2022年高考物理一轮复习夯实核心素养-描述运动的基本概念（解析版）

第一章运动的描述匀变速直线运动的研究

学物理观念科学思维科学探究科学态度

科

与责任

素

养时间观：时间科学推理：基本公式的提出问培养科学

题；获取严谨的态

和时刻获得和的应用

证据；分度，严禁

空间观：参考模型建构：质点、匀速析论证；酒驾等

合作交流

系、坐标系和直线运动模型和匀变速

位移直线运动模型

运动观：速度科学论证：追及相遇问

和加速度题；多过程问题

考情分析命题多以某种体育运动为情景；有时会与生活中常见的交通工具为

载体，有时会以S-t图像为依托。命题率较高的题型有：

(1)匀变速直线运动公式的灵活应用；

(2)运动图像如x—f图像、V—/图像等的应用；

(3)结合图像考查追及相遇问题；

(4)自由落体运动和竖直上抛运动的应用；

备考指导本专题解题方法主要有函数法、图像法、极限思维法、有时也会出

现估算法。复习备考中要更多关注身边与物理相关的生活、生产及

科技现象，加强学科素养中模型的构建。

1.1描述运动的基本概念

必备知识清单

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，如果物体的胆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)选取不同的物体做参考系，对同一物体运动的描述可能不同.通常以地面做参考系.

—、位移和速度

1.位移和路程

位移路程

位移表示物体的位置变化，可用由初位置指

定义路程是物体运动轨迹的长度

向末位置的有向线段表示

区别位移是矢量，方向由初位置指向定位置路程是标量，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，位移的大小小王路程

2.速度与速率

(1)平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，即园=五？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，其方向是物体的运动

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：物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值,不一定等于平均速度的大

小.

三、加速度

1.物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量.

Avv-vO

F

3.决定因素：“不是由。、加、来决定，而是由一来决定.

m

4.方向：与△。的方向一致，由合外力的方向决定,而与内、。的方向无关.

命题点精析(一)质点、位移和参考系

1.三个概念的进一步理解

(1)质点不同于几何“点”，它无大小但有质量，能否看成质点是由研究问题的性质决定,

而不是依据物体自身大小和形状来判断.

(2)参考系一般选取地面或相对地面静止的物体.

(3)位移是由初位置指向末位置的有向线段，线段的长度表示位移的大小.

2.三点注意

(1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解.

(2)在研究两个物体间的相对运动时，选择其中一个物体为参考系，可以使分析和计算更简

单.

(3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质.

典型例题

【例1】(多选)为了提高枪械射击时的准确率，制造时会在枪膛上刻上螺旋形的

槽.这样，当子弹在枪管中运动时，会按照旋转的方式前进.离开枪管后，子

弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响，从而提高子弹

飞行的稳定性.下列关于子弹运动的说法正确的是()

A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看作质点

B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看作质点

C.无论研究什么问题都可以把子弹看作质点

D.能否将子弹看作质点，取决于我们所研究的问题

【答案】BD

【解析】在研究子弹的旋转对飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状，因

此不可以把子弹看作质点，A错误；研究子弹射击百米外的靶子所用的时间

时，其大小和形状可以忽略，可以把子弹看作质点，B正确；能否将子弹看成

质点，取决于所研究的问题，只要其大小与形状对所研究问题的影响可以忽

略，就可以看成质点，C错误，D正确.

【练1】2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度

10909m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是()

A.估算下降总时间时B.用推进器使其转弯时

C.在海沟中穿越窄缝时D.科学家在其舱内进行实验时

【答案】A

【解析】

A.估算潜水器下降的总时间时，潜水器的大小和形状相对运动的轨迹可以忽略，可以视

为质点，A正确；

BD.用推进器使其转弯时和科学家在其舱内进行实验时，都需要研究潜水器本身的特点,

不可视为质点，BD错误：

C.在海沟中穿越窄缝时，潜水器的大小和形状相对窄缝，尺寸不可以忽略，不可视为质

点，C错误。

故选Ao

【练2】如图所示，是一个半径为R的中国古代八卦图，中央S部分是两个半圆，练功人从

A点出发沿实线进行走完整个八卦图（不能重复），在最后又到达A点。求在整个过程中，

此人两次经过A点的所经过的最小路程和最大位移分别为（）

B.2R,2R

C.(3TT+2)R,2RD.5+2)R,2R

【答案】D

【解析】

路程是指物体所经过的路径的长度，如果练功人从4点出发沿部分实线行走，最后又到达

4点，在这个过程中的最小路程S="R+2A=（"+2）R,当人离/点最远的时候，位移

最大，所以当人在°点的时候，离/点最远，此时的位移最大为2R,故ABC错误，D正

确。故选D。

命题点精析（二）平均速度和瞬时速度

一'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加一0时的平均速度.

二、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.

【例2】我国将“高分四号”卫星成功发射进入地球同步轨道，卫星围绕地球做圆

周运动，如图所示.卫星轨迹是以。为圆心、半径等于R的圆周.尸、0为轨

迹上两点，且则关于卫星从P运动到0过程中，下列说法错误的是

()

RR

A.路程先增大后减小，最终为了

B.位移大小先增大后减小，最终为短R

若运动时间为则平均速度大小为当

C.

3兀4

D.若运动时间为，，则平均速率为了

【答案】A

3兀/?

【解析】路程表示运动轨迹的长度，故路程始终在增大，最终为一，A错

2

误；位移表示从初位置到末位置的有向线段，故应先增大后减小，最终大小为

「也R3n/?

《2R,B正确；若运动时间为/,则平均速度大小为——，平均速率为——，C、

t2t

D正确.

【练3】电动自行车以其时尚、方便、快捷深受广大中学生的喜爱.但由电动自行车引发的交

通事故也在逐年增多.学习交通安全常识、自觉遵守交通法规是确保学生交通安全的重要

举措之一.按规定电动自行车在城区限速20km/h.下列说法正确的是

璘&

A.电动自行车限速20km/h,指的是平均速度

B.电动自行车限速20km/h,指的是瞬时速度

C.交通事故发生时，相互碰撞的速度指的是平均速度

D.在某一路段行驶的速度，指的是瞬时速度

【答案】B

【解析】

A、B项：电动自行车限速20km/h,是指电动自行车最高时速即为瞬时速度，故A错误，

B正确：

C项：交通事故发生时，相互碰撞的速度指的是碰撞瞬间的速度即的瞬时速度，故C错

误；

D项：在某一路段行驶的速度，指的是平均速度，故D错误.

【练4】有一身高为1.70m的田径运动员正在进行100m短跑比赛，在终点

处，有一站在跑道终点旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲刺动作，摄影记者

使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是16,快门（曝光时间）是's,得至照

片后测得照片中人的高度为1.7X10-2m,胸前号码布上模糊部分的宽度是

2X10-3m,由以上数据可以知道运动员冲刺时,s内的位移是；冲刺

60------------

时的速度大小是.

［答案］0.2m12m/s

［解析］此题运动员实际身高与照片上的身高之比为100：1,根据胸前号

1

码布上模糊部分的宽度是2X10-3m可以判断运动员在一s内运动的位移为0.2

60

0.2

m,所以冲刺速度为一m/s=12m/s.

60

命题点精析（三）速度、速度变化量和加速度的关系

1.三个概念的比较

比较项目速度速度变化量加速度

描述物体运动快慢和描述物体速度改变的物描述物体速度变化快

物理意义

方向的物理量理量，是过程量慢的物理量

AxAvv-vO

定义式v=­a=一=-----

A/Art

由。与为进行矢量运a不是由V、t、Ao决

v的大小由内、a、

决定因素算，由Ao=a加知F

加决定定的，而是由一决定

由a与。决定m

与△。的方向一致，

方向平均速度与位移同向由a的方向决定由尸的方向决定，而

与00、V的方向无关

2.判断直线运动中的“加速”或“减速”方法

判断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.

Error!—Error!

Error!—Error!

【例3】足球比赛中，某运动员将向左冲来的足球向右踢回，踢球前后足球的

速度大小分别为2m/s和5m/s,脚对球的作用时间为0.5s,此过程中足球的加

速度为（）

A.6m/s2,方向向右

B.6m/s2,方向向左

C.14m/s2,方向向右

D.14m/s2,方向向左

［答案］C

［解析］以向左的方向为速度的正方向，则初速度v（）=2m/s,末速度u=一

,v-vO-5-2

5m/s,所以足球的加速度a=-----=--------m/s2=—14m/s2,负号表示加速度

t0.5

的方向向右，故C正确，A、B、D错误。

【练5】如图所示，将弹性小球以10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出，小球

落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时，向上的速度为7m/s,小球从A点到B点

共用时0.3s,则此过程中（）

10m/s|Q4

：6

;（Jt7m/s

A.小球发生的位移大小为0.5m,方向竖直向下

B.小球速度变化量的大小为3m/s,方向竖直向下

C.小球平均速度的大小为&5m/s,方向竖直向下

D.小球平均加速度的大小约为56.7m/s2,方向竖直向上

【答案】AD

【解析】

A.位移是指起点到终点的有向线段，小球发生的位移为0.5m,方向竖直向下，故A正

确；

B.设速度向下为正，则速度变化量△v=-7-10=-17m/s,负号说明速度变化方向竖直向上，

故B错误；

x0.5.5,

v=—=——m/s=—m/s

C.小球的平均速度t0.33方向竖直向下，故C错误；

a=-=--—m/s2=-56.7m/s2

D.根据加速度的定义可知，△/0.3,负号说明加速度方向竖

直向上，故D正确。

故选AD。

【练6】中国“利剑”无人机发展迅速，最近更“取得重大成果”，并“实现历

史性跨越”.军事专家分析认为，“利剑”是以航母舰载机为发展目标的新一代

无人机，未来将登上航母，成为无人攻击机，在某次“利剑”进行滑行试验

中，某检测装置观测到其降落后的滑行过程中制动力逐渐增大，下列各图中能

反映其速度0随时间，变化关系的是（）

ABCD

【答案】D

【解析】由题意可知“利剑”的制动力逐渐增大，故其加速度越来越大，则

飞机做加速度增大的减速运动，故只有D正确.

核心素养大提升

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

△x

(1)公式。=,中，当A/fO时。是瞬时速度.

△t

△0

(2)公式。=丁中，当A/fO时a是瞬时加速度.

△t

2.注意

Ax

(1)用。=无求瞬时速度时，求出的是粗略值，加越小，求出的结果越接近真实值.

(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内中间

时刻的瞬时速度.

【例4】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4.0mm,遮光条经过光电门的遮光时间为

0.040s.则滑块经过光电门位置时的速度大小为()

A.0.10m/sB.1OOm/s

C.4.0m/sD.0.40m/s

【答案】A

d

【解析】由速度定义可知滑块经过光电门时的速度大小为v=-=

t

4.0X10-3

-----°04。-----m/s=o.iom/s,选项A正确.

【练7】如图甲所示是一种应用传感器监测轨道车运行的实验装置.在轨道某

处设置监测点，当车头到达传感

器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录

仪记录.假如轨道车长度为22cm,记录仪记录的信号如图乙所