2024高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动第1讲运动的描述教案

PAGE10-第1讲运动的描述eq\x(学问点一)参考系、质点1．参考系(1)定义：在描述物体运动时，用来做参考的物体。(2)选取：可随意选取，但对同一物体的运动，所选的参考系不同，运动的描述可能会不同，通常以地面为参考系。2．质点(1)定义：用来代替物体的有质量的点。(2)把物体看做质点的条件：物体的大小和形态对探讨问题的影响可以忽视不计。eq\x(学问点二)位移、速度1．位移和路程位移x路程s物理意义描述物体位置的变更表示物体运动轨迹的长度确定因素由始、末位置确定由实际的运动路径确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x≤s2.速度和速率(1)平均速度：物体的位移与发生这段位移所用时间的比值，即eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)，是矢量，其方向与位移的方向相同。(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，方向与物体在该时刻的运动方向相同，即沿轨迹的切线方向。(3)速率：瞬时速度的大小，是标量。eq\x(学问点三)加速度1．定义：速度的变更量与发生这一变更所用时间的比值。2．定义式：a＝eq\f(Δv,Δt)，国际单位是m/s2。3．物理意义：描述速度变更的快慢。4．方向：与速度变更的方向相同，是矢量。5．物体加速、减速的推断示意图结论v、a同向，物体加速v、a反向，物体减速1．(2024·江苏徐州质检)2024年8月19～30日，第29届世界高校生运动会在中国台北举办，以下竞赛项目中，可将运动员视为质点的是()C[探讨运动员蹦床时的技巧，跳水时的动作，花样游泳时的动作时，运动员的形态和大小均不能忽视，所以不能视为质点，选项C正确。]2．(2024·陕西韩城期末)2024年1月3日10：26，嫦娥四号探测器胜利在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月面100米处稍稍悬停，接着竖直缓缓着陆，约10分钟后，嫦娥四号自主着陆在月球背面南极—艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。下列说法正确的是()A．“2024年1月3日10：26”和“约10分钟”指的都是时间B．从悬停到着陆，探测器通过的位移大小和路程都是100米C．任何状况下都可以将嫦娥四号探测器看做质点D．在着陆过程中，以嫦娥四号探测器为参考系，月球静止不动B[“2024年1月3日10：26”对应时间轴上的点，为时刻；“约10分钟”对应时间轴上的线段，指的是时间，故A错误；由题意知探测器的运动是相对于月球的，以月球为参考系，探测器竖直缓缓着陆，做的是单向直线运动，所以从悬停到着陆探测器通过的位移大小和路程都是100米，故B正确；当探讨嫦娥四号探测器的姿态、转动等状况时，不能将嫦娥四号探测器看做质点，故C错误；在着陆过程中，以嫦娥四号探测器为参考系，月球做直线运动，故D错误。]3．导航仪极大地便利了出行的人们，更是缓解了城市交通压力。在某GPS导航仪上，显示的部分数据如下：航向267°，航速36km/h，航程60km，累计100min，时间10：29：57，则此时瞬时速度和开机后平均速度为()A．3.6m/s、10m/s B．10m/s、10m/sC．3.6m/s、6m/s D．10m/s、6m/sB[GPS定位器上显示的航速为瞬时速度即36km/h＝10m/s，航程60km，累计100min，平均速度eq\f(60×103,100×60)m/s＝10m/s，故B正确。]4.(2024·江苏高邮测试)小球以v1＝4m/s的速度水平向右运动，遇到墙壁经Δt＝0.01s后以v2＝3m/s的速度沿同始终线反弹(如图所示)。小球在这0.01s内的平均加速度为()A．100m/s2，方向向右 B．100m/s2，方向向左C．700m/s2，方向向左 D．700m/s2，方向向右C[取水平向右运动方向为正方向，则加速度为a＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(－3－4,0.01)m/s2＝－700m/s2，负号表示加速度的方向水平向左，选项C正确。]考点一对质点、参考系、位移的理解1．三个概念的进一步理解(1)质点不同于几何“点”，它无大小但有质量，能否看成质点是由探讨问题的性质确定，而不是依据物体自身大小和形态来推断。(2)参考系是为了探讨物体的运动而假定为不动的物体。(3)位移是由初位置指向末位置的有向线段，线段的长度表示位移大小。2．三点留意(1)对于质点要从建立志向化模型的角度来理解。(2)在探讨两个物体间的相对运动时，选择其中一个物体为参考系，可以使分析和计算更简洁。(3)位移的矢量性是探讨问题时应切记的性质。(多选)2024雅加达亚运会包括射箭、体操、田径、击剑等40个竞赛项目。下列关于运动项目的描述正确的是()A．探讨马拉松运动员跑步的过程，评判竞赛成果时，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竞赛成果时，运动员可视为质点D．探讨体操运动员的体操动作时，可将其视为质点AB[C、D两项中都要关注运动员的动作细微环节，故这两个项目中的运动员不能看做质点；A项中评判成果不用关注跑步动作细微环节，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，两人动作完全一样，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。]1．请依据图片中的状况推断下列说法正确的是()A．风可能是向左吹的B．由图中状况可以推断风速大于小红的速度C．小红的头发相对小红是向右运动的D．小红向左运动，风是向右吹的，但无法推断小红的速度与风速的大小关系D[通过烟囱冒出烟的偏向，可以得出风是向右吹的，A错误；小红是向左运动的，但是无法推断小红的速度与风速的大小关系，B错误，D正确；小红的头发相对小红静止，C错误。]2．某同学某次运用打车软件后手机显示如图所示，关于图中信息，下列说法正确的是()A．图中“距您0.8公里”中的0.8公里指的是位移B．图中“预料3分钟到达”中的3分钟指的是时刻C．在“预料3分钟到达”时间里，可以将汽车视为质点D．可以求得汽车的平均速度约为16km/hC3.在土耳其伊斯坦布尔实行的第15届机器人世界杯赛上，中国科技高校的“蓝鹰”队获得仿真2D组冠军和服务机器人组亚军，改写了我国服务机器人从未进入世界前5的纪录，标记着我国在该领域的探讨取得了重要进展。图中是科大闻名服务机器人“可佳”，如图所示，现要执行一项任务，给它设定了如下动作程序：机器人在平面内由点(1,1)动身，沿直线运动到点(4,2)，然后又由点(4,2)沿直线运动到点(2,5)，然后又由点(2,5)沿直线运动到点(6,6)，然后又由点(6,6)沿直线运动到点(3,3)。整个过程中机器人所用时间是2eq\r(2)，则()A．机器人的运动轨迹是一条直线B．整个过程中机器人的位移大小为2eq\r(2)mC．机器人不会两次通过同一点D．整个过程中机器人的平均速度为1.5m/sB[依据坐标分析可知轨迹为折线，选项A错误；位移为从(1,1)点到(3,3)点的有向线段，总位移为2eq\r(2)m，B项正确；机器人会两次通过同一点，C项错误；整个过程中平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f(2\r(2),2\r(2))m/s＝1m/s，D项错误。]考点二平均速度和瞬时速度1．平均速度与瞬时速度的区分平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度。2．平均速度与瞬时速度的联系(1)瞬时速度等于运动时间Δt→0的平均速度的极限值。(2)对于匀速直线运动，瞬时速度与平均速度相等。3．平均速度与瞬时速度的求解方法(1)平均速度的大小与物体的不同运动阶段有关，求解平均速度必需明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度。(2)eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)是平均速度的定义式，适用于全部的运动。(3)用极短时间内的平均速度来表示某时刻的瞬时速度。如图所示，一辆汽车在从上海到南京的高速马路上行驶。汽车上的速度计指针在图中所示位置旁边左右摇摆，请你依据生活阅历和图中供应的信息，回答下列问题：(1)图中A、B两处相距多远？其值是指A、B两处的路程还是位移大小？(2)图中速度计指针所指的速度表示汽车的平均速度还是瞬时速度？其值为多大？(3)假设汽车在A、B间按速度计指针所指的速度做匀速直线运动，汽车从A处行驶到B处，须要多长时间？解析：(1)A、B两地距离Δx＝120km－40km＝80km。因为是在高速马路上相距80km、两点间的道路不行能是直线，所以该值是指A、B两地间的路程。(2)图中速度计指针所指的速度表示汽车的瞬时速度(汽车上常见的速度计都是干脆表示车辆在某一时刻或某一位置时的瞬时速度)，其值为100km/h。(3)因为汽车在A、B间做匀速运动，依据v＝eq\f(Δx,Δt)，可得Δt＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(80,100)h＝0.8h，即汽车从A处行驶到B处须要0.8h。答案：(1)80km路程(2)瞬时速度100km/h(3)0.8h4.一位女士由于驾车超速而被警察挡住，警察走过来对她说：“太太，您刚才的车速是60公里每小时！”这位女士反对说：“不行能的！我才开了6分钟，还不到一小时，怎么可能走了60公里呢？”依据以上对话及右图，下列说法正确的是()A．女士说的6分钟是时间，60公里是位移B．警察说的60公里每小时是指平均速度C．图中的eq\o(○,\s\up1(50))指的是瞬时速度D．图中的eq\o(○,\s\up1(50))指汽车在1小时内行驶的路程不能超过50公里C[eq\o(○,\s\up1(50))指瞬时速度不能超过50km/h，其他选项均错误。]5．关于速度的描述，下列说法正确的是()A．图甲中，电动车限速20km/h，指的是平均速度大小B．图乙中，子弹射出枪口时的速度大小为500m/s，指的是平均速度大小C．图丙中，某运动员百米跑的成果是10s，则他冲刺时的速度大小肯定为10m/sD．图丁中，京沪高速铁路测试时的列车最高时速可达484km/h，指的是瞬时速度大小D6.(多选)如图所示，一人骑自行车晨练，由静止起先沿直线运动，她在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内通过的位移分别为1m、2m、3m、4m，则()A．她在4s末的瞬时速度大小为4m/sB．她在第2s内的平均速度大小为2m/sC．她在4s内的平均速度大小为2.5m/sD．她在1s末的瞬时速度大小为1m/sBC[由v＝eq\f(Δx,Δt)可得该人在第2s内的平均速度为2m/s，B项正确；前4s内的平均速度为v＝eq\f(1＋2＋3＋4,4)m/s＝2.5m/s，C项正确；因该人的运动不是匀变速直线运动，故无法确定其瞬时速度大小，A、D项均错误。]7.如图所示，一小球在光滑水平面上从A点起先向右运动，经过3s与距离A点6m的竖直墙壁碰撞，碰撞时间很短，可忽视不计，碰后小球按原路以原速率返回。取小球在A点时为计时起点，并且取水平向右的方向为正方向，则小球在7s内的位移和路程分别为()A．2m,6m B．－2m,14mC．0m,3m D．2m,14mB[小球运动的速率不变，则v＝eq\f(Δx,Δt)＝2m/s，由题意可知，小球6s末回到了动身点，第7s内小球向左运动，位移x＝－2×1m＝－2m,7s内的路程s＝vt＝2×7m＝14m，选项B正确。]

考点三加速度1．速度、速度的变更量和加速度的比较速度速度的变更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更，是过程量描述物体速度变更的快慢，是状态量定义式v＝eq\f(Δx,Δt)Δv＝v－v0a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v－v0,Δt)方向与位移Δx同向，即物体运动的方向由v－v0或a的方向确定与Δv的方向一样，由F的方向确定，而与v0、v的方向无关2.a＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定义式。当Δt→0时，a是瞬时加速度；加速度的确定式是a＝eq\f(F,m)，即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同确定，加速度的方向由合力的方向确定。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。下表是四种交通工具做直线运动时的速度变更状况，下列说法正确的是()初始速度(m/s)经过时间/s末速度(m/s)①2311②036③0206④010020A.①的速度变更最大，加速度最大B．②的速度变更最慢C．③的速度变更最快D．④的末速度最大，但加速度最小D[速度变更指末速度与初速度之差，由表知④的速度变更最大，为20m/s；速度变更的快慢指速度变更与发生这个变更所用时间的比值，即加速度，由表知①的加速度最大，为a1＝eq\f(11－2,3)m/s2＝3m/s2，④的加速度最小，为a4＝eq\f(20－0,100)m/s2＝0.2m/s2。]8.如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，Δv表示速度的变更量。由图中所示信息可知()A．汽车在做加速直线运动B．汽车的加速度方向与v1的方向相同C．汽车的加速度方向与Δv的方向相同D．汽车的加速度方向与Δv的方向相反C[速度是矢量，速度的变更量Δv＝v2－v1，依据图象可知，Δv的方向与初速度方向相反，而加速度的方向与速度变更量的方向相同，所以加速度方向与初速度方向相反，物体做减速运动，故C正确，A、B、D错误。]9．赵凯华教授说过“加速度是人类相识史上最难建立的概念之一，也是每个初学物理的人最不易真正驾驭的概念……”。所以对加速度的相识应当引起大家的重视。下列说法中正确的是()A．加速度是描述速度变更快慢的物理量，速度大，加速度肯定大B．速度变更得越快，加速度就变更得越快C．物体加速度变大，则速度也肯定是在变大D．加速度的方向与速度变更量的方向相同D[加速度是反映物体速度变更快慢的物理量，加速度的大小取决于速度的变更率，与速度的大小无关，故A错误；加速度是反映物体速度变更快慢的物理量，速度变更得越快，加速度就越大，但加速度的变更不肯定越快，故B错误；物体加速度变大，但假如加速度和速度方向相反，则速度在减小，故C错误；依据加速度的定义可知，加速度的方向与速度变更量的方向相同，故D正确。]10．(2024·天津第四十五中考试)某物体做匀变速直线运动，初速度为10m/s，经过2s后，速度大小仍为10m/s，方向与初速度方向相反，则在这2s内，该物体()A．加速度为0，平均速度为10m/sB．加速度大小为10m/s2，与初速度同向；平均速度为0C．加速度大小为10m/s2，与初速度反向；平均速度为0D．加速度大小为10m/s2，平均速度为10m/s，二者都与初速度反向C[规定初速度的方向为正方向，依据加速度的定义式可得a＝eq\f(－v－v,t)＝eq\f(－10－10,2)m/s2＝－10m/s2，方向与初速度方向相反，平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(v＋－v,2)＝0，故C正确。]

科学思维系列①——用极限法求瞬时速度1．极限法：假如把一个困难的物理全过程分解成几个小过程，且这些小过程的变更是单一的。那么，选取全过程的两个端点及中间的极限来进行分析，其结果必定包含了所要探讨的物理过程，从而能使求解过程简洁、直观，这就是极限思想方法。极限法只能用于在选定区间内所探讨的物理量连续、单调变更(单调增大或单调减小)的状况。2．