高考物理一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动的研究第一节描述运动的基本概念学案

这是一份高考物理一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动的研究第一节描述运动的基本概念学案，共8页。
第一节 描述运动的基本概念[高考导航]新高考课程标准学科素养1.定性了解生活中常见的机械运动。2．经历质点模型的建构过程，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。3．理解位移、速度和加速度。通过瞬时速度和加速度概念的建构，体会物理问题研究中的极限方法和抽象思维方法。4．理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题。5．通过实验，探究匀变速直线运动的特点，能用公式、图象等方法描述匀变速直线运动。6．通过实验，认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识实验对物理学发展的推动作用。物理观念时间观：时间和时刻空间观：参考系、坐标系和位移运动观：速度和加速度科学思维科学推理：基本公式的获得和图象的应用模型建构：质点、匀速直线运动模型和匀变速直线运动模型科学论证：追及相遇问题；多过程问题科学探究提出问题；获取证据；分析论证；合作交流科学态度与责任培养科学严谨的态度，严禁酒驾等考情研判：匀变速直线运动规律是高中物理的基础，也是历年高考的主干内容。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)运动图象如x－t图象、v－t图象等的应用；(3)结合图象考查追及相遇问题；  (4)自由落体运动和竖直上抛运动的应用；(5)实验：研究匀变速直线运动的特点中瞬时速度和加速度的求解。第一节　描述运动的基本概念一、质点、参考系和位移答案：质量　形状　大小　同一　不同　有向线段　直线距离　初位置　末位置【基础练1】　在评判下列运动员的比赛成绩时，运动员可视为质点的是(　　)解析：选A。马拉松比赛时，由于路程长，运动员的体积可以忽略，可以将其视为质点，故A符合题意；击剑时，评委需要观察运动员的肢体动作，不能将其视为质点，故B不符合题意；跳水时，评委要关注运动员的动作，所以不能将运动员视为质点，故C不符合题意；体操比赛时，评委主要根据体操运动员的肢体动作进行评分，所以不能将其视为质点，故D不符合题意。【基础练2】　下列说法中符合实际的是(　　)A．出租汽车按位移的大小收费B．相对于不同的参考系来描述同一个物体的运动其结果一定不同C．路程、位移、速度都是矢量D．当物体沿直线朝一个方向运动时，位移的大小等于路程解析：选D。出租汽车按路程收费，A错误；将两个相对静止的物体分别作参考系观察另一个物体的运动，观察结果是相同的，B错误；路程是标量，C错误；物体沿直线朝一个方向运动时，位移的大小等于路程，D正确。二、速度和加速度答案：比值　　运动　快慢　　速度变化量【基础练3】　(2020·江苏连云港市锦屏中学期中)关于速度、速度变化和加速度之间的关系，下列说法中正确的是(　　)A．物体的速度变化快，则加速度一定大B．物体的速度变化大，则加速度一定大C．物体的速度大，则加速度一定大D．物体的速度为零，则加速度一定为零解析：选A。物体的速度变化快，则加速度一定大，速度变化的快慢就是加速度，A正确；物体的速度变化大，其加速度不一定大，还要看时间，B错误；物体的速度大，但速度不一定变化快，故加速度不一定大，C错误；速度为零，但速度可以变化，则加速度不一定为零，D错误。【基础练4】　(2021·广东云溪高三月考)某短跑运动员在100 m比赛中，测得50 m处的速度为9.5 m/s，10 s末到达终点时速度为11.2 m/s，则运动员在全程中的平均速度为(　　)A．9.5 m/s B．9 m/sC．11.2 m/s D．10 m/s解析：选D。根据平均速度的公式可求得运动员在全程中的平均速度为＝＝＝10 m/s，故A、B、C错误，D正确。 考点一　质点、参考系和位移1．质点(1)理想化模型质点是对实际物体的科学抽象，是研究物体运动时对实际物体进行的近似，真正的质点并不存在。(2)条件：当物体的大小和形状对所研究运动的影响很小，可以忽略不计时，就可将其视为质点。2．参考系(1)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。(2)研究某一系统中物体的运动时，常选该系统为参考系。例如：研究宇航舱内物体的运动情况时，选取宇航舱为参考系。3．位移和路程比较项目位移x路程l决定因素由始、末位置决定由实际的运动轨迹长度决定运算规则矢量的三角形定则或平行四边形定则标量的代数运算大小关系x≤l(路程是轨迹被无限分割后，所分的各小段位移的绝对值的和)　为有力支援武汉“抗疫”，空军在2020年2月2日凌晨出动8架大型运输机，分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞，向武汉紧急空运795名军队支援湖北医疗队队员和58吨物资，上午9时30分全部抵达武汉天河机场。对以上描述下列说法正确的是(　　)A．计算运输机飞行时间时，运输机不能看成质点B．在分析运输机着陆动作时，运输机可以看成质点C．“上午9时30分”指的是最后一架运输机的飞行时间D．“上午9时30分”指的是最后一架运输机抵达武汉的时刻[解析]　计算运输机飞行时间时，与运输机的大小和形状无关，所以可以将运输机看成质点，A错误；在分析运输机着陆动作时，不能忽略运输机的大小和形状，所以运输机不能看成质点，B错误；“上午9时30分”指的是最后一架运输机抵达武汉的时刻，D正确，C错误。[答案]　D【对点练1】　如图所示，飞行员(丙)在跳伞训练，飞机驾驶员(甲)和地面指挥员(乙)在观察了丙的运动后，发生了争论。关于甲、乙争论的内容，下列说法正确的是(　　)A．甲选取了地面为参考系B．乙选取了飞机为参考系C．两人的说法中必有一个是错误的D．两人选取参考系不同导致观察结果不同解析：选D。甲、乙两人的说法分别是以飞机和地面作为参考系研究运动的，说法都是正确的。他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的，故A、B、C错误，D正确。【对点练2】　(2021·唐山模拟)如图所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A到C，则它的位移和路程分别为(　　)A.R，A指向C；RB.R，A指向C；RC.R，A指向C；RD.R，C指向A；R解析：选C。从A到C的直线距离l＝＝R，所以位移为R，从A指向C；从A到C的路程长度为πR，所以路程为πR。考点二　平均速度和瞬时速度1．三个概念的比较物理量平均速度平均速率瞬时速度物理意义描述物体在一段时间(或一段位移)内位置改变的平均快慢及方向描述物体沿轨迹运动的平均快慢描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢及方向标矢性矢量标量矢量大小与方向对应一段位移或一段时间(1)平均速度＝(2)方向与位移的方向相同(1)平均速率＝注意：不一定等于平均速度的大小(2)无方向(1)当Δt很小时，v＝，物体在t时刻的速度大小叫瞬时速率(2)方向就是物体运动的方向实际应用物理实验中通过光电门测速，把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度2.用平均速度法求瞬时速度(1)方法概述：由平均速度公式＝可知，当Δx、Δt都非常小，趋向于极限时，这时的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度。(2)选用思路：当已知物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx时，可由＝ 粗略地求出物体在该位置的瞬时速度。　一高速摄像机拍摄的子弹穿过扑克牌的照片如图所示，已知子弹穿过扑克牌的时间大约为6.25×10－5 s，试估算子弹穿过扑克牌的平均速度大小约为(　　)A．8 m/s　　　　 　 B．80 m/sC．800 m/s D．8 000 m/s[解析]　由于扑克牌宽度约5 cm，子弹长度约1.5 cm，子弹穿过扑克牌的位移为x＝5 cm＋1.5 cm＝6.5 cm，所以子弹穿过扑克牌的平均速度大小为v＝＝ m/s＝1.04×103 m/s，接近800 m/s，C正确，A、B、D错误。[答案]　C【对点练3】　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O为圆心、半径等于R的圆周。P、Q为轨迹上两点，且OP⊥OQ。则关于卫星从P运动到Q过程中，下列说法错误的是(　　)A．路程先增大后减小，最终为B．位移大小先增大后减小，最终为RC．若运动时间为t，则平均速度大小为D．若运动时间为t，则平均速率为解析：选A。路程表示运动轨迹的长度，故路程始终在增大，最终为，A错误；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R，B正确；若运动时间为t，则平均速度大小为，平均速率为，C、D正确。【对点练4】　(2020·北京西城区模拟)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。已知固定在滑块上遮光条的宽度为4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s，则滑块经过光电门位置时的速度大小为(　　)A．0.10 m/s B．100 m/sC．4.0 m/s D．0.40 m/s解析：选A。遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v＝＝ m/s＝0.10 m/s，A正确。考点三　速度和加速度1．速度、速度变化量和加速度的比较比较项目速度速度变化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改变的物理量，是过程量描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是状态量定义式v＝Δv＝v－v0a＝＝决定因素v的大小由v0、a、Δt决定由a与Δt决定(Δv＝aΔt)由F、m决定(a不是由v、t、v0决定的)方向与位移同向，即物体运动的方向由a的方向决定与Δv的方向一致，由F的方向决定，与v0、v的方向无关2.质点做加速直线运动或减速直线运动的判断　(2021·肇庆市检测)一列“和谐号”动车，每节车厢的长度均为l，列车启动过程中可视为匀加速直线运动，列车员站在列车一侧的站台上，已知第3节车厢经过列车员的时间为t1，第4节车厢经过列车员的时间为t2，则列车的加速度为(　　)A.　　　　　　 B.C.   D.[解析]　从到列车速度的变化量为Δv＝－所经历的时间为Δt＝＋根据加速度公式得a＝＝，故选B。[答案]　B【对点练5】　(2020·北京市东城区上学期期末)将小球竖直向上抛出，忽略空气阻力的影响。小球在空中运动过程中，到达最高点前的最后1 s内和离开最高点后的第1 s内(　　)A．位移相同B．路程不同C．加速度相同D．速度变化量不同解析：选C。到达最高点前的最后1 s内和离开最高点后的第1 s内位移大小相同，方向相反，A错误；由对称可知，到达最高点前的最后1 s内和离开最高点后的第1 s内路程相同，B错误；加速度均为g，方向向下，C正确；根据Δv＝gΔt可知，速度变化量均为10 m/s，且方向向下，D错误。【对点练6】　(2020·山东六地市3月在线大联考)中国自主研发的 “暗剑”无人机，时速可超过2马赫。在某次试飞测试中，起飞前沿地面做匀加速直线运动，加速过程中连续经过两段均为120 m的测试距离，用时分别为2 s和1 s，则无人机的加速度大小是(　　)A．20 m/s2 B．40 m/s2C．60 m/s2 D．80 m/s2解析：选B。第一段的平均速度v1＝＝ m/s＝60 m/s；第二段的平均速度v2＝＝ m/s＝120 m/s，则a＝＝ m/s2＝40 m/s2，故选B。