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文档介绍
【物理】2019届一轮复习人教版 描述运动的基本概念学案
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 考纲要求 考情分析 命题趋势 1.参考系、质点Ⅰ 2.位移、速度和加速度 Ⅱ 2016·全国卷Ⅲ, 16 高考主要考查对位移、速度和 加速度等概念的准确理解与简单 应用,以选择题为主 1.质点 (1)用来代替物体的有__质量__的点叫做质点. (2)研究一个物体的运动时,如果物体的__形状__和__大小__对所研究问题的影响可以 忽略,就可以将该运动物体看做质点. (3)质点是一种理想化模型,实际并不存在. 2.参考系 (1)参考系可以是运动的物体,也可以是__静止__的物体,但被选为参考系的物体,我 们都假定它是静止的. (2)比较两物体的运动情况时,必须选同一__参考系__. (3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能相同,也可能不同.通常 以__地面__为参考系. 3.位移 (1)定义:表示质点的位置变动,它是质点由__初__位置指向__末__位置的__有向__线 段. (2)与路程的区别:位移是__矢__量,路程是__标__量.只有在__单向直线__运动中, 位移的大小才等于路程. 4.速度 (1)物理意义:描述物体运动快慢和__运动方向__的物理量,是状态量. (2)定义式:v=Δx Δt. (3)大小:在数值上等于单位时间内物体__位移__的大小. (4)方向:与位移同向,即物体__运动__的方向. 5.平均速度 (1)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叫做 这段时间内的平均速度,即 v-=Δx Δt ,其方向与__位移__的方向相同. (2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段时间或一段__位移__ 相对应. 6.瞬时速度 (1)运动物体在__某一时刻__(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上物体所在点的切线方向 指向前进的一侧,是矢量.瞬时速度的大小叫__速率__,是标量. (2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢,它是在运动时间Δt→0 时的__平均__速度,与 某一时刻或某一位置相对应. (3)平均速率是__路程__与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系. 7.速度变化量 (1)物理意义:描述物体速度__改变__的物理量,是过程量. (2)定义式:Δv=v-v0. (3)大小:Δv 可以由 v 与 v0 进行矢量运算得到,也可以由Δv=aΔt 计算得到. (4)方向:可以用矢量图形来描述Δv 的方向,如图甲、乙、丙所示,Δv 的方向由初速度 (v0)矢量的末端指向末速(v)矢量的末端. 8.加速度 (1)物理意义:描述物体速度__变化快慢和变化方向__的物理量,是状态量. (2)定义式:a=Δv Δt =__v-v0 Δt __. (3)决定因素:a 不是由 v、Δt、Δv 来决定,而是由 F、M 来决定. (4)方向:与Δv 的方向一致,由__合外力__的方向决定,而与 v0、v 的方向无关. 1.判断下列说法是否正确. (1) 研究物体的运动时,只能选择静止的物体作为参考系.( × ) (2)体积很大的物体,不能视为质点.( × ) (3)参考系可以任意选取,但一般遵循描述运动方便的原则.( √ ) (4)当一个物体做竖直上抛运动返回原抛出点时,位移的大小等于上升高度的两 倍.( × ) 2.(多选)如图所示,2015 年 9 月 3 日,20 架直升机组成“70”字样,将抗战胜利 70 周年 “大写”在天安门广场上空.下列关于直升机运动情况的说法正确的是( ABC ) A.地面上的人看到直升机飞过,是以地面为参考系 B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以直升机为参考系 C.以编队中某一直升机为参考系,其他直升机是静止的 D.以编队中某一直升机为参考系,其他直升机是运动的 3.以下比赛项目中,可将运动员视为质点的是( C ) 4.(多选)为使交通有序、安全,高速公路设立了许多交通标志,甲、乙两幅图是高速 公路指示牌,下列说法中正确的是( BC ) A.甲图中“25 km”是指从此处到下一个出口的位移是 25 km B.甲图中“25 km”是指从此处到下一个出口的路程是 25 km C.乙图中“80 km/h”是指要求汽车在该路段行驶的瞬时速度不超过 80 km/h D.乙图中“80 km/h”是指要求汽车在该路段行驶的平均速度小于 80 km/h 5.下列说法中正确的是( A ) A.物体的速度变化越快,加速度就越大 B.物体有加速度,速度就增加 C.物体的速度变化量Δv 越大,加速度就越大 D.物体运动的加速度等于零,则物体一定静止 6.沿直线做匀变速运动的质点在第一个 0.5 s 内的平均速度比它在第一个 1.5 s 内的平 均速度大 2.45 m/s,以质点的运动方向为正方向,则质点的加速度为( D ) A.2.45 m/s2 B.-2.45 m/s2 C.4.90 m/s2 D.-4.90 m/s2 解析 画出物体运动的示意图,如图所示. 依题意有v0+v1 2 -v0+v2 2 =2.45 m/s, 解得 v2-v1=-4.90 m/s,所以物体运动的加速度为 a=Δv Δt =v2-v1 t2-t1 = -4.90 m/s 1.5 s-0.5 s =-4.90 m/s2,故选项 D 正确. 一 对质点概念的理解 [例 1]在研究下述运动时,能把物体看做质点的是( B ) A.研究短跑运动员的起跑动作时 B.研究一架无人机的飞行快慢时 C.将一枚硬币用力上抛并猜测它落地时正面是朝上还是朝下时 D.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时 解析 研究短跑运动员的起跑动作、抛出硬币落地时的上下面时,所研究对象的大小和 形状不能忽略,故运动员和硬币都不能看做质点;研究汽车翻倒是转动问题,不能将汽车看 做质点;研究飞机飞行快慢时,可把飞机看做质点.故选项 B 正确. [审题突破]明确在所研究的问题中,物体的大小和形状是主要因素还是次要因素. 建立质点模型的两个关键点 (1)明确题目中要研究的问题是什么.质点是对实际物体的科学抽象,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产生的影响能否忽略不计.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,就可将其视为质点. 二 位移与路程的区别和联系 比较 项目 位移 x 路程 l 决定 因素 由始、末位置决定 由实际的运动轨迹长度 决定 运算 规则 矢量的三角形定则或平行四边形 定则 标量的代数运算 大小 x≤l(路程是位移被无限分割后,所分的各小段位移的绝对值的和) 关系 [例 2](2017·湖南株洲质检)(多选)关于位移和路程,下列说法正确的是( BD ) A.物体在某一段时间内运动的位移为零,则其一定是静止的 B.物体在某一段时间内运动的路程为零,则其一定是静止的 C.在直线运动中,物体的位移大小一定等于其路程 D.在曲线运动中,物体的位移大小一定小于路程 解析 路程指物体运动轨迹的长度,而位移指由初位置指向末位置的有向线段,只有当 物体做单向直线运动时,其位移大小才等于路程.容易判断选项 B、D 正确,A、C 错误. 三 平均速度与瞬时速度的区别和联系 1.两种物体的速度 (1)瞬时速度是运动时间Δt→0 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. 2.关于用平均速度法求瞬时速度 (1)方法概述:由平均速度公式 v =Δx Δt 可知,当Δx、Δt 都非常小,趋向于极限时,这时 的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度. (2)选用思路:当已知物体在微小时间Δt 内发生的微小位移Δx 时,可由 v =Δx Δt 粗略地 求出物体在该位置的瞬时速度. [例 3](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/s B.物体在 ABC 段的平均速度大小为 5 2 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 点的速度等于 AC 段的平均速度 解析 由 v-=Δx Δt 可得, v- AB=1 1 m/s=1 m/s, v- AC= 5 2 m/s,故选项 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,故选项 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 AC 段的中间时刻,但其速度不等 于 AC 段的平均速度,故选项 D 错误. 平均速度和瞬时速度的三点注意 (1)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) v-=Δx Δt 是平均速度的定义式,适用于所有的运动. (3)用平均速度法近似求解瞬时速度,不仅适用于直线运动,也适用于曲线运动.时间 越短,平均速度越接近于瞬时速度. 四 速度、速度的变化量和加速度的关系 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.a=Δv Δt 是加速度的定义式;加速度的决定式是 a=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 共同决定,加速度的方向由合力的方向决定. 4.速度增大或减小由速度与加速度的方向关系决定 [例 4]一质点在 x 轴上运动,初速度 v0>0,加速度 a>0,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,直到加速度为 0 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. 对加速度大小和方向的进一步理解 1.在考察下列运动员的比赛成绩时,可将运动员看做质点的是( A ) 2.(多选)湖中 O 处有一观察站,一小船从 O 处出发一直向东行驶 4 km,又向北直线行 驶 3 km,则下列说法中正确的是( AC ) A.相对于 O 处的观察员,小船运动的路程为 7 km B.相对于小船,O 处的观察员始终处于静止状态 C.相对于 O 处的观察员,小船最终位于东偏北 37°方向 5 km 处 D.相对于湖岸上的另一观察员,小船不可能是静止的 3.在田径运动会 400 m 比赛中,终点在同一直线上,但起点不在同一直线上(如图所 示).关于这样的做法,下列说法正确的是( B ) A.这样做是为了使参加比赛的同学位移大小相同 B.这样做是为了使参加比赛的同学路程相同 C.这样做是为了使参加比赛的同学所用时间相同 D.这种做法其实是不公平的,明显对外侧跑道的同学有利 4.关于速度、速度的变化量、加速度,正确的说法是( B ) A.物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大 B.速度很大的物体,其加速度可以为零 C.某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大 D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大 解析 由 a=Δv Δt 可知,在Δv 很大,但不知道Δt 的大小时,无法确定加速度的大小,故 选项 A 错误;高速匀速飞行的战斗机,速度很大,但速度变化量为零,加速度为零,所以 选项 B 正确;炮筒中的炮弹,在火药刚刚燃烧的时刻,炮弹的速度为零,但加速度很大, 所以选项 C 错误;加速度很大,说明速度变化很快,速度可能很快变大,也可能很快变小, 故选项 D 错误. 5.甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时,取物体的初速度方向为正,甲的加 速度恒为 2 m/s2,乙的加速度恒为-3 m/s2,则下列说法中正确的是( C ) A.两物体都做加速直线运动,乙的速度变化快 B.甲做加速直线运动,它的速度变化快 C.乙做减速直线运动,它的速度变化率大 D.甲的加速度比乙的加速度大 解析 加速度的正负代表与规定的正方向相同还是相反,不代表大小,所以 a 乙>a 甲.甲 的加速度方向与初速度方向相同,甲做加速直线运动,乙的加速度与初速度方向相反,乙做 减速直线运动.因 a 乙>a 甲,所以乙的速度变化率大.故选项 C 正确,A、B、D 错误. 6.(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/s2 B.可能等于 6 m/s2 C.可能大于 6 m/s2 D.一定等于 6 m/s2 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=v2-v1 t = 10-4 1 m/s2=6 m/s2;若 v1 与 v2 反向,a=v2-v1 t =10--4 1 m/s2=14 m/s2,故选项 B、C 正确,A、D 错误. [例 1](6 分)下面关于质点的一些说法,其中正确的有( ) A.研究和观察日食时,可以把太阳看成质点 B.研究地球的公转时,可以把地球看成质点 C.研究地球自转时,可以把地球看成质点 D.原子核很小,可以把它看成质点 [答题送检]来自阅卷名师报告 错 误 致错原因 扣 分 A 研究和观察日食时,若将太阳看成质点,则无法呈现日食变化情 况 - 6C 研究地球自转时,若将地球看成质点,则无法体现自转情况,以 及离地轴远近不同的地点绕地轴转动快慢的差异 D 若将原子核看成质点,则无法研究其核结构 [规范答题] [解析] 观察日食时,会看到日偏食变化情况,显然太阳的大小不能忽略,故选项 A 错 误;由于地球直径是 1.28×104 km,其公转半径是 1.49×108 km,它比地球直径的 104 倍还 要大,故研究地球公转时,可以把地球视为质点,选项 B 正确;在研究地球自转时,地球 本身的大小起决定性作用,这时不能把地球看做质点,因此选项 C 错误;原子核虽小,但 在研究其结构时,无论如何也不可以把它当做质点,选项 D 也是错误的. [答案] B [例 2](6 分)下列说法中正确的是( ) A.物体速度改变量大,其加速度一定大 B.物体的加速度大于零,物体就做加速运动 C.物体的加速度大,速度一定大 D.物体的速度变化率大,加速度一定大 [答题送检]来自阅卷名师报告 错 误 致错原因 扣 分 A 认为加速度是指描述速度变化大小的物理量,速度改变量大,物体速 度变化就快,加速度就大 - 6 B 认为物体加速度大于零,说明加速度方向与初速度方向都为正,故物 体做加速运动 C 认为加速度是描述物体速度变化大小的物理量,加速度大,则速度一 定大 [规范答题] [解析] 加速度是描述速度变化快慢的物理量,是速度的变化与所用时间的比值,加速 度除了与速度的改变量有关外,还与物体的运动时间有关,所以选项 A 错误,D 正确;物 体做加速运动的条件是速度方向与加速度方向相同,加速度大于零,只说明加速度方向与规 定正方向相同,但并不能说明加速度方向与速度方向也相同,故选项 B 错误;加速度大表 明速度变化得快,但速度不一定大,所以选项 C 错误. [答案] D 1.太阳从东边升起,西边落下,是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬度较高 的地区上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象.这些条件是( C ) A.时间必须是在清晨,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较快 B.时间必须是在清晨,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度必须较快 C.时间必须是在傍晚,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较快 D.时间必须是在傍晚,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度不能太快 解析 本题解题关键:(1)弄清地球上的晨昏线,(2)理解飞机顺着地球自转方向运动称 为向东,逆着地球自转方向运动称为向西.如图标明了地球的自转方向.oao′为晨线,odo′ 为昏线(右半球上为白天,左半球上为夜晚).若在纬度较高的 a 点(在晨线上),飞机向东(如 图中向右)飞行,旅客看到的太阳仍是从东方升起.设飞机飞行速度为 v1,地球在该点的自 转线速度为 v2,在 a 点,飞机向西飞行时,若 v1>v2,飞机处于地球上黑夜区域;v1查看更多