【物理】2018届一轮复习人教版 描述运动的基本概念 学案

【物理】2018届一轮复习人教版 描述运动的基本概念 学案

第1课时　描述运动的基本概念(双基落实课)‎ ‎[命题者说]　本课时是高中物理的起始课时，高考虽然少有对本课时的知识点单独命题，但理清运动学的基本概念和关系是进一步学好物理的至关重要一环。基稳才能楼高，对本课时的学习，重在理解，不必做过深的挖掘。‎ 一、质点和参考系 ‎1.质点 ‎(1)定义：用来代替物体的有质量的点。质点不同于几何“点”， 几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。‎ ‎(2)物体可看成质点的条件：研究一个物体的运动时，物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略。‎ ‎2．参考系 ‎(1)定义：为了研究物体的运动而假定不动的物体。描述某个物体的运动时，必须明确它是相对哪个参考系而言的。‎ ‎(2)选取原则：可任意选取，但对同一物体的运动，所选的参考系不同，对其运动的描述可能会不同。通常以地面为参考系。在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动，则必须选取同一个参考系。‎ ‎[小题练通]‎ ‎1．(多选)下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是(　　 )‎ A．在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时 B．帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时 C．跆拳道比赛中研究运动员动作时 D．铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中飞行的时间时 解析：选BD　若将支撑竿看成质点，就无法研究其“转动情况”，若将跆拳道运动员看成质点，就无法研究其“动作”，A、C错误；帆船的大小与大海相比可忽略，所以帆船可看成质点，B正确；铅球的大小与其运动的轨迹长度相比可忽略，所以铅球可看成质点，D正确。‎ ‎2.(多选) 2016年11月，第十一届中国国际航空航天博览会在广东珠海如期举行，博览会还迎来了英国皇家空军“红箭”特技飞行表演队的中国航展首秀，如图所示。下列关于“红箭”特技飞行表演的说法正确的是(　　 )‎ A．地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系 B．飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系 C．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的 D．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的 解析：选ABC　地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系，飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系观察的结果，A、B选项正确；因9架表演机保持队形飞行，速度相同，故无论以编队中的哪一架飞机为参考系，其他飞机都是静止的，故C正确，D错误。‎ ‎(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在。‎ ‎(2)物体能否被看成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。‎ 二、位移和路程 ‎1.位移描述物体位置的变化，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。‎ ‎3．一般情况下，物体的位移小于其路程，只有在物体做单向直线运动时，其位移大小才等于路程。‎ ‎[小题练通]‎ ‎1．关于位移和路程，下列说法正确的是(　　 )‎ A．在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的 B．在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的 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，物体的位移大小可能等于其路程 解析：选B　物体运动了一段时间后又回到出发点，位移为零，选项A错误；物体不运动，则路程一定为零，反之物体在某一段时间内运动的路程为零，则一定处于静止状态，选项B正确；物体只有做单向直线运动时，其位移大小才等于路程，选项C、D错误。‎ ‎2．若规定向东方向为位移正方向，今有一个足球停在坐标原点处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经过‎5 m时与墙相碰后又向西做直线运动，经过‎7 m停下，则在上述过程中足球通过的路程和位移分别是(　　 )‎ A．‎12 m、‎2 m　　　　　　　　 B．‎12 m、－‎‎2 m C．－‎2 m、－‎2 m D．‎2 m、‎‎2 m 解析：选B　路程为运动轨迹的长度，为‎7 m＋‎5 m＝‎12 m，位移是初位置到末位置的有向线段，为‎5 m－‎7 m＝－‎2 m，故B正确。‎ 位移和路程的比较 位　移 路　程 物理意义 描述物体位置的变化 描述物体运动轨迹的长度 决定因素 由物体的初、末位置决定 由物体的运动路径决定 矢量标量 矢量，既有大小又有方向 标量，只有大小没有方向 三、平均速度和瞬时速度 ‎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v＝；表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；平均速度是矢量，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，表示物体在某一时刻或某一位置的运动快慢程度；瞬时速度是矢量，其方向沿轨迹上物体所在点的切线方向。‎ ‎3．平均速率 物体的路程与所用时间的比值。一般情况下，物体的平均速度小于其平均速率，只有当路程与位移的大小相等时，平均速率才等于平均速度的大小。‎ ‎4．注意事项 ‎(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)速率是瞬时速度的大小，是标量；但平均速率并不是平均速度的大小。‎ ‎ [小题练通]‎ ‎1.(2015·浙江高考)如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度，正确的措施是(　　)‎ A．换用宽度更窄的遮光条 B．提高测量遮光条宽度的精确度 C．使滑块的释放点更靠近光电门 D．增大气垫导轨与水平面的夹角 解析：选A　表示的是Δt时间内的平均速度，遮光条的宽度Δx越窄，则记录遮光时间Δt越小，越接近滑块通过光电门时的瞬时速度，选项A正确。‎ ‎2.(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(　　 )‎ A．物体在AB段的平均速度为‎1 m/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点的速度等于AC段的平均速度 解析：选ABC　 由＝可得：AB＝ m/s＝‎1 m/s，AC＝ m/s，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。‎ ‎“极限法”求瞬时速度 ‎(1)方法概述：由平均速度公式v＝可知，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＝粗略地求瞬时速度。‎ 四、加速度 1. 速度、速度变化量和加速度的对比 速度 速度变化量 加速度 物理 意义 描述物体运动的快慢 描述物体速度的变化 描述物体速度变化的快慢 定义式 v＝ Δv＝v－v0‎ a＝＝ 方向 物体运动的方向 由加速度的方向决定 与Δv的方向一致，由F的方向决定，而与v0、v的方向无关 ‎2．加速度的两个表达式 a＝ 是加速度的定义式，a＝是加速度的决定式，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。‎ ‎3．根据a与v方向的关系判断物体是加速还是减速 ‎(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，物体速度的大小不变。‎ ‎(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速。‎ ‎[小题练通]‎ ‎1．(多选)关于速度和加速度，下列说法正确的是(　　 )‎ A．速度变化量越大，加速度就越大 B．速度变化越快，加速度越大 C．加速度保持不变，速度方向可能改变 D．加速度大小不断变小，速度大小也一定不断变小 解析：选BC　加速度是表示速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大，A错误，B正确；加速度保持不变，如果物体的速度方向与加速度方向相反，物体做匀减速直线运动，速度减为零，再反方向做匀加速直线运动，C正确；速度大小的变化，由加速度和速度方向间的关系决定，二者方向相同，物体速度增大，二者方向相反，物体速度减小，与加速度是否变化无关，D错误。‎ ‎2．一个质点做速度方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，在此过程中(　　 )‎ A．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值 C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值 解析：选B　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，选项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。‎ ‎3．(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后速度的大小变为‎10 m/s，在这1 s内该物体的(　　 )‎ A．加速度的大小为‎6 m/s2，方向与初速度的方向相同 B．加速度的大小为‎6 m/s2，方向与初速度的方向相反 C．加速度的大小为‎14 m/s2，方向与初速度的方向相同 D．加速度的大小为‎14 m/s2，方向与初速度的方向相反 解析：选AD　若初、末速度方向相同时，a＝＝ m/s2＝‎6 m/s2，方向与初速度的方向相同，A正确，B错误；若初、末速度方向相反时，a＝＝ m/s2＝－‎14 m/s2，方向与初速度的方向相反，C错误，D正确。‎ ‎(1)加速度的大小与物体做加速运动、还是减速运动无关。‎ ‎(2)加速度的大小与速度的大小没有必然联系。‎ ‎(3)加速度的大小与速度变化量的大小也没有必然联系。‎ 一、单项选择题 ‎1．下列关于质点的说法，正确的是(　　 )‎ A．正在做课间操的同学们都可以看做质点 B．研究打出的乒乓球旋转情况时可以把球看做质点 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：选D　做课间操时，同学们的肢体动作和形状都是主要因素，不能忽略，因而不能看做质点，A错误；研究乒乓球的旋转时，乒乓球的旋转情况是主要因素，不可以把球看做质点，B错误；舰载飞机在航空母舰上起飞时，跑道的长度是主要因素，航空母舰不能看做质点，C错误；确定航空母舰的位置时，航空母舰的形状和大小是次要因素，可以看做质点，D正确。‎ ‎2．两位杂技演员，甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起，结果两人同时落到蹦床上，若以演员自己为参考系，此过程中他们各自看到对方的运动情况是(　　 )‎ A．甲看到乙先朝上、再朝下运动 B．甲看到乙一直朝上运动 C．乙看到甲先朝下、再朝上运动 D．甲看到乙一直朝下运动 解析：选B　乙上升过程，甲、乙间距越来越小，故甲看到乙向上运动；乙下降过程，因甲的速度大于乙的速度，甲、乙间距仍然变小，故甲看到乙还是向上运动，B正确。‎ ‎3．用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为 ‎4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s。则滑块经过光电门位置时的速度大小为(　　 )‎ A．‎0.10 m/s B．‎100 m/s C．‎4.0 m/s D．‎0.40 m/s 解析：选A　由速度定义可知滑块经过光电门时的速度大小为v＝＝ m/s＝‎0.10 m/s，选项A正确。‎ ‎4.如图所示，一小球在光滑的V形槽中由A点释放，经B点(与B点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点，设A点的高度为‎1 m，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为(　　 )‎ A. m， m B. m， m C. m， m D. m,‎‎1 m 解析：选C　小球通过的路程为小球实际运动轨迹的长度，则小球的路程为s＝2lAB＝2× m＝ m；位移是由初位置指向末位置的有向线段，则小球的位移大小为x＝lAC＝2× m＝ m。选项C正确。‎ ‎5．(2015·广东高考)如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物(　　)‎ A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v B．帆船朝正西方向航行，速度大小为v C．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为v D．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v 解析：选D　以帆板为参照物，帆船具有朝正东方向的速度v和朝正北方向的速度v，两速度的合速度大小为v，方向朝北偏东45°，故选项D正确。‎ ‎6．某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速度为v1，下山的平均速度为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率是(　　 )‎ A.， B.， C．0， D．0， 解析：选D　平均速度是位移与时间的比值，由于此人爬山往返一次，位移Δx＝0，平均速度＝＝＝0；平均速率是路程与时间的比值，由于此人往返一次，路程为山脚到山顶距离的2倍，平均速率为＝＝，所以D项正确。‎ 二、多项选择题 ‎7．我国新研制的隐形战机歼－20，已经开始挂弹飞行。在某次试飞中，由静止开始加速，当加速度a不断减小至零时，飞机刚好起飞，则此过程中飞机的(　　 )‎ A．速度不断增大，位移不断减小 B．速度不断增大，位移不断增大 C．速度增加越来越快，位移增加越来越快 D．速度增加越来越慢，位移增加越来越快 解析：选BD　飞机的加速度不断变小，但速度不断变大， 只是增加变慢而已，速度变大时，位移增加变快，B、D正确。‎ ‎8．关于速度、速度的变化和加速度的关系，下列说法正确的是(　　 )‎ A．速度变化的方向为正，加速度的方向为负 B．物体加速度增大，速度不一定越来越大 C．速度越来越大，加速度一定越来越大 D．加速度可能既不与速度同向，也不与速度反向 解析：选BD　由加速度的定义可知，速度变化的方向为正，加速度的方向为正，A错误；物体做减速运动时，物体加速度增大，速度反而越来越小，B正确；若物体做加速度逐渐减小的加速运动，速度越来越大，加速度反而越来越小，C错误；在匀速圆周运动中，加速度既不与速度同向，也不与速度反向，而是与速度方向垂直，D正确。‎ ‎9.三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是(　　 )‎ A．三个质点从N点到M点的平均速度相同 B．三个质点任意时刻的速度方向都相同 C．三个质点任意时刻的位移方向都相同 D．三个质点从N点到M点的位移相同 解析：选AD　位移是指从初位置指向末位置的有向线段，在任意时刻，三个质点的位移方向不同，只有均到达M点时，位移方向相同，C错误，D正确；根据平均速度的定义式＝ 可知三个质点从N点到M点的平均速度相同，A正确；质点任意时刻的速度方向沿轨迹的切线方向，故三个质点的速度方向不会在任意时刻都相同，B错误。‎ ‎10．某赛车手在一次野外训练中，先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为‎9 km，从出发地到目的地用了5 min，赛车上的里程表指示的里程数值增加了‎15 km，当他经过某路标时，车内速率计指示的示数为‎150 km/h，那么可以确定的是(　　 )‎ A．在整个过程中赛车手的位移是‎9 km B．在整个过程中赛车手的路程是‎9 km C．在整个过程中赛车手的平均速度是‎180 km/h D．经过路标时的速率是‎150 km/h 解析：选AD　利用地图计算出的出发地和目的地之间的直线距离为整个运动过程的位移，里程表显示的是路程，平均速度v＝＝＝‎108 km/h，A正确，B、C错误；车内速率计示数为对应位置的速率，故D正确。‎