速度甲的速度大于乙的速度【解析解析】选选A A。因为速度。因为速度时间图象的斜率表示加速度时间图象的斜率表示加速度, ,图中甲的斜率大于乙的斜率图中甲的斜率大于乙的斜率, ,即甲的加速度大于乙的加即甲的加速度大于乙的加速度速度, ,故故A A项正确项正确; ;计时开始时甲的速度为零计时开始时甲的速度为零, ,但甲做匀但甲做匀加速运动加速运动, ,加速度不为零加速度不为零, ,故故B B项错误项错误;t;t1 1时刻时刻, ,甲的速度甲的速度等于乙的速度等于乙的速度, ,由于由于0 0t t1 1时间内时间内, ,甲与坐标轴

27、围成的面甲与坐标轴围成的面积积( (位移位移) )小于乙与坐标轴围成的面积小于乙与坐标轴围成的面积( (位移位移),),所以所以t t1 1时时刻乙在甲的前方刻乙在甲的前方, ,故故C C、D D项错误。项错误。2.2.如图所示为甲、乙两质点的如图所示为甲、乙两质点的v -tv -t图象和在同一直线图象和在同一直线上运动的物体丙、丁的位移图象。下列说法中正确是上运动的物体丙、丁的位移图象。下列说法中正确是( () )A.A.质点甲、乙的速度相同质点甲、乙的速度相同B.B.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动, ,它们之间它们之间的距离一定越来越大的距离一定越

28、来越大C.C.丙的出发点在丁前面丙的出发点在丁前面x x0 0处处D.D.丙的运动速率大于丁的运动速率丙的运动速率大于丁的运动速率【解析解析】选选C C。由图读出。由图读出, ,甲、乙两质点的速度大小都甲、乙两质点的速度大小都是是2 m/s,2 m/s,甲的速度沿正方向甲的速度沿正方向, ,乙的速度沿负方向乙的速度沿负方向, ,说明说明两物体速度方向相反两物体速度方向相反, ,而速度是矢量而速度是矢量, ,则质点甲、乙的则质点甲、乙的速度不同速度不同, ,故故A A项错误项错误; ;由于甲、乙出发点的位置关系未由于甲、乙出发点的位置关系未知知, ,无法判断它们之间的距离如何变化无法判断它们之间

29、的距离如何变化, ,故故B B项错误项错误; ;由由图看出丙从原点正方向上图看出丙从原点正方向上x x0 0处出发沿正方向做匀速直处出发沿正方向做匀速直线运动线运动, ,丁从原点出发沿同一方向做匀速直线运动丁从原点出发沿同一方向做匀速直线运动, ,所所以丙的出发点在丁前面以丙的出发点在丁前面x x0 0处处, ,故故C C项正确项正确; ;丙图线的斜率丙图线的斜率小于丁图线的斜率小于丁图线的斜率, ,则丙的运动速率小于丁的运动速率则丙的运动速率小于丁的运动速率, ,故故D D项错误。项错误。【补偿训练补偿训练】物体物体A A、B B运动的运动的x -tx -t图象如图所示图象如图所示, ,由由

30、图可知图可知( () )A.A.从第从第3 s3 s起起, ,两物体运动方向相同两物体运动方向相同, ,且且v vA AvvvB B, ,故故A A项错项错误误; ;由图知由图知, ,物体物体A A在在t=3 st=3 s时刻起从坐标原点出发时刻起从坐标原点出发,B,B物物体在体在t=0t=0时刻从原点正方向上距原点时刻从原点正方向上距原点5 m5 m处出发处出发, ,出发的出发的位置不同位置不同, ,且物体且物体A A比比B B迟迟3 s3 s才开始运动才开始运动, ,故故B B项错误项错误; ; 0 05 s5 s内内B B物体的位移物体的位移xxB B=10 m-5 m=5 m,A=10 m-5 m=5 m,A物体的位物体的位移移xxA A=10 m,=10 m,则在则在0 05 s5 s内内B B物体的位移小于物体的位移小于A A物体的物体的位移位移,5 s,5 s内内A A的平均速度大于的平均速度大于B B的平均速度的平均速度;5 s;5 s末末A A、B B两物体坐标相同两物体坐标相同, ,表示两物体相遇表示两物体相遇, ,故故C C项正确项正确,D,D项错误。项错误。