高三物理第一轮复习第一章匀变速直线运动

1、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,用来作参考的物体。 (2)参考系的四性。 标准性：选作参考系的物体都假定不动,被研究的物体都以 _为标准。 任意性：参考系的选取原则上是_,通常选_为参考系。 统一性：比较不同物体的运动必须选_参考系。 差异性：对于同一物体,选择不同的参考系结果一般_。,参考系,任意的,地面,同一,不同,2.质点： (1)定义：用来代替物体的有_的点。 (2)把物体看作质点的条件：物体的_和_对研究问题的影响可以忽略不计。,质量,大小,形状,知识点2 位移

2、、速度 1.位移和路程：,初位置,末位置,运动轨迹,矢量,方向,等于,小于,2.速度和速率： (1)平均速度：在变速运动中,物体所发生的位移与发生这段位移所 用_的比值,即v=_,是矢量,其方向就是对应_的方向。 (2)瞬时速度：运动物体在某一_或经过某一_的速度,是 矢量。 (3)速率：_的大小,是标量。,时间,位移,时刻,位置,瞬时速度,知识点3 加速度 1.定义式：_,单位是_。 2.物理意义：描述_的快慢。 3.方向：与_的方向相同,是矢量。 4.物体加速、减速的判断：根据_判断物体是加速还是减速。,m/s2,速度变化,速度变化,a与v方向的关系,【思维诊断】 (1)研究物体的运动时,

3、只能选择静止的物体作为参考系。() (2)研究花样游泳运动员的动作时,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)加速度是反映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。() (7)一个物体的加速度为零,则该物体一定保持静止状态或匀速直线运动状态。(),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,但不一定是静止的物体。 (2)。当物体的大小和形状对所研究的问题影响可以忽略不计时,可以把物体看作质点。研究花样游泳运

4、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,而平均速度与位移或时间对应,子弹击中目标的速度与位置对应,属于瞬时速度。 (5)。加速度是反映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、速度均为正值时,物体的速度会越来越大。 (7)。一个物体的加速度为零,则物体的速度保持不变,该物体一定保持静止状态或匀速直线运动状态。,【小题快练】 1.下列说法正确的是

5、() A.参考系必须是固定不动的物体 B.参考系可以是变速运动的物体 C.地球很大,又因有自转,研究地球公转时,地球不可视为质点 D.研究跳水运动员转体动作时,运动员可视为质点,【解析】选B。参考系是为了描述物体的运动而人为选定作为参照的物体,参考系可以是不动的物体,也可以是运动的物体,A错误,B正确;地球的公转半径比地球半径大得多,在研究地球公转时,可将地球视为质点,C错误;在研究跳水运动员转体动作时,运动员的形状和大小对研究结果的影响不可忽略,不能被视为质点,D错误。,2.关于质点,下列说法中正确的是() A.质点一定是体积和质量极小的物体 B.因为质点没有大小,所以与几何中的点没有区别

6、C.研究运动员在3 000 m长跑比赛中运动的快慢时,该运动员可看作质点 D.欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时,可以把芭蕾舞表演者看作质点 【解析】选C。质点可以是质量很大的物体,如地球,质点有质量,与几何中的点不同,A、B均错误;物体能被看作质点的条件是其形状、大小对所研究的问题影响很小,可以忽略,故C正确,D错误。,3.(多选)两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出)。从出发到相遇的过程中,描述两人运动情况的物理量相同的是() A.速度B.位移 C.路程 D.平均速度,【解析】选B、C、D。运动过程中两人的速度方向不同,A

7、错误;起点、终点都相同,说明位移相同,B正确;因两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发,在相同的时间内所走的路程相同,C正确;根据平均速度公式,位移相同,运动时间相同,所以平均速度相同,D正确。,4.(多选)关于速度和加速度的关系,以下说法正确的是() A.加速度方向为正时,速度可能增大,也可能减小 B.速度变化得越快,加速度就越大 C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变 D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小,【解析】选A、B。速度是增大还是减小,与加速度的正负无关,只与 加速度与速度的方向关系有关,加速度与速度方向相同,速度增大,方 向相反,速度减小,A正确;“速度变化得越快”

8、是指速度的变化率 越大,即加速度a越大,B正确;加速度方向保持不变,速度方向可能变,也可能不变,当物体做减速直线运动时,v=0以后就反向运动,C错误;物体在运动过程中,若加速度的方向与速度方向相同,尽管加速度在变小,但物体仍在加速,直到加速度a=0,速度达到最大值,D错误。,考点1 对质点的理解 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.把物体看作质点的三种情况： (1

9、)平动的物体通常可以看作质点。 (2)有转动但转动可以忽略不计时,可把物体看作质点。 (3)同一物体,有时可以看作质点,有时不能。当物体本身的大小对所研究问题的影响可以忽略不计时,可以把物体看作质点;反之,则不能。,【典例1】下列有关质点的说法中正确的是() A.只有质量和体积都极小的物体才能视为质点 B.研究一列火车过铁路桥经历的时间时,可以把火车视为质点 C.研究自行车的运动时,在任何情况下都不能把自行车视为质点 D.虽然地球很大,还在不停地自转,但是在研究地球的公转时,仍然可以把它视为质点,【解题探究】 (1)研究对象被视为质点的条件是什么? 提示：当物体的大小和形状对所研究问题的影响可

10、以忽略时,可视为质点。 (2)自行车运动时,其大小和形状是否可以忽略不计? 提示：如果研究自行车各部件的运动情况,其大小和形状不能忽略;如果研究自行车的运动时间,其大小和形状可以忽略。,【解析】选D。物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身质量和体积的大小来判断,A错误;研究一列火车过铁路桥经历的时间时,火车的长度与铁路桥的长度相比不可忽略,火车不能视为质点,B错误;在研究自行车各部件的运动情况时,其大小和形状不能忽略,自行车不能被看作质点,在研究自行车的运动时间时,其大小和形状可以忽略,自行车可以看作质点,C错误;在研究地球的公转时,由于地球的大小和形状与太阳和地球间的

11、距离相比较可以忽略,可视为质点,D正确。,【总结提升】建立质点模型的两个关键 (1)明确题目中要研究的问题是什么。质点是对实际物体科学的抽象,是研究物体运动时对实际物体进行的近似,真正的质点并不存在。 (2)分析物体的大小和形状对所研究的问题影响能否忽略不计。当物体的大小和形状对所研究运动的影响很小,可以忽略不计时,均可将其视为质点。,【变式训练】(多选)(2014潮州模拟)无人战斗机由无人侦察机发展而来,但其复杂程度远高于无人侦察机,下列可将无人战斗机视为质点的是() A.研究人员测试无人战斗机的飞行速度时 B.研究人员观察无人战斗机飞行姿势、测各项技术参数时 C.敌方确定无人战斗机位置时

12、D.敌方欲对无人战斗机关键部位实施打击时,【解析】选A、C。测试无人战斗机的飞行速度或确定其位置时,无需考虑其形状、大小,可将其看成质点,A、C正确;观察无人战斗机飞行姿势或确定关键部位时,都必须考虑其形状、大小,不能看成质点,B、D错误。,【加固训练】(多选)研究下列各种运动情况时(如图),哪些情况可以将研究对象视为质点(),【解析】选B、C。选项B中的火车、选项C中的飞船,其形状和大小对所研究的问题没有影响,可以看作质点,故B、C正确;选项A中火车的长度,选项D中两位运动员的身体对所研究的问题有影响,其大小、形状不可忽略,不能视为质点,故A、D错误。,考点2 平均速度和瞬时速度 1.区别：

13、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,表示物体经过某一位置或在某一时刻运动的快慢程度。 2.联系： (1)瞬时速度是运动时间t0时的平均速度。 (2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等。,【典例2】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1s、2 s、3 s、 4 s。下列说法不正确的是(),A.物体在AB段的平均速度为1m/s B.物体在ABC段的平均速度为 m/s C.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

14、于AC段的平均速度,【破题关键】,【解析】选D。由 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，D错误。,【易错提醒】(1)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关，求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度。 (2) 是平均速度的定义式，适用于所有的运动。 (3)平均速度的大小不是平均速率，平均速率是路程与时间的比值。,【典例3】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

15、( ),【解题探究】 (1)求平均速度需要先明确哪些物理量？ 提示：总位移和总时间。 (2)如何确定总位移？ 提示：分别求出两个时间段的位移，求其和，得出总位移。,【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 故D正确。,【变式1+1】 1.(拓展延伸)在【典例3】中，若物体在前一半位移的平均速度为v， 后一半位移的平均速度为 ，求物体在整个过程中的平均速度。 【解析】由平均速度的定义式 得，物体前一半位移所用的时间 为 后一半位移所用的时间为 则全程的平均速度为,2.一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的 关系为x52t3(m)，它的速度随时间t变

16、化关系为v6t2(m/s)。 该质点在t0到t2 s内的平均速度和t2 s到t3 s内的平均速 度大小分别为( ) A.12 m/s 39 m/s B.8 m/s 38 m/s C.12 m/s 19.5 m/s D.8 m/s 12 m/s,【解析】选B。平均速度 t0时，x05 m；t2 s时，x2 21 m；t3 s时，x359 m。故,【加固训练】如图所示,小明骑自行车由静止沿直线运动,他在第 1s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、 3 m、4 m,则() A.他4 s末的瞬时速度为4 m/s B.他第2 s内的平均速度为1.5 m/s C.他4 s

17、内的平均速度为2.5 m/s D.他1 s末的速度为1 m/s,【解析】选C。因不知小明是否做匀变速直线运动，故无法求瞬时 速度，故A、D项错误；由平均速度公式可知，第2 s内的平均速度 m/s=2 m/s，B项错误；4 s内的平均速度 m/s=2.5 m/s，C项正确。,考点3 加速度与速度的关系 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。,【典例4】如图是火箭点火升空瞬间的照片,关于这一瞬间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,

18、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,【解题探究】 (1)加速度的大小与速度的大小有关系吗? 提示：加速度的大小与速度的大小没有必然的关系,加速度只是描述速度变化的快慢。 (2)火箭点火的瞬间,速度很大还是很小?加速度呢? 提示：火箭点火瞬间,速度几乎为零,速度很小,而加速度是由火箭得到的反冲力产生的,而反冲力很大,故加速度可能很大。,【解析】选A。火箭点火升空瞬间速度很小,但火箭得到的反冲力很大,加速度可能较大,A正确,B、D错误;速度的大小与加速度的大小无必然联系,故C错误。,【易错提醒】(1)不

19、要误认为速度很小,加速度也很小,速度很大,加速度也很大,而错选C。实际上速度的大小与加速度的大小没有必然的联系。 (2)火箭点火瞬间,速度很小,而加速度可能很大,判断时不要脱离实际情况而错选B、D。实际上加速度是由火箭受到的合外力决定的,与速度及速度的变化无关。,【典例5】(2015江门模拟)如图所示,小球以v1=3m/s的速度水平向右运动,碰一墙壁经t=0.01s后以v2=2m/s的速度沿同一直线反向弹回,小球在这0.01 s内的平均加速度是() A.100 m/s2,方向向右B.100 m/s2,方向向左 C.500 m/s2,方向向左 D.500 m/s2,方向向右,【解题探究】 (1)

20、末速度与初速度方向是什么关系? 提示：末速度与初速度方向相反。,(2)平均加速度的计算公式是_,其方向与速度变化的方向 _。 【解析】选C。解法一：取末速度的方向为正方向,由a= 得, =500 m/s2,方向与v2方向相同,水平向左,故C正确。 解法二：取初速度的方向为正方向,由a= 得, =-500 m/s2,方向与v2方向相同,水平向左,故C正确。,相同,【总结提升】对速度与加速度关系的三点提醒 (1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系。 (2)速度变化量与加速度没有必然的联系,速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定。 (3)速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的。,【变

21、式训练】(2015贵阳模拟)关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是() A.物体运动的加速度越大,它的速度改变量一定越大 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,它的加速度也一定为零 D.加速度方向保持不变,速度方向必保持不变,【解析】选B。由a= 得v=at,物体的速度改变量与加速度和时间两个因素有关,加速度大,可能时间很短,速度的改变量不一定大,A错误;速度很大的物体,可能做匀速直线运动,其加速度为零,B正确;某时刻物体的速度为零,可能所受合外力并不为零,即加速度不一定为零,加速度与速度无必然关系,C错误;当物体做减速运动时,加速度与速度方向相反,当物体速度减为

22、零后,再反向做加速运动,加速度与速度方向相同,D错误。,【加固训练】有下列几种情景,其中对情景的分析和判断正确的 是() 点火后即将升空的火箭 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车 运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶 太空中的空间站绕地球做匀速圆周运动,A.因火箭还没运动,所以加速度一定为零 B.轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大 C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很大 D.因空间站处于完全失重状态,所以空间站内的物体加速度为零,【解析】选B。点火后即将升空的火箭,加速度一定不为零,选项A错误;轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大,选项B正确;高速行

23、驶的磁悬浮列车,速度很大,加速度可能为零,选项C错误;空间站处于完全失重状态,空间站内的物体加速度一定不为零,选项D错误。,【资源平台】备选角度：参考系的应用 【典例】一列长为l的队伍,行进速度为v1,通讯员从队尾以速度v2(v2v1)赶到排头,又立即以速度v2返回队尾。求这段时间里队伍前进的距离。,【规范解答】方法一：以地面为参考系时,则根据通讯员与队伍前进距离间的关系得出,从队尾到排头： v2t1-v1t1=l 从排头赶到队尾： v1t2+v2t2=l ,由解得： 所以队伍前进的距离为： x=v1(t1+t2)=,方法二：以队伍为参考系,则通讯员从队尾赶到排头这一过程中,相对速度为(v2-v1);通讯员再从排头返回队尾的这一过程中相对速度为(v1+v2),则整个运动时间 则队伍在这段时间相对地面前进的距离为 x=v1t= 答案：,思想方法之1用极限法求瞬时速度 1.方法概述：由平均速度公式v= 可知,当x、t都非常小,趋 向于极限时,这时的平均速