(新课标)2020版高考物理一轮复习第一章第1讲运动的描述课件

1、第1讲运动的描述一 质点和参考系二 位移和速度三 加速度基础过关考点一 对质点和参考系的理解考点二 位移和路程考点三 平均速度和瞬时速度考点突破考点四 加速度一、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。基础过关二、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,

2、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。1.判断下列说法对错。(1)参考系必须是静止不动的物体。( )(2)做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程。( )(3)平均速度的方向与位移方向相同。( )(4)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。( )(5)物体的速度很大,加速度不可能为零。( )(6)物体的加速度增大,速度就

3、增大。( ) 2.如图是体育摄影中“平行追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是( C )A.大地B.太阳C.自己D.步行的人 3.(2019湖南常德期末)校运会400 m比赛中,终点在同一条直线上,但起点不在同一条直线上(如图所示)。关于这样的做法,下列说法正确的是( B )A.这样做目的是使参加比赛的同学位移大小相同B.这样做目的是使参加比赛的同学路程大小相同C.这样做目的是使参加比赛的同学所用时间相同 D.这样做其实是不公平的,明显对外侧跑道的同学有利 4.2018年12月8日凌晨,在我国西昌

4、卫星发射基地,一枚火箭载着“嫦娥四号”月球探测器飞上太空,将完成首次在月球背面着陆,如图所示是火箭点火升空瞬间的照片,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 )A.火箭的速度很小,但加速度较大B.火箭的速度很大,加速度也很大C.火箭的速度很小,加速度也很小D.火箭的速度很大,但加速度很小 考点一对质点和参考系的理解考点突破1.对质点的理解科学抽象质点是对实际物体的科学抽象,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的可看做质点的条件一个物体能否被看做质点,并非依物体自身大小来判断,而是要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素,若是次要因素,即使物体很大,也

5、能看做质点,相反,若是主要因素,即使物体很小,也不能看做质点质点与几何“点”质点是对实际物体进行科学抽象的模型,有质量,只是忽略了物体的大小和形状;几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置2.参考系的选取原则(1)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言的,在没有特殊说明的情况下,一般选大地作为参考系。(2)在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。(3)对于复杂运动的物体,应选取能最简单描述物体运动情况的物体为参考系。1.下列关于物体是否可以被看做质点的说法正确的有( D )A.研究游泳名将傅园慧的游泳技术时,傅

6、园慧可以被看做质点B.研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况时,直升机可以被看做质点C.观察航空母舰上的舰载飞机起飞时,可以把航空母舰看做质点D.在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,可以把航空母舰看做质点 解析究游泳名将傅园慧的游泳技术时,需研究其不同的动作,所以此时的傅园慧不能被看做质点,故A项错误;研究直升机螺旋桨的转动情况时,不可以把直升机看做质点,否则就无转动可言,故B项错误;舰载飞机在航空母舰上起飞时,航空母舰的大小不能忽略,不可以把航空母舰看做质点,故C项错误;在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,航空母舰的大小和形状可以忽略不计,航空母舰可以被看做质点,故D项正确。2.钓鱼岛自

7、古以来就是中国领土,其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场。如图,中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙),在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航。甲、乙两船并排行驶,甲船上的船员看见钓鱼岛向东移,乙船内的船员发现甲船没有动。如果以钓鱼岛为参考系,上述事实说明( D )A.甲船向西运动,乙船不动B.乙船向西运动,甲船不动 C.甲船向西运动,乙船向东运动D.甲、乙两船以相等的速度都向西运动 解析甲船上的船员看见钓鱼岛向东移,以钓鱼岛为参考系,甲船向西运动;乙船内的船员发现甲船没有动,甲、乙两船的速度大小、行驶的方向是一样的,即甲、乙两船以相等的速度都向西运动。故D正确。考点二位移和路程位移与路程的区别

8、和联系 位移x路程s物理意义描述物体位置的变化表示物体运动轨迹的长度决定因素由初、末位置决定由实际的运动路径决定运算规则矢量的平行四边形定则标量的代数运算大小关系xs1.(多选)(2019河北保定期中)2018年8月15日在清华大学举办的第三届“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均为1 m。整个过程中机器人所用时间是2 s,则( CD ) A.机器人的运动轨迹是一条直线B.机器

9、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一条直线,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)三个坐标点在同一条直线上,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。2.如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门芯

10、位移的大小为( D )A.RB.2RC.2RD.R 解析当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,车轮向前运动半个周长的距离,气门芯的初位置与末位置如图所示,由几何知识可得,气门芯的位移大小x=R,故D项正确。考点三平均速度和瞬时速度 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)的运动快慢及方向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

11、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平均速度、平均速率、瞬时速度的比较1.(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( ABC )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/sC.AB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ABC段的平均速度 解析由=可得:= m/s=1 m/s,= m/s,故A、B正确;所选取的过程离A点越近,其阶段的平均速度越接

12、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ABC段的平均速度,故D错误。2.(多选)2018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(BC)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

13、度方向为由A指向B 解析从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。(1)平均速度的两个计算公式(2)计算平均速度时应注意的问题平均速度的大小与物体的运动阶段有关,求解平均速度时必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度。粗略计算时可以用极短时间内的平均速度代替某时刻的瞬时速度。方法技巧考点四加速度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

14、变化,是过程量描述物体速度变化的快慢,是状态量定义式v=v=v-v0a= = 方向与位移x同向,即物体运动的方向由v-v0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.平均加速度和瞬时加速度 3.判断质点做加速或减速直线运动的方法例1一质点在x轴上运动,初速度v00,加速度a0,当加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零,则该质点( B )A.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止B.速度一直在增大,直到加速度等于零为止C.位移先增大,后减小,直到加速度等于零为止D.位移一直在增大,直到加速度等于零为止 解析由于加速度的方向始终与速度方向相同,质点速度逐渐增大,当

15、加速度减小到零时,速度达到最大值,选项A错误,B正确;位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不再变化,位移将随时间继续增大,选项C、D错误。考向1加速度与速度及速度变化之间的制约关系1.(多选)(2018河北保定三中月考)有下列几种情境,请根据所学知识,选择对情境的分析和判断正确的说法( BD )A.点火后即将升空的火箭。因火箭还没运动,所以其加速度一定为零B.高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车。轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大C.运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶。高速行驶的磁悬浮列车,因其速度很大,所以加速度也一定很大D.汽车匀速率通过一座拱桥。因为汽车做的是曲线运动

16、,所以其加速度不为零 解析点火后即将升空的火箭,虽然速度还为零,但因其所受合外力不为零,加速度不为零,A项错误;高速行驶的轿车紧急刹车时速度变化很快,由a=可知,其加速度很大,B项正确;高速行驶的磁悬浮列车,虽然速度很大,若其速度不变化,则加速度为零,C项错误;汽车匀速率过拱桥时,汽车做曲线运动,汽车的速度方向时刻发生变化,其加速度不为零,D项正确。考向2加速度的计算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t=0.01 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( C )A.100 m/s2,方向向右B.100 m/

17、s2,方向向左C.500 m/s2,方向向左D.500 m/s2,方向向右 解析解法一取末速度的方向为正方向,由a=得,a= m/s2=500 m/s2,方向与v2方向相同,水平向左,故选项C正确。解法二取初速度的方向为正方向,由a=得,a= m/s2=-500 m/s2,方向与v1方向相反,水平向左,故选项C正确。考向3极限思想在加速度求解中的应用3.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

18、所用的时间为t1=0.30 s,通过第二个光电门所用的时间为t2=0.10 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t3=0.30 s,则滑块的加速度大小应为( C )A.0.67 m/s2B.0.14 m/s2 C.0.54 m/s2D.0.22 m/s2 解析遮光板通过第一个光电门的平均速度大小为v1= m/s=0.13 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/s=0.4 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

19、时速度;因此加速度大小a= m/s2=0.54 m/s2,C正确。加速度矢量性的理解和应用例2(多选)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( BC )A.可能小于4 m/s2B.可能等于6 m/s2C.可能大于6 m/s2D.一定等于6 m/s2 热点题型探究 解析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/s2=6 m/s2;若v1与v2反向,a= m/s2=14 m/s2。故选项B、C正确,A、D错误。 1.(多选)如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能