高三物理一轮复习课件第一章运动的描述匀变速直线运动的研究11.ppt

必修1第一章运动的描述匀变速直线运动的研究第1讲描述运动的基本概念,【知识梳理】知识点1参考系、质点1.参考系:(1)定义:在描述物体运动时,用来作_。(2)选取:可任意选取,但对同一物体的运动,所选的参考系不同,运动的描述可能会_,通常以_为参考系。,参考的物体,不同,地面,2.质点:(1)定义:_。(2)把物体看作质点的条件:物体的_对研究问题的影响可以忽略不计。,用来代替物体的有质量的点,大小和形状,可忽略,不能忽略,【直观解读】,知识点2位移、速度1.位移和路程:(1)位移描述物体_,用从_指向_的有向线段表示,是矢量。(2)路程是_,是标量。,位置的变化,初位置,末位置,物体运动轨迹的长度,【直观解读】如图所示物体沿三条不同的运动轨迹从A点运动到B点。(1)三条运动轨迹的路程_。(2)三条运动轨迹的位移_,方向_。,不同,相同,由A指向B,2.速度和速率:(1)平均速度:_的比值,即v=,是矢量,其方向与_的方向相同。(2)平均速率:物体运动的_与所用时间的比值,即v=,是标量。平均速率不是平均速度的大小。(3)瞬时速度:运动物体在_的速度,是矢量,方向_。,物体的位移与发生这段位移所用时间,位移,路程,某一时刻或某一位置,沿轨迹的切线方向,(4)速率:_的大小,是标量。,瞬时速度,知识点3加速度1.定义:_的比值。2.定义式:,国际单位是_。3.物理意义:描述_的快慢。4.方向:与_的方向相同,是矢量。,速度的变化量与发生这一变化所用时间,m/s2,速度变化,速度变化,5.物体加速、减速的判断:,物体加速,物体减速,【易错辨析】(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,不能把运动员看作质点。()(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)。研究物体的运动时,必须选择参考系,而参考系的选择是任意的,选作参考系的物体是假定不动的物体,参考系可以是静止的,也可以是变速运动的物体。,(2)。当物体的大小和形状对所研究的问题可以忽略不计时,可以把物体看作质点,而研究跳水运动员的动作时,运动员的形状和大小不可忽略,不能看作质点。(3)。只有在单向直线运动中,物体的位移大小才等于其路程。(4)。瞬时速度与某一时刻或某一位置对应,而平均速度与位移和时间对应,子弹击中目标的速度与位置对应,属于瞬时速度。,(5)。加速度是描述速度变化快慢的物理量。(6)。物体的速度是增大还是减小,是由加速度和速度的方向关系决定的,与加速度的正、负无关,当加速度为正值,而速度为负值时,物体的速度会越来越小,当加速度、速度均为正值或均为负值时,物体的速度才会越来越大。,【核心要素精讲】1.对质点的三点说明:(1)质点是一种理想化模型,实际并不存在。(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小和形状来判断。(3)质点不同于几何“点”,是忽略了物体的大小和,形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。,2.参考系的“四性”:,【高考命题探究】【典例1】(多选)(2017大庆模拟)下列说法中正确的是世纪金榜导学号42722000()A.研究乒乓球的弧圈运动时,可将乒乓球看作质点B.参考系必须是静止不动的物体C.用GPS定位系统确定在南极冰川考察的某科考队员的位置时,该队员可看作质点,D.选取不同的参考系,同一物体的运动速度可能不同,运动轨迹也可能不同【解析】选C、D。研究乒乓球的上旋、下旋原理时,不可以将乒乓球看作质点,否则就没有旋转了,故A错误;参考系是在描述物体的运动时,被选定作为参考、假定为不动的其他物体,被选为参考系的物体可以是静止的,也可以是运动的,故B错误;用GPS定位系统确定在南极,冰川考察的某科考队员的位置时,队员的大小和形状可以忽略,可以看作质点,故C正确;选取不同的参考系,同一物体的运动速度可能不同,运动轨迹也可能不同,故D正确。,【强化训练】1.下列比赛项目中,运动员可看作质点的是()A.自由体操B.柔道C.拳击D.马拉松赛跑,【解析】选D。自由体操要根据运动员的动作进行打分,柔道要看运动员着地时的身体部位,拳击要看身体的着击部位,这三种运动的运动员都不能看作质点,A、B、C错误;马拉松比赛中运动员可以看作质点,因为运动员的大小和形状相对于路程来讲可以忽略,D正确。,2.(2017温州模拟)宋代诗人陈与义乘着小船出游时,曾经写了一首诗:飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。诗中“云与我俱东”所选取的参考系是()A.河岸B.云朵C.诗人D.小船,【解析】选A。船向东行驶,而“卧看满天云不动”是指“云与我”保持相对静止,即“云与我”以相同的速度相对于地球向东运动,故诗人在这里研究“云与我”的运动是选择河岸为参考系,故A正确。,【加固训练】关于质点和参考系,下列说法中正确的是()A.研究人造地球卫星绕地球一周的时间时,卫星可以被看成质点B.质点就是体积很小的物体C.“一江春水向东流”是以水为参考系来描述江水的运动,D.我们常说“太阳东升西落”,是以太阳为参考系描述地球的运动,【解析】选A。在研究人造地球卫星绕地球一周的时间时,卫星的形状和大小可以忽略不计,可以看作质点,A正确;只有当物体的形状和大小对研究问题没有影响或者影响可以忽略不计时物体才能看作质点,故物体能否看作质点与物体的大小无直接的关系,即小的物体不一定能看作质点,B错误;“一江春水向东流”,是说水相对于地面向东运动,参考系是地球,C错误;我们常,说“太阳东升西落”,是以地球为参考系描述太阳运动的,D错误。,考点2位移和速度【核心要素精讲】1.位移与路程的区别与联系:(1)区别。物理意义不同:位移描述物体位置的变化;路程描述物体运动轨迹的长度。,决定因素不同:位移由始、末位置决定;路程由实际的运动路径决定。运算法则不同:位移应用矢量的平行四边形定则运算;路程应用标量的代数运算。(2)联系:位移x与路程s的大小关系为xs,只有物体做单向直线运动时,其位移大小才等于路程。,2.平均速度与瞬时速度的区别与联系:(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t0时的平均速度。,3.平均速度与平均速率的区别:平均速度的大小不能称为平均速率,因为平均速率是路程与时间的比值,只有当路程与位移的大小相等时,平均速率才等于平均速度的大小。,【高考命题探究】【典例2】(2017铜仁模拟)三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点,运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,下列说法正确的是()世纪金榜导学号42722001,A.三个质点从N点到M点的平均速度相同B.三个质点任意时刻的速度方向都相同C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D.三个质点从N点到M点的位移不同,【思考探究】(1)三个质点同时从N点出发,同时到达M点说明了什么?三个质点的平均速度有什么关系?提示:三个质点运动的初、末位置相同,则位移相同;三个质点同时出发、同时到达,则运动时间相同;由v=可知平均速度相同。,(2)三个质点任意时刻的速度指的是瞬时速度,还是平均速度?其方向如何?提示:瞬时速度对应于时刻,平均速度对应于时间,故三个质点任意时刻的速度指的是瞬时速度,方向沿着轨迹的切线方向。,(3)本题中,三个质点从N点到M点的平均速率是否相同?提示:平均速率是路程与时间的比值,而路程是运动轨迹的长度,三个质点中A、C运动的路程相等,故A、C的平均速率相等,质点B运动的路程小于A、C运动的路程,故B的平均速率小于A、C的平均速率。,【解析】选A。三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点,初、末位置相同,位移相同,所用时间相同,由v=可知平均速度相同,A正确,D错误;做曲线运动某时刻的速度方向沿该点的切线方向,故质点速度方向不是任意时刻相同,B错误;三个质点在任意相等时间内的位移不一定相同,则平均速度不一定相同,C错误。,【强化训练】1.(2017汉中模拟)为了使公路交通有序、安全,路旁立了许多交通标志。如图所示,甲图是限速标志,表示允许行驶的最大速度是80km/h;乙图是路线指示标志,表示到杭州还有100km。上述两个数据的物理意义是(),A.80km/h是平均速度,100km是位移B.80km/h是平均速度,100km是路程C.80km/h是瞬时速度,100km是位移D.80km/h是瞬时速度,100km是路程,【解析】选D。允许行驶的最大速度表示在某一位置的速度,是瞬时速度,所以80km/h是指瞬时速度;到杭州还有100km,100km是运动轨迹的长度,是路程,故D正确,A、B、C错误。,2.(多选)甲、乙两车从A地出发经历不同的时间后都到达B地,甲运动的时间较长,则()A.甲的平均速度一定比乙的大B.甲的平均速度一定比乙的小C.甲的瞬时速度一定比乙的小D.甲、乙通过的位移一定相等,【解析】选B、D。位移只决定于初、末位置,故甲、乙通过的位移一定相等,选项D正确;由平均速度公式知,位移x相同,而甲运动的时间较长,故甲的平均速度比乙的小,选项A错误,B正确;因为甲和乙不一定做匀速直线运动,所以瞬时速度的大小和方向无法确定,选项C错误。,考点3加速度与速度的关系【核心要素精讲】1.速度、速度变化量和加速度的对比:,2.a=是加速度的定义式,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。,【高考命题探究】【典例3】(2017阜阳模拟)关于速度与加速度的说法中,正确的是世纪金榜导学号42722002()A.运动物体的加速度大,速度也一定大B.运动物体的加速度变小,速度也一定变小C.物体的速度变化大,加速度也一定大D.物体的速度变化慢,加速度一定小,【解析】选D。运动物体的加速度大,速度变化快,速度不一定大,故A错误;运动物体的加速度变小,如果加速度与速度同向,速度增大,如果加速度与速度反向,速度减小,故B错误;物体的速度变化大,根据公式a=,加速度不一定大,故C错误;加速度表示物体速度变化的快慢,物体的速度变化慢,加速度一定小,故D正确。,【迁移训练】,迁移1:加速度与速度同向若物体的加速度方向与速度方向相同,则当加速度减小时()A.物体的速度也减小B.物体的速度先增大后减小C.当加速度减小到零时,物体的速度最大D.当加速度减小到零时,物体的速度也为零,【解析】选C。加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度增大,故A、B错误;当加速度减小到零,物体速度达到最大,做匀速直线运动,故C正确,D错误。,迁移2:加速度与速度反向汽车以72km/h的初速度做直线运动,加速度为-5m/s2。下列说法中正确的是()A.汽车做匀加速直线运动B.汽车做匀减速直线运动C.汽车的速度每秒增加5m/sD.汽车的速度保持不变,【解析】选B。汽车的速度为正值,加速度为负值,加速度与速度的方向相反,故汽车做匀减速直线运动,速度每秒减小v=at=5m/s,故B正确,A、C、D错误。,迁移3:加速度与速度方向关系不确定(多选)一质点做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用,此后该质点的速度大小可能()世纪金榜导学号42722003,A.仍然不变B.先逐渐减小至零,再逐渐增大C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大,【解析】选B、D。若恒力与质点的速度方向相同或相反,质点做加速运动或减速运动,故质点的速度会发生变化,如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上,恒力对质点做功,速度大小会发生变化,故速度大小不可能不变,故A错误;如果恒力与质点的速度方向相反,那么质点先沿原方向做匀减速运动,速度减到零后,质点沿着恒力方向做匀加速运动,速度逐渐增大,故B正确;如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上,那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解,其中恒力与一个速度方向相同,这个方向速度就会增加,另一个方向速度不变,那么合速度就会增加,不会减小,如果恒力与质点的速度方向相同,质点的速度一直增大,故C错误;如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线,上,那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解,若恒力与一个分速度方向相反,这个方向速度就会减小,另一个方向速度不变,那么合速度就会减小,当恒力方向速度减到零时,另一个方向还有速度,所以速度到最小值时不为零,然后恒力方向速度又会增加,合速度又在增加,故D正确。,【加固训练】(多选)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()A.v00,a0,物体做减速运动D.v00,a0,物体做加速运动,【解析】选C、D。当速度方向和加速度方向相同时,物体做加速运动,当速度方向和加速度方向相反时,物体做减速运动,故选项C、D正确。,参考系的选取1.选取原则:选取参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定。例如研究地球的公转的运动情况,一般选太阳作为参考系;研究地面上物体的运动,时,通常选地面或相对地面静止的物体作为参考系;研究物体在运动的火车上的运动情况时,通常选火车为参考系。如不特别说明,一般是以地球作为参考系。2.选取用途:参考系选择恰当,会使解题变得简单、快捷。,【示例】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1h追上小木块时,发现小木块距离桥有5400m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。,【方法导入】该问题是要求解河水的流速,常规方法是选取地面为参考系,但船和河水都是运动的,在船往返运动的两个过程中,船相对于河水往返的时间相等,都为1h,所以若选取河水为参考系,会更加方便、快捷地表达出河水的速度。,【解析】法一:以河水为参考