2022届高考物理一轮复习1.1运动的描述学案新人教版

这是一份2022届高考物理一轮复习1.1运动的描述学案新人教版，共13页。
知识点一 质点和参考系
1．质点
(1)用来代替物体的有________的点叫做质点．
(2)研究一个物体的运动时，如果物体的________和________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________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________．
(3)选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能________．通常以________为参考系．
知识点二 位移和速度
1．位移和路程
2.速度与速率
(1)平均速度：在变速运动中，物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v＝______，是矢量，其方向就是对应________的方向．
(2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或经过某一________的速度，是矢量，其方向是物体的运动方向或沿运动轨迹的________方向．
(3)速率：________的大小，是标量．
(4)平均速率：物体运动实际________与发生这段路程所用________的比值，不一定等于平均速度的大小．
知识点三 加速度
1．物理意义：描述物体速度________和方向的物理量，是状态量．
2．定义式：a＝△v△t＝________.
3．决定因素：a不是由v、Δt、Δv决定，而是由Fm决定．
4．方向：与Δv的方向一致，由________的方向决定，而与v0、v的方向无关．
思考辨析
(1)研究花样游泳运动员的动作时，不能把运动员看成质点．( )
(2)参考系必须是静止的物体．( )
(3)做直线运动的物体的位移大小一定等于路程．( )
(4)平均速度的方向与位移的方向相同．( )
(5)子弹击中目标时的速度属于瞬时速度．( )
(6)速度变化率越大，加速度越大．( )
(7)加速度为正值，表示速度大小一定越来越大．( )
教材改编
[人教版必修1P29T2改编]
(多选)下列说法中可能正确的是( )
A．物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0
B．两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，其加速度一定较大
C．物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西
D．物体做直线运动，后一阶段的加速度比前一阶段小，但速度却比前一阶段大
考点一 对质点、参考系、位移的理解
自主演练
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)参考系是为了研究物体的运动而假定不动的物体．
(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．
[多维练透]
1．(多选)如图所示是一架正在进行航拍的四旋翼无人飞机．则下列有关无人机运动情况的说法正确的是( )
A．调整无人机在空中飞行的姿态时可将其看成质点
B．观察无人机的飞行轨迹时不能将其看成质点
C．地面观察者观察无人机在空中的位置时可将其看成质点
D．地面上的人看到无人机从头顶飞过，是以地面为参考系
2．[2021·浙江余姚模拟]下列说法正确的是( )
A．甲图是高速公路上的指示牌，上面的“77 km”“100 km”指的是位移
B．乙图是高速公路上的指示牌，上面的“120”“100”指的是平均速度
C．丙图是汽车上的时速表，上面的“72”指的是瞬时速度的大小
D．丁图是导航中的信息，上面的“26分钟”“27分钟”指的是时刻
3．如图所示，物体沿半径为R的圆弧由A顺时针第一次到达B，已知∠AOB＝60°，则它的位移大小和路程分别是( )
A．R，5πR3 B．R，πR3 C. πR3，5πR3 D. 2πR3，5πR3
考点二 平均速度和瞬时速度的理解与计算
师生共研
题型1 |对平均速度和瞬时速度的理解
例1 一位女士由于驾车超速而被警察拦住，警察走过来对她说：“太太，您刚才的车速是60公里每小时！”这位女士反驳说：“不可能的！我才开了6分钟，还不到一小时，怎么可能走了60公里呢？”根据以上对话及下图，下列说法正确的是( )
A．女士说的6分钟是时间，60公里是位移
B．警察说的60公里每小时是指平均速度
C．图中的50指的是瞬时速度
D．图中的50指汽车在1小时内行驶的路程不能超过50公里
题型2 平均速度和瞬时速度的计算
1．平均速度的大小与物体的不同运动阶段有关，求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度．
2. v＝△x△t是平均速度的定义式，适用于所有的运动．
3．用极短时间内的平均速度来表示某时刻的瞬时速度．
例2 如图所示，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：1 s、2 s、3 s、4 s．下列说法错误的是( )
A．物体在AB段的平均速度为1 m/s
B．物体在ABC段的平均速度为52 m/s
C．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
D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度
练1 在土耳其伊斯坦布尔举行的第15届机器人世界杯赛上，中国科技大学的“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的历史，标志着我国在该领域的研究取得了重要进展．图中是科大著名服务机器人“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)出发，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)沿直线运动到点(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22 s，则( )
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22 m
C．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1.5 m/s
练2 (多选)如图所示，一人骑自行车晨练，由静止开始沿直线运动，她在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，则( )
A．她在4 s末的瞬时速度大小为4 m/s
B．她在第2 s内的平均速度大小为2 m/s
C．她在4 s内的平均速度大小为2.5 m/s
D．她在1 s末的瞬时速度大小为1 m/s
考点三 加速度的理解与计算
多维探究
题型1|速度、速度变化量和加速度的关系
1．三者无必然联系，v很大，Δv可能很小，甚至为0，a也可很大或很小．
2．加速度的决定式是a＝Fm，即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决定，加速度的方向由合力的方向决定．
例3 有下列几种情形，正确的是( )
A．点火后即将升空的火箭，因为火箭还没运动，所以加速度一定为零
B．高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车，因紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度一定很大
D．100米比赛中，甲比乙跑得快，说明甲的加速度大于乙的加速度
题型2|加速度的计算
例4 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个运动员从高处自由落下，以大小为8 m/s的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回，已知运动员与网接触的时间Δt＝1.0 s，那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为( )
A．2.0 m/s2，向下
B．8.0 m/s2，向上
C．10.0 m/s2，向下
D．18 m/s2，向上
[教你解决问题]―→思维导引
题型3|质点做加速直线运动或减速直线运动的判断
例5 汽车的初速度是v1，经过一段时间后速度变为v2，用Δv表示Δt时间内速度的变化量，为了在图中表示加速度a，我们以初速度v1的箭头端为起点，以后来的速度v2的箭头端为终点，作出一个新的箭头，表示速度的变化量Δv.则图中能正确表示汽车做减速运动的是( )
题后反思
(1)判断质点做加速直线运动或减速直线运动的方法
(2)计算加速度的方法：
(3)加速度的“＋”“－”只表示加速度的方向，不表示大小．练3 物体A的加速度为3 m/s2，物体B的加速度为－5 m/s2，下列说法中，正确的是( )
A．物体A的加速度比物体B的加速度大
B．物体B的速度变化比物体A的速度变化快
C．物体A的速度一定在增加
D．物体B的速度一定在减小
练4 (多选)如图所示，物体以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动，经过2 s速度大小变为3 m/s，则物体的加速度( )
A．大小为1 m/s2，方向沿斜面向上
B．大小为1 m/s2，方向沿斜面向下
C．大小为4 m/s2，方向沿斜面向下
D．大小为4 m/s2，方向沿斜面向上
思维拓展
测量速度的三种方法
方法1 利用光电计时器测速度
典例1 利用如图所示的装置测量滑块P的速度.1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，当有物体从光电门通过时，与它们连接的光电计时器能够显示挡光时间．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2 s、2.00×10－2 s．已知滑块的宽度为5.00 cm(结果保留两位有效数字)，求：
(1)滑块通过光电门1、2时的速度分别是v1＝________ m/s，v2＝________ m/s.
(2)若用宽度是2.00 cm的滑块，对测量误差有何影响？
________________________________________________________________________
方法提炼
根据v＝△x△t，当时间很短时，平均速度可近似等于瞬时速度．本方法是将物体通过光电门时的平均速度近似等于物体通过1、2位置时的瞬时速度.
方法2 利用打点计时器测速度
典例2 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，使用的是照明电路中“220 V 50 Hz”的交流电，纸带做匀变速直线运动，记录的纸带如图所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．每两个相邻的测量点之间还有4个点未画出．
(1)根据数据计算出B和F点的瞬时速度，vB＝________ m/s，vF＝________ m/s(结果要求保留两位有效数字)．
(2)如果交变电流的频率是f＝49 Hz，而做实验的同学并不知道，那么速度的测量值与实际值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．
方法提炼
根据匀变速直线运动中，某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，计算瞬时速度．题目中强调纸带的运动为匀变速直线运动，恰好符合这个规律.
方法3 利用超声波测车速
典例3 如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度．现测速仪对距其x＝380 m的匀速行驶中的汽车发出超声波信号，超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔Δt＝2.0 s，超声波在空气中传播的速度是v声＝340 m/s，则当测速仪接收到被反射回来的超声波信号时，汽车前进的距离为( )
A．100 m B．60 m C．80 m D．120 m
练1 小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如图所示．在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端．小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据．
则以下表述正确的是( )
A．四个挡光片中，挡光片Ⅰ的宽度最小
B．四个挡光片中，挡光片Ⅲ的宽度最小
C．四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
D．四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
练2 [2021·大连模拟]一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动。司机发现其将要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，5 s后听到回声，听到回声后又行驶10 s司机第二次鸣笛，3 s后听到回声．已知此高速公路的最高限速为120 km/h，声音在空气中的传播速度为340 m/s.请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶，以便提醒司机安全行驶．
第1讲 运动的描述
基础落实
知识点一
1．(1)质量 (2)形状 大小
2．(1)静止 (2)参考系 (3)不同 地球
知识点二
1．初位置 末位置 运动轨迹 矢量 方向 等于 小于
2．(1) △x△t 位移 (2)位置 切线
(3)瞬时速度 (4)路程 时间
知识点三
1．变化快慢
2. v-v0△t
4．合外力
思考辨析
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
教材改编
解析：根据加速度的定义式a＝△v△t可知，速度改变量Δv越大，若需要的时间更长，则加速度可能较小，故B错误，A、C、D都对．
答案：ACD
考点突破
1．解析：调整无人机在空中飞行的姿态时，飞机的大小和形状不能忽略不计，不能看作质点，A项错误；观察飞机在空中的位置和飞行轨迹时，飞机的大小和形状是次要因素，可将其看成质点，B项错误，C项正确；地面上的人看到无人机从头顶飞过，是以地面为参考系，D项正确．
答案：CD
2．解析：本题考查生活实际中位移与路程、平均速度与瞬时速度、时间与时刻概念的辨识．甲图是高速公路上的指示牌，上面的“77 km”“100 km”指的是路程，故A错误；乙图是高速公路上的指示牌，上面的“120”“100”指的是瞬时速度的大小，故B错误；丙图是汽车上的时速表，上面的“72”指的是瞬时速度的大小，故C正确；丁图是导航中的信息，上面的“26分钟”“27分钟”指的是时间间隔，故D错误．
答案：C
3．解析：物体沿半径为R的圆弧由A顺时针第一次到达B，已知∠AOB＝60°，则它转过的角度为300°，为56个圆周；位移是从初位置指向末位置的有向线段，故位移大小等于半径R；路程为圆的周长的56，即为53πR，故A项正确，B、C、D三项错误．
答案：A
例1 解析：50指瞬时速度不能超过50 km/h，其他选项均错误．
答案：C
例2 解析：由v＝△x△t可得vAB＝11 m/s＝1 m/s，vAC＝52m/s，故A、B均正确；所选取的过程离A点越近，其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度，故C正确；由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程，故B点虽为中间时刻，但其速度不等于AC段的平均速度，D错误．
答案：D
练1 解析：根据坐标分析可知轨迹为曲线，A项错误；位移为从(1,1)点到(3,3)点的有向线段，总位移为22 m，B项正确；机器人会两次通过同一点，C项错误；整个过程中平均速度v＝xt＝2222 m/s＝1 m/s，D项错误．
答案：B
练2 解析：由v＝△x△t可得该人在第2 s内的平均速度为2 m/s，B项正确；前4 s内的平均速度为v＝1+2+3+44 m/s＝2.5 m/s，C项正确；因该人的运动不是匀变速直线运动，故无法确定其瞬时速度大小，A、D项均错误．
答案：BC
例3 解析：点火后即将升空的火箭，火箭还没运动，但由于合外力不为零，加速度不为零，选项A错误；轿车紧急刹车，速度变化很快，根据加速度的定义式a＝△v△t可知，加速度很大，选项B正确；高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，但速度变化较小，加速度很小，选项C错误；100米比赛中，甲比乙跑得快，说明甲的速度大于乙的速度，选项D错误．
答案：B
例4 解析：方法一：取初速度的方向为正方向，即取着网前的速度方向为正方向，则v1＝8 m/s，v2＝－10 m/s，则a＝v2-v1△t＝-10-81.0 m/s2＝－18 m/s2，负号说明加速度的方向与正方向相反，即向上，选项D正确．
方法二：取末速度的方向为正方向，即着网后的速度方向为正方向，则v1＝－8 m/s，v2＝10 m/s，则a＝v2-v1△t＝10+81.0 m/s2＝18 m/s2，说明加速度的方向与正方向相同，选项D正确．
答案：D
例5 解析：速度变化量的方向与加速度方向一致，加速度方向与初速度方向相同时汽车做加速运动，加速度方向与初速度方向相反时汽车做减速运动．选项A中汽车做加速运动，选项B、C中分别是a的方向、Δv的方向作错了，选项D中图示能正确表示汽车做减速运动．故本题应选D.
答案：D
练3 解析：物体B的加速度大于物体A的加速度，可知物体B的速度变化比较快，故A错误，B正确．由于物体A、B的加速度方向与速度方向的关系未知，则无法判断物体A、B的速度是增加还是减小，故C、D错误．
答案：B
练4 解析：取初速度方向为正方向，则v0＝5 m/s.若2 s后的速度方向沿斜面向上，v＝3 m/s，则a＝△v△t＝v-v0△t＝3-52 m/s2＝－1 m/s2，即加速度大小为1 m/s2，方向沿斜面向下；若2 s后的速度方向沿斜面向下，v＝－3 m/s，则a＝△v△t＝v-v0△t＝-3-52 m/s2＝－4 m/s2，即加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下．故选项A、D错误，B、C正确．
答案：BC
思维拓展
典例1
解析：(1)v1＝dΔt1＝5×10-2m5×10-2s＝1.0 m/s
v2＝dΔt2＝5×10-2m5×10-2s＝2.5 m/s
(2)滑块宽度越小，挡光时间越短，平均速度越接近瞬时速度，误差越小．
答案：(1)1.0 2.5 (2)见解析
典例2 解析：(1)vB＝AC2T＝3.62+4.382×0.1×10－2 m/s＝0.40 m/s
vF＝EG2T＝6.80+7.602×0.1×10－2 m/s＝0.72 m/s
(2)计算时使用的频率偏大，时间间隔偏小，则测量的速度值偏大．
答案：(1)0.40 0.72 (2)偏大
典例3 解析：超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔Δt＝2.0 s，在1.0 s内，超声波前进距离为：x1＝v声·12Δt＝340×1 m＝340 m；故汽车速度为：v＝380-3401m/s＝40 m/s；当测速仪接收到被反射回来的超声波信号时，汽车前进了：Δx＝40×2 m＝80 m，故C项正确．
答案：C
练1 解析：由题表知，四次实验的速度大小接近，挡光片的速度v＝xt，计算可知Ⅳ的宽度最小，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度，D项正确．
答案：D
练2 解析：客车行驶示意图如图所示，设客车行驶速度为v1，声速为v2，客车第一次鸣笛时与悬崖距离为L，由题意有2L－v1×5 s＝v2×5 s.
当客车第二次鸣笛时，客车距悬崖为L′，
则2L′－v1×3 s＝v2×3 s.
又L′＝L－v1×15 s，由以上各式，
解得v1＝v214≈24.3 m/s＝87.48 km/h