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文档简介
1.1质点参考系-2024-2025学年高一物理同步精品讲义(人教2019必修第一册)第1节质点参考系目标导航目标导航课程标准课标解读了解质点的含义,知道将物体抽象为质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义,知道物体的运动具有相对性.体会建构物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用.1.理解质点的概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法,重点是将一个实际的物体抽象为质点的条件.2.会根据问题情境选择参考系.知识精讲知识精讲知识点01质点质点机械运动描述的是物体位置随时间变化的规律。质点:忽略物体的大小和形状,简化为一个具有质量的点。物体看成质点的条件:物体大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计。质点是一个理想化的物理模型,是对研究问题的科学抽象。一、物体和质点1.机械运动的概念:物体的空间位置随时间的变化,称为机械运动。机械运动的分类平动平动过程中,物体各部分的运动特点完全相同,例如木块在水平桌面转动物体的各部分绕某一点(或轴)做圆周运动,例如地球的自转2.质点(1)质点的由来:物体是运动的,而且物体各部分的运动情况一般来说并不一样.但是在某些情况中,物体的大小和形状对我们所研究的运动影响不大.因此可以忽略物体的大小和形状,而把它们看作"点"来研究.(2)质点概念∶用来代替物体的有质量的点叫作质点.质点没有形状、没有大小,却具有物体的全部质量.(3)把实际物体看作质点的情况3.理想化模型(1)"理想化模型"是为了简化问题以方便研究而进行的一种科学抽象,实际上并不存在.(2)在"理想化模型"的建构过程中,应以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素.(3)"理想化模型"是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种科学研究方法,在以后的学习中我们还会学习到更多的理想化模型.【即学即练1】图为正在航拍的旋翼无人机,下列过程能将无人机看成质点的是()A.调节无人机旋翼转速B.调节摄像机镜头方向C.研究无人机空中停留时间D.研究风力、风向对无人机的影响知识点02参考系1.运动与静止的关系(1)运动的绝对性:自然界中一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的。(2)运动的相对性:描述某个物体的位置随时间的变化,总是相对于其他物体而言的。2.参考系(1)定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个"其他物体"是否随时间变化,以及怎样变化.这种用来作为参考的物体叫作参考系。(2)选取原则①参考系的选取一般由研究对象和研究对象所在的系统决定.例如研究火车上物体的运动时,一般选取火车做参考系;研究地面上物体的运动时,常选取地面或相对于地面静止的物体做参考系.②参考系的选取是任意的,但在实际问题中,参考系的选取应以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则.(3)四个特性相对性用来做参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的.任意性参考系的选择具有任意性,但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.同一性比较不同物体的运动时,应该选择同一参考系.差异性同一运动选择不同的参考系,观察结果可能不同.【即学即练2】在第十一届中国国际航空航天博览会上,六架飞机编队进行低空拉烟通场表演,飞机以非常一致的飞行姿态通过观礼台,并始终保持队形不变.下列说法不正确的是()A.地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的知识点03坐标系(1)以起点为坐标原点,建立一维直线坐标系;(2)以冰场中心为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,建立二维平面直角坐标系;(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点,建立三维空间直角坐标系.【即学即练3】一个小球从距地面4m高处落下,被地面弹回,在距地面1m高处被接住.坐标原点定在抛出点正下方2m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()A.2m,-2m,-1m B.-2m,2m,1mC.4m,0,1m D.-4m,0,-1m能力拓展能力拓展考法01把实际物体看作质点【典例1】观察图所示四幅图,对图中各运动物体的描述正确的是()A.图①中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点B.图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点C.图③中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点D.图④中研究子弹头射穿苹果的时间时可将子弹看成质点考法02参考系【典例2】从2014年12月26日开始到2015年1月5日结束,历时十天的南极维多利亚地新站科考队再传捷报.某次,科考队员乘坐橡皮艇从某河流上游顺流而下,则下列说法正确的是()A.以科考队员为参考系,橡皮艇是运动的B.以岸边山石为参考系,河水是静止的C.以橡皮艇为参考系,河水是运动的D.以河水为参考系,科考队员是静止的分层提分分层提分题组A基础过关练1.下列说法中正确的是()A.神舟十四号飞船与核心舱对接过程中,北京飞控中心将神舟十四号飞船视作质点B.用北斗卫星导航系统给车船等定位时,车船被视作质点C.用光摄对原子进行操纵时,原子被视作质点D.研究台风气团的移动时,可认为气团中各点的运动情况相同2.质点是一种理想的物理模型,下列选项中能把研究对象看成质点的是()A.研究月球绕地球公转的周期B.研究正在双杠表演的运动员的技术动作C.研究跳水运动员的跳水动作D.测定火车过桥所需的时间3.在北京冬奥会比赛项目中,下列说法正确的是()A.研究图甲中冰壶运动员的推壶技术时,冰壶可以看成质点B.研究图乙中自由滑雪运动员的落地动作时,运动员可以看成质点C.研究图丙中短道速滑1000米的运动轨迹时,运动员可以看成质点D.研究图丁中花样滑冰双人滑旋转时,女运动员身体各部分的速度可视为相同4.如图,国庆70周年阅兵仪式上,坦克方队等速整齐驶过天安门观礼台。车上某士官认为自己处于静止状态,则他选择的参考系是()A.天安门城楼B.天安门广场上的旗杆C.广场上飞翔的鸽子D.方队中邻近的坦克车题组B能力提升练1.万众瞩目的庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式上,受阅方队军容严整、精神抖擞,依次通过天安门,接受祖国和人民的检阅,出色地完成了受阅任务。如图为战旗方队以同一速度通过天安门广场时的精彩场面,在此过程中,下列说法正确的是()A.以战旗旗杆为参考系,战旗方队车辆是静止的B.以战旗方队车辆为参考系,天安门城楼是静止的C.以该方队的领队车辆为参考系,该方队的其他车辆是运动的D.以地面为参考系,战旗是静止的2.2018年2月4日晚,台湾花莲1小时内发生12起地震,其中7起达到4级以上。如图所示,一架执行救援任务的直升机悬停在上空,钻井平台位于飞机正下方,救生员抱着伤病员,缆绳正在将他们拉上飞机,若以救生员为参考系,则处于静止状态的是()A.伤病员B.直升飞机C.钻井平台D.直升飞机驾驶员3.2018年11月,第十二届中国国际航空航天博览会在广东珠海如期举行,首次亮相航展的空军航空大学“红鹰”飞行表演队为现场观众带来了“八机钻石筋斗、丘比特之箭”等精彩动作,如图所示。下列关于“红鹰”飞行表演的说法中正确的是()A.地面上的人看到飞机飞过,是以飞行员为参考系B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系的C.研究某架飞机在空中飞行的轨迹时,可将飞机视为质点D.研究飞机中空中的各种表演动作时,可将飞机视为质点4.如图所示是某新闻报道中的一幅图片,报道称在我国东南部的某大城市,有一天下午,在该城市的中心广场行人拥挤,有人突然高喊:“楼要倒了!”其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒,便纷纷狂奔逃生,引起交通混乱,但过了好久,高楼并没有倒塌.人们再仔细观望时,楼依然稳稳地矗立在那里.下列有关探究分析这一现象的原因的说法正确的是()A.是一种直觉,有可能发生B.是因为人在运动C.是因为选择了高空运动的云为参考系D.是因为选择了旁边更高的楼为参考系6.伦敦奥运会冠军、美国名将苏尔在美国室内撑竿跳比赛中,以5米02的成绩,打破了俄罗斯选手伊辛巴耶娃创造的5米01的世界纪录.撑竿跳高是一项非常刺激的体育运动项目,一般来说可以把撑竿跳高运动分为如下阶段:助跑、撑竿起跳、越过横杆.关于这一情景,下列说法正确的是()A.教练员针对训练录像纠正运动员的错误时,不能将运动员看成质点B.教练员在分析运动员的助跑速度时,不能将运动员看成质点C.裁判员在测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时,不能将运动员看成质点D.其他运动员在学习研究名将苏尔的各项技术动作时,能将运动员看成质点题组C培优拔尖练1.(2021·浙江湖州市·高一期末)如图所示,好莱坞影星尚格·云顿为某卡车做广告,在两辆高速并行的卡车之间气定神闲地摆出“一字马”姿势,下列说法正确的是()A.以地面作为参考系,影星是静止的B.以卡车作为参考系,影星是运动的C.以影星作为参考系,卡车是运动的D.两辆卡车同时加速,影星仍可能保持该姿势2.在考察下列运动员的比赛成绩时,运动员可以视为质点的是()A.马拉松B.跳水C.体操D.击剑3.(2021·安徽安庆市·安庆一中高一月考)如图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河岸上的两条船上的旗帜分别向右向左飘,两条船运动状态是()A.A船肯定向右运动B.A船肯定是静止的C.B船肯定是向右的D.B船可能是静止的4.在平直公路上,甲乘汽车以10m/s的速度运动,乙骑自行车以5m/s的速度运动,则下列说法正确的是()A.从同一点同时出发且同向运动时,甲观察到乙以5m/s的速度远离B.从同一点同时出发且同向运动时,乙观察到甲以5m/s的速度靠近C.从同一点同时出发且反向运动时,甲观察到乙以5m/s的速度远离D.从同一点同时出发且反向运动时,乙观察到甲以15m/s的速度靠近5.(多项选择题)描述一个物体的运动时,总要找参考系,以下说法正确的是()A.乘客坐在停在站台上的一列火车中,通过窗口看另一列运行的火车时,以为自己的火车是在运动,这是由于他选择了另一列火车为参考系的缘故B.“地球绕太阳运动”是以地球为参考系的C.坐在向东以8m/s行驶的汽车里的人,以自己为参考系看向东以8m/s行驶的汽车是静止的D.无风的雨天,坐在行驶的汽车里的人看到雨斜向下落向地面,是以地面上的房屋作为参考系的6.甲、乙、丙三部电梯,甲中乘客看到一高楼在向下运动;乙中乘客看到甲在向下运动;丙中乘客看到甲、乙都在向上运动.这三部电梯相对地面的运动情况可能是()A.甲向上,乙向下,丙不动B.甲向下,乙向上,丙不动C.甲向上,乙向上,丙向下D.甲向上,乙向上,丙也向上,但比甲、乙都慢7.一块较大的玻璃板水平固定,一位同学拿来两个相同的不锈钢小球。他使甲小球在玻璃板上某一点快速旋转,使乙小球在玻璃板上匀速运动。分析甲小球在玻璃板上的位置时_______(填“能”或“不能”)将其看成质点;分析乙小球在玻璃板上的运动轨迹时_______(填“能”或“不能”)将其看成质点;分析乙小球在玻璃板上运动快慢时_______(填“能”或“不能”)选玻璃板为参考系。第2节时间位移目标导航目标导航课程标准课标解读知道时刻与时间间隔的区别,并能在具体的情境中识别时刻和时间间隔.认识矢量和标量,理解位置、路程及位移,能说出它们的区别.3.能在坐标系中定量描述物体的位置和位移,知道位移和时间的测量方法,理解位移-时间图像.通过时间轴了解时间间隔和时刻的区别.通过对物体的运动分析,体会坐标系对描述物体运动的作用,并能够建立位移-时间图像.知道利用打点计时器测时间和位移的方法.通过实际问题理解路程和位移、标量的矢量,并体会他们的区别.知识精讲知识精讲知识点01时刻和时间间隔1.时刻:指某一瞬间.在时间轴上用点表示.2.时间间隔:指某两个时刻之间的间隔.在时间轴上用一段线段表示.时刻时间间隔在时间轴上的表示用点表示用线段表示时间轴表示方法描述关键词“初”“末”“时”,如“第1s末”,“第2s初”,“3s时”如“第2s内”,“前3s内”联系两个时刻的间隔为一段时间间隔,时间间隔能表示运动的一个过程,好比一段录像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比一张照片特别提醒:日常生活中的"时间",有时指"时刻",有时指"时间间隔",应根据具体情况判定.如"什么时间出发"指的是时刻,"出发多长时间了"指的是时间间隔.【即学即练1】下列关于时间间隔和时刻的表述中,表示时刻的是()A.一般人的反应时间约为0.7sB.卫星绕地球运行的最小周期约为85minC.校运动会100m赛跑的最好成绩是12.8sD.省运动会开幕式于2019年10月25日17时开始知识点02位置和位移1.坐标系:为了定量描述物体的位置,需要在参考系上建立适当的坐标系,这样才能应用数学工具来研究物体的运动.2.路程:物体运动轨迹的长度.3.位移:(1)物理意义:表示物体(质点)位置变化的物理量.(2)定义:从初位置到末位置的一条有向线段.(3)坐标系的建立与比较种类坐标系的建立举例直线坐标系(一维坐标系)吐过物体沿直线运动,即做一维运动,可以以该直线为x轴,以直线上的某一点为原点,规定单位长度和正方向.平面直角坐标系(二维坐标系)研究物体在某一平面内的运动时需要建立平面直角坐标系.(4)位移和路程的区别(1)位移由物体的初、末位置决定,与路径无关,不管经历什么路径,只要初、末位置相同,位移就相同;而路程由物体的运动轨迹决定,与路径有关.(2)路程是标量,无方向,其大小计算遵循算术运算法则(可以直接相加减);位移是矢量,有方向,其大小计算不能直接相加减(其运算方法第三章将学到).(3)位移的大小不一定等于路程.只有在单向直线运动中,位移的大小等于路程.(5)直线运动的位移(1)一维坐标系中物体的位置和位移在一维坐标系中,坐标对应物体的位置,坐标的变化量对应物体运动位移,运动轨迹的长度则表示路程.(2)直线运动中物体的位移如图所示,做直线运动的物体,它的初位置为x,末位置为x2,则物体的位移是由x1指向x2的有向线段,其大小等于末位置与初位置的坐标之差x2-x1,记为△x=x2-x1.△x既表示位移的大小,又表示位移的方向.(1)△x的绝对值表示位移的大小.(2)x的正、负表示位移的方向——正表示位移△x的方向与x轴的正方向相同,负表示位移△x的方向与x轴的正方向相反【即学即练2】某同学在操场上向正北方向运动了16m,接着转向正东方向运动了12m.两段路线相互垂直.整个过程中,该同学的位移大小和路程分别为()A.20m,20mB.28m,28mC.20m,28mD.28m,20m知识点03矢量和标量1.矢量:既有大小又有方向的物理量,例如:位移等.2.标量:只有大小没有方向的物理量,例如:时间、温度、质量、路程等.3.运算法则:两个标量的加减遵从算术加减法的法则,矢量相加的法则与此不同(填“相同”或“不同”).【即学即练3】下列关于矢量和标量的说法正确的是()A.选定正方向,做直线运动的甲、乙两物体的位移x甲=3m,x乙=-5m,则x甲>x乙B.甲、乙两运动物体的位移大小均为50m,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,温度是标量知识点04直线运动的位移和位移-时间图像1.研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴.(1)物体的初、末位置:可用位置坐标x1、x2表示.(2)物体的位移等于两个位置的坐标变化,即:Δx=x2-x1.2.位移-时间图像物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图像直观的表示。【即学即练4】(多选)甲、乙两物体在同一直线上运动的x-t图像如图所示,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点,则从图像中可以看出()A.甲、乙同时出发B.乙比甲先出发C.甲开始运动时,乙在甲前面x0处D.甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙知识点05位移和时间的测量电磁打点计时器是一种使用交变电流的计时仪器,工作电压为4-6V,能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打点。当电源频率是50Hz时,每隔0.02s打一次点.【即学即练5】如图所示,是电源频率为50Hz的电磁打点计时器在纸带上连续打下的六个点.则a至f之间的时间为()A.0.02sB.0.10sC.0.12sD.0.60s能力拓展能力拓展考法01时间和时刻【典例1】杭州地铁6号线于2020年12月30日开通运营,停靠车站36个,线路全长58.8km,每日首班车6点02分发车,发车间隔4分30秒,最高时速可达100km/h,下列说法正确的是(
)A.
“6点02分”、“4分30秒”均指时间间隔B.
100km/h是指平均速度
C.
考察地铁从起点站到终点站的时长,可以把列车看成质点D.
地铁从起点到终点经过的总位移为58.8km考法02位移和路程【典例2】如图甲所示,一根细长的弹簧系着一小球,放在光滑桌面上,左端固定在墙壁上,手握小球把弹簧拉长,放手后小球便来回运动,图中B为小球向右到达的最远位置。小球某次经过O点开始计时,其有关时刻的位置如图乙所示,若测得OA=OC=7cm,AB=3cm,下列说法正确的是(
)A.
0.2-0.8s内小球的位移大小是7cm,方向向右,经过的路程是13cm
B.
0.4-0.8s内小球的位移大小是10cm,方向向左,经过的路程是10cm
C.
0.2-0.6s内小球的位移大小是0cm,经过的路程是0cm
D.
0.2-1.0s内小球的位移大小是20cm,方向向左,经过的路程是20cm考法03位移时间图像【典例3】沿同一直线运动的A、B两物体,相对同一参考系的x-t图像如图所示,下列说法正确的是()A.前5s内A、B的位移均为10mB.两物体由同一位置开始运动,物体A比B迟3s才开始运动C.在前5s内两物体的位移相同,5s末A、B相遇D.从3s末开始,两物体运动方向相同,且A比B运动得快分层提分分层提分题组A基础过关练1.下列各组物理量中,都是矢量的是()A.位移、时间、速度B.速度、速率、加速度C.加速度、速度的变化、速度D.路程、时间、位移2.(多选)一物体做直线运动,在如图所示的位移坐标轴上,O、S1、S2、…、Sn-1、Sn分别为物体在开始和第1s末、第2s末…第(n-1)s末、第ns末的位置,则下述说法中正确的是()A.OS1为第2s内的位移,方向由O指向S1B.OSn-1为(n-1)s内的位移,方向由O指向Sn-1C.S2Sn为前2ns内的位移,方向由S2指向SnD.Sn-1Sn为第ns内的位移,方向由Sn-1指向Sn3.如图所示是一辆汽车做直线运动的x-t图像,关于线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是()A.OA段汽车运动最快B.AB段汽车静止C.CD段表示汽车的运动方向与初始运动方向相同D.0~4h内,汽车的位移大小为30km4.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到无需测量的物理量是()A.时间间隔B.位移C.平均速度D.瞬时速度题组B能力提升练1.下列关于时间间隔和时刻的表述中,表示时刻的是()A.一般人的反应时间约为0.7sB.卫星绕地球运行的最小周期约为85minC.校运动会100m赛跑的最好成绩是12.8sD.省运动会开幕式于2019年10月25日17时开始2.下列生活中涉及位移和路程的知识,说法正确的是()A.运动会上参加400米比赛的同一组的8位同学,他们通过的路程和位移都是相同的B.乘坐出租车时按位移的大小收费C.在操场上跑步时,位移的大小一定不为0D.从家到学校有很多条路可以选择,选择不同的路径,路程不同,但位移是相同的3.下列关于同一质点的位移和路程的说法中正确的是()A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向B.路程是标量,即位移的大小C.位移的大小,不会比路程大D.质点做直线运动时,路程等于位移的大小4.使用电火花打点计时器分析物体运动情况的实验中:(1)在如下基本步骤中,正确的排列顺序为____________.A.把电火花打点计时器固定在桌子上B.安放纸带C.松开纸带让物体带着纸带运动D.接通220V交流电源E.按下脉冲输出开关,进行打点(2)在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________上,还要检查____________是否夹在两纸带之间.题组C培优拔尖练1.从第2s初到第4s末所对应的时间是()A.1sB.2sC.3sD.4s2.北京奥运会的召开,极大地调动了市民参加体育锻炼的热情。如图所示为一个人晨练走的半径为R的中国古代的八卦图,中央的S部分是两个直径为R的半圆,BD、CA分别为西东、南北指向。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他(一个周期未完成)走到D点时,他走的路程大小为________位移的大小为________位移的方向为________
3.2018年11月6日上午11时10分,伴随着巨大的轰鸣声,万众瞩目的空军歼-20战机亮相第十二届中国航展,歼-20战机飞行表演历时约20分钟。下列说法正确的是()A.“2018年11月6日上午11时10分”指的是时间间隔B.“约20分钟”指的是时刻C.研究人员在定位歼-20战斗机的位置时可将其视为质点D.研究歼-20战斗机在飞行过程中进行姿势调整时可将其视为质点4.如图所示,为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图像,已知甲对应的是图像中的直线,乙对应的是图像中的曲线,则下列说法正确的是()A.甲做匀减速直线运动B.乙做变速直线运动C.0~t1时间内两物体平均速度大小相等D.0~t2时间内甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小第3节位置变化快慢的描述——速度目标导航目标导航课程标准课标解读理解速度、平均速度、瞬时速度及速率等物理量的概念.掌握测量纸带平均速度和瞬时速度的方法.理解速度-时间图像的物理意义,会画v-t图像.结合瞬时速度概念的建立,体会研究物理问题的极限方法.通过比值定义法速度,通过实例理解速度的矢量性.通过对比理解平均速度和瞬间速度的区别与联系,并通过例题与练习题掌握它们的应用.通过对比理解速度和速率的区别与联系.4.掌握用v-t图像描述直线运动的方法.5.通过实验掌握测量纸带的平均速度和瞬时速度的方法,了解其他测速原理和方法.知识精讲知识精讲知识点01速度1.物理意义:表示物体运动的快慢.2.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值.3.定义式:v=eq\f(Δx,Δt).(1)公式v=eq\f(Δx,Δt)中的Δx是物体运动的位移,不是路程.(2)v=eq\f(Δx,Δt)是速度的定义式,不是决定式,v大小与Δx及Δt无关.不能认为v与位移成正比、与时间成反比.-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等.5.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量(填“标量”或“矢量”).(1)大小:在数值上等于单位时间内物体位移的大小.(2)方向:物体的运动方向.【知识深化】注意:(1)速度既有大小,又有方向,是矢量.瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向.(2)比较两个速度是否相同时,既要比较其大小是否相等,又要比较其方向是否相同.【即学即练1】(多选)对速度的定义式v=eq\f(Δx,Δt),以下叙述正确的是()A.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移Δx成正比,与运动时间Δt成反比B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关C.此速度定义式适用于任何运动D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量知识点02平均速度和瞬时速度1.平均速度:描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度,只能粗略描述物体运动的快慢.2.瞬时速度:描述物体在某一时刻运动的快慢,可以精确描述物体运动的快慢.3.速率:瞬时速度的大小.4.匀速直线运动:瞬时速度保持不变的运动,在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等.5.瞬时速度的大小通常叫作速率。日常生活中说到的“速度”,有时是指速率,要根据上下文判断.(1).平均速度和瞬时速度的比较平均速度瞬时速度物理意义描述物体在一段时间内运动的平均快慢和方向,与一段时间或位移对应描述物体在某时刻运动的快慢和方向,与时刻或位置对应大小由eq\x\to(v)=eq\f(Δx,Δt)求出v=eq\f(Δx,Δt),其中Δt→0矢量性与位移的方向相同,不一定与物体瞬间运动的方向相同就是那一时刻物体运动的方向联系(1)在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等(2)当位移足够小或时间足够短时,可以认为平均速度就等于瞬时速度(2).平均速度和平均速率的比较平均速度平均速率定义标矢性矢量标量物理意义粗略描述物体位置变化的快慢粗略描述物体运动的快慢联系都是描述物体运动快慢的物理量.单位相同跟位移和路程关系类似,平均速度的大小一般不平等于平均速率,只有在单方向直线运动中,若相等时间内位移的大小等于路程,平均速度的大小才等于平均速率.但在这种情况下不能认为平均速率就是平均速度,这是因为平均速度有方向,平均速率无方向.【即学即练2】运动员在百米赛跑中,测得其在70米处的速度是9m/s,10s末到达终点时的速度是10.2m/s,则运动员在全程的平均速度是()A.10m/s B.9.6m/sC.9m/s D.5.1m/s知识点03速度-时间图像物体运动的速度随时间变化的情况可以用图像来直观表示。以时间t为横轴,速度v为纵轴,坐标系中的图像即为速度-时间图像或者v-t图像.v-t图像非常直观地反映了物体运动的速度随时间变化的情况,但它不是物体运动的轨迹.【即学即练3】10.图甲、乙为两个质点运动的速度—时间图像,回答下面的问题:(1)甲质点做________运动,乙质点做________运动.(填“加速”“减速”或“静止”)(2)甲质点的初速度为________m/s,乙质点的初速度为________m/s.(3)甲、乙两质点运动的方向________(填“相同”或“不相同”).知识点04测量纸带的平均速度和瞬时速度1.求解平均速度根据,求出任意两点间的平均速度.两点间的位移△x可以用亥度尺测量出,△t为两点间的时间间隔数与单个时间间隔0.02s的乘积.如图所示,将打好点的纸带从能够看清的某个点开始,往后数出若干个点,比如共数出n个点,用刻度尺测出第1个点到第n个点的距离△x,并算出这n个点的时间间隔,则平均速度,式中T=0.02s.2.粗略计算瞬时速度当一段位移△x对应的时间△t很小时,我们可用这段时间内的平均速度来表示△t中某一时刻的瞬时速度.如图所示,可以大致表示C点的瞬时速度,即,A、B两点离C点越近,算出的平均速度越接近于C点的瞬时速度.然而A、B两点距离过小时,测量误差会增大,所以应根据实际情况选取这两个点.【即学即练4】某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况.图示为该同学实验时打出的一条纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s.打点计时器打B点时小车的速度(
)
A.1.45m/s
B.
0.145m/s
C.
14.5m/s
D.
145m/s能力拓展能力拓展考法01速度和速率【典例1】(多选)如图1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1s、2s、3s、4s,下列说法正确的是()A.物体在AB段的平均速度为1m/sB.物体在ABC段的平均速度为eq\f(\r(5),2)m/sC.物体在B点的速度等于AC段的平均速度图1D.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度考法02速度时间图像【典例2】(多选)如图所示为某质点运动的速度-时间图象,下列有关质点运动情况的判断正确的是()A.0~t1时间内加速度为正,质点做加速直线运动B.t1~t2时间内加速度为正,质点做减速直线运动C.t2~t3时间内速度为负,质点做加速直线运动D.t3~t4时间内速度为负,质点做减速直线运动考法03纸带问题【典例3】某同学在一次实验中,用打点计时器(频率为50Hz,即每0.02s打一个点)记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.相邻计数点间还有4个点未画出.其中x1=7.05cm、x2=7.67cm、x3=8.29cm、x4=8.91cm、x5=9.53cm、x6=10.15cm.(1)相邻计数点间的时间间隔T=________s.(2)从A点到G点小车运动的平均速度为________m/s,F点的瞬时速度为________m/s.(保留两位有效数字)分层提分分层提分题组A基础过关练1.(多选)下面描述的几个速度中,说法正确的是()A.子弹以790m/s的速度击中目标时的速度指平均速度B.信号沿运动神经传播的速度大约为10m/s指瞬时速度C.京沪高速铁路测试时的列车最高时速可达484km/h,指的是瞬时速度D.台风以360km/h的速度向东北方向移动指平均速度2.如图所示,两路灯灯杆A、B相距40m,一辆汽车用3.2s时间通过这两根路灯灯杆,据此可以计算出汽车在这段位移中的平均速度大小为________m/s.若灯杆A的近旁相距0.42m处有一块路牌,汽车驶过路牌和灯杆的这一小段距离只用了0.03s,则在这段时间里汽车的平均速度大小为________m/s,可以认为汽车驶过灯杆A时的瞬时速度为________m/s.3.甲、乙两物体在同一直线上运动的速度-时间图象如图所示,由图可知,在0~t1时间内()A.甲、乙两物体的初速度相等B.甲、乙两物体的末速度相等C.甲的加速度大于乙的加速度D.甲、乙两物体的加速度相等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4mm,遮光条经过光电门时的遮光时间为0.04s,则滑块经过光电门位置时的速度大小为()A.0.1m/s B.100m/sC.4m/s D.0.
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