2019版高考物理大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学案.docx

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2位移、速度和加速度2016全国卷，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.(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，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t0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：vvv0.(3)大小：v可以由v与v0进行矢量运算得到，也可以由vat计算得到(4)方向：可以用矢量图形来描述v的方向，如图甲、乙、丙所示，v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_.(3)决定因素：a不是由v、t、v来决定，而是由F、M来决定(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 kmB甲图中“25 km”是指从此处到下一个出口的路程是25 kmC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/hD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/h5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v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)A2.45 m/s2B2.45 m/s2C4.90 m/s2 D4.90 m/s2解析画出物体运动的示意图，如图所示依题意有2.45 m/s，解得v2v14.90 m/s，所以物体运动的加速度为a4.90 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关系xl(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)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：由平均速度公式可知，当x、t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t内发生的微小位移x时，可由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/sB物体在ABC段的平均速度大小为 m/sCAB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可得，AB m/s1 m/s，AC 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)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3a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v00，加速度a0，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 kmB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可知，在v很大，但不知道t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/s2C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 m/s26 m/s2；若v1与v2反向，a m/s214 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1.28104 km，其公转半径是1.49108 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6B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D1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v1v2，飞机处于地球上黑夜区域；v1v2，旅客可看到太阳从西边升起，若v1bc.有一个小虫自A点运动到C点，求：(1)小虫的位移大小；(2)小虫的最小路程解析(1)小虫的位移大小为由A指向C的有向线段的长度，x.(2)小虫的最小路程应等于表面展开后，AC之间的距离，展开方式有三种：如图甲、乙、丙所示经过比较可知：图甲中AC间距离最小，为.答案(1)(2)1一物体做匀加速直线运动，通过一段位移x所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移x所用的时间为t2.则物体运动的加速度为(A)ABCD解析设经过第一段位移x的起始位置对应时刻记为零，在时的速度为v1，在t1时的速度为v2，则v1，v2，又v2v1a，解得a，选项A正确2如图所示为高速摄影机拍摄的子弹穿透苹果瞬间的照片，该照片经放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%2%.已知子弹飞行速度约为500 m/s，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近(B)A103 s B106 s C109 sD1012 s解析由题可看出子弹长度的数量级为102 m，则在曝光时间内，子弹位移的数量级为104 m，则由平均速度公式可得曝光时间t s106 s选项B最接近3(2017全国卷)某研究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间实验前，将该计时器固定在小车旁，如图甲所示实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，如图乙记录了桌面上连续的6个水滴的位置(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)(1)由图乙可知，小车在桌面上是_从右向左_运动的(选填“从右向左”或“从左向右”)(2)该小组同学根据图乙的数据判断出小车做匀变速运动小车运动到图乙中A点位置时的速度大小为_0.19_m/s，加速度大小为_0.037_m/s2.(结果均保留两位有效数字)解析(1)由于小车获得速度后在摩擦力作用下做减速运动，故相邻水滴间的距离逐渐减小，结合题图乙可知小车向左运动(2)由题意知，30 s内滴下46滴水，共45个时间间隔，故相邻两滴水的时间间隔T s s由匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得vA mm/s0.19 m/s.由逐差法得车运动的加速度为a 103m/s20.037 m/s2.4天空有近似等高的浓云层，为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d3.0 km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差t6.0 s试估算云层下表面的高度已知空气中的声速v km/s.解析如图所示，A表示爆炸处，O表示观测者所在处，h表示云层下表面的高度，用t1表示爆炸声直线传到O处所经过的时间则有dvt1.用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所经过的时间，因为反射角等于入射角故有2vt2，已知t2t1t，联立式，可得h，代入数据得h2.0103 m.答案2.0103 m课时达标第1讲解密考纲主要考查参考系、质点、位移、速度和加速度等概念，通过比较路程与位移、瞬时速度和平均速度把握概念实质1下列情况的物体，哪些可看做质点(B)A放在地面上的木箱，在上面的箱角处用水平推力推它，木箱可绕下面的箱角转动B放在地面上的木箱，在其外壁的中心处用水平推力推它，木箱在地面上滑动C正在靠近加油机准备空中加油的F22A猛禽战斗机(图甲)D列车通过桥梁(图乙)，研究其所需时间解析A中木箱在做转动，不能当质点，C中加油要找到加油口，不能当质点，D中桥梁长不是远大于车长，不能当质点选项B正确2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(C)A m mB m mC m mD m1 m3如图所示，我国空军在进行空中加油训练大型加油机与接受加油的受油机在空中以同样的速度沿同一方向水平飞行下列说法中正确的是(D)A选地面为参考系，受油机是静止的B选地面为参考系，加油机是静止的C选加油机为参考系，受油机是运动的D选加油机为参考系，受油机是静止的解析选地面为参考系，加油机和受油机都是匀速运动的；选加油机为参考系，则受油机是静止的，选项D正确4钓鱼岛自古就是我国固有领土，又称钓鱼台、钓鱼台群岛、钓鱼台列岛，位置距温州市约356 km、福州市约385 km、基隆市约190 km.若我国某海监船为维护好我国钓鱼岛主权，从温州出发去钓鱼岛巡航，到达钓鱼岛时航行了480 km，则下列说法中错误的是(A)A该海监船位移的大小是480 km，路程是356 kmB该海监船位移的大小是356 km，路程是480 kmC该海监船在海上航行，确定其位置时可以将该海监船看成质点D若知道此次航行时间可求出此次航行的平均速度解析位移表示由初位置指向末位置的有向线段，路程表示实际运动轨迹的长度，故路程大于或等于位移大小，所以该海监船位移的大小是356 km，路程是480 km，选项A错误，B正确；该海监船在海上航行确定其位置时，其大小和形状可以忽略，故能看做质点，选项C正确；平均速度等于位移与时间的比值，故给出时间即可求出平均速度，选项D正确5一辆汽车沿平直公路以速度v1行驶了的路程，接着又以速度v220 km/h行驶完剩余的路程，如果汽车全程的平均速度为28 km/h，那么v1的大小是(C)A25 km/hB34 km/hC35 km/hD38 km/h6(多选)一质点沿一边长为2 m的正方形轨道运动，每秒钟匀速移动1 m，初始位置在bc边的中点A，由b向c运动，如图所示，A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点，则下列说法正确的是(AB)A第2 s末的瞬时速度大小是1 m/sB前2 s内的平均速度大小为 m/sC前4 s内的平均速率为0.5 m/sD前4 s内的平均速度大小为2 m/s解析质点每秒钟匀速移动1 m，故第2 s末瞬时速度大小为1 m/s，A正确；前2 s内的位移大小为x1|AB| m m，平均速度 m/s，选项B正