江苏专用2020版高考物理新增分大一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动第1讲运动的描述讲义含解析.pdf
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1、运动的描述运动的描述 考试内容范围及要求高考统计高考命题解读 内容要求2015201620172018 1.质点 参 考系和坐标 系 2.位移、速度 和加速度 3.匀变速直 线运动 自 由落体运动 T5T5T9、T13 实验一:速度 随时间变化 的规律 T11 1.考查方式 匀变速直线运动规律是高中力学 知识的基础,本章内容在历年高 考中的选择题中有考查,在计算 题中也有考查选择题中主要是 两种运动学图象的理解和应用; 计算题中主要考查匀变速直线运 动规律的应用 2命题趋势 分析历年命题情况可以发现命题 有两大趋势:一是题型向着选择 题方向发展;二是图象物理意义 的理解和匀变速直线运动规律在
2、一个题中或结合动力学等规律进 行综合考查. 第 1 讲 运动的描述第 1 讲 运动的描述 一、质点和参考系 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:我们描述某个物体运动时,事先假定为静止的那个物体 (2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系 (3)选取不同的物体做参考系,对同一物体运动的描述可能不同通常以地面为参考系 自测 1 以下情景中,人或物体可以看成质点的是( ) A研究一列火车通过长江大桥所需的时间 B乒乓球比赛
3、中,运动员发出的旋转球 C研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作 D用 GPS 确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置 答案 D 二、位移和路程 位移路程 定义 位移表示物体的位置变化,可用由初位置 指向末位置的有向线段表示 路程是物体实际运动轨迹的长度 区别位移是矢量,方向由初位置指向末位置路程是标量,没有方向 联系在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程 三、速度与速率 1平均速度:在变速运动中,物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v, x t 是矢量,其方向就是对应位移的方向 2瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度,是矢量方向:物体的运
4、动方向 或运动轨迹的切线方向 3速率:瞬时速度的大小,是标量 4平均速率 : 物体运动实际路程与发生这段路程所用时间的比值,不一定等于平均速度的大 小 自测 2 在伦敦奥运会上,牙买加选手博尔特在男子 100m 决赛(直跑道)和男子 200m 决赛 (弯曲跑道)中分别以 9.63s 和 19.32s 的成绩获得两枚金牌, 成为奥运会历史上连续两届获得 100 米和 200 米冠军的第一人 关于他在这两次决赛中的运动情况, 下列说法正确的是( ) A200m 决赛的位移是 100m 决赛的两倍 B200m 决赛的平均速度约为 10.35m/s C100m 决赛的平均速度约为 10.38m/s D
5、100m 决赛的最大速度约为 20.76m/s 答案 C 解析 200m 比赛跑道是弯曲的,位移小于 200m,100m 比赛跑道是直线,位移大小为 100m,A 错;10.35m/s 是平均速率,B 错;10.38m/s 是平均速度,C 对;最大速度由 200m 19.32s 100m 9.63s 已知条件无法求出,D 错 四、加速度 1物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量 2定义式:a. v t vv0 t 3决定因素:a不是由v、t、v来决定,而是由 来决定 F m 4方向:与 v的方向一致,由合外力的方向决定,而与v0、v的方向无关 自测 3 (多选)下列说法中的运动可能发生的是(
6、) A物体运动的加速度等于 0,而速度却不等于 0 B两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小 C物体具有向东的加速度,而速度变化的方向却向西 D物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大 答案 ABD 命题点一 质点 参考系命题点一 质点 参考系 1对质点的理解 (1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点是“具有质量”和“占有位置” ,但没 有大小、形状、体积,与几何中的“点”有本质的区别 (2)质点是实际物体的一种高度抽象,实际中并不存在,是一种“理想化模型” (3)能否把一个物体看做质点, 关键是看物体的大小、 形状对所研究的问题的影响是否
7、能忽略 不计,与物体大小无关,与物体形状无关,与物体的运动是平动还是转动无关 2对参考系的理解 (1)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言的, 在没有特殊说明的情况下,一般选大地做参考系 (2)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 例 1 (2018仪征中学学情检测)研究下列现象,涉及的物体可看做质点的是( ) A研究地球绕太阳运动的轨迹 B研究撬棒用力大小与支点位置关系 C研究旋转的乒乓球旋转方向 D研究旋转的电风扇扇叶所受阻力大小的影响因素 答案 A 例 2 (多选)中国诗词大会第二季于 20
8、17 年春节期间在央视一套、十套播出,备受广 大观众喜欢,在中国大地掀起诗词热在这些脍炙人口的诗词中包含着许多物理知识,下列 说法正确的是( ) A宋代诗人陈与义的诗句“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风卧看满天云不动,不知云与 我俱东”其中“云与我俱东”意思是说诗人和云都向东运动,诗人以两岸或两岸的红花、 榆树为参考系 B唐代诗人李白的诗句“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还” ,根据“千里江陵一日还”可 估算出诗人李白的平均速度 C辛弃疾描写月亮的诗句“飞镜无根谁系?姮娥不嫁谁留?”说明万有引力的存在 D毛泽东诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”说明地球在自转 答案 ACD 解析 宋代诗人陈与义
9、的诗句“卧看满天云不动,不知云与我俱东”中“云与我俱东”意思 是说诗人和云都向东运动,根据诗的前两句我们可以推测出诗人是以两岸或两岸的红花、榆 树为参考系的,选项 A 正确 ; 由于李白诗中只给出了时间“一日”和路程“千里” ,而没有给 出白帝到江陵的位移,所以不能估算出诗人李白的平均速度,选项 B 错误;辛弃疾描写月亮 的诗句“飞镜无根谁系?姮娥不嫁谁留?”诗句中的“飞镜”指月亮,月亮绕地球运动,说 明万有引力的存在,选项 C 正确 ; 毛泽东诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河” ,说明地 面上的人随地球自转运动,可以看到日月星辰,这说明地球在自转,选项 D 正确 命题点二 位移和路程命题
10、点二 位移和路程 位移与路程的计算方法 (1)找出研究过程的初位置和末位置, 则由初位置指向末位置的有向线段就是位移 线段的长 度表示位移大小 (2)画出物体在运动过程中的运动轨迹示意图,则实际路径的总长度就是路程 (3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质 例 3 下列有关体育比赛的论述正确的是( ) A运动员跑完 800m 比赛,指的是路程为 800m B运动员铅球成绩为 4.50m,指的是铅球的位移大小为 4.50m C某场篮球比赛打了两个加时赛,共需 10min,10min 指的是时刻 D足球比赛挑边时,上抛的硬币落回地面猜测正反面,硬币可以看做质点 答案 A 解析 运动员跑完 800
11、m 比赛,指的是路程为 800m,选项 A 正确;运动员铅球成绩为 4.50m, 指的是铅球的水平方向的位移大小为 4.50m,选项 B 错误;某场篮球比赛打了两个加时赛, 共需 10min,10min 指的是时间间隔,选项 C 错误;足球比赛挑边时,上抛的硬币落回地面猜 测正反面,该硬币不可以看做质点,选项 D 错误 命题点三 平均速度和瞬时速度命题点三 平均速度和瞬时速度 1区别与联系 (1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时 速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度 (2)联系:瞬时速度是运动时间 t0 时的平均速度 2平均速度
12、与平均速率的区别 平均速度的大小不能称为平均速率,因为平均速率是路程与时间的比值,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 3. 为平均速度定义式,适用于任何运动,应用公式时要找准“位移”和发生这段位移v x t 所需“时间” 例 4 (多选)(2018盐城中学质检)如图 1 所示,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计 算出出发地A和目的地B的直线距离为 9km,实际从A运动到B用时 5min,赛车上的里程表 指示的里程数增加了 15km.当他经过某路标C时, 车内速度计指示的示数为 150km/h, 那么可 以确定的是( ) 图 1 A整个过程中赛车的平均速度为 180k
13、m/h B整个过程中赛车的平均速度为 108km/h C赛车经过路标C时的瞬时速度大小为 150km/h D赛车经过路标C时速度方向为由A指向B 答案 BC 解析 从A到B位移为 9 km,用时 h,由平均速度定义式可得整个过程的平均速度为 108 1 12 km/h,故选项 A 错误,B 正确;速度计显示的是瞬时速度大小,故选项 C 正确;经过C时速 度的方向沿C点切线指向运动方向,故选项 D 错误 变式1 (2018运河中学期中)2010年11月22日, 在2010年广州亚运会男子100米决赛中, 中国选手劳义以 10 秒 24 获得冠军,中国男飞人站在了亚洲之巅劳义之所以能够取得最佳 成
14、绩,取决于他在 100 米中的( ) A某时刻的瞬时速度大 B撞线时的瞬时速度大 C平均速度大 D起跑时的加速度大 答案 C 拓展点 用平均速度法求解瞬时速度 极限思想的应用 1用极限法求瞬时速度和瞬时加速度 (1)公式v中,当 t0 时v是瞬时速度 x t (2)公式a中,当 t0 时a是瞬时加速度 v t 2注意 (1)用v求瞬时速度时,求出的是粗略值,t(x)越小,求出的结果越接近真实值 x t (2)对于匀变速直线运动, 一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间中间时刻 的瞬时速度 例 5 (2019海安中学期初)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d 3.0c
15、m 的遮光板,如图 2 所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数 字计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为 t10.30s,通过第二个光电门的时间 为 t20.10s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为 t 3.0s,则滑块的加速度约为( ) 图 2 A0.067m/s2B0.67 m/s2 C6.7m/s2D不能计算出 答案 A 解析 遮光板通过第一个光电门时的速度v1m/s0.10 m/s, 遮光板通过第二个 d t1 0.03 0.30 光电门时的速度v2m/s0.30 m/s,故滑块的加速度a0.067m/s2,选 d t2 0.03 0.
16、10 v2v1 t 项 A 正确 命题点四 加速度命题点四 加速度 1速度、速度变化量与加速度的理解 比较项目速度速度变化量加速度 物理意义 描述物体运动快慢和 方向的物理量 描述物体速度改变的物理量 描述物体速度变化快 慢的物理量 定义式vx t vvv0a v t vv0 t 决定因素 v的大小由v0、a、tv由v与v0进行矢量运算,a不是由v、t、v来 决定由 vat知 v由a与 t决定 决定的,而是由 来决 F m 定 方向平均速度与位移同向由vv0或a的方向决定 与 v的方向一致, 由 F的方向决定, 而与v0、 v的方向无关 2.对加速度大小和方向的进一步理解 例 6 (2018高
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