专题01运动的描述

专题01运动的描述【知识梳理】【专题过关】知识点1：质点和参考系【必备知识】建构理想化模型是一种重要的物理学方法。质点是一个理想的物理模型，不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要因素，就可以忽略物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异，从而把物体看做一个质点。【例1】（2023春·河南商丘·高一校考阶段练习）1．下列关于质点和参考系的说法中，正确的是（）A．物体越小越可以看作质点，像太阳这种较大的物体不能看作质点B．柘城县德盛高级中学一班某节体育课中，张三同学和李四同学在打乒乓球，研究张三同学的发球动作时，可以把张三看作质点C．只有静止的物体才能选作参考系，运动的物体不能作为参考系D．“卧看满天云不动，不知云与我俱东”这两句诗中，前一句中“满天云不动”是以诗人自己为参考系的，后一句中“云与我俱东”是以河岸为参考系的【答案】D【详解】A．物体能不能看作质点，取决于所研究的问题：当物体的形状、大小对所研究的没有影响或影响很小可以忽略时，就可以把它看作质点，不能单纯的因为物体自身大小尺寸就确定。像太阳这种较大的物体如果在研究的问题中，其形状大小可以忽略不计，则可以看作质点，故A错误；B．研究张三同学的发球动作时，张三同学的大小和形状不能忽略，不可以把张三看作质点，故B错误；C．任何物体都可以作为参考系，不一定要选择静止的物体作为参考系，也可以选择运动的物体作为参考系，故C错误；D．“卧看满天云不动”，是指云与我保持相对静止，故所选参考系是船或船中的诗人自己，“不知云与我俱东”即云与我以相同的速度相对于地球向东运动，所以“云与我俱东”所选择的参考系是地球或地球上相对于地球保持静止不动的物体，如河岸，故D正确。故选D。【变式训练】（2023秋·甘肃武威·高一统考开学考试）2．关于质点下列说法正确的是（）A．只有体积很小的物体才能看作质点B．在太空中进行飞船对接的宇航员观察该飞船，可把飞船看作质点C．从地球上的控制中心跟踪观察在太空中飞行的宇宙飞船，可把飞船看作质点D．质点是一个理想化的模型，实际并不存在，所以引入这个概念没有多大意义【答案】C【详解】A．当物体的体积和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，物体可以看为质点，物体能否看为质点与体积的大小无关，故A错误；B．在太空中进行飞船对接的宇航员观察该飞船时，飞船的形状和体积对所研究问题的影响不可以忽略不计，此时不能将飞船看为质点，故B错误；C．从地球上的控制中心跟踪观察在太空中飞行的宇宙飞船时，飞船的形状和体积能够忽略不计，此时飞船能够看为质点，故C正确；D．质点是一个理想化的模型，实际并不存在，但是引入质点这一概念能够简化所研究的问题，即引入质点这一概念有很大的意义，故D错误。故选C。（2023秋·湖南株洲·高一株洲二中校考阶段练习）3．云台山是全球首批世界地质公园，青龙峡景点有“中原第一峡谷”的美誉，这里气候独特，水源丰富，植被原始完整，是生态旅游的好去处。乘坐索道缆车除了能观赏怡人的风景以外，还能感觉悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说，以下说法正确的是（）A．以自己为参考系，看到对面的山迎面走来B．以对面的山为参考系，自己静止不动C．以自己为参考系，看到同一缆车里的人向对面的山奔去D．以所乘坐的缆车为参考系，两边的青山绿树静止不动【答案】A【详解】A．以自己为参考系，看到对面的山迎面走来，选项A正确；B．以对面的山为参考系，自己是运动的，选项B错误；C．以自己为参考系，看到同一缆车里的人是静止的，选项C错误；D．以所乘坐的缆车为参考系，两边的青山绿树是运动的，选项D错误。故选A。（2023秋·山西朔州·高一怀仁市第一中学校校考阶段练习）4．关于质点、参考系，下列说法正确的是（）A．研究体积很大的火星公转时可把火星看作质点B．研究空中加油，两飞机的对接情况及记录此时飞机所处的高度，均可将飞机视为质点C．研究行星运动，参考系必须是固定在地面上的物体D．飞机俯冲时，飞行员看到大地迎面扑来，是选择飞机为参考系的缘故【答案】AD【详解】A．研究火星公转时，火星的形状和大小对研究的问题没有影响，所以火星可以看作质点，故A正确；B．研究空中飞机对接情况时，不能把飞机看作质点，故B错误；C．参考系的选取是任意的，应根据所研究的问题灵活选取，并不是一定是选取地面上的物体为参考系，故C错误；D．选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同，飞机俯冲时，飞行员看到大地迎面扑来，是选择飞机为参考系的缘故，故D正确。故选AD。【归纳总结】物体可被看做质点的几种情况：（1）平动的物体通常可视为质点。（2）有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点。（3）同一物体，有时可看成质点，有时不能。当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，反之，则可以。知识点2：位移和路程【必备知识】位移用来描述质点位置的变化，是质点的由初位置指向末位置的有向线段，是矢量；路程是质点运动轨迹的长度，是标量。【例2】（2023秋·甘肃武威·高一天祝藏族自治县第一中学校考阶段练习）5．关于质点的位移和路程，下列说法中错误的是（）A．位移是矢量，方向是从初位置指向末位置B．路程是标量，即物体运动轨迹的长度C．当质点做单向直线运动时，路程和位移大小相等D．位移的大小就是路程，即两点之间的连线长短【答案】D【详解】ABD．位移是矢量，方向是从初位置指向末位置，大小是两点之间的连线长短，路程是物体运动轨迹的长度，A、B项正确，D项错误；C．当质点做单向直线运动时，位移大小和路程都是两点间连线的长度，C项正确。本题选错误的，故选D。【变式训练】（2023秋·宁夏银川·高一校考阶段练习）6．女排运动员在原地拍球，球从处用力拍下，被地板弹回，最高上升到高度处。则球通过的路程和位移的大小分别是（）A．， B．， C．， D．，【答案】B【详解】路程为位移为故选B。（2023秋·山西运城·高一校考阶段练习）7．下列关于位移和路程关系的正确说法是（）A．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B．物体沿直线运动，通过的路程等于位移的大小C．物体通过的路程不等，位移可能相同D．物体通过一段路程，位移不可能为零【答案】C【详解】A．由于路程是标量，路程是运动轨迹的长度；位移是矢量，大小是初、末两点间的距离，位移的方向从初位置到末位置；物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小，但不能路程就是位移。故A错误；B．物体沿直线单方向运动，通过的路程等于位移的大小；物体沿直线往返运动，通过的路程大于位移的大小。故B错误；C．物体通过的路程不等，但只要初、末位置相同，则它们的位移可以相同；故C正确；D．物体通过一定的路程，若回到出发点，则位移为零；故D错误。故选C。（2023春·山西朔州·高一校考阶段练习）8．一个质点沿半径为R的圆周运动一圈，回到原地，其路程与位移的大小分别为（）A． B．C．0，2R D．【答案】D【详解】质点沿半径为R的圆周运动一周，回到出发点。在此过程中，路程等于圆周的周长s=2πR初位置和末位置重合，所以位移为0。故选D。【归纳总结】位移是质点初位置指向末位置的有向线段，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置，是有大小有方向的矢量；路程是质点在空间运动轨迹的长度，是只有大小没有方向的标量。只有在单方向直线运动中路程才等于位移的大小，其余的情况下，路程都大于位移的大小，即。知识点3：时间与时刻【必备知识】时刻是指某一瞬间，用时间轴上的一个点来表示，它与状态量相对应；时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔，用时间轴上的一段线段来表示，它与过程量相对应。【例3】（2023秋·陕西榆林·高一校考阶段练习）9．生活中我们可能会听到这样的表述：①“××次飞机从杭州飞往北京共花了1小时30分钟”；②××次班车在下午1∶30发车。则①和②中涉及的时间概念（）A．都表示时刻 B．都表示时间间隔C．①表示时间间隔，②表示时刻 D．①表示时刻，②表示时间间隔【答案】C【详解】飞机从杭州飞往北京共花了1小时30分钟”指的是一段时间，所以①中“1小时30分”表示时间间隔；班车在下午1∶30发车指的是一个时间点，所以②中的“1∶30”表示时刻。故选C。【变式训练】（2023春·湖北十堰·高一十堰一中校考学业考试）10．孝感站到武昌站，有K157T369等车次，有关说法正确的是（）A．K157比T369运行时间要长，则K157比T369运行距离远B．K157比T369运行时间要长，但K157与T369运行距离是一样的C．K157上午08：50从孝感站出发，上午10：08到达武昌站，用时1时28分D．这两个列车运行时间不一样，可能是走的路线不同【答案】B【详解】ABD．孝感站到武昌站线路相同，距离相同，B正确，AD错误；C．K157上午08：50从孝感站出发，上午10：08到达武昌站，用时1时18分，C错误。故选B。（2021秋·北京顺义·高一校考阶段练习）11．以下对话，其含义是指时刻的是（）A．这车还有多久开？B．过一会儿就要开了。C．我离开一下，十分钟后回来，行不？D．你不能晚过车票上的开车时间。【答案】D【详解】A．这车还有多久开，多久指的是时间间隔，选项A不符合题意；B．过一会儿就要开了，一会指的是时间间隔，选项B不符合题意；C．我离开一下，十分钟后回来，十分钟指的是时间间隔，选项C不符合题意；D．你不能晚过车票上的开车时间，开车时间指的是时刻，选项D符合题意。故选D。（2023秋·广东梅州·高一大埔县虎山中学校考开学考试）12．关于时间和时刻，下列说法正确是的（）A．时间就是时刻，时刻就是时间B．物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s内的时间C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s内的时间D．第4s末就是第5s初，指的是时刻【答案】CD【详解】A．时刻是指某一瞬间，在时间轴上用点表示，时间是两个时刻间的间隔，在时间轴上用线段表示，故A错误；B．物体在5s内指的是物体在零时刻到第6s初这5s的时间，故B错误；C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s内的时间，故C正确；D．第4s末就是第5s初，指的是时刻，故D正确。故选CD。【归纳总结】时刻是时间轴上的一个点，通常说的“2秒末”、“2秒初”、“**时”、“*点*分”等均表示时刻。时间是两时刻的间隔，是时间轴上的线段，通常说的“几秒内”、“第几秒内”都是指时间间隔。知识点4：平均速度、瞬时速度、平均速率【必备知识】平均速度是位移与发生这段位移所用时间的比值，是矢量，其方向就是物体在这段时间内的位移的方向，粗略的反映了物体在整个运动过程中的平均快慢情况；瞬时速度是指运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，精确地反映物体在运动过程中每时每刻运动快慢情况；平均速率是路程与发生这段路程所用时间的比值，是标量。在单方向直线运动中平均速度的大小与平均速率才相等，在匀速直线运动中平均速度与瞬时速度才相等。【例4】（2023秋·河南商丘·高一校考阶段练习）13．下列说法正确的是（）A．“复兴号”动车组列车速度计显示速度为，这里的速度是指瞬时速度B．小球第末的速度为，这里是指平均速度C．汽车从甲站行驶到乙站的速度是，这里是指瞬时速度D．为了解决偏远地区的配送问题，某快递公司采取“无人机快递”，无人机从某一投递站带着快件到达指定位置送达后又返回该投递站，这一过程中无人机的平均速度为零【答案】AD【详解】A．“复兴号”动车组列车速度计显示速度为，这里的速度是指瞬时速度，故A正确；B．小球第末的速度为，这里是指瞬时速度，故B错误；C．汽车从甲站行驶到乙站的速度是，这里是指平均速度，故C错误；D．为了解决偏远地区的配送问题，某快递公司采取“无人机快递”，无人机从某一投递站带着快件到达指定位置送达后又返回该投递站，这一过程中无人机的位移为0，则平均速度为零，故D正确。故选AD。【变式训练】（2023秋·江苏无锡·高三江苏省南菁高级中学校考阶段练习）14．某同学绕濠河跑步健身。如图所示，该同学从A位置出发，途经B、C位置后到达D位置，智能显示用时，运动的路程为。该同学从A位置运动到D位置的过程中（）A．位移大小为B．平均速度大小为C．平均速率为D．任意位置的速率均为【答案】C【详解】A．路程为，由图可知，位移x小于4.0km，故A错误；B．由速度的定义可知，平均速度大小为故B错误；C．由平均速率的定义可知，平均速率为故C正确；D．平均速率为8.0km/s，任意位置的速度不一定等于，故D错误。故选C。（2023秋·山西朔州·高一怀仁市第一中学校校考阶段练习）15．关于位移与路程、平均速度与瞬时速度，下列说法正确的是（）A．运动员通过一段路程其位移不为零，则位移的大小不可能等于路程B．在一定条件下，位移大小可以等于路程C．平均速度是反映物体位置变化的物理量，能精确地反映物体运动的快慢D．瞬时速度是物体在某一段时间内或在某一段位移内的速度【答案】B【详解】AB．运动员通过一段路程，若回到出发点，位移为零，当运动员做单向直线运动时，位移的大小一定等于路程，故A错误，B正确；C．平均速度是反映物体运动平均快慢的物理量，平均速度只能大体上反映物体运动的快慢，故C错误；D．瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度，故D错误。故选B。（2023秋·黑龙江绥化·高一校考阶段练习）16．某同学从地沿直线无折返地运动到地总用时为。已知在时间内该同学运动的平均速度大小为，时间内该同学原地休息，时间内该同学运动的平均速度大小为。求：（1）A、B两地间的距离大小；（2）该同学在整个运动过程中的平均速度大小。【答案】（1）；（2）【详解】解：（1）时间内的位移大小时间内原地休息，移动距离为0时间内的位移大小为由于该同学做单向直线运动，则A、B两地间距离大小为（2）因为整个过程的平均速度大小为【归纳总结】速度是用来描述质点运动快慢的物理量或描述位置变化快慢的物理量，是矢量。（1）平均速度：是位移与通过这段位移所用时间的比值，其定义式为，方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。（2）瞬时速度：是质点在某一时刻或通过某一位置的速度，瞬时速度简称速度，它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率，它是一个标量。（3）平均速率：平均速率=，它是一个标量。知识点5：加速度【必备知识】（1）加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，也称作速度变化率；其定义式为。加速度是矢量，其方向与速度的变化量方向相同（注意与速度的方向没有关系），大小由两个因素决定。【例5】（2023秋·黑龙江绥化·高一校考阶段练习）17．在同一直线上运动的A、B两物体加速度分别为和（两物体所选正方向相同），则下列说法正确的是（）A．物体一定做加速运动，物体一定做减速运动B．两物体加速度大小相等，但方向相反C．物体加速度的大小比物体加速度的大小大D．物体速度变化比物体速度变化得快【答案】B【详解】加速度为矢量，其正、负不代表大小，代表方向，因此两物体加速度大小相等，两物体速度变化一样快，由于两物体所选正方向相同，但由于两物体的速度方向未知，故无法确定两物体是加速或减速，综上分析可知，B正确，ACD错误。故选B。【变式训练】（2023秋·黑龙江绥化·高一校考阶段练习）18．下列关于速度、速度变化量、加速度的说法正确的是（）A．三者都是矢量，且方向一致B．速度变化量很大，加速度一定很大C．加速度不为零时，速度可以为零D．在相同时间内速度变化量越大，则加速度一定越大【答案】CD【详解】A．三者都是矢量，速度变化量方向与加速度方向一致，但速度方向与加速度方向不一定相同，故A项错误；B．物体的速度变化量越大，速度变化不一定快，则加速度不一定大，故B项错误；C．加速度大小与速度大小无必然联系，例如汽车启动瞬间，速度为零，但加速度不为零，故C项正确；D．在相等时间内速度变化量大，则说明速度变化得快，则加速度一定大，故D项正确。故选CD。（2023秋·河南省直辖县级单位·高一济源高中校考阶段练习）19．一做变速直线运动的物体，加速度逐渐减小，直到为零，则该物体的运动情况可能是（）A．速度逐渐增大，加速度为零时速度最大B．速度方向不可能改变C．速度逐渐减小，加速度为零时速度最小D．速度逐渐增大，方向可能改变【答案】AC【详解】A．若加速度方向与速度方向相同，物体速度逐渐增大，加速度为零时速度最大，故A正确；B．若加速度方向与速度方向相反，物体速度可能先减小，减小为零后速度反向增大，故速度方向可能改变，故B错误；C．若加速度方向与速度方向相反，物体速度逐渐减小，加速度为零时速度最小，故C正确；D．物体速度逐渐增大，可知物体加速度方向与速度方向相同，速度方向不可能改变，故D错误。故选AC。（2023秋·宁夏银川·高一校考阶段练习）20．梦天实验舱将由长征五号B遥四运载火箭执行发射任务。届时，中国空间站三舱组合体将形成“T”字型的基本构型，完成中国空间站的在轨建造。关于火箭点火升空的速度和加速度的判断，下列说法正确的是（）A．火箭点火将要升空时，火箭的速度为零，加速度也为零B．火箭的速度增大，加速度也一定增大C．火箭速度变化越来越快时，加速度越来越大D．火箭竖直向上升空过程中若速度增大，加速度方向一定向上【答案】CD【详解】A．火箭点火将要升空时，火箭的速度为零，加速度不为零，故A错误；B．火箭的速度增大时，速度与加速度同向，加速度不一定增大，故B错误；C．加速度反映速度变化的快慢，火箭速度变化越来越快时，加速度越来越大，故C正确；D．加速度与速度同向时加速，火箭竖直向上升空过程中若速度增大，加速度方向一定向上，故D正确。故选CD。【归纳总结】1、速度与加速度没有必然的关系，即：（1）速度大，加速度不一定也大；（2）加速度大，速度不一定也大；（3）速度为零，加速度不一定也为零；（4）加速度为零，速度不一定也为零。2、当加速度a与速度v方向的关系确定时，则有：（1）若a与v方向相同时，不管a如何变化，v都增大。（2）若a与v方向相反时，不管a如何变化，v都减小。知识点6xt图像与vt图像的理解与应用【必备知识】应用数学图像解决问题是物理学中重要的方法，xt图像及vt图像分别能直观地描述直线运动的物体的位置随着时间、速度随着时间的变化关系，应用图像时要理解图像的斜率、纵轴截距、横轴截距及图像交点等的物理含义。【例6】（2022·高一课时练习）21．物体沿一条东西方向的水平线做直线运动，取向东为运动的正方向，其速度时间图像如图所示，下列说法中正确的是（）A．在末，速度为B．内，加速度大小为C．内，物体做速度方向向西的加速运动D．内，物体做速度方向向东的加速运动【答案】BC【详解】A．由图像可知，在8s末，速度为6m/s，故A错误；B．0~2s内，加速度大小为故B正确；C．由图像可知，6~8s内，物体速度由零向负方向增加到6m/s，即物体做速度方