2019年度高考物理一輪復習 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.doc

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第1講　運動的描述 一、質(zhì)點和參考系 1.質(zhì)點 (1)用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)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(zhì)點. (3)質(zhì)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)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(guān)于質(zhì)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(zhì)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(zhì)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??；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(jīng)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(guān)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、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v、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、v的方向無關(guān). 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(zhì)點、參考系和位移 1.三個概念的進一步理解 (1)質(zhì)點不同于幾何“點”，它無大小但有質(zhì)量，能否看成質(zhì)點是由研究問題的性質(zhì)決定，而不是依據(jù)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(zhì)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(zhì). 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(zhì)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(guān)重要的作用，所以觀測“金星凌日”不能將太陽看成質(zhì)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(guān)于運動學概念的論述，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(zhì)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(nèi)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 (1)判斷是否為瞬時速度，關(guān)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(jīng)過某路標C時，車內(nèi)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(jīng)過路標C時的瞬時速度為150 km/h D.賽車經(jīng)過路標C時速度方向為由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(jīng)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(nèi)通過的位移分別是1 m、2 m、3 m、4 m，有關(guān)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(nèi)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 變式3　(2018貴州遵義模擬)一質(zhì)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(guān)系為x＝(5＋2t3) m，它的速度隨時間t變化的關(guān)系為v＝6t2 (m/s)，該質(zhì)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(jù)質(zhì)點離開O點的距離隨時間變化的關(guān)系為x＝(5＋2t3) m得：當t＝2 s時，x2＝21 m，t＝3 s時，x3＝59 m；則質(zhì)點在t＝2 s到t＝3 s時間內(nèi)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(jié)果越接近真實值. (2)對于勻變速直線運動，一段時間內(nèi)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，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. 變式4　(2018甘肅天水質(zhì)檢)如圖4所示，氣墊導軌上滑塊經(jīng)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(guān)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 描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量 定義式 v＝ Δv＝v－v0 a＝＝ 決定因素 v的大小由v0、a、Δt決定 Δv由v與v0進行矢量運算，由Δv＝aΔt知Δv由a與Δt決定 a不是由v、t、Δv來決定的，而是由來決定 方向 平均速度與位移同向 由v－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、v的方向無關(guān) 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(guān)鍵是看物體的加速度與速度的方向關(guān)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(nèi)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(nèi)房價飆升，在國家宏觀政策調(diào)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(jù)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(diào)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(jù)可以看出(　　) t/s 0 1 2 3 4 v1/(ms－1) 18.0 17.5 17.0 16.5 16.0 v2/(ms－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.