2024高考物理一轮复习第一单元运动的描述与匀变速直线运动第1讲运动的描述学案新人教版

PAGE13-第1讲运动的描述一、考情分析近年高考对直线运动的考查主要侧重于匀变速直线运动规律及图象，表现为两种命题形式：其一，以选择题的形式单独命题，主要考查自由落体运动规律、竖直上抛运动规律以及运动图象问题，题目一般基础性较强，难度不大；其二，与其他考点(如牛顿运动定律、电场学问)相结合，命制计算题，一般有肯定难度，主要考查匀变速直线运动规律和运动图象．二、学问特点本单元是中学物理之首，是物理学思维方法的基础，为构建运动学学问体系，提出许多概念，概念之间联系紧密．通过本章的学习，可以从物理观念、科学思维、科学探究以及科学看法与责任多方面发展学生的物理学科核心素养．本单元中的运动规律、思想方法也是分析带电粒子在电场、磁场中运动问题的基础．三、复习方法1．留意对基本概念和基本规律的理解：在复习过程中要把握公式、规律的来龙去脉以及概念、公式和规律之间内在的必定联系，对于简单混淆的概念可以通过对比学习来领悟概念的实质．2．留意领悟物理学中探讨问题的方法：构建模型方法(质点)、数学方法(解析法与图象法)、逆向思维法(匀减速直线运动)、极限法(瞬时速度)、试验方法等是本单元探讨问题的主要方法，要利用一些详细实例，逐步驾驭物理规律和解题方法．

第1讲运动的描述考纲考情核心素养►参考系、质点Ⅰ►位移、速度和加速度Ⅱ►物质观念：质点、参考系．►运动和相互作用观念：运动的相对性、速度、加速度.物理观念全国卷5年0考高考指数★☆☆☆☆►模型建构：构建志向化物理模型——质点.科学思维学问点一质点参考系1．质点(1)定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点．(2)条件：探讨一个物体的运动时，假如物体的大小和形态对问题的影响可以忽视，该物体就可以看做质点．2．参考系(1)定义：描述一个物体的运动时，选定其他物体做参考，视察这个物体的位置随时间的变更，这种用来做参考的物体称为参考系．(2)选取不同的参考系来视察同一个物体的运动，其运动性质一般是不同的．通常以地面为参考系．学问点二位移、速度和加速度1．位移(1)定义：表示质点的位置变动，它是由初位置指向末位置的有向线段．(2)与路程的区分：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．2．速度(1)定义：物体运动的位移与发生这个位移所用时间的比值．(2)定义式：v＝eq\f(Δx,Δt).单位：m/s.(3)方向：平均速度方向与位移的方向相同，瞬时速度方向即物体运动的方向．3．加速度(1)定义：物体速度的变更量与发生这一变更所用时间的比值．(2)定义式：a＝eq\f(Δv,Δt).单位：m/s2.(3)方向：与Δv的方向一样，由合力的方向确定，而与v0、v的方向无关．(4)物理意义：描述物体速度变更快慢的物理量．1．思索推断(1)探讨物体的运动时，只能选择静止的物体作为参考系．(×)(2)体积很大的物体可能视为质点．(√)(3)做直线运动的物体，其位移大小肯定等于路程．(×)(4)加速度为正值，表示速度大小肯定越来越大．(×)(5)加速度是反映速度大小变更快慢的物理量．(×)2．(多选)下列对参考系的理解正确的是(ABD)A．“一江春水向东流”是以河岸为参考系B．“地球的公转”是以太阳为参考系C．“钟表的时针在转动”是以分针为参考系D．“太阳东升西落”是以地球为参考系3．(多选)下列说法可能正确的是(BCD)A．出租车的收费标准为1.60元/公里，其中的“公里”说的是位移B．物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0C．两物体相比，一个物体的速度变更量比较大，而加速度却比较小D．物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西4．下列关于加速度的说法正确的是(D)A．加速度的单位读作“米每秒的平方”B．物体有加速度说明物体速度在增大C．加速度越大说明物体速度变更越大D．加速度是描述物体速度变更快慢的物理量解析：加速度的单位读作“米每二次方秒”，故A错误；物体加速度方向与速度方向反向时，物体速度在减小，故B错误；加速度是描述物体速度变更快慢的物理量，加速度大说明速度变更快，故C错误，D正确．5．如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，Δv表示速度的变更量．由图中所示信息可知(C)A．汽车在做加速直线运动B．汽车的加速度方向与v1的方向相同C．汽车的加速度方向与Δv的方向相同D．汽车的加速度方向与Δv的方向相反解析：速度是矢量，速度的变更量Δv＝v2－v1，由题图可知，Δv的方向与初速度方向相反，而加速度的方向与速度变更量Δv的方向相同，与初速度方向相反，所以汽车做减速运动，故只有选项C正确．考点1质点、参考系和位移1．物体能否被看成质点是由所探讨问题的性质确定的，并非依据物体自身大小和形态来推断．2．对于同一个物体运动的描述，选用的参考系不同，其运动性质可能不同．在同一个问题中，若要探讨多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动，则必需选取同一个参考系．3．位移和路程的比较位移路程物理意义描述物体的位置变更描述物体运动轨迹的长度确定因素由物体的初、末位置确定由物体的运动路径确定矢标性矢量，既有大小又有方向标量，只有大小没有方向1．在“金星凌日”的精彩天象中，视察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示．下面说法正确的是(D)A．地球在金星与太阳之间B．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点C．以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零D．以太阳为参考系，可以认为金星是运动的解析：金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为观测“金星凌日”时太阳的大小对所探讨问题起着至关重要的作用，所以不能将太阳看成质点，选项B错误；金星绕太阳一周，起点与终点重合，位移为零，选项C错误；金星相对于太阳的空间位置发生了变更，所以以太阳为参考系，金星是运动的，选项D正确．2．钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其旁边海疆是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场．如图，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航．甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员望见钓鱼岛向东移动，乙船内的船员发觉甲船没有动．假如以钓鱼岛为参照物，上述事实说明(D)A．甲船向西运动，乙船不动B．乙船向西运动，甲船不动C．甲船向西运动，乙船向东运动D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动解析：甲船上的船员望见钓鱼岛向东移动，以钓鱼岛为参照物，甲船向西运动．乙船内的船员发觉甲船没有动，说明甲、乙两船的速度大小、行驶的方向应当是一样的，即甲、乙两船以相等的速度都向西运动，故D正确．3．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)A．πR B．2RC．2πR D．Req\r(4＋π2)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，由几何学问得，气门芯的位移大小x＝eq\r(2R2＋πR2)＝Req\r(4＋π2)，D正确．考点2平均速度和瞬时速度对比项平均速度瞬时速度实际应用定义物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值物体在某一时刻或经过某一位置时的速度物理试验中通过光电门测速定义式v＝eq\f(x,t)(x为位移)v＝eq\f(Δx,Δt)(Δt趋于零)矢量性矢量，平均速度方向与物体位移方向相同矢量，瞬时速度方向与物体运动方向相同，沿其运动轨迹切线方向把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度1．如图所示，在某次越野自行车训练中，某选手用地图计算出动身地A和目的地B的直线距离为12km，实际从A运动到B用时30min，实际里程表指示的里程数比直线距离多了8km，当他经过某路标C时，车上速度计指示的示数为50km/h，下列说法错误的是(D)A．整个过程中自行车的平均速度大小为24km/hB．整个过程中自行车的平均速率为40km/hC．经过路标C时自行车的瞬时速度大小为50km/hD．经过路标C时自行车的速度方向为由A指向B解析：从A到B，自行车的位移为12km，路程为20km，用时0.5h，由平均速度和平均速率的定义可得整个过程中的平均速度大小为24km/h，平均速率为40km/h，故A、B正确；速度计显示的是瞬时速度大小，故C正确；经过路标C时自行车的速度方向沿实际运动路途的切线指向运动方向，故D错误．2．春运是中国在农历春节前后出现的一种大规模的交通运输高压力现象．某同学买了北京西到贵阳北的高铁票，如图所示，从铁路售票网查询到该趟车历时8小时46分钟，行程为2026公里，则下列说法正确的是(B)A．图中08：55表示一段时间B．该列车高速行驶时，可以取10m位移的平均速度近似看做这10m起点位置处的瞬时速度C．该趟列车全程的平均速度为231km/hD．该趟列车的最高速度为231km/h解析：图中08：55表示动身时间，表示动作的发生瞬间，为时刻，选项A错误；高速运动时，速度很大，通过10m长度所用的时间很短，故这10m内的平均速度可看做为这10m起点位置处的瞬时速度，选项B正确；全程的路程为s＝2026km，全程所用时间为8小时46分钟，求出的是平均速率，由于不知道位移，所以不能求解平均速度，依据题意不知道列车的最高速度，选项C、D错误．3.在土耳其伊斯坦布尔实行的第15届机器人世界杯赛上，中国科技高校的“蓝鹰”队获得仿真2D组冠军和服务机器人组亚军，改写了我国服务机器人从未进入世界前5的纪录，标记着我国在该领域的探讨取得了重要进展．图中是科大闻名服务机器人“可佳”，如图所示，现要执行一项任务，给它设定了如下动作程序：机器人在平面内由点(1,1)动身，沿直线运动到点(4,2)，然后又由点(4,2)沿直线运动到点(2,5)，然后又由点(2,5)沿直线运动到(6,6)，然后又由点(6,6)沿直线运动到点(3,3)．整个过程中机器人所用时间是2eq\r(2)s，则(B)A．机器人的运动轨迹是一条直线B．整个过程中机器人的位移大小为2eq\r(2)mC．机器人不会两次通过同一点D．整个过程中机器人的平均速度为1.5m/s解析：依据坐标分析可知轨迹为折线，选项A错误；整个过程位移为从(1,1)点到(3,3)点的有向线段，总位移为2eq\r(2)m，B项正确；由机器人的运动轨迹可知，机器人会两次通过同一点，C项错误；整个过程中平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f(2\r(2),2\r(2))m/s＝1m/s，D项错误．名师点睛计算平均速度时应留意的问题1平均速度的大小与物体的运动阶段有关，求解平均速度必需明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度.2粗略计算时可以用极短时间内的平均速度来求某时刻的瞬时速度.考点3速度、速度变更量、加速度的关系比较项目速度速度变更量加速度物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量，是状态量描述物体速度变更的物理量，是过程量描述物体速度变更快慢和方向的物理量，是状态量定义式v＝eq\f(Δx,Δt)Δv＝v－v0a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v－v0,t)确定因素v的大小由v0、a、Δt确定由a与Δt确定(Δv＝aΔt)由F、m确定(a不是由v、t、v0确定的)方向与位移同向，即物体运动的方向由a的方向确定与Δv的方向一样，由F的方向确定，与v0、v的方向无关1．如图所示，汽车在做直线运动过程中，原来的速度是v1，经过一小段时间Δt以后，速度变为v2，则下列说法正确的是(C)A．图中a是矢量，Δv是标量B．图甲中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相反C．图甲中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相同D．图乙中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相同解析：速度、速度变更量以及加速度均是矢量，选项A错误；题图甲中汽车做加速运动，则速度v1的方向与加速度a的方向相同，选项B错误，C正确；题图乙中汽车做减速运动，则速度v1的方向与加速度a的方向相反，选项D错误．2．如图“50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，其中“50”称为G值，G值越大，加速越快．G值的大小为车辆从静止加速到100km/h(百公里加速)的平均加速度(其单位为国际单位)的10倍．某车百公里加速时间为6.2s，由此推算，该车的新尾标应当是(D)A．30TFSIB．35TFSIC．40TFSID．45TFSI解析：依据加速度定义可得汽车的加速度为a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(100,3.6×6.2)m/s2＝4.5m/s2，则可知，该车的G值为4.5×10＝45，所以其新尾标应为45TFSI，选项D正确．3．(多选)一个物体做变速直线运动，物体的加速度(方向不变)大小从某一值渐渐减小到零，则在此过程中，关于该物体的运动状况的说法可能正确的是(ABC)A．物体速度不断增大，加速度减小到零时，物体速度最大B．物体速度不断减小，加速度减小到零时，物体速度为零C．物体速度减小到零后，反向加速再匀速D．物体速度不断增大，然后渐渐减小解析：物体做变速直线运动，速度方向可能与加速度方向相同，加速度渐渐减小，速度不断增大，当加速度减小到零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动，A正确；物体做变速直线运动，速度方向可能与加速度方向相反，加速度渐渐减小，速度不断减小，当加速度减小到零时，物体速度可能恰好为零，B正确；物体的加速度方向与初速度方向可能相反，加速度减小，速度减小，当速度减为零时，加速度不为零，然后反向做加速直线运动，加速度等于零后，物体做匀速运动，C正确，D错误．名师点睛推断质点做加速直线运动或减速直线运动的方法：考点4用极限法求瞬时速度和加速度1．极限法极限法是把某个物理量推向极端，即极大和微小，并依此做出科学的推理分析，从而给出推断或导出一般结论．极限法只能用于在选定区间内所探讨的物理量连续、单调变更(单调增大或单调减小)的状况．2．用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)在公式v＝eq\f(Δx,Δt)中，当Δt→0时v是瞬时速度．(2)在公式a＝eq\f(Δv,Δt)中，当Δt→0时a是瞬时加速度．光电计时器是一种探讨物体运动状况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光放射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．图乙中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．让滑块d从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5×10－2s和1.0×10－2s，小滑块d的宽度为0.5cm，则可测出滑块通过光电门1的速度v1＝________，滑块通过光电门2的速度v2＝________.滑块从起先遮住第1个光电门到起先遮住第2个光电门的时间为Δt＝3.0s，则滑块的加速度a＝________.【解析】由v＝eq\f(x,t)可知，v1＝eq\f(d,t1)＝eq\f(0.5×10－2,2.5×10－2)m/s＝0.2m/sv2＝eq\f(d,t2)＝eq\f(0.5×10－2,1.0×10－2)m/s＝0.5m/s由a＝eq\f(Δv,Δt)可知，a＝eq\f(v2－v1,Δt)＝eq\f(0.5－0.2,3.0)m/s2＝0.1m/s2.【答案】0.2m/s0.5m/s0.1m/s2高分技法对瞬时速度的进一步理解1用v＝eq\f(Δx,Δt)求瞬时速度时，求出的是粗略值，ΔtΔx