【物理一轮】2021高中物理一轮复习学案--第一章第1讲描述运动的基本概念

1、2021高中物理一轮复习第1讲 描述运动的基本概念ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU知识梳理自测巩固知识点1参考系和质点1.参考系(1)定义：在描述物体的运动时，选来作为参考的另外的物体。(2)参考系的选取选参考系的选取是任意的，但为了观测方便和运动的描述尽可能简单，一般 以地面为参考系。参考系既可以是静止的物体，也可以是运动的物体。比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系。2.质点(1)定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。(2)质点是为了使研究问题简化而引入的一个理想他的物理模型，物体简化为质点的条件：物体的大小、形状在所研究的问题中可以忽略。思考：如图所示(填“可”

2、或“不可”)知识点2位移、速度1 .位移和路程类别位移路程定义位移表示质点的位置变动，它是 质点由初位置指向末位置的有_ 向线段路程是质点轨迹的长度区别(1)位移是矢量，方向由初位置指向末位置(2)路程是标量，没有方向联系(1)在单向宜线运动中，位移的大小等于路程一般情况卜，位移的大小小于路程2 .速度和速率(1)平均速度 x位移与发生这段位移所用时间的比值,用 v表示，即 v =；。平均速度是矢量，方向与位移方向相同。(2)瞬时速度运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。瞬时速度是矢量，方向沿轨迹上 该点的切线方向且指向前进的一侧。(3)速率定义:物体瞬时速度的大小。标、矢性：速率是标量，只

3、有大小,没有方向。知识点3加速度1 .物理意义：描述速度变化快慢的物理量。2 .定义式a=*。3 .方向：与Av的方向相同。4 .标、矢性：加速度是矢量。思考：大街上车辆如梭，有加速的，有减速的，有来有往。(1)汽车做加速运动时，加速度的方向有什么特点？减速时呢?（2）汽车的加速度大（或小），对汽车的速度变化有什么影响？答案（1）加速运动时，加速度方向与速度方向相同；减速运动时，加速 度方向与速度方向相反。（2）加速度大（或小），说明汽车速度变化得快（或慢）思维诊断：（1）质点是一种理想化模型，实际并不存在。（V ）（2）参考系必须是静止不动的物体。（X ）（3）做直线运动的物体，其位移大小一

4、定等于路程。（x ）（4）瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。（V ）（5）物体的速度很大，加速度不可能为零。（X ）（6）甲的加速度a甲=2 m/s2,乙的加速度a乙=3 m/s2, aa乙。（ 乂 ）（7）物体的加速度增大，速度就增大。（x ）自测巩固ZI CE GONG GU1. （2020 江西南昌联考）下列说法中正确的是（A ）A.质点是一个理想化模型，实际上并不存在B.凡是小的物体，皆可以看作质点C.诗句“飞花两岸照船红”中的“花”是参考系D.地面上的人看水平飞行的飞机投弹，炸弹的运动是直线运动解析本题考查质点与参考系，质点是实际物体的一种高度抽象，是一种 理想化模型

5、，实际上并不存在，故A正确；并不是只有很小的物体才能被看作质 点，也不是很大的物体就一定不能被看作质点， 关键是看物体的大小和形状对研 究的问题而言是否可以忽略，故B错误；诗句“飞花两岸照船红”中指出“花” 是移动的，可知该诗句是以“船”为参考系， 故C错误；水平飞行的飞机上落下 的炸弹，在水平方向上做匀速直线运动， 在竖直方向上做自由落体运动， 地面上 的人看到炸弹的运动是平抛运动，故 D错误。2. （2020 天津三校联考）（多选）关于质点运动的位移和路程，下列说法正 确的是（AB ）A.质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量B.路程就是质点运动时实际轨迹的长度，是标量C.任何质

6、点只要做直线运动，其位移的大小和路程相等D.位移大小和路程不可能相等解析本题考查位移和路程的区别。质点的位移是从初位置指向末位置的 有向线段，是矢量，选项A正确；路程就是质点运动时实际轨迹的长度， 是标量， 选项B正确；质点只有做单向的直线运动时，其位移的大小和路程相等，选项C、 D错误。3. （2020 富阳区月考）奥迪车有多种车型，如30TFSI、35TFSI、50TFSI（每 个车型字母前的数字称为 G值），G值用来表示该车型的加速性能，数字越大， 加速越快。G值的大小为车辆从静止开始加速到 100 km/h的平均加速度数值（其 单位为国际单位）再乘以10。如图所示为某一型号的奥迪车的尾

7、标，其值为 30TFSI,则该型号车从静止开始加速到 100 km/h的时间约为（D ）A. 5.6 sB. 6.2 sC. 8.5 sD. 9.3 s解析由题意可得30TFSI的加速度大小为a=3 m/s2,末速度大小为v=100 km/h =27.8 m/s ,由速度时间关系可得时间为 t=0238 s=9.3 s ,故D 正确，A、B、C错误。HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO核心考点重点突破考点一对质点、参考系和位移的理解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）物体能否被看成质点是由要研究的问题决定的，并非依据物体自身的大 小

8、和形状来判断。（3）质点不同于几何“点”，质点有质量，而几何中的“点”仅仅表示空间 中的某一位置。2 .对参考系的三点提醒(1)由于运动具有相对性，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，一般选大地作为参考系。(2)在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一物体在不同阶段的运 动，则必须选取同一个参考系。(3)对于复杂运动的物体，应选取最能简单描述物体运动情况的物体为参考 系。3 .物体的位移与路径无关，只与初、末位置有关，方向总是由初位置指向 末位置例1 (2019 -江苏泰州10月联考)北京时间2019年7月17日晚，在 韩国光州进行的2019年

9、国际泳联世锦赛跳水女子十米台决赛结束了所有比赛， 中国14岁选手陈芋汐以439.00分获得冠军，卢为以377.80分获得亚军。这是 中国队在该项目上第八次获得冠军，也是在经历了两次世锦赛金牌旁落六年之 后，重新夺回冠军宝座！若只研究运动员入水前的下落过程，下列说法中正确的 是(B )A.为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛中的运动员视为质点B.运动员在下落过程中，感觉水面在加速上升C.从开始起跳到入水的整个过程中，运动员的位移大于10 mD.跳水过程中陈芋汐的重心位置相对自己是不变的解析研究运动员的技术动作时，运动员的大小和形状不能忽略，故不可 将正在比赛中的运动员视为质点， A错误；运动员

10、在下落过程中做匀加速下降， 故感觉水面在加速上升，B正确；位移是初位置到末位置的有向线段，从开始起 跳到入水的整个过程中，运动员的路程大于 10 m,但位移不会大于10 m, C错 误；跳水过程中运动员由于不断改变姿势，故重心位置相对自己是改变的，D错误。类题演练1(2020 陕西一模)如图所示，自行车的车轮半径为 R,车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时， 气门芯的位移大小为(D )C. 2tt RD. R/4+ . 2解析本题借助圆周考查位移的计算，当气门芯由轮子的正上方第一次运 动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯的初位置与末位置如图， 由

11、几何知识得，气门芯的位移大小 x = q 2R2+-R2= R4+兀2, D正确。考点二平均速度和瞬时速度1 .平均速度与瞬时速度的区别和联系(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；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。(2)联系：瞬时速度是运动时间 A t 0时的平均速度。2 .平均速度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 .计算平均速度时应注意的两个问题(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

12、段位移或哪一段时间内的平均速度。 Ax 一 .、一、, 一一 .一 . vo+v. 一一(2) v =n是平均速度的定义式，适用于所有的运动。v =2仅适用于 匀变速直线运动。例2 质点沿直线Ox方向做减速直线运动，它离开。点的距离x随 时间变化的关系为x = 6t2t3(m),它的速度v随时间t变化的关系为v=6 6t2(m/s),则该质点在t=2 s时的瞬时速度和1=0至11=2 s间的平均速度、 平均速率分别为(A )A. 18 m/s、- 2 m/s、6 m/sB. 18 m/s、- 2 m/s、4 m/sC. 2 m/s、一 2 m/s、 18 m/sD. 18 m/s、6 m/s、

13、6 m/s解析将t=2 s代入公式v=6 6t2中得v=18 m/s。将t=0代入公式x = 6t 2t 3中得X1 = 0,将t = 2 s代入公式x = 6t 2t3中得X2= 4 m。可得 t = 0至U t = 2 s时间内质点位移 x = 4 m,由公式v =得v = 2 m/s。由v =6- 6t2得t=1 s时v = 0,将t=1s代入公式x = 6t 2t3中得X3= 4 m,综上s可知质点在2 s内运动的路程s = （4+4 + 4）m= 12 m，则平土§速率 v = = 6 m/s。故选A。类题演练2（2019 大兴区期末）如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，

14、其上的遮光 条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Ato测量遮光条的宽度为 Ax,Ax 一. 、.Ax. 一. .、 一用N"近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。 为使岂更接近瞬时速度，正确的 措施是（C ）A.使滑块的释放点更靠近光电门B.提高测量遮光条宽度的精确度C.换用宽度更窄的遮光条D.增大气垫导轨与水平面的夹角解析本题中利用平均速度等效替代瞬时速度，故只能尽量减小计算平均 速度的位移，即换用宽度更窄的遮光条，即可实现 At趋近于0,而当靠近光电 门，或者提高测量遮光条宽度的精确度，及增大气垫导轨与水平面的夹角均不能 达到At趋近于0的条件。C正确，A、B、D错误。考点三加

15、速度与速度及速度变化量的关系1 .速度、速度变化量和加速度的对比：、 名称项目速度速度变化量加速度物理意义描述物体运动的快 慢和方向，是状态 量描述物体速度的变化，是过程量描述物体速度变化快慢定义式x v=iA v= v voA v v -vo a= At = At方向与位移x同向，即 物体运动的方向由v vo或a的方向决定与Av的方向一致，由F 的方向决定，而与vo、v 方向无关Av、，一 F 2 a=n是加速度的定义式，加速度的决定式是a=G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。除 例3 (2020 吉林五地六校联考)关于物体的运动，不可能发

16、生的是(D )A.加速度大小逐渐减小，速度也逐渐减小B.加速度方向不变，而速度方向改变C.加速度和速度都在变化，加速度最大时，速度最小D.加速度为零时，速度的变化率最大解析根据加速度大小等于速度的变化率， 可知加速度为零时，速度的变 化率为零，选项D不可能发生。规律总结：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)物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况。加速度的大小只反映速度变化（增加或减小）的快慢。a和v同向 加速直线运

17、动a和v反向 减速直线运动a不变，v随时间均匀增加 a增大，v增加得越来越快 a减小，v增加得越来越慢 a不变，v随时间均匀减小 a增大，v减小得越来越快 a减小，v减小得越来越慢（多选）如图所示，物体以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动，经类题演练3坚持就是胜利!过2 s速度大小变为3 m/s ,则物体的加速度（BC ）A.大小为1 m/s2,方向沿斜面向上B.大小为1 m/s2,方向沿斜面向下C.大小为4 m/s2,方向沿斜面向下D.大小为4 m/s2,方向沿斜面向上解析取初速度方向为正方向，则vo= 5 m/s o若2 s后的速度方向沿斜 面向上，v=3 m/s ,贝U 2 =

18、 胃=：0=2 m/s 2= - 1 m/s2,即加速度大小为 1 m/s2,方向沿斜面向下；若2 s后的速度方向沿斜面向下，v= 3 m/s ,则am/s2= 4 m/s2,即加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向A v v一vo一3一5At = At =2 下。故选项A D错误，B、C正确。E"JIE DUAN PEI YOU CHA QUE BU LOU阶段培优查缺补漏测量速度的三种方法方法1利用光电计时器测速度. . Ax 一一 .、根据丫 = 丁，当时间很短时，平均速度可近似认为等于瞬时速度。例4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=3.0 cm的遮光板，如

19、图所示。滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门， 配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为At 1 = 0.30 s,通过第二个光电门的时间为 At2=0.10 s,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 At =3.0 s ,则滑块的加速度约为（A ）竟电门i_ .2B. 0.67 m/s_ .22C. 6.7 m/sA. 0.067 m/sD.不能计算出解析遮光板（滑块）通过第一个光电门时的速度V1 = 4=003 m/s = t1 0.300.10 m/s,遮光板（滑块）通过第二个光电门时的速度 V2=O=000 m/s =0.30 V2 V1C .

20、 一.m/s,故滑块的加速度 a=T0.067 m/s2,选项A正确。方法2利用打点计时器测速度根据匀变速直线运动中，某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平 均速度，计算瞬时速度。例5某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，使用的是照明电 路中“220 V、50 Hz”的交流电，记录的纸带如图所示，在纸带上确定 A B、C、 D E、F、G共7个计数点。每两个相邻的计数点之间还有 4个点未画出。（A B r D £ F（1）根据数据计算出B和F点的瞬时速度，vb=040m/s、VF= 0.72 m/s。（要 求保留两位有效数字）（2）如果交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验

21、的同学并不知道，那么速度 的测量值与实际值相比偏工（填“偏大” “偏小”或“不变”）。解析(1)vb=黑 38 X10- m/s =0.4。m/s2T 2X0.1VF=桨 6.80X 10 2 m/s=0.72 m/s。2T 2X0.1(2)测量频率偏小，时间问隔偏大，但同学不知仍按原时间间隔计算，则测 量的速度值偏大。方法3利用超声波测车速例6如图是用超声波测速仪测量车速的示意图，固定的测速仪 B发 出和接收超声波信号，并记录了不同时刻发射和接收波的情况。 在t=0时刻，B 第一次发出超声波，t=0.4 s时刻，收到汽车的反射波。t = 1.6 s时刻，B第 二次发出超声波，t = 2.2

22、s时刻，再次收到反射波。超声波在空气中传播的速度v= 340 m/s ,汽车是匀速行驶的。求：(1)汽车在第一次接收到超声波时离测速仪B的距离；汽车在第二次接收到超声波时离测速仪B的距离；(2)汽车的速度。解析(1)汽车两次接收到信号的位置分别在 P、Q两处，再次接收到回波 的时间分别为 11 = 0.4 s , 12= 2.2 s 1.6 s =0.6 sP、Q到B的距离分别是X1 = v=340X - m = 68 m22X2=自=340X 竿 m = 102 m 22汽车两次接收到信号之间运动的距离为：Ax = X2 X1 = 34 m汽车两次接收到波的时刻分别是：t10.613= =

23、0.2 s , 14= 1.6 s +-2- s=1.9 s两列波到达汽车的时间差：A t=t413=1.7 s汽车运动的速度为 v = = m/s = 20 m/s At 1.7答案(1)68 m 102 m (2)20 m/s方法提炼：1 .确定汽车两次接收到波的位置：根据发出和接收波的时间差t,可知反1射波运动的时间为2t,求出车在接收到波时到测速仪的距离 X1和X2。2 .确定汽车两次接收到波之间运动的距离：Ax=X2 X1。3 .确定汽车两次接收到波之间运动的时间：求汽车两次接收到波的时刻t 3和 t4, At=t4 t 3o Ax4 .求汽车速度：v=f。2 NIAN GAO KA

24、O MO NI XUN LIAN 2年高考模拟训练1. (2019 海淀区期末)台风“利奇马”于2019年8月10日1时45分许在 浙江省温岭市城南镇沿海登陆，登陆时中心附近最大风力有16级(52 m/s),这使其成为2019年以来登陆中国的最强台风和 1949年以来登陆浙江第三强的台 风，据报道台风“利奇马”移动速度最快可达每小时20公里，给我国某些区域造成了严重的灾害损失。关于上述消息中的“ 52 m/s、每小时20公里”，下述 理解中正确的是(B )A.分别指平均速度和瞬时速度的大小B.分别指瞬时速度和平均速度的大小C均指平均速度的大小D.均指瞬时速度的大小解析52 m/s是指最大风速，

25、对应一个瞬间的速度，故为瞬时速度；而 每小时20公里是指台风在某段时间内的平均速度，故 B正确，A、G D错误。2. (2020 福建厦门外国语学校月考)在一次机器人比赛中给机器人设定了 如下动作程序：机器人在平面内，由点(0,0)出发，沿直线运动到点(3 m,1 m), 再由点(3 m,1 m)沿直线运动到点(1 m,4 m),然后又由点(1 m,4 m)沿直线运动 到点(5 m,5 m),最后由点(5 m,5 m)沿直线运动到点(2 m , 2 m)。整个过程机器 人所用时间是2亚s ,则(C )A.机器人的运动轨迹是一条直线B.机器人不会两次通过同一点C.整个过程中机器人的位移大小为 2 2 mD.整个过程中机器人的平均速率为 1 m/s解析本题借助数学坐标考查位移、平均速度的计算。由题目给定