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文档简介
1、专业提供 HYPERLINK /jxzyxz-doc-962903-11-1.html 全册教案 HYPERLINK /jxzyxz-doc-962899-11-1.html 导学案 HYPERLINK /jxzyxz-doc-962901-11-1.html 说课稿 HYPERLINK /jxzyxz-doc-962912-11-1.html 试题 人教版高中物理必修1全册学案1物体和质点(1)实际物体:都有一定的大小和形状,并且物体各部分的运动情况一般来说并不相同。(2)质点:用来代替物体的具有质量的点。(3)将物体看成质点的条件在研究物体的运动时,当物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽
2、略不计时,物体可视为质点。1体积很小的物体都能看成质点( )2只有做直线运动的物体才能看成质点( )3任何物体在一定条件下都可以看成质点( )4转动的物体一定不能看成质点( )解析:能否将物体看成质点,取决于所研究的问题而不是取决于这一物体的大小、形状,当研究物体的大小和形状对所研究问题没有影响或影响很小时,可以将其形状和大小忽略,将物体看成质点,同一物体有时能看成质点,有时不能看成质点,1、2、4错误,3正确。答案:1.2.3.4.2参考系(1)定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。(2)参考系的选取参考系可以任意选择,但选择不同的参考系来描述同一物体的运动时,结果往往不同;参考系选取
3、的基本原则是使问题的研究变得简洁、方便。宋代诗人陈与义乘船东行,在去襄邑的途中写下了襄邑道中一诗,根据图中诗句回答以下问题:1诗中“飞花”的参考系是_;2诗中“云不动”的参考系是_;3诗中“云与我倶东”的参考系是_。解析:两岸原野上落花缤纷,随风飞舞,“飞花”是以两岸为参考系的;“云不动”是说诗人躺在船上望着天上的云,它们好像纹丝不动,说明云与船的位置不变,是以船为参考系的; “云与我俱东”是以两岸为参考系的,船向东行驶。答案:1.两岸2.船3.两岸3坐标系(1)建立目的:为了定量地描述物体的位置及位置的变化,在参考系上建立适当的坐标系。(2)建立方法:当物体做直线运动时,往往以这条直线为x轴
4、,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。如图甲所示,冰场上的花样滑冰运动员,要描述他的位置,你认为应该怎样建立坐标系?如图乙所示,要描述空中飞机的位置,又应怎样建立坐标系? 甲乙解析:描述运动员的位置可以以冰场中央为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,建立平面直角坐标系。例如,某时刻运动员的坐标为x4 m,y6 m,说明他在冰场中央东侧4 m、偏南6 m的位置,如图所示。如果要描述飞机的位置,则需要确定一点(如观察者所在的位置)为坐标原点,建立空间直角坐标系。 考点一对质点的理解1质点的特点(1)质点不同于几何“点”质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是具有质量,没有
5、大小、体积、形状,它与几何“点”有本质的区别。(2)质点是一种“理想化模型”质点是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,现实中并不存在。2物体能否看成质点的判断以下几种情况,物体通常可以看做质点:典例1多选2013年8月,在巴塞罗那第15届世界游泳锦标赛中,孙杨在男子自由泳400 m、800 m和1 500 m比赛中斩获三枚金牌,并荣获赛会最佳男运动员奖。关于比赛中的孙杨,下列说法正确的是()A研究孙杨在1 500 m比赛中所用的时间时,孙杨可以被看成质点B研究孙杨在800 m比赛中的转身动作时,孙杨可以被看成质点C无论研究什么问题,均不能把孙杨看成质点D能否将孙杨看成质点,取决于研究的问题
6、思路探究(1)把物体看做质点的条件是什么?提示:当物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时,可以把物体看做质点。(2)孙杨在游泳过程中,其大小和形状能否忽略不计?提示:要看研究的问题是游泳的时间还是动作要领,从而确定其大小和形状能否被忽略。解析能否将研究对象看做质点,要看物体自身的大小和形状对所研究问题而言是主要因素还是次要因素,游泳过程中的孙杨,其大小和形状在研究比赛中的时间时是次要因素,可以忽略,可以看成质点,在研究转身动作时,是主要因素,不能忽略,不能看成质点,A、D正确,B、C错误。答案AD总结提能决定物体能否看成质点的因素物体能否看成质点取决于所研究问题的性质,与物体的大小无关。
7、例如,大的物体可以看成质点,如研究地球绕太阳公转时,可以把地球看成质点;小的物体有时不可以看成质点,如研究电子绕原子核旋转时,原子不可以看成质点。1多选在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是()A研究“神舟十号”飞船与“天宫一号”自动对接时的姿态B研究“神舟十号”飞船着陆过程中一系列动作完成的情况C研究“蛟龙号”载人潜水艇的下潜试验中从海面下潜到7 062 m 所用的时间D研究“和平使命2013”军事演习中坦克的位置解析:选CD研究“神舟十号”对接姿态和着陆动作时,其大小和形状是主要因素,不能忽略,不能看成质点,A、B错误;在研究潜水艇下潜的时间和坦克位置时,潜水艇和坦克的大小和形状都可以忽
8、略,可以看成质点,C、D正确。考点二参考系的选取1选取参考系的意义要描述一个物体的运动,必须首先选好参考系,只有选定参考系后,才能研究物体做怎样的运动。2选取参考系的方法研究物体的运动时,参考系是可以任意选取的,但一般根据使所研究的问题更加方便的原则来选取。在研究地面上物体的运动时,常选地面或相对地面静止的物体作为参考系。3参考系的四性典例2如图所示,由于风,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的A、B两船上的旗帜分别向右、向左飘,则两条船的运动状态是()AA船肯定是向左运动的BA船肯定是静止的CB船肯定是向右运动的DB船可能是静止的解析河岸上的旗帜向右飘,说明风是由左向右吹的,A船旗帜向右飘,说明A
9、船相对于风是向左运动的,故A船可能向左运动,可能静止,也可能向右做速度小于风速的运动,A、B错误;B船旗帜向左飘,说明B船相对于风是向右运动的,故B船应做向右且船速大于风速的运动,C正确,D错误。答案C总结提能判断物体是否运动的一般思路(1)根据参考系的选取原则选取参考系。(2)看物体与所选参考系之间的位置是否发生变化。(3)若变,则物体是运动的;若不变,则物体是静止的。2如图所示是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美,请问摄影师选择的参考系是()A大地 B太阳 C运动员 D观众解析:选C摄影师与运动员以相同的速
10、度运动,并且以运动员为参考系拍摄,这样运动员是“不动”且清晰的,而背景中其他物体相对于运动员是“运动”的,因而模糊不清,C正确。考点三坐标系的建立1建立坐标系的物理意义借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置的变化。2三种坐标系的比较3.坐标系建立的原则(1)一般情况下,坐标系相对参考系是静止的。(2)坐标方向的选取要使对物体运动规律的描述尽量简单。典例3一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在距地面1 m高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方2 m处,向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是()A2 m,2 m,1mB2 m,2 m,1 mC4 m,
11、0,1 mD4 m,0,1 m思路探究eq x(选取原点)eq x(建坐标系)eq x(确定坐标)解析根据题意建立如图所示的坐标系,A点为抛出点,坐标为2 m,B点为坐标原点,D点为地面,坐标为2 m,C点为接住点,坐标为1 m,B正确。总结提能坐标系的选择及要素(1)建立何种坐标系要针对物体是在直线上、平面上还是空间中运动而定。(2)建立坐标系时应明确坐标原点、正方向及单位长度,标明坐标单位。3一物体沿x轴运动,各个时刻的位置坐标如表所示:t/s012345x/m054171位置点ABCDEF(1)请在图中的x轴上标出物体在各时刻的位置。(2)哪个时刻物体离坐标原点最远?有多远?解析:(1)
12、根据各个时刻的位置坐标对应情况,标出物体在各时刻位置如图所示。(2)物体在1 s末、2 s末、3 s末、4 s末、5 s末离坐标原点的距离分别为5 m、4 m、1 m、7 m、1 m ,所以4 s末物体离坐标原点最远,为7 m。答案:(1)见解析图(2)4 s 末7 m 物理模型理想化模型质点的特点模型解读(1)“理想化模型”是以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”。(2)实际物体有质量,也有体积、形状,占有空间。质点是对实际物体的科学抽象,没有大小,没有形状,也不是几何中的“点”,是一个与物体质量相等,不占空间的理想化模型,现实中并不存在。典例下列关于质点的
13、说法中正确的是()A只要是体积很小的物体都可看做质点B只要是质量很小的物体都可看做质点C质量很大或体积很大的物体都一定不能看做质点D由于所研究的问题不同,同一物体有时可以看做质点,有时不能看做质点解析质点是一种理想化的模型,物体能否被看做质点是由所研究的问题决定的,当物体的大小和形状对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之则可以看做质点,如当求火车从北京到上海的时间时火车可看成质点,当求火车通过某一桥的时间时火车则不能看成质点。答案D点评一个物体能否视为质点并不是绝对的。某物体能否视为质点,不能只看其几何尺寸的大小,而要看物体的形状、大小对所研究的问题有无影响。变式训练下列有关质
14、点的说法中正确的是()A凡轻小的物体一定可以看做质点B花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,此时该运动员可看做质点C用GPS定位系统确定正在南极考察的某科考队员位置时,该队员可看做质点D在研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时,可以把子弹看做质点解析:选C当物体的体积及形状等对所研究的问题的影响可忽略不计时,可将其看做质点,不能从物体的体积大小判断,A错误;花样滑冰运动员表演冰上舞蹈动作时,要关注他的动作,不能将其看做质点,B错误;用GPS定位系统确定科考队员位置时,关注的是科考队员的位置,可将其看做质点,C正确;研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时,要考虑子弹的大小,不可将其看做质点,D错误。1第十二届
15、全运会于2013年8月31日至2013年9月12日在辽宁举行,在下列比赛项目中,运动员可视为质点的有()A健美操B花样游泳C跳水 D田径长跑解析:选DA、B、C三项中的比赛项目均以运动员的动作为打分标准,都不能视为质点,田径长跑以运动时间为标准,运动员可视为质点,D正确。2在有云的夜晚,抬头望月,发现“月亮在白莲花般的云朵里穿行”,这时选取的参考系是()A月亮B云C地面D观察者解析:选B以云为参考系时,月亮是运动的,B正确。3关于参考系,下列说法中正确的是()A参考系必须是静止不动的物体B参考系必须是正在做匀速直线运动的物体C参考系必须是固定在地面上的物体D研究物体的运动,可选择不同的参考系,
16、但选择不同的参考系对于研究同一物体的运动而言,有时会出现不同的结果解析:选D参考系的选取是任意的,对同一物体的运动,若选用不同的参考系,则观察到的结果可能不同,D正确。4多选关于坐标系,下列说法正确的是()A建立坐标系是为了定量描述物体的位置以及位置的变化B坐标系都是建立在参考系上的C坐标系的建立与参考系无关D物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系确定其位置及位置的变化解析:选ABD坐标系必须建立在参考系上,否则无法确定物体的具体位置及位置的变化,B正确,C错误;建立坐标系就是为了定量描述物体的位置以及位置的变化,A正确;物体在平面内做曲线运动时,一维坐标不能反映其位置,需建立平面直角坐
17、标系,D正确。5.质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止。如图所示,若AC100 m,BC30 m,以B点为原点,向东方向为正方向建立直线坐标系,则:出发点的位置为_ m,B点的位置是_ m,C点的位置是_ m。A到B位置变化是_ m,方向_;C到B位置变化为_ m,方向_。解析:以B点为原点,建立直线坐标系,如图所示。答案:7003070向东30向西一、单项选择题1在研究物体的运动时,力学中引入“质点”的概念,从科学方法上来说属于()A极限分析物理问题的方法B观察实验的方法C建立理想物理模型的方法D等效替代的方法解析:选C质点的引入是忽略次要因素,抓住主要因素,是一种建立理想物理
18、模型的方法,C正确。2小行星撞击地球的可能性尽管很小,但是人类不能掉以轻心。那么科学家在研究小行星撞击地球的时候()A地球和小行星都可以看做质点B地球可以看做质点,小行星不能看做质点C小行星可以看做质点,地球不能看做质点D地球和小行星都不可以看做质点解析:选D在研究小行星撞击地球时,要研究两者碰撞的位置及碰撞所产生的后果,此时两者的体积和大小均不能忽略,D正确。3诗人曾写下这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”。其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是()A山和船 B船和山C河岸和流水 D山和地面解析:选B“看山恰似走来迎”,认为山动而人和船不动,这
19、是以人或船为参考系,“山不动,是船行”,是以山或地面为参考系,B正确。4在平直公路上行驶的汽车内,乘客以自己所乘的车作为参考系,向车外观察,他看到的下列现象中,不符合事实的是()A公路两旁的树木是不动的B与汽车同向行驶的自行车,车轮转动正常,但自行车向后运动C道路两旁的房屋是运动的D有一辆卡车总在自己车前不动解析:选A以汽车为参考系,树木和房屋都是向后运动的,A错误,C正确;自行车和汽车虽然同向运动,但自行车的速度小于汽车的速度,所以他可以看到自行车向后运动,B正确;若卡车的速度与汽车的速度相同,则会看到卡车是静止的,D正确。5.为了实现全球快速、简捷的通信,人类发射了地球同步通信卫星,如图所
20、示,同步通信卫星位于距地面大约 36 000 km的高空,则()A以地面为参考系同步卫星静止B以太阳为参考系同步卫星静止C同步卫星在高空静止不动D同步卫星相对地面上静止的物体是运动的解析:选A地球同步卫星相对地面是静止的,A正确,D错误;若以太阳为参考系,地球同步卫星则是运动的,B错误;C选项没有选定参考系,不能确定其运动情况,C错误。二、多项选择题6在研究物体的运动时,下列物体可以当作质点处理的是() A研究一端固定可绕该端转动的木杆的运动时B在大海中航行的船,要确定它在大海的位置时C研究在做走钢丝表演的杂技演员D研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹解析:选BD研究物体的转动时不能把它看做质
21、点,A错误;轮船远小于大海的范围,此时轮船可以看做质点,B正确;我们看表演时主要看杂技演员的肢体动作,所以不可把杂技演员视为质点,C错误;火星探测器的大小和形状对飞行轨迹没有影响,可以看做质点,D正确。7如图所示是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴(x轴),在画该坐标轴时规定原点在一长直公路上某广场的中心。公路为南北走向,规定向北为正方向。坐标轴上有两点A和B,A的位置坐标为xA4 m,B的位置坐标为xB2 m。下列说法正确的是()AA点位于广场中心南边4 m处BA点位于广场中心北边4 m处CB点位于广场中心南边2 m处DB点位于广场中心北边2 m处解析:选BC因以向北为正方向,A点坐标为
22、正值,表示A点位于广场中心北边4 m处,A错误,B正确;B点坐标为负值,表示B点位于广场中心南边2 m处,C正确,D错误。8甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降。那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况可能是()A甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙停在空中B甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速上升C甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速下降,且v丙v甲D以上说法均不对解析:选AB甲看到楼房匀速上升,说明甲匀速下降,乙看到甲匀速上升,说明乙也匀速下降,且v乙v甲;丙看到乙匀速下降,说明丙可能在匀速上升或停在空中,也可能在匀速下降,而v丙v乙,甲看到
23、丙匀速上升,说明丙可能在匀速上升或停在空中,也可能在匀速下降,且v丙x乙B甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m,这两个物体的位移必定相同C温度计读数有正有负,所以温度也是矢量D温度计读数的正负号表示温度高低,不表示方向,温度是标量解析:选D直线运动位移的正负号表示方向,不表示大小,A错误;两个矢量大小相等、方向相同时,它们才相同,B错误;温度是标量,温度的正负号表示温度的高低,C错误,D正确。6如图所示,某人沿半径R60 m的圆形跑道跑步,从A点出发顺时针跑过eq f(1,2)圆周到达B点。试求由A到B的过程中,此人的路程和位移。解析:此人运动的路程等于AB所对应的弧长,即路程leq f(1
24、,2)2Req f(1,2)23.1460 m188.4 m此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段的长度,即x2R260 m120 m位移的方向由AB。答案:188.4 m120 m,方向由AB一、单项选择题1以下的计时数据指时间间隔的是()A北京开往上海的D305次列车于7时44分到达上海B第3 s内物体通过了100 mC汽车启动后第1 s末的速度为15 m/sD长城希望小学的学生下午2:00到校、4:20放学解析:选B某时刻与某一状态相对应,一段时间与物体的一个过程对应,物体通过100 m是一个过程,对应一段时间,其余均为一个瞬时,对应一个状态,B正确。2若规定向东方向为位
25、移正方向,现有一个皮球停在坐标原点处,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,经过了7 m停下,则上述过程皮球通过的路程和位移分别是()A12 m,2 mB12 m,2 mC2 m,2 m D2 m,2 m解析:选B路程s(57) m12 m,位移x5(7) m2 m,负号说明方向向西,B正确。3一质点在x轴上运动(以向右为正方向),各个时刻的位置坐标如下表,则位移最大的时间是()t/s012345678x/cm531353135A.第1 s内 B4 s内C8 s内 D第4 s内解析:选B根据直线运动中位移与位置的关系可以判断第1 s内的位移为2 m,4 s内
26、位移为10 m,8 s内位移为0,第4 s内位移为2 m,所以4 s内位移最大,B正确。4.一个小孩从A点出发,沿半径分别为3 m和5 m的半圆到达B点,如图所示,他通过的位移和路程分别为()A16 m,方向从A指向B;16 m,方向从A指向BB16 m,16 mC8 m,方向从A指向B;8 m,方向从A指向BD16 m,方向从A指向B;8 m解析:选D位移是矢量,应有方向,即由A指向B的有向线段,位移应是两个直径长度,即16 m;路程是运动轨迹的长度,是标量,应是两个半圆的长度,即8 m,但无方向,D正确。5以下四种运动中,哪种运动的位移的大小最大()A物体先向东运动了4 m,接着再向南运动
27、了3 mB物体先向东运动了8 m,接着再向西运动了4 mC物体沿着半径为4 m的圆轨道运动了5/4圈D物体向北运动了2 s,每秒通过3 m的路程解析:选DA选项的过程图如图甲所示,位移大小x1eq r(xto(AB)2xto(BC)2)5 m,方向由A指向C;B选项的过程图如图乙所示,位移大小x2eq xto(AC)4 m,方向由A指向C;C选项的过程图如图丙所示,位移大小x3eq xto(AB)4eq r(2) m,方向由A指向B;D选项的位移大小x432 m6 m,则x4x3x1x2,D正确。二、多项选择题6下列关于位移和路程的说法中正确的是()A位移的大小和路程的大小总是相等的,只不过位
28、移是矢量,而路程是标量B位移是描述直线运动的,路程是描述曲线运动的C位移取决于始末位置,路程取决于实际运动的路线D运动物体的路程总大于或等于位移的大小解析:选CD路程不小于位移的大小,A错误,D正确;位移取决于始末位置,路程取决于运动轨迹,与质点做直线运动、曲线运动无关,B错误,C正确。7关于时间间隔和时刻,下列说法中正确的是()A第4 s末就是第5 s初,指的是同一时刻B物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻C物体在5 s内指的是物体在第4 s末到第5 s末这1 s 的时间D物体在第5 s内指的是物体在第4 s末到第5 s末这1 s 的时间解析:选AD前1 s末和后1 s初是同一时
29、刻,即第4 s末就是第5 s初,A正确;5 s时指的是5 s初这一时刻,B错误;5 s内指的是前5 s这一段时间,C错误;第5 s内指的是第 4 s 末到第5 s末这1 s的时间,D正确。8物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐标的变化量x表示物体的位移。如图所示,一个物体从A运动到C,它的位移x14 m5 m9 m;从C运动到B,它的位移为x21 m(4 m)5 m。下列说法正确的是()AC到B的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数BA到C的位移大于C到B的位移,因为符号表示位移的方向,不表示大小C因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较D物体由A到B的位移xx1x2
30、 解析:选BD位移是矢量,“”、“”表示位移的方向而不表示位移的大小,A到C的位移大于C到B的位移,A、C错误,B正确;A到B的位移x1 m5 m4 m,即xx1x2,D正确。三、非选择题9.如图所示,某人沿半径R50 m的圆形跑道跑步,从A点出发逆时针跑过3/4圆周到达B点,试求由A到B的过程中,此人跑步的路程和位移。解析:此人运动的路程等于ACB所对应的弧长Leq f(3,4)2R235.5 m此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段的长度,即xeq r(2)R70.7 m位移的方向由A指向B,与半径AO的夹角为45。答案:235.5 m70.7 m位移的方向由A指向B,与半
31、径AO的夹角为4510.某人从家门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则:(1)此人散步的总路程和总位移各是多少?(2)要比较确切地表示此人散步过程中的各位置,应采用什么数学方法较妥?将其分别表示出来。(3)要比较确切地表示此人散步的位置变化,应用位移还是路程?解析:(1)作出人行进中的路线图如图甲所示,CEAB路程sABBCCD300 m位移xADeq r(AE2ED2)100eq r(2) m因为AEDE,且AEDE,所以DAE45,即位移方向为北偏东45。甲乙(2)在路线图中作出如图乙所示的坐标系,各位置的坐标为A(
32、0,50 m),B(0,0),C(100 m,0),D(100 m,150 m)。(3)位移是表示位置变化的物理量,描述位置变化时应用位移表示。答案:(1)300 m100eq r(2) m,方向北偏东45(2)可以建立平面直角坐标系,各点坐标为A(0,50 m),B(0,0),C(100 m,0),D(100 m,150 m)(3)位移1坐标与坐标的变化量(1)直线坐标系的坐标变化量直线坐标轴上每一点的数值表示该点的坐标,两个坐标的差值表示坐标的变化量,不同含义的坐标轴上坐标的变化量具有不同的物理意义。(2)直线运动的位移在位移轴上坐标变化量表示位移,即xx2x1,x的大小表示位移的大小,x
33、的正负表示位移的方向,如图甲所示。甲乙(3)时间在时间轴上坐标变化量表示时间间隔,即tt2t1,如图乙所示。1位移x12 m和x22 m的区别在于大小不同( )2位移x12 m比x23 m小( )3在直线坐标系中,把初位置x1的位置坐标规定为参考原点,则位移x的大小与末位置坐标x2的大小总相同( )解析:位移x是矢量,正负表示方向,绝对值表示大小,故2 m与2 m的区别是方向相反,2 m比3 m小,1错误,2正确;根据xx2x1得,当x10时,xx2,即位移的大小等于末位置坐标的大小,3正确。答案:1.2.3.2速度(1)定义:位移与发生这段位移所用时间的比值。(2)定义式:veq f(x,t
34、)。(3)物理意义:描述物体运动的快慢及运动方向。(4)单位:在国际单位制中是米每秒,符号是m/s或ms1,另外在常用中还有km/h、cm/s等。1 m/s3.6 km/h。(5)方向:速度是矢量,其方向就是物体运动的方向。1发生位移越大的物体,速度一定越大( )2相同时间内,物体经过的路程越大速度越大( )3物体的路程很大,速度可能为零( )4物体的路程为零,则速度一定为零( )解析:速度的大小取决于位移大小和所用时间长短,只根据位移大小无法判断速度的大小,1错误;物体的速度等于位移与所用时间的比值,物体绕圆周运动一周经过的路程可能很长,但位移为零,速度为零,2错误,3正确;物体路程为零时,
35、位移一定为零,速度一定为零,4正确。答案:1.2.3.4.3平均速度和瞬时速度(1)平均速度和瞬时速度的比较 (2)速率:瞬时速度的大小。1平均速度的大小数值上等于单位时间内通过的路程( )2物体的瞬时速度总为零,则平均速度为零( )3物体的平均速度为零,则物体可能处于静止状态( )4平均速度是速度的算术平均值( )解析:平均速度与位移相对应,1错误;物体瞬时速度总为零,则物体处于静止状态,一段时间内位移为零,平均速度一定为零,2正确;物体一段时间内平均速度为零,说明位移为零,但无法判断此时间段内物体是否运动,3正确;平均速度的大小由定义求解,一般不等于速度的算术平均值,4错误。答案:1.2.
36、3.4.考点一平均速度与瞬时速度的区别与联系典例1关于瞬时速度、平均速度,以下说法中正确的是()A瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度B做变速运动的物体在某段时间内的平均速度,一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等C物体做变速直线运动,平均速度的大小等于这段时间内初末时刻瞬时速度的平均值的大小D物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值思路探究(1)平均速度的定义式是否适用于曲线运动?提示:定义式适用于包括曲线运动在内的任何运动。(2)以很大的瞬时速度绕圆周一周,平均速度的大小是多少?提示:零。解析当时间非常短时,物体的运动可以看成在这段很短时间内的匀
37、速运动,平均速度等于瞬时速度,A正确;平均速度是位移跟发生这段位移所用时间的比值,与初末时刻及各个时刻的瞬时速度并没有必然的关系,B、C、D错误。答案A总结提能关于平均速度与瞬时速度应注意以下两点(1)平均速度的大小与瞬时速度的大小无必然关系,平均速度大的物体,其瞬时速度不一定大,瞬时速度大的物体,其平均速度可能为零。(2)在匀速直线运动中,物体的平均速度等于瞬时速度,而在其他运动中平均速度一般不等于瞬时速度。1多选下列所说的速度指平均速度的是()A百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线B经提速后的列车的速度达到150 km/hC由于堵车,汽车在隧道内的速度仅为1.2 m/sD返回地
38、面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中解析:选BCA选项中,9.5 m/s是冲过终点线这一位置时的速度,是瞬时速度;B选项中,列车行驶的过程中速度是变化的,150 km/h是指平均速度;C选项中,1.2 m/s是对应于隧道内的一个过程,是平均速度;D选项中,8 m/s是太空舱落入太平洋这一时刻的瞬时速度,B、C正确。考点二平均速度与平均速率的区别与联系典例2某人沿着平直公路由A出发到达D点,前t15 s向东行了x130 m经过B点,又行了t25 s前进了x260 m到达C点,在C点停了t34 s后又向西行,经历了t46 s运动x4120 m到达A点西侧的D点,其运动图如图所示,求:(1)全过
39、程的平均速度;(2)全过程的平均速率。思路探究(1)“某人沿着平直公路由A出发到达D点”说明此人做直线运动。(2)平均速度对应某段时间的位移,平均速率对应路程。解析(1)全程的平均速度大小为veq f(x4x1x2x3,t1t2t3t4)1.5 m/s平均速度的方向向西。(2)全程的平均速率为eq xto(v)eq f(x1x2x3x4,t1t2t3t4)10.5 m/s答案(1)1.5 m/s方向向西(2)10.5 m/s总结提能求平均速度的三步走2一物体沿正东方向以4 m/s的速度匀速运动4 s,又以3 m/s 的速度向北匀速运动4 s,求这8 s内物体的平均速度和平均速率eq blc(r
40、c)(avs4alco1(tan 37f(3,4)。解析:如图所示,物体先向东由A运动到B,通过的路程x144 m16 m,接着又向北行进x234 m12 m,到达C点,则8 s内通过的位移大小为xeq r(xoal(2,1)xoal(2,2)20 m所以t8 s内的平均速度大小为eq xto(v)eq f(x,t)2.5 m/s设AB与AC间夹角为,则tan eq f(x2,x1)eq f(3,4)所以37,所以平均速度方向为东偏北37。平均速率eq xto(v)率eq f(x1x2,t)3.5 m/s答案:2.5 m/s平均速度方向为东偏北373.5 m/s考点三位移时间图象(x t图象)
41、1定义:表示位移和时间的关系的图象,叫位移时间图象(x t图象),简称位移图象,如图所示。2物理意义:描述物体运动的位移随时间的变化规律。3坐标轴的含义:横坐标表示时间,纵坐标表示位移,由图象可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。4对x t图象的理解及应用(1)截距的含义eq blcrc (avs4alco1(纵轴截距:t0时刻质点的位移,即初位置,横轴截距:质点位移为零的时刻)如图,甲的初位置为x0,t3时刻位移为零。(2)斜率的含义eq blcrc (avs4alco1(大小倾斜程度速度大小,正负倾斜方向速度方向)如上图所示,乙在0t1时间内的速度比t4后的速度小,与甲的运动的
42、方向相反。(3)交点的含义:两质点在同一时刻位置相同即相遇,如上图所示,甲、乙在t2时刻相遇。(4)图象与运动eq blcrc (avs4alco1(静止平行于t轴的直线,匀速直线倾斜直线,变速直线曲线)(5)图象与轨迹:图象有正方向和负方向,只能表示直线运动,不能表示曲线运动,图象不是运动轨迹。典例3多选(全国新课标)如图所示,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置时间(x t)图线。由图可知()A在时刻t1,a车追上b车B在时刻t2,a、b两车运动方向相反C在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加D在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大思路探究eq x(aa
43、l(x t,图象)eq x(交点)eq x(相遇)eq x(斜率)eq x(速度)解析由x t图线分析可知,t1时刻b车追上了a车,A错误;x t图线斜率的正负表示运动方向,t2时刻a车沿正方向运动,b车沿负方向运动,B正确;x t图线斜率的大小表示速度大小,t1到t2这段时间内曲线b斜率先减小为零,后逐渐增加,直线a的斜率保持不变,C正确,D错误。答案BC总结提能3.多选如图所示是一辆汽车做直线运动的x t图象,对相应的线段所表示的运动,下列说法正确的是()AAB段表示汽车静止BBC段发生的位移大于CD段发生的位移CCD段运动方向和BC段运动方向相反DCD段运动速度大小大于BC段运动速度大小
44、解析:选ACD分析题图可知:AB段表示汽车静止,A正确;BC段表示汽车向正方向做匀速直线运动,发生的位移为8 m,速度vBCeq f(x1,t1)4 m/s,CD段表示汽车反方向做匀速直线运动,发生的位移为12 m,速度vCDeq f(x2,t2)6 m/s,负号表示运动方向与正方向相反,B错误,C、D正确。思想方法估算法在运动学中的应用估算题通常取材于现实生活中的一些物理现象,往往是对某些物理量的数量级或取值范围进行大致推算,重点不是计算而是要善于抓住影响事物发展变化过程的主要因素,忽略次要因素,将实际问题构建为常见物理模型或理想模型,进而用常规的基本方法求解。典例一人看到闪电12.3 s后
45、又听到雷声。已知空气中的声速为330 m/s340 m/s,光速约为3108 m/s,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离约为4.1 km。根据你所学的物理知识可以判断()A这种估算方法是错误的,不可采用B这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者的距离C这种估算方法没有考虑光的传播时间,结果误差很大D即使声速增大2倍以上,本题的估算结果依然正确解析由于光速为3108 m/s,故光传播到人处的时间可忽略,C错误;声速为330 m/s340 m/s,即声速约为eq f(1,3) km/s,所以xvteq f(1,3)12.3 km4.1 km,此种方法可行,B正确,A
46、、C错误;当声速增大2倍后,xeq f(12.32335,1 000) km8.2 km,再用此法不行,D错误。答案B点评与速度有关的实际问题,在有些情况下无法精确计算,需要估算,估算时既要具有相应的生活常识,又要注意哪些是主要因素,哪些是次要因素,可以忽略不计。在研究问题时,抓住主要因素忽略次要因素,使问题得到简化。变式训练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()A103 sB106 sC109 sD1012 s解析:选B因为
47、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eq xto(v)eq f(x,t)可得,曝光时间teq f(x,o(v,sup6()106 s,最接近B项。1对速度的定义式veq f(x,t),以下叙述错误的是()A物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移x成正比,与运动时间t成反比B速度v的大小与运动的位移x和时间t都无关C此速度定义式适用于任何运动D速度是描述物体运动快慢的物理量解析:选Aveq f(x,t)是计算速度的公式,适用于任何运动,C正确;此式只说明计算速度可用位移x除以时间t来求得,并不能说v与x成正比,与t成反比,A错误,B正确;
48、速度的物理意义是描述物体运动的快慢程度,D正确。2下面描述的几个速度中,属于平均速度的是()A子弹以790 m/s的速度击中目标B信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/sC汽车上速度计的示数为80 km/hD足球以20 m/s的速度飞入球门解析:选B790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度,A错误;信号沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度,B正确;汽车速度计上显示的是瞬时速度,C错误;足球飞入球的速度是瞬时速度,D错误。3多选骑自行车的人在斜坡上从静止开始沿直线下坡,在第1 s、第2 s、第3 s和第4 s内通过的路程分别是1 m、3 m、6 m和10 m,则()A4 s内的平均速度是5 m
49、/sB第3 s和第4 s这2 s内的平均速度是8 m/sC第3 s的平均速度是8 m/sD前2 s内的平均速度是3 m/s解析:选AB根据平均速度的定义式eq xto(v)eq f(x,t)可以求得,人与自行车在4 s内的总位移为x总20 m,则eq xto(v)总eq f(x总,t总)5 m/s,A正确;第3 s和第4 s内的位移为x16 m,则这2 s内的平均速度为eq xto(v)eq f(x,t)8 m/s,B正确;同理,第3 s内的位移为6 m,则第3 s内的平均速度为6 m/s,C错误;前2 s内的平均速度为2 m/s,D错误。4.多选如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x t
50、图象,下列说法正确的是()A甲、乙两物体的出发点相距x0B在t1t2时间段内甲、乙两物体都做匀速直线运动C甲物体比乙物体早出发的时间为t1D甲、乙两物体向同方向运动解析:选ABC由图可知,甲从距原点x0处出发,乙由原点出发,故两物体出发点相距x0,A正确;在t1t2时间段内两图线都是倾斜直线,即两物体都做匀速直线运动,B正确;甲从开始计时就出发,乙在计时后t1才出发,故甲比乙早出发时间t1,C正确;甲、乙图线的斜率分别为负值和正值,表明甲向负方向运动,乙向正方向运动,甲、乙运动方向相反,D错误。5一汽艇在相距s2 km的甲、乙两码头之间往返航行,逆水时用t11.5 h,顺水时用t21 h,则往
51、返一次的平均速度和平均速率各多大?解析:由于汽艇往返了一次,总位移为零,故其平均速度为零。汽艇的平均速率veq f(2s,t1t2)1.6 km/h答案:01.6 km/h一、单项选择题1在日常生活中,人们常把物体运动的路程与运动时间的比值定义为物体运动的平均速率。某同学假日乘汽车到南京观光,在公路上两次看到路牌、手表如图3甲、乙所示,则该同学乘坐的汽车在该段时间内行驶的平均速率为()甲乙A60 km/hB29 km/h C19 km/h D9 km/h解析:选A20 mineq f(1,3) h,故平均速率veq f(x,t)eq f(20,1/3) km/h60 km/h,A正确。 2.如
52、图所示是某条公路的路段上交通管理部门设置的限速标志。这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时()A必须以40 km/h速度行驶B平均速度大小不得超过40 km/hC瞬时速度大小不得超过40 km/hD汽车上的速度计指示值,有时还是可以超过40 km/h解析:选C公路上的限速标志的速度值指的是汽车在这一路段行驶时,任何时刻都不能超过的速度值,是瞬时值,汽车上的速度计指示值是瞬时值,不能超过40 km/h,C正确。3.三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,且均无往返运动,则下列说法正确的是()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是相同C
53、三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度相同D三个质点从N点到M点的平均速率相同解析:选AA、B、C三个质点在相同时间内位移的大小都是MN的长度,方向都由N指向M,即位移相同,所以它们的平均速度相同,A正确;质点B做单向直线运动,速度方向始终由NM,而质点A、C沿曲线运动,运动方向随时在改变,B错误;质点仅在做单向直线运动时,平均速率才与平均速度的大小相等,质点A、B、C所经过的路程大小不同,C、D错误。4某质点做直线运动的位置坐标与运动时刻的对应关系如下表所示,根据表中数据,判断下列说法正确的是()时刻/s01234567位置/m01234567A.质点3.5 s时刻的瞬时速度大于1.5 s时
54、刻的瞬时速度B质点的瞬时速度不变C质点第3 s 内的平均速度小于第4 s内的平均速度D质点前5 s内的平均速度是1 m/s解析:选D瞬时速度无法求得,A、B错误;第3 s内和第4 s内的平均速度分别是eq xto(v)3eq f(x3,t3)eq f(32,1) m/s1 m/s,eq xto(v)4eq f(x4,t4)eq f(43,1) m/s1 m/s,C错误;前5 s内的平均速度eq xto(v) eq f(x,t)eq f(5,5) m/s1 m/s,D正确。5一列列车在一段长20 km的平直路段上行驶,行驶的平均速度是40 km/h,则下列说法中正确的是()A列车通过这20 km
55、路段所用时间一定是0.5 hB列车通过这20 km路段前半段所用时间一定是0.25 hC列车通过40 km路段所用的时一定是1 hD列车在此路段上每0.1 h通过4 km的路程解析:选A解本题的关键是,要弄清平均速度应明确指出的是哪一段时间或位移上的平均速度,本题情景只知道20 km的路段上行驶的平均速度是40 km/h,大于此段或小于此段位移时物体的运动情况无法确定,A正确,B、C、D错误。二、多项选择题6下列关于速度的说法正确的是()A速度是表示物体运动快慢的物理量,它既有大小,又有方向,是矢量B平均速度就是速度的平均值,它只有大小没有方向,是标量C汽车以速度v1经过某一路标,子弹以速度v
56、2从枪口射出,v1和v2均指平均速度D运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度,叫瞬时速度,它是矢量解析:选AD速度的物理意义就是描述物体运动的快慢,它是矢量,有大小,也有方向,A正确;平均速度指质点运动的位移与通过这段位移所用时间的比值,它描述直线运动的平均快慢程度,不是速度的平均值,它也是矢量,B错误;C中v1、v2对应某一位置,为瞬时速度,C错误;瞬时速度对应某一时刻或某一位置,并且为矢量,D正确。7某质点沿直线运动,其位移时间图象如图所示,关于该质点的运动,下列说法中正确的是()A2 s末质点的位移为零,前2 s内位移为“”,后2 s内位移为“”,所以2 s末质点改变了运动方向B2
57、s末质点的位移为零,该时刻质点的速度为零C质点做匀速直线运动,速度大小为0.1 m/s,方向与规定的正方向相同D质点在4 s时间内的位移大小为0.4 m,位移的方向与规定的正方向相同解析:选CD由所给图象可知,质点从距原点“负”方向0.2 m处出发,沿规定的正方向做匀速直线运动,经4 s运动到“正”方向0.2 m处,D正确,B错误;在x t图象中,“”号表示质点在坐标原点正方向一侧,“”号表示质点位于原点的另一侧,与质点实际运动方向无关,位移由“”变为“”并不表示质点运动方向改变,由图线的斜率可得质点运动速度大小为0.1 m/s,A错误,C正确。8.甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直
58、线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的x t图象如图所示,则下列说法正确的是()At1时刻乙车从后面追上甲车Bt1时刻两车相距最远C0t1时间内,两车的平均速度刚好相等D0t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度解析:选ACt1时刻两车位移相同,t1时刻前乙车的位移小于甲车的位移,故t1时刻乙车是从后面追上甲车,A正确,B错误;t1时刻两车位移相同,由eq xto(v)eq f(x,t)知,0t1时间内两车平均速度相同,C正确,D错误。三、非选择题9如图所示是做直线运动的物体在05 s内的x t图象,求:(1)前3 s内物体的平均速度v1;(2)全程物体的平均速率v。解析:(1)前3
59、s内物体的位移x1(155)m10 m所以v1eq f(x1,t1)3.3 m/s平均速度方向与规定的正方向相同。(2)全程物体的路程x15 m5 m15 m25 m全程物体的平均速率veq f(x,t)5 m/s答案:(1)3.3 m/s方向与规定的正方向相同(2)5 m/s10某物体沿直线运动,若前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间内的平均速度为v2,求:(1)全程的平均速度;(2)若前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,则全程的平均速度又是多少?解析:(1)设全程所用时间为t,则前一半时间和后一半时间的位移分别是eq f(v1t,2)和eq f(v2t,2),由平均
60、速度的定义得全程的平均速度veq f(f(v1t,2)f(v2t,2),t)eq f(1,2)(v1v2)(2)设全程的位移为x,前一半位移和后一半位移所用时间分别是t1、t2,则t1eq f(f(x,2),v1)eq f(x,2v1)t2eq f(f(x,2),v2)eq f(x,2v2)由平均速度的定义得全程的平均速度veq f(x,t1t2)eq f(x,f(x,2v1)f(x,2v2)eq f(2v1v2,v1v2)答案:(1)eq f(1,2)(v1v2)(2)eq f(2v1v2,v1v2)一、实验目的1了解打点计时器的结构,理解其基本原理并会使用。2理解纸带测速原理,会计算瞬时速
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