2019版高考物理 第一章 運動的描述 勻變速直線運動 第1講 運動的描述學案 教科版

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1、 第1講　運動的描述 [高考命題解讀] 分析 年份 高考(全國卷)四年命題情況對照分析 1.考查方式 勻變速直線運動規(guī)律是高中力學知識的基礎，本章內容在歷年高考中的選擇題中均有考查，在計算題中也有考查.選擇題中主要是兩種運動學圖像的理解和應用；計算題中主要考查勻變速直線運動規(guī)律的應用. 2.命題趨勢 分析歷年命題情況可以發(fā)現(xiàn)命題有兩大趨勢：一是題型向著選擇題方向發(fā)展；二是圖像物理意義的理解和勻變速直線運動規(guī)律綜合在一個選擇題中進行考查. 題　號 命題點 2014年 Ⅱ卷14題 兩個物體的v－t圖像，平均速度、位移和加速度的比較 2015年 Ⅱ卷22題 實驗：

2、測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù) 2016年 Ⅰ卷21題 兩個物體的v－t圖像、追及和相遇問題 2017年 Ⅰ卷22題 實驗：滴水法研究勻變速直線運動 Ⅱ卷22題 實驗：光電計時器研究勻變速直線運動 一、質點和參考系 1.質點 (1)用來代替物體的有質量的點叫做質點. (2)研究一個物體的運動時，如果物體的形狀和大小對所研究問題的影響可以忽略，就可以看做質點. (3)質點是一種理想化模型，實際并不存在. 2.參考系 (1)參考系可以是運動的物體，也可以是靜止的物體，但被選為參考系的物體，我們都假定它是靜止的. (2)比較兩物體的運動情況時，必須選同一參考系

3、. (3)選取不同的物體作為參考系，對同一物體運動的描述可能不同.通常以地球為參考系. 自測1　(多選)關于質點和參考系的理解，下列說法正確的是(　　) A.研究乒乓球男子單打冠軍馬龍的發(fā)球動作可以將馬龍看成質點 B.研究女子50米步槍三次比賽中杜麗射出的子彈軌跡可以將子彈看成質點 C.“一江春水向東流”是以地面為參考系 D.“太陽東升西落”是以地球為參考系 答案　BCD 二、位移和速度 1.位移和路程 位移 路程 定義 位移表示物體的位置變化，可用由初位置指向末位置的有向線段表示 路程是物體運動軌跡的長度 區(qū)別 位移是矢量，方向由初位置指向末位置 路程是

4、標量，沒有方向 聯(lián)系 在單向直線運動中，位移的大小等于路程的大小；其他情況下，位移的大小小于路程的大小 2.速度與速率 (1)平均速度：在變速運動中，物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，即v＝，是矢量，其方向就是對應位移的方向. (2)瞬時速度：運動物體在某一時刻或經過某一位置的速度，是矢量，其方向是物體的運動方向或運動軌跡的切線方向. (3)速率：瞬時速度的大小，是標量. (4)平均速率：物體運動實際路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值，不一定等于平均速度的大小. 自測2　在倫敦奧運會上，牙買加選手博爾特在男子100 m決賽(直跑道)和男子200 m決賽(彎曲跑道)中

5、分別以9.63 s和19.32 s的成績獲得兩枚金牌，成為奧運會歷史上連續(xù)兩屆獲得100米和200米冠軍的第一人.關于他在這兩次決賽中的運動情況，下列說法正確的是(　　) A.200 m決賽的位移是100 m決賽的兩倍 B.200 m決賽的平均速度約為10.35 m/s C.100 m決賽的平均速度約為10.38 m/s D.100 m決賽的最大速度約為20.76 m/s 答案　C 解析　200 m比賽跑道是彎曲的，位移小于200 m，100 m比賽跑道是直線，A錯；≈10.35 m/s是平均速率，B錯；≈10.38 m/s是平均速度，C對；最大速度由已知條件無法求出，D錯. 三

6、、加速度 1.物理意義：描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量. 2.定義式：a＝＝. 3.決定因素：a不是由vt、Δt、Δv來決定，而是由來決定. 4.方向：與Δv的方向一致，由合外力的方向決定，而與v0、vt的方向無關. 自測3　教材P29第2題改編(多選)下列說法中可能發(fā)生的運動是(　　) A.物體運動的加速度等于0，而速度卻不等于0 B.兩物體相比，一個物體的速度變化量比較大，而加速度卻比較小 C.物體具有向東的加速度，而速度的方向卻向西 D.物體做直線運動，后一階段的加速度比前一階段小，但速度卻比前一階段大 答案　ABCD 命題點一　質點、參考系和位移

7、 1.三個概念的進一步理解 (1)質點不同于幾何“點”，它無大小但有質量，能否看成質點是由研究問題的性質決定，而不是依據物體自身大小和形狀來判斷. (2)參考系是為了研究物體的運動而假定為不動的物體. (3)位移是由初位置指向末位置的有向線段，線段的長度表示位移大小. 2.三點注意 (1)對于質點要從建立理想化模型的角度來理解. (2)在研究兩個物體間的相對運動時，選擇其中一個物體為參考系，可以使分析和計算更簡單. (3)位移的矢量性是研究問題時應切記的性質. 例1　在“金星凌日”的精彩天象中，觀察到太陽表面上有顆小黑點緩慢走過，持續(xù)時間達六個半小時，那便是金星，如圖

8、1所示.下面說法正確的是(　　) 圖1 A.地球在金星與太陽之間 B.觀測“金星凌日”時可將太陽看成質點 C.以太陽為參考系，金星繞太陽一周位移不為零 D.以太陽為參考系，可以認為金星是運動的 答案　D 解析　金星通過太陽和地球之間時，我們才看到金星沒有被太陽照亮的一面呈黑色，選項A錯誤；因為太陽的大小對所研究問題起著至關重要的作用，所以觀測“金星凌日”不能將太陽看成質點，選項B錯誤；金星繞太陽一周，起點與終點重合，位移為零，選項C錯誤；金星相對于太陽的空間位置發(fā)生了變化，所以以太陽為參考系，金星是運動的，選項D正確. 變式1　(2018·陜西銅川模擬)下列關于運動學概念的

9、論述，正確的是(　　) A.運動員跑完800 m比賽，指的是路程為800 m B.運動員鉛球成績?yōu)?.50 m，指的是鉛球的位移大小為4.50 m C.足球比賽挑邊時，上拋的硬幣落回地面猜測正反面，硬幣可以看做質點 D.閱兵預演空中梯隊通過天安門上空時，以編隊中某一飛機為參考系，地面上的觀眾是靜止的 答案　A 命題點二　平均速度和瞬時速度 1.區(qū)別與聯(lián)系 (1)區(qū)別：平均速度是過程量，表示物體在某段位移或某段時間內的平均運動快慢程度；瞬時速度是狀態(tài)量，表示物體在某一位置或某一時刻的運動快慢程度. (2)聯(lián)系：瞬時速度是運動時間Δt→0時的平均速度. 2.方法和技巧 (

10、1)判斷是否為瞬時速度，關鍵是看該速度是否對應“位置”或“時刻”. (2)求平均速度要找準“位移”和發(fā)生這段位移所需的“時間”. 例2　(多選)如圖2所示，某賽車手在一次野外訓練中，先用地圖計算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9 km，實際從A運動到B用時5 min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15 km.當他經過某路標C時，車內速度計指示的示數(shù)為150 km/h，那么可以確定的是(　　) 圖2 A.整個過程中賽車的平均速度為180 km/h B.整個過程中賽車的平均速度為108 km/h C.賽車經過路標C時的瞬時速度為150 km/h D.賽車經過路標C時速度方向

11、為由A指向B 答案　BC 解析　從A到B位移為9 km，用時 h，由平均速度定義式可得整個過程的平均速度為108 km/h，故A錯，B對；速度計顯示的是瞬時速度大小，故C對；經過C時速度的方向沿C點切線指向運動方向，故D錯. 變式2　(多選)騎自行車的人沿斜坡直線向下行駛，在第1 s、第2 s、第3 s、第4 s內通過的位移分別是1 m、2 m、3 m、4 m，有關其運動的描述，下列說法中正確的是(　　) A.整個過程中的平均速度是2.5 m/s B.在第3、4兩秒內的平均速度是3.5 m/s C.第3 s末的瞬時速度為3 m/s D.該運動一定是勻加速直線運動 答案　AB

12、變式3　(2018·貴州遵義模擬)一質點沿直線Ox方向做變速運動，它離開O點的距離x隨時間t變化的關系為x＝(5＋2t3) m，它的速度隨時間t變化的關系為v＝6t2 (m/s)，該質點在t＝2 s時的速度和t＝2 s到t＝3 s間的平均速度的大小分別為(　　) A.12 m/s　39 m/s B.24 m/s　38 m/s C.12 m/s　19.5 m/s D.24 m/s　13 m/s 答案　B 解析　由v＝6t2 (m/s)得，當t＝2 s時，v＝24 m/s；根據質點離開O點的距離隨時間變化的關系為x＝(5＋2t3) m得：當t＝2 s時，x2＝21 m，t＝3 s時

13、，x3＝59 m；則質點在t＝2 s到t＝3 s時間內的位移Δx＝x3－x2＝38 m，＝＝ m/s＝38 m/s，故選B. 拓展點　用平均速度法求解瞬時速度——極限思想的應用 1.用極限法求瞬時速度和瞬時加速度 (1)公式v＝中，當Δt→0時v是瞬時速度. (2)公式a＝中，當Δt→0時a是瞬時加速度. 2.注意 (1)用v＝求瞬時速度時，求出的是粗略值，Δt(Δx)越小，求出的結果越接近真實值. (2)對于勻變速直線運動，一段時間內的平均速度可以精確地表示物體在這一段時間中間時刻的瞬時速度. 例3　為了測定氣墊導軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為d＝3.0 cm的遮光板，

14、如圖3所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為Δt1＝0.30 s，通過第二個光電門的時間為Δt2＝0.10 s，遮光板從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為Δt＝3.0 s，則滑塊的加速度約為(　　) 圖3 A.0.067 m/s2 B.0.67 m/s2 C.6.7 m/s2 D.不能計算出 答案　A 解析　遮光板通過第一個光電門時的速度v1＝＝ m/s＝0.10 m/s，遮光板通過第二個光電門時的速度v2＝＝ m/s＝0.30 m/s，故滑塊的加速度a＝≈0.067 m/s2，選項A正確. 變

15、式4　(2018·甘肅天水質檢)如圖4所示，氣墊導軌上滑塊經過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間Δt.測得遮光條的寬度為Δx，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度.為使更接近瞬時速度，正確的措施是(　　) 圖4 A.換用寬度更窄的遮光條 B.提高測量遮光條寬度的精確度 C.使滑塊的釋放點更靠近光電門 D.增大氣墊導軌與水平面的夾角 答案　A 命題點三　速度、速度變化量和加速度的關系 1.三個概念的比較 比較項目 速度 速度變化量 加速度 物理意義 描述物體運動快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量 描述物體速度改變的物理量，是過程量 描述物體

16、速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量 定義式 v＝ Δv＝vt－v0 a＝＝ 決定因素 v的大小由v0、a、Δt決定 Δv由vt與v0進行矢量運算，由Δv＝aΔt知Δv由a與Δt決定 a不是由vt、t、Δv來決定的，而是由來決定 方向 平均速度與位移同向 由vt－v0或a的方向決定 與Δv的方向一致，由F的方向決定，而與v0、vt的方向無關 2.判斷直線運動中的“加速”或“減速”方法 物體做加速運動還是減速運動，關鍵是看物體的加速度與速度的方向關系. (1)a和v同向(加速直線運動)―→ (2)a和v反向(減速直線運動)―→ 例4　(多選)一物體做勻變速直

17、線運動，某時刻速度大小為4 m/s，1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s，在這1 s內該物體的可能運動情況為(　　) A.加速度的大小為6 m/s2，方向與初速度的方向相同 B.加速度的大小為6 m/s2，方向與初速度的方向相反 C.加速度的大小為14 m/s2，方向與初速度的方向相同 D.加速度的大小為14 m/s2，方向與初速度的方向相反 答案　AD 解析　若初、末速度方向相同時，a＝＝ m/s2＝6 m/s2，方向與初速度的方向相同，A正確，B錯誤；若初、末速度方向相反時，a＝＝ m/s2＝－14 m/s2，方向與初速度的方向相反，C錯誤，D正確. 變式5　近幾年，國內房價飆

18、升，在國家宏觀政策調控下，房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢.王強同學將房價的“上漲”類比成運動學中的“加速”，將房價的“下跌”類比成運動學中的“減速”，據此，你認為“房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢”可以類比成運動學中的(　　) A.速度增加，加速度減小 B.速度增加，加速度增大 C.速度減小，加速度增大 D.速度減小，加速度減小 答案　A 解析　“房價上漲”可以類比成運動學中的“速度增加”，“減緩趨勢”則可以類比成運動學中的“加速度減小”. 變式6　(多選)(2018·湖北荊州調研)沿直線做勻變速運動的一列火車和一輛汽車的速度分別為v1和v2，v1、v2在各個時刻的大小如表所示，從表中數(shù)據可以看出(　

19、　) t/s 0 1 2 3 4 v1/(m·s－1) 18.0 17.5 17.0 16.5 16.0 v2/(m·s－1) 9.8 11.0 12.2 13.4 14.6 A.火車的速度變化較慢 B.汽車的加速度較小 C.火車的位移在減小 D.汽車的位移在增加 答案　AD 解析　從表格中可得火車的加速度a火＝＝ m/s2＝－0.5 m/s2，汽車的加速度a汽＝＝ m/s2＝1.2 m/s2，故火車的加速度較小，火車的速度變化較慢，A正確，B錯誤；由于汽車和火車的速度一直為正值，速度方向不變，則位移都增加，C錯誤，D正確. 1.嫦

20、娥三號月球探測器成功完成月面軟著陸，并且著陸器與巡視器(“玉兔號”月球車)成功分離，這標志著我國的航天事業(yè)又一次騰飛，下面有關嫦娥三號的說法正確的是(　　) A.嫦娥三號剛剛升空的時候速度很小，加速度也很小 B.研究“玉兔號”月球車在月球表面運動的姿態(tài)時，可以將其看成質點 C.研究嫦娥三號飛往月球的運行軌道時，可以將其看成質點 D.“玉兔號”月球車靜止在月球表面時，其相對于地球也是靜止的 答案　C 解析　嫦娥三號在剛剛升空的時候速度很小，但是速度變化很快，加速度很大，故選項A錯誤；研究“玉兔號”月球車在月球表面運動的姿態(tài)時，“玉兔號”月球車的大小和形狀不能被忽略，不能看成質點，故選

21、項B錯誤；研究嫦娥三號飛往月球的運行軌道時，嫦娥三號的大小和形狀可以被忽略，可以看成質點，故選項C正確；“玉兔號”月球車靜止在月球表面時，相對月球是靜止的，相對地球是運動的，故選項D錯誤. 2.(2018·四川成都調研)如圖1所示，一小球在光滑的V形槽中由A點釋放，經B點(與B點碰撞所用時間不計)到達與A點等高的C點，設A點的高度為1 m，則全過程中小球通過的路程和位移大小分別為(　　) 圖1 A. m， m B. m， m C. m， m D. m，1 m 答案　C 解析　小球通過的路程為小球實際運動軌跡的長度，則小球通過的路程為s＝2lAB＝2× m＝ m；位移是由

22、初位置指向末位置的有向線段，則小球的位移大小為x＝lAC＝ m＝ m.選項C正確. 3.甲、乙兩個物體在同一直線上沿正方向運動，a甲＝4 m/s2，a乙＝－4 m/s2，那么對甲、乙兩物體判斷正確的是(　　) A.甲的加速度大于乙的加速度 B.甲做加速直線運動，乙做減速直線運動 C.甲的速度比乙的速度變化快 D.甲、乙在相等時間內速度變化可能相等 答案　B 4.在田徑運動會的200米比賽中，第1跑道和第8跑道的運動員同時到達終點.下列說法錯誤的是(　　) A.兩個運動員的平均速度相等 B.兩個運動員的平均速率相等 C.研究運動員全程的平均速率時，可以把運動員看做質點 D.

23、研究運動員是否同時到達終點時，不能把運動員看做質點 答案　A 5.(多選)(2018·福建南平模擬)下面關于瞬時速度和平均速度的說法正確的是(　　) A.若物體在某段時間內任一時刻的瞬時速度都等于零，則它在這段時間內的平均速度一定等于零 B.若物體在某段時間內的平均速度等于零，則它在這段時間內任一時刻的瞬時速度一定都等于零 C.勻速直線運動中，物體在任意一段時間內的平均速度等于它任一時刻的瞬時速度 D.變速直線運動中，物體在任意一段時間內的平均速度一定不等于它在某一時刻的瞬時速度 答案　AC 解析　若物體在某段時間內任一時刻的瞬時速度都等于零，則物體靜止，平均速度等于零，A選項

24、對；若物體在某段時間內的平均速度等于零，任一時刻的瞬時速度不一定都為零，例如物體做圓周運動運動一周時，平均速度為零，任一時刻的瞬時速度都不為零，B選項錯；在勻速直線運動中，物體的速度恒定不變，任一時刻的瞬時速度都相等，都等于任意一段時間內的平均速度，C選項對；在變速直線運動中，物體的速度在不斷變化，某一時刻的瞬時速度可能等于某段時間內的平均速度，D選項錯. 6.如圖2所示，汽車向右沿直線運動，原來的速度是v1，經過一小段時間之后，速度變?yōu)関2，Δv表示速度的變化量.由圖中所示信息可知(　　) 圖2 A.汽車在做加速直線運動 B.汽車的加速度方向與v1的方向相同 C.汽車的加速度方

25、向與v1的方向相反 D.汽車的加速度方向與Δv的方向相反 答案　C 解析　根據題圖，汽車的速度變小，做的是減速直線運動，選項A錯誤；汽車的加速度與Δv方向相同，所以與v1、v2的方向都相反，選項B、D錯誤，選項C正確. 7.關于質點的運動，下列說法中正確的是(　　) A.質點運動的加速度為零，則速度為零，速度變化也為零 B.質點速度變化率越大，則加速度越大 C.質點某時刻的加速度不為零，則該時刻的速度也不為零 D.質點運動的加速度變大，則速度一定變大 答案　B 解析　加速度為零，速度變化也為零，但速度不一定為零，加速度不為零，速度可能為零，故A、C錯誤；質點速度變化率越大，

26、則加速度越大，B正確；當速度與加速度反向時，加速度增大，速度反而會減小，并且減小得越來越快，D錯誤. 8.(多選)我國新研制的隱形戰(zhàn)機殲－20已經開始掛彈飛行.在某次試飛中，由靜止開始加速，當加速度a不斷減小至零時，飛機剛好起飛，則此過程中飛機的(　　) A.速度不斷增大，位移不斷減小 B.速度不斷增大，位移不斷增大 C.速度增加越來越快，位移增加越來越慢 D.速度增加越來越慢，位移增加越來越快 答案　BD 解析　根據題意，飛機速度與加速度同向，飛機速度和位移都在增大，選項A錯誤，選項B正確；由于加速度減小，所以速度增加越來越慢，而速度增大，會使位移變化越來越快，選項C錯誤，選項

27、D正確. 9.某人爬山，從山腳爬上山頂，然后又沿原路返回到山腳，上山的平均速度為v1，下山的平均速度為v2，則往返的平均速度的大小和平均速率分別是(　　) A.、 B.、 C.0、 D.0、 答案　D 解析　平均速度是位移與時間的比值，由于此人爬山往返一次，位移Δx＝0，平均速度＝＝＝0；平均速率是路程與時間的比值，由于此人往返一次，路程為從山腳到山頂路程的2倍，平均速率為＝＝，選項D正確. 10.(2018·河北邢臺質檢)有下列幾種情景，其中對情景的分析和判斷正確的是(　　) ①點火后即將升空的火箭； ②高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事故緊急剎車； ③磁懸

28、浮列車在軌道上高速行駛； ④太空中的空間站繞地球做勻速圓周運動. A.①中，因火箭還沒運動，所以加速度一定為零 B.②中，轎車緊急剎車，速度變化很快，所以加速度很大 C.③中，高速行駛的磁懸浮列車，因速度很大，所以加速度也一定很大 D.④中，因空間站處于完全失重狀態(tài)，所以空間站內的物體加速度為零 答案　B 解析　點火后火箭即將升空的瞬間，加速度豎直向上，不為零，A錯；轎車緊急剎車時剎車時間短，且速度改變很大，則由a＝知加速度很大，B對；磁懸浮列車速度很大，但速度沒有變化，加速度為零，C錯；空間站以及里面的物體受地球萬有引力作用，加速度不為零， D錯. 11.某質點以20 m/s

29、的初速度豎直向上運動，其加速度保持不變，經2 s到達最高點，上升高度為20 m，又經過2 s回到出發(fā)點時，速度大小仍為20 m/s，關于這一運動過程的下列說法中正確的是(　　) A.質點運動的加速度大小為10 m/s2，方向豎直向下 B.質點在這段時間內的平均速率為零 C.質點在最高點時加速度為零 D.質點在落回拋出點時的速度與開始離開拋出點時的速度相同 答案　A 12.一質點在x軸上運動，在t0＝0時刻質點處于位置x0＝0 m，然后質點沿x軸正方向運動，在t1＝2 s時刻質點處于位置x1＝10 m，此后質點沿x軸負方向運動，在t2＝4 s時刻質點處于位置x2＝－10 m，求：

30、(1)質點在0～4 s內的平均速率； (2)后2 s內質點的平均速度和0～4 s內的平均速度. 答案　(1)7.5 m/s　(2)－10 m/s，沿x軸負方向?。?.5 m/s，沿x軸負方向 解析　(1)質點在0～4 s內通過的路程 s＝|x1－x0|＋|x2－x1|＝30 m， 質點在0～4 s內的平均速率為＝＝ m/s＝7.5 m/s. (2)后2 s內質點通過的位移 x′＝x2－x1＝－10 m－10 m＝－20 m 平均速度1＝ m/s＝－10 m/s，負號表示沿x軸負方向 質點在0～4 s內通過的位移x″＝x2－x0＝－10 m， 質點在0～4 s內的平均速度2＝

31、 m/s＝－2.5 m/s，負號表示沿x軸負方向. 13.有些國家的交通管理部門為了交通安全，特別制定了死亡加速度為500g(g取10 m/s2)，以醒世人，意思是如果行車加速度超過此值，將有生命危險，那么大的加速度，一般情況下車輛是達不到的，但如果發(fā)生交通事故時，將會達到這一數(shù)值.試問： (1)一輛以72 km/h的速度行駛的貨車與一輛以54 km/h的速度行駛的摩托車相向而行發(fā)生碰撞，摩托車駕駛員被以與碰撞前貨車相同的速度撞飛，碰撞時間為2.1×10－3 s，摩托車駕駛員是否有生命危險？ (2)為了防止碰撞，兩車的駕駛員同時緊急剎車，貨車、摩托車急剎車后到完全靜止所需時間分別為4 s、3 s，貨車的加速度與摩托車的加速度大小之比為多少？ 答案　見解析 解析　(1)兩車碰撞過程中，取摩托車的初速度方向為正方向，摩托車的速度變化量為 Δv＝v2－v1＝－72 km/h－54 km/h＝－20 m/s－15 m/s＝－35 m/s 兩車相碰撞時摩托車駕駛員的加速度為 a＝＝≈－16 667 m/s2＝－1 666.7g 1 666.7g>500g，因此摩托車駕駛員有生命危險. (2)設貨車、摩托車的加速度大小分別為a1、a2，根據加速度定義得a1＝，a2＝ 所以a1∶a2＝∶＝∶＝1∶1. 13