2019届高考物理复习运动的描述匀变速直线运动的研究第一节描述运动的基本概念测习题.docx

第一节 描述运动的基本概念 学生用书P1【基础梳理】一、质点和参考系1质点：用来代替物体的有质量的点它是一种理想化模型2参考系：为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体参考系可以任意选取通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动二、位移和速度1位移和路程(1)位移：描述物体(质点)的位置的变化，用从初位置指向末位置的有向线段表示，是矢量(2)路程是物体运动轨迹的长度，是标量2速度(1)平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值，即，是矢量(2)瞬时速度：运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，是矢量3速率和平均速率(1)速率：瞬时速度的大小，是标量(2)平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小三、加速度1定义式：a，单位是m/s2.2物理意义：描述速度变化的快慢3方向：与速度变化的方向相同【自我诊断】 判一判(1)研究物体的运动时，不能选择变速运动的物体作为参考系()(2)研究里约奥运会跳水冠军陈艾森的动作时，不能把运动员看做质点()(3)在直线运动中，物体的位移大小一定等于其路程()(4)子弹击中目标的速度属于瞬时速度()(5)加速度是描述速度变化大小的物理量()(6)加速度为正值，表示速度的大小一定越来越大()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做2017年4月20日天舟一号首发成功，如图所示是火箭点火升空瞬间时的照片，关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断，下列说法正确的是()A火箭的速度很小，但加速度可能较大B火箭的速度很大，加速度可能也很大C火箭的速度很小，所以加速度也很小D火箭的速度很大，但加速度一定很小提示：选A.火箭点火升空瞬间速度很小，火箭得到高速气体的反冲力，加速度可能较大，A正确，B、D错误；加速度的大小与速度的大小无必然联系，故C错误 想一想以恒定的速率做圆周运动的物体有加速度吗？为什么？提示：有，因为速度的方向在变化对质点和参考系的理解学生用书P2【知识提炼】1物体可被看做质点主要有三种情况(1)多数情况下，平动的物体可看做质点(2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时，可以看做质点(3)转动的物体一般不可看做质点，但转动可以忽略时，可把物体看做质点2参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则(1)研究地面上物体的运动时，常选地面或相对地面静止的物体作为参考系(2)研究某一系统中物体的运动时，常选该系统为参考系例如：研究宇航舱内物体的运动情况时，选取宇航舱为参考系【跟进题组】1(多选)第31届夏季奥林匹克运动会于2016年8月5日21日在巴西里约热内卢举行运动会包括射箭、体操、田径、击剑等39个比赛项目下列关于运动项目的描述正确的是()A研究马拉松运动员跑步的过程，评判比赛成绩时，可将运动员视为质点B在双人同步跳水运动中，以其中一名运动员为参考系，另一名运动员是相对静止的C在评判击剑运动员的比赛成绩时，运动员可视为质点D研究体操运动员的体操动作时，可将其视为质点解析：选AB.C、D两项中都要关注运动员的动作细节，故这两个项目中的运动员不能看做质点；A项中评判成绩不用关注跑步动作细节，故该项中的运动员可看做质点；B项中在双人同步跳水运动中，两人动作完全一致，故以其中一名运动员为参考系，另一名运动员是相对静止的2某人划船逆流而上，当船经过一座桥时，船上一小木块掉在河水里(木块掉入水中后立刻与水流速度相同)，但一直航行至上游某处时此人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1 h追上小木块时，发现小木块距离桥有5 400 m 远，若此人向上游和下游航行时船在静水中前进的速率相等，求河水的流速为多大解析：法一：以河水为参考系，小木块是静止的相对小木块，船以恒定不变的速率运动，到船追上小木块，船往返时间相等，各为1 h，共2 h这段时间内，相对水，桥向上游运动，到船追上小木块，桥向上游运动了5 400 m，其相对水的速度为v m/s0.75 m/s即河水的流速为0.75 m/s.法二：以地面为参考系设船的静水速度为v1，水流速度为v2，船向上游航行时间为t1，返航时间为t2，则：(v1v2)t2(v1v2)t1v2(t1t2)解得：t1t21 h由xv2(t1t2)得：v2 m/s0.75 m/s.答案：0.75 m/s位移和速度学生用书P2【知识提炼】平均速度、平均速率、瞬时速度的比较平均速度平均速率瞬时速度物理意义描述物体在一段时间(或一段位移)内位置改变的快慢及方向描述物体沿轨迹运动的平均快慢描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢标矢性矢量标量矢量大小与方向对应一段位移或一段时间(1)平均速度(2)方向与位移的方向相同(1)平均速率，注意：不一定等于平均速度的大小(2)无方向(1)v，当t很小时，物体在t时刻的速度大小，叫瞬时速率通常可用其他运动公式计算(2)方向就是物体运动的方向【典题例析】(多选)如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是：1 s、2 s、3 s、4 s下列说法正确的是()A物体在AB段的平均速度大小为1 m/sB物体在ABC段的平均速度大小为 m/sCAB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度D物体在B点的速度等于AC段的平均速度审题指导(1)应用求平均速度时，要注意x与t的对应(2)时间t越短，平均速度 越接近某位置的瞬时速度(3)一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，只适用于匀变速直线运动解析由可得：AB m/s1 m/s，AC m/s，故A、B均正确；所选取的过程离A点越近，其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度，故C正确；由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程，故B点虽为中间时刻，但其速度不等于AC段的平均速度，故D错误答案ABC(1)无论什么运动，瞬时速率都等于瞬时速度的大小(2)只有在单向直线运动中，平均速率才等于平均速度的大小；在其他运动中，平均速率大于平均速度的大小 【迁移题组】 迁移1对位移的理解和计算1(多选)2017年8月6日在清华大学举办第二届“登峰杯”机器人大赛中，某机器人在平面内由点(0，0)出发，沿直线运动到点(3，1)，然后又由点(3，1)沿直线运动到点(1，4)，然后又由点(1，4)沿直线运动到点(5，5)，最后又由点(5，5)沿直线运动到点(2，2)，平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为1 m整个过程中机器人所用时间是2 s，则()A机器人的运动轨迹是一条直线B机器人不会两次通过同一点C整个过程中机器人的位移大小为2 mD整个过程中机器人的位移与由点(5，5)运动到点(2，2)的位移方向相反解析：选CD.在坐标系中画出机器人的运动轨迹如图所示，可见其运动轨迹不是直线，图线的交点表示机器人两次通过同一点，A、B均错误；整个过程中机器人的位移为从点(0，0)到点(2，2)的有向线段，大小为2 m，C正确；(0，0)、(2，2)、(5，5)三个坐标点在一条直线上，故可得出整个过程中机器人的位移与由点(5，5)到点(2，2)的位移方向相反，D正确 迁移2平均速度的计算2(多选)2017年达喀尔拉力赛中，如图所示为某选手在一次训练中的路线图，他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()A整个过程中赛车的平均速率大小为108 km/hB整个过程中赛车的平均速度大小为108 km/hC赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150 km/hD赛车经过路标C时速度方向为由A指向B解析：选BC.从A到B位移为9 km，路程为15 km，用时 h，可得整个过程的平均速率为180 km/h、平均速度大小为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时速度的方向为沿运动轨迹在C点的切线方向，故D错 迁移3极限法求瞬时速度3(2018北京西城区模拟)用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度已知固定在滑块上遮光条的宽度为4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s，则滑块经过光电门位置时的速度大小为()A0.10 m/sB100 m/sC4.0 m/s D0.40 m/s 解析：选A.遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当做滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v m/s0.10 m/s，选项A正确加速度学生用书P3【知识提炼】1速度、速度的变化量和加速度的比较速度速度的变化量加速度物理意义描述物体运动的快慢，是状态量描述物体速度的变化，是过程量描述物体速度变化的快慢，是状态量定义式vvvv0a方向与位移x同向，即物体运动的方向由vv0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的方向无关2.a是加速度的定义式当t0时，a是瞬时加速度；加速度的决定式是a，即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决定，加速度的方向由合力的方向决定3物体加、减速的判定(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体加速(2)当a与v垂直时，物体速度大小不变(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速【典题例析】为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为L3.0 cm的遮光板，如图所示，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t10.30 s，通过第二个光电门的时间为t20.10 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间隔为t3.0 s试估算：(1)滑块的加速度多大(保留两位有效数字)?(2)两个光电门之间的距离是多少？审题突破遮光板通过光电门的时间非常短，可以把遮光板经过光电门的平均速度当做滑块经过光电门位置时的瞬时速度解析(1)遮光板通过第一个光电门的速度v1 m/s0.10 m/s遮光板通过第二个光电门的速度v2 m/s0.30 m/s故滑块的加速度a0.067 m/s2.(2)两个光电门之间的距离xt0.6 m.答案(1)0.067 m/s2(2)0.6 m(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系，加速度的大小和方向由合力决定(2)速度变化量的大小与加速度的大小没有必然联系，速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定(3)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，而不是看加速度的变化情况加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢 【迁移题组】 迁移1加速度与速度及速度变化之间的制约关系1(2018杭州模拟)关于速度、速度变化量、加速度，正确的说法是()A物体运动时，速度的变化量越大，它的加速度一定越大B速度很大的物体，其加速度可能为零C某时刻物体的速度为零，其加速度不可能很大D加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大解析：选B.由a可知， 在v越大，但不知道t的大小时，无法确定加速度的大小，故A错误；高速匀速飞行的战斗机，速度很大，但速度变化量为零，加速度为零，所以B正确；炮筒中的炮弹，在火药刚刚燃烧的时刻，炮弹的速度为零，但加速度很大，所以C错误；加速度很大，说明速度变化很快，速度可能很快变大，也可能很快变小，故D错误 迁移2加速度的大小计算及方向判断2.如图所示，小球以大小为3 m/s的速度v1水平向右运动，碰一墙壁经t0.01 s后以大小为2 m/s的速度v2沿同一直线反向弹回，则小球在这0.01 s内的平均加速度是()A100 m/s2，方向向右B100 m/s2，方向向左C500 m/s2，方向向左 D500 m/s2，方向向右解析：选C.法一：取末速度的方向为正方向，由a得，a m/s2500 m/s2，方向与v2方向相同，水平向左，故选项C正确法二：取初速度的方向为正方向，由a得，a m/s2500 m/s2，方向与v2方向相同，水平向左，故选项C正确 迁移3极限思想在加速度求解中的应用3(2018浙江湖州中学月考)如图所示，为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为4.0 cm的遮光板滑块向右做匀加速直线运动依次通过两个光电门A和B.光电门上的黑点处有极细的激光束，当遮光板挡住光束时开始计时，不遮挡光束时停止计时现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为t10.30 s，通过第二个光电门所用的时间为t20.10 s，光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为t30.30 s，则滑块的加速度大小应为()A0.67 m/s2B0.14 m/s2C0.54 m/s2 D0.22 m/s2解析：选C.遮光板通过第一个光电门的平均速度大小为v1 m/s0.13 m/s(d为遮光板的宽度)，这个速度就是滑块通过第一个光电门中间时刻的速度，即计时0.15 s时的瞬时速度；遮光板通过第二个光电门的平均速度大小为v2 m/s0.4 m/s，这个速度就是通过第二个光电门中间时刻的速度，即第二个光电门计时0.05 s时的瞬时速度；因此加速度大小为a m/s20.54 m/s2，因此C正确学生用书P41.(2015高考广东卷)如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物()A帆船朝正东方向航行，速度大小为vB帆船朝正西方向航行，速度大小为vC帆船朝南偏东45方向航行，速度大小为vD帆船朝北偏东45方向航行，速度大小为v解析：选D.以帆板为参照物，帆船具有朝正东方向的速度v和朝正北方向的速度v，两速度的合速度大小为v，方向朝北偏东45，故选项D正确2(2016高考浙江卷)如图所示为一种常见的身高体重测量仪测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学身高和质量分别为()Av(t0t)，UBv(t0t)，UCv(t0t)，(UU0) Dv(t0t)，(UU0)解析：选D.设测量仪高度和人的身高分别为H和h，根据题意，没有站人时有Hv，站人时有Hhv，得hv；又由传感器输出的电压与作用在其上的压力成正比，则没有站人时U0kM0g，站人时Uk(M0m)g，得m(UU0)，故D项正确3一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中()A速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值B速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值C位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大D位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值解析：选B.加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，加速度减小到零，速度达到最大，由于速度方向不变，则位移逐渐增大，加速度减小到零，位移继续增大故B正确，A、C、D错误42017年8月24日中越“跨越2017”联合军事演习在东海空域举行假设有一架直升机以加速度a从地面由静止开始竖直向上起飞，已知直升机在上升过程中每秒钟的耗油量Vpaq(p、q均为常数)，若直升机欲加速上升到某一高度处，且耗油量最小，则其加速度大小应为()A. BC. D解析：选B.由hat2知直升机的运动时间t，则其上升过程中耗油总量V总Vt(paq) ，由数学知识得要使V总最小，应有p2a，即a，B正确学生用书P275(单独成册)(建议用时：60分钟)一、单项选择题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，这种天文现象称为“金星凌日”，如图所示下面说法正确的是()A地球在金星与太阳之间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解析：选D.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2据中央气象台消息： 2017年第1号台风“梅花(Muifa)”于4月26日在距离菲律宾马尼拉以东方向1 640公里的西北太平洋海面上生成(东经136.1，北纬13.4)，中心附近最大风速达18 m/s(8级风，热带风暴级)预计“梅花”将以12 km/h左右的速度向西北方向移动，强度变化不大关于上述消息中的“18 m/s、12 km/h”，下述理解中正确的是()A分别指平均速度和瞬时速度的大小B分别指瞬时速度和平均速度的大小C均指平均速度的大小D均指瞬时速度的大小解析：选B.根据瞬时速度和平均速度的概念可知，“18 m/s”是指某位置的瞬时速度；“12 km/h”是指平均速度，故选B.3小磊同学沿着半径为R的圆形跑道跑了1.75圈时，他的()A路程和位移的大小均为3.5RB路程为3.5R、位移的大小为RC路程和位移的大小均为RD路程为0.5R、位移的大小为R解析：选B.本题考查的是路程与位移小磊同学的路程为2R1.753.5R，位移大小为R，故选项B正确4关于物体的运动，下面说法不可能的是()A加速度在减小，速度在增加B加速度方向始终改变而速度不变C加速度和速度大小都在变化，加速度最大时速度最小，速度最大时加速度最小D加速度方向不变而速度方向变化解析：选B.当物体做加速度越来越小的加速运动时，速度越来越大，故A正确；加速度是描述速度变化快慢的物理量，所以只要加速度不为零，速度就一定变化，故B错误；如果物体先做加速度增大的减速运动，后做加速度减小的加速运动，则就会有加速度最大时速度最小，速度最大时加速度最小，故C正确；物体做匀减速运动，速度减为0后，方向改变，但加速度方向不变，例如竖直上抛运动，故D正确5一个朝着某方向做直线运动的物体，在时间t内的平均速度是v，紧接着内的平均速度是，则物体在这段时间内的平均速度是()AvBvC.v Dv解析：选D.由平均速度的定义式可得物体在这段时间内的平均速度v，故选项D正确6(2015高考浙江卷)如图所示，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，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度为使更接近瞬时速度，正确的措施是()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解析：选A.表示的是t时间内的平均速度，遮光条的宽度x越窄，则记录遮光时间t越小，越接近滑块通过光电门时的瞬时速度，选项A正确二、多项选择题7根据给出的速度和加速度的正负，对下列运动性质的判断正确的是()Av00，a0，物体做加速运动Bv00，a0，物体做减速运动Cv00，物体做减速运动Dv00，a0，物体做加速运动解析：选CD.当速度方向和加速度方向相同或夹角为锐角时，物体做加速运动；当速度方向和加速度方向相反或夹角为钝角时，物体做减速运动不能只根据加速度的正负来判断物体是做加速运动还是减速运动选项C、D正确8.某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的vt图象，某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是()A0t1这段时间内的平均速度一定小于B0t3这段时间内的平均速度一定小于C在t1时刻，实际加速度一定大于D在t3t4时间内，自行车的速度恒定解析：选AC.设t1时刻对应的速度为v0，0t1这段时间内的位移小于自行车做匀变速直线运动的位移(题图中虚线)，因而平均速度.根据几何知识有，则v0，则，选项A正确；若自行车做匀变速直线运动，则0t3这段时间内的平均速度为，由题图可知，车的实际位移不一定小于虚线所围面积，选项B错误；图线在t1时刻的斜率大于虚线在该处的斜率，表明实际加速度一定大于，选项C正确；在t3t4时间内，速度图线为曲线，说明速度是变化的，选项D错误9一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4 m/s，1 s 后速度大小为10 m/s，在这1 s内物体的加速度大小为()A可能小于4 m/s2 B可能等于6 m/s2C可能大于6 m/s2 D一定等于6 m/s2解析：选BC.设物体在某时刻的速度为v1，1 s后物体速度为v2，若v1与v2同向，a m/s26 m/s2；若v1与v2反向，a m/s214 m/s2，故B、C正确，A、D错误10(2018台州模拟)酒后驾驶会导致许多安全隐患，这是因为驾驶员的反应时间变长反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车的行驶距离；“制动距离”是指驾驶员发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动加速度都相同)速度(m/s)思考距离(m)制动距离(m)正常酒后正常酒后157.