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高考物理总复习讲义教案 第1章-第1讲描述运动的基本概念
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这是一份高考物理总复习讲义教案 第1章-第1讲描述运动的基本概念，共10页。
第1讲 描述运动的基本概念
知识一 质点
1．定义
用来代替物体的有质量的点叫质点．
2．意义
为了使研究问题简化而引入的一个理想化的物理模型．
3．物体可以当做质点的情况
(1)物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略．
(2)物体各部分的运动情况都相同(如做平动的物体)，一般都可以看成质点．
(3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动．
(1)不能认为平动的物体一定能看成质点．如研究一列火车通过某山洞的时间，火车的长度就要考虑，此时做平动的火车就不能看成质点．
(2)不能认为转动的物体一定不能看成质点．如花样滑冰运动员在滑冰时有很多转动的动作，但若只研究运动员在冰面上所经过的径迹，就可把运动员看成质点．
知识二 参考系
1．定义
在描述一个物体的运动时，选来作为参考的另外的物体．
2．对参考系的理解
(1)参考系的选取是任意的，但为了观测方便和运动的描述尽可能简单，一般以地面为参考系．
(2)同一运动选择不同参考系时，其运动情况可能不同．
(3)为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系．
(1)研究物体运动时不一定要选择参考系．(×)
(2)参考系的选择只能是相对于地面静止的物体．(×)
(3)坐在飞速前进的高铁中的乘客，以车为参考系，乘客是静止的；以地面为参考系，乘客是运动的．(√)
知识三 位移、速度
1．位移与路程
2.平均速度
(1)定义：运动物体的位移和所用时间的比值．
(2)定义式：eq \x\t(v)＝eq \f(Δx,Δt).
(3)方向：跟物体位移的方向相同．
高考总复习•新课标物理3.瞬时速度
(1)定义：运动物体在某时刻或某位置的速度．
(2)物理意义：精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢．
(3)速率：物体运动的瞬时速度的大小．
如图所示的位置—时间图象显示了四头奶牛的运动，它们从牧场往回走向牲口棚．请将它们的平均速度从慢到快排序．
[提示] 从纵坐标看位置变化(位移变化)，从横坐标看所用时间，利用v＝eq \f(Δx,Δt)或图线斜率可比较出四头奶牛运动快慢．从慢到快依次为：莫琳达、多里、爱西、比西．
知识四 加速度
1．定义式：a＝eq \f(Δv,Δt)，单位是m/s2.
2．物理意义：描述速度变化的快慢．
3．方向：与速度变化的方向相同．
4．判断物体加速或减速的方法
(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体加速．
(2)当a与v垂直时，物体速度大小不变．
(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速．
加速度为正值时，物体一定加速吗？
[提示] 不一定．物体加速的条件是速度与加速度同向．若a为正而v为负时，则物体减速运动．
1．(多选)伦敦奥运会中国代表团以38金、27银、23铜名列奖牌榜第2名．下列与体育运动有关的叙述中，研究对象可以看做质点的有( )
A．讨论运动员参加10 000 m比赛的成绩时
B．研究体操运动员动作的规范性时
C．研究乒乓球的旋转角度和受力点时
D．研究铁饼在空中的运动轨迹时
【答案】 AD
图1－1－1
2．2013年11月26日上午，我国辽宁号航母在海军导弹驱逐舰沈阳舰、石家庄舰和导弹护卫舰烟台舰、潍坊舰的伴随下赴南海进行训练．以下说法正确的是( )
A．航母上的观察员感觉海水向后退，所选的参照物是海水
B．航母上的观察员感觉海水向后退，所选的参照物是航母
C．航母上的观察员感觉其他舰没有动，其他舰一定是静止的
D．航母上的观察员感觉天空的白云没有动，航母一定是静止的
【答案】 B
3．(多选)关于瞬时速度和平均速度，以下说法正确的是( )
A．一般讲平均速度时，必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度
B．对于匀速直线运动，其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关
C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动
D．瞬时速度是某时刻的速度，只有瞬时速度才能精确描述变速运动物体运动的快慢
【解析】 一般情况下，物体在不同时间(或不同位移)内的平均速度不同，但对于匀速直线运动，物体的速度不变，所以平均速度与哪段时间(或哪段位移)无关，故A、B均正确；平均速度只能粗略地描述变速运动，只有瞬时速度才能精确描述变速运动的物体运动的快慢，故C错，D正确．
【答案】 ABD
4．在变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法，正确的是( )
A．加速度与速度无必然联系
B．速度减小时，加速度也一定减小
C．速度为零时，加速度也一定为零
D．速度增大时，加速度也一定增大
【解析】 速度和加速度无必然联系，A对；速度减小时，加速度也可以增大或不变，B错；速度为零时，加速度不一定为零，C错；速度增大，加速度也可以不变或减小，D错．
【答案】 A
5.
图1－1－2
(2011·上海高考)图1－1－2是一张天文爱好者经长时间曝光拍摄的“星星的轨迹”照片．这些有规律的弧线的形成，说明了( )
A．太阳在运动
B．月球在公转
C．地球在公转
D．地球在自转
【解析】 从题图中可以看出星星的轨迹呈现圆弧形状，这种现象的发生实际上不是恒星在运动，而是因地球自转拍摄到的恒星相对位置变化的现象．即选择地球表面为参考系，所观察到的恒星运动轨迹．
【答案】 D
考点一 [01] 对质点和参考系的理解
一、质点
1．物体可看做质点的条件
研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略．
2．质点是一种理想化模型，实际并不存在
(1)理想化模型是分析、解决物理问题常用的方法，它是对实际问题的科学抽象，可以使一些复杂的物理问题简单化．
(2)物理学中理想化的模型有很多，如“质点”、“轻杆”、“光滑平面”、“自由落体运动”、“点电荷”、“纯电阻电路”等，都是突出主要因素，忽略次要因素而建立的物理模型．
二、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．选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能不同．
——————[1个示范例] ——————
图1－1－3
2014年2月中旬国际泳联大奖赛西班牙站女子10 m跳台赛中，如图1－1－3所示，是比赛中的瞬间照．下列说法正确的是( )
A．为了研究运动员的技术动作，不能将运动员视为质点
B．运动员质量太大，不能将运动员视为质点
C．运动员体积太大，不能将运动员视为质点
D．运动员速度太大，不能将运动员视为质点
【解析】 因运动员的技术动作有转动情况，不能将正在比赛的运动员视为质点，A正确；一个物体能否看成质点，跟自身体积，质量和运动速度的大小无关，B、C、D错误．
【答案】 A
——————[1个预测例]——————
甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动．甲说：“它在做匀速运动．”乙说：“它是静止的．”丙说：“它在做加速运动．”这三个人的说法( )
A．在任何情况下都不对
B．三人中总有一人或两人的说法是错误的
C．如果选择同一参考系，那么三个人的说法都对
D．如果各自选择自己的参考系，那么三个人的说法就可能都对
【解析】 如果被观察物体相对于地面是静止的，甲、乙、丙相对于地面分别是匀速运动、静止、加速运动，再以他们自己为参考系，则三个人的说法都正确，A、B错误，D正确；在上面的情形中，如果他们都选择地面为参考系，三个人的观察结果应是相同的，因此C错误．
【答案】 D
考点二 [02] 区别平均速度、瞬时速度、平均速率
一、平均速度与瞬时速度的区别与联系
1．区别：平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，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Δt→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，它与平均速度的大小没有对应关系．
——————[1个示范例] ——————
图1－1－4
(多选)如图1－1－4所示，一个人沿着一个圆形轨道运动，由A点开始运动，经过半个圆周到达B点．下列说法正确的是( )
A．人从A到B的平均速度方向由A指向B
B．人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向
C．人在B点的瞬时速度方向由A指向B
D．人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向
【解析】 物体在某段时间内平均速度的方向与位移的方向相同，所以人从A到B的平均速度方向由A指向B，A正确，B错误．物体在某一点的瞬时速度的方向就是物体在该点的运动方向，人在B点时的运动方向为沿B点的切线方向，所以人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向，C错误，D正确．
【答案】 AD
——————[1个预测例]——————
图1－1－5
(多选)如图1－1－5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．下列说法正确的是( )
A．物体沿曲线A→E的平均速率为1 m/s
B．物体在ABC段的平均速度为eq \f(\r(5),2) 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点的瞬时速度
D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度
【审题指导】 题图为轨迹图，已知每个坐标方格长度1 m，可求出各段位移大小，但不能计算出轨迹长度．
【解析】 平均速率是路程与时间的比值，图中信息不能求出ABCDE段轨迹长度，故不能求出平均速率，A错．
由eq \x\t(v)＝eq \f(x,t)可得：eq \x\t(v)AC＝eq \f(\r(5),2) m/s，故B正确．
所选取的过程离A点越近，该过程的平均速度越接近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】 BC
考点三 [03] 速度、速度的变化量、加速度的比较
一、速度、速度变化量和加速度的对比
二、对速度与加速度关系的三点提醒
1．加速度a不是反映运动的快慢，也不是反映速度变化量的大小，而是反映速度变化的快慢，即速度的变化率，eq \f(Δv,Δt)越大，a越大．
2．加速度a与速度v无直接关系，与Δv也无直接关系，v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大．
3．速度大小的改变关键是看速度的方向和加速度的方向是否相同，如果相同，则速度增大；如果相反，则速度减小．
——————[1个示范例] ——————
关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是( )
A．速度变化越大，加速度就越大
B．速度变化越快，加速度就越大
C．加速度不变，速度方向就保持不变
D．加速度不断变小，速度就不断变小
【解析】 速度变化大，可能所用时间也很大，则加速度不一定大，故选项A错误．由加速度的物理意义可知选项B正确．速度的变化包括大小和方向，可知选项C错误．加速度的方向和速度方向相同时，速度不断变大，加速度方向和速度方向相反时，速度不断变小，故选项D错误．
【答案】 B
——————[1个预测例]——————
(多选)有关加速度方向的理解，下列说法中正确的是( )
A．由a＝eq \f(Δv,Δt)知，a的方向与Δv的方向相同
B．a的方向与初速度v0的方向相同
C．只要a>0，物体就做加速运动
D．a的方向与初速度的方向相同，则物体做加速运动
【解析】 由于正方向是人为规定的，可以规定初速度方向为正方向，也可以规定与初速度方向相反的方向为正方向，这样，当a>0时，物体不一定做加速运动；要分析是加速运动还是减速运动，应分析加速度方向与速度方向的关系．故正确答案为A、D.
【答案】 AD
求瞬时速度的法宝——极限法
一、方法概述
极限法是把某个物理量推向极端，即极大和极小或极左和极右，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论．极限法在某些物理问题的分析计算中具有独特作用，恰当应用极限法可使问题化难为易，化繁为简，思路灵活，判断准确．
二、解题思路
1．由平均速度公式v＝eq \f(Δx,Δt)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．测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx，然后可由v＝eq \f(Δx,Δt)求出物体在该位置的瞬时速度，这样瞬时速度的测量便可转化成为微小时间Δt和微小位移Δx的测量．
——————[1个示范例] ——————
为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板，如图1－1－6所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10 s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝3.0 s．试估算：
图1－1－6
(1)滑块的加速度多大？
(2)两个光电门之间的距离是多少？
【规范解答】 (1)遮光板通过第一个光电门的速度
v1＝eq \f(L,Δt1)＝eq \f(0.03,0.30) m/s＝0.10 m/s
遮光板通过第二个光电门的速度
v2＝eq \f(L,Δt2)＝eq \f(0.03,0.10) m/s＝0.30 m/s
故滑块的加速度a＝eq \f(v2－v1,Δt)≈0.067 m/s2.
(2)两个光电门之间的距离x＝eq \f(v1＋v2,2)Δt＝0.6 m.
【答案】 (1)0.067 m/s2 (2)0.6 m
——————[1个方法练]——————
图1－1－7
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1－1－7所示．在小车上固定遮光板，使遮光板的前端与车头齐平，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( )
①四个遮光板中，挡光片Ⅰ的宽度最小
②四个遮光板中，挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中，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
④四次实验中，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
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
【解析】 由于小车从同一高度下滑，那么到达光电门处的速度相同，从通过光电门的时间来看，遮光板Ⅳ通过光电门的时间最短，则它的宽度最小，这段时间内的平均速度也就越接近小车车头到达光电门处的瞬时速度，所以D正确．
【答案】 D
⊙参考系的选取
1．(2013·丰台区模拟)飞机着地后还要在跑道上滑行一段距离，机舱内的乘客透过窗户看到树木向后运动，乘客选择的参考系是( )
A．停在机场的飞机 B．候机大楼
C．乘客乘坐的飞机 D．飞机跑道
【解析】 乘客看到的树木向后运动是因为他(她)与飞机相对树木向前滑行，他选的参照系显然是他乘坐的飞机，其余选项中的参照物均与树木相对静止．
【答案】 C
⊙质点、参考系、加速度、速度的理解
2．嫦娥三号月球探测器于2013年12月2日凌晨发射升空，2013年12月14日成功完成月面软着陆，2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离，这标志着我国的航天事业又一次腾飞，下面有关嫦娥三号的说法正确的是( )
图1－1－8
A．嫦娥三号在刚刚升空的时候速度很小，加速度也很小
B．研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时，可以将其看作质点
C．研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时，可以将其看作质点
D．“玉兔号”月球车静止在月球表面时，其相对于地球也是静止的
【答案】 B
⊙位移—时间图象的理解
3．(多选)如图1－1－9所示为两位跑步者的位移—时间图象．
图1－1－9
以下选项正确的是( )
A．一开始跑步者A在前，B在后
B．P点以后跑步者A仍在前
C．跑步者B在P点追上了A
D．跑步者B的速度大于A的速度
【解析】 从纵轴上看位置变化，从横轴上看时间长短，从斜率上看速度大小．结合图线信息，可判断出A、C、D选项正确，B项错误．
【答案】 ACD
⊙加速度、速度、位移关系的理解
4．一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中( )
A．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值
B．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值
C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大
D．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值
【解析】 因加速度与速度方向相同，故物体速度要增加，只是速度增加变慢一些，最后速度达到最大值，A错误，B正确；因质点沿直线运动方向不变，所以位移一直增大，C、D错误．
【答案】 B
5．如图1－1－10所示，高速公路的安全工程师会建造软隔离带，使汽车撞到它们后能够安全地慢下来．已知系上安全带的乘客可以经受的加速度为－3.0×102 m/s2.安全隔离带应该多厚，才能安全地阻挡以110 km/h的速度行驶的汽车的撞击．
图1－1－10
【解析】 汽车撞击过程可视为匀减速过程，a＝－3.0×102 m/s2
v0＝110 km/h＝30.6 m/s
Δv＝0－v0＝－30.6 m/s
由a＝eq \f(Δv,Δt)可得Δt＝eq \f(Δv,a)
＝eq \f(30.6,3.0×102) s＝0.1 s
安全隔离带的厚度为：
x＝eq \x\t(v)·t＝eq \f(v0,2)·Δt
＝1.5 m
【答案】 1.5 m
考 纲 点 击
备 考 指 南
1.参考系、质点Ⅰ
1.直线运动的有关概念、规律是本章的重点，匀变速直线运动规律的应用及v－t图象是本章的难点．
2.注意本章内容与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情景的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题.
3.本章规律较多，同一试题往往可以从不同角度分析，得到正确答案，多练习一题多解，对熟练运用公式有很大帮助.
2.位移、速度和加速度Ⅱ
3.匀变速直线运动及其公式、图象Ⅱ
实验一：研究匀变速直线运动
概念
区别
联系
位移
位移表示质点的位置变化，它是从初位置指向末位置的有向线段
(1)位移是矢量，方向由初位置指向末位置
(2)路程是标量，没有方向
(1)一般情况下，位移的大小小于路程
(2)在单向直线运动中，位移大小等于路程
路程
路程是物体实际运动的轨迹长度
物理量
物理意义
公式及单位
关系
速度v
表示运动的快慢和方向
v＝eq \f(Δx,Δt) m/s
三者无必然联系，v很大，Δv可以很小，甚至为零，a也可大可小．相同的是三者均为矢量
速度的变化量Δv
表示速度变化的大小和方向
Δv＝v2－v1 m/s
加速度a
表示速度变化的快慢和方向
a＝eq \f(Δv,Δt) m/s2
实验次数
不同的遮光板
通过光电
门的时间/s
速度/ (m·s－1)
第一次
Ⅰ
0.230 44
0.347
第二次
Ⅱ
0.174 64
0.344
第三次
Ⅲ
0.116 62
0.343
第四次
Ⅳ
0.058 50
0.342
第1讲 描述运动的基本概念
知识一 质点
1．定义
用来代替物体的有质量的点叫质点．
2．意义
为了使研究问题简化而引入的一个理想化的物理模型．
3．物体可以当做质点的情况
(1)物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略．
(2)物体各部分的运动情况都相同(如做平动的物体)，一般都可以看成质点．
(3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动．
(1)不能认为平动的物体一定能看成质点．如研究一列火车通过某山洞的时间，火车的长度就要考虑，此时做平动的火车就不能看成质点．
(2)不能认为转动的物体一定不能看成质点．如花样滑冰运动员在滑冰时有很多转动的动作，但若只研究运动员在冰面上所经过的径迹，就可把运动员看成质点．
知识二 参考系
1．定义
在描述一个物体的运动时，选来作为参考的另外的物体．
2．对参考系的理解
(1)参考系的选取是任意的，但为了观测方便和运动的描述尽可能简单，一般以地面为参考系．
(2)同一运动选择不同参考系时，其运动情况可能不同．
(3)为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系．
(1)研究物体运动时不一定要选择参考系．(×)
(2)参考系的选择只能是相对于地面静止的物体．(×)
(3)坐在飞速前进的高铁中的乘客，以车为参考系，乘客是静止的；以地面为参考系，乘客是运动的．(√)
知识三 位移、速度
1．位移与路程
2.平均速度
(1)定义：运动物体的位移和所用时间的比值．
(2)定义式：eq \x\t(v)＝eq \f(Δx,Δt).
(3)方向：跟物体位移的方向相同．
高考总复习•新课标物理3.瞬时速度
(1)定义：运动物体在某时刻或某位置的速度．
(2)物理意义：精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢．
(3)速率：物体运动的瞬时速度的大小．
如图所示的位置—时间图象显示了四头奶牛的运动，它们从牧场往回走向牲口棚．请将它们的平均速度从慢到快排序．
[提示] 从纵坐标看位置变化(位移变化)，从横坐标看所用时间，利用v＝eq \f(Δx,Δt)或图线斜率可比较出四头奶牛运动快慢．从慢到快依次为：莫琳达、多里、爱西、比西．
知识四 加速度
1．定义式：a＝eq \f(Δv,Δt)，单位是m/s2.
2．物理意义：描述速度变化的快慢．
3．方向：与速度变化的方向相同．
4．判断物体加速或减速的方法
(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体加速．
(2)当a与v垂直时，物体速度大小不变．
(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速．
加速度为正值时，物体一定加速吗？
[提示] 不一定．物体加速的条件是速度与加速度同向．若a为正而v为负时，则物体减速运动．
1．(多选)伦敦奥运会中国代表团以38金、27银、23铜名列奖牌榜第2名．下列与体育运动有关的叙述中，研究对象可以看做质点的有( )
A．讨论运动员参加10 000 m比赛的成绩时
B．研究体操运动员动作的规范性时
C．研究乒乓球的旋转角度和受力点时
D．研究铁饼在空中的运动轨迹时
【答案】 AD
图1－1－1
2．2013年11月26日上午，我国辽宁号航母在海军导弹驱逐舰沈阳舰、石家庄舰和导弹护卫舰烟台舰、潍坊舰的伴随下赴南海进行训练．以下说法正确的是( )
A．航母上的观察员感觉海水向后退，所选的参照物是海水
B．航母上的观察员感觉海水向后退，所选的参照物是航母
C．航母上的观察员感觉其他舰没有动，其他舰一定是静止的
D．航母上的观察员感觉天空的白云没有动，航母一定是静止的
【答案】 B
3．(多选)关于瞬时速度和平均速度，以下说法正确的是( )
A．一般讲平均速度时，必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度
B．对于匀速直线运动，其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关
C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动
D．瞬时速度是某时刻的速度，只有瞬时速度才能精确描述变速运动物体运动的快慢
【解析】 一般情况下，物体在不同时间(或不同位移)内的平均速度不同，但对于匀速直线运动，物体的速度不变，所以平均速度与哪段时间(或哪段位移)无关，故A、B均正确；平均速度只能粗略地描述变速运动，只有瞬时速度才能精确描述变速运动的物体运动的快慢，故C错，D正确．
【答案】 ABD
4．在变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法，正确的是( )
A．加速度与速度无必然联系
B．速度减小时，加速度也一定减小
C．速度为零时，加速度也一定为零
D．速度增大时，加速度也一定增大
【解析】 速度和加速度无必然联系，A对；速度减小时，加速度也可以增大或不变，B错；速度为零时，加速度不一定为零，C错；速度增大，加速度也可以不变或减小，D错．
【答案】 A
5.
图1－1－2
(2011·上海高考)图1－1－2是一张天文爱好者经长时间曝光拍摄的“星星的轨迹”照片．这些有规律的弧线的形成，说明了( )
A．太阳在运动
B．月球在公转
C．地球在公转
D．地球在自转
【解析】 从题图中可以看出星星的轨迹呈现圆弧形状，这种现象的发生实际上不是恒星在运动，而是因地球自转拍摄到的恒星相对位置变化的现象．即选择地球表面为参考系，所观察到的恒星运动轨迹．
【答案】 D
考点一 [01] 对质点和参考系的理解
一、质点
1．物体可看做质点的条件
研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略．
2．质点是一种理想化模型，实际并不存在
(1)理想化模型是分析、解决物理问题常用的方法，它是对实际问题的科学抽象，可以使一些复杂的物理问题简单化．
(2)物理学中理想化的模型有很多，如“质点”、“轻杆”、“光滑平面”、“自由落体运动”、“点电荷”、“纯电阻电路”等，都是突出主要因素，忽略次要因素而建立的物理模型．
二、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．选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能不同．
——————[1个示范例] ——————
图1－1－3
2014年2月中旬国际泳联大奖赛西班牙站女子10 m跳台赛中，如图1－1－3所示，是比赛中的瞬间照．下列说法正确的是( )
A．为了研究运动员的技术动作，不能将运动员视为质点
B．运动员质量太大，不能将运动员视为质点
C．运动员体积太大，不能将运动员视为质点
D．运动员速度太大，不能将运动员视为质点
【解析】 因运动员的技术动作有转动情况，不能将正在比赛的运动员视为质点，A正确；一个物体能否看成质点，跟自身体积，质量和运动速度的大小无关，B、C、D错误．
【答案】 A
——————[1个预测例]——————
甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动．甲说：“它在做匀速运动．”乙说：“它是静止的．”丙说：“它在做加速运动．”这三个人的说法( )
A．在任何情况下都不对
B．三人中总有一人或两人的说法是错误的
C．如果选择同一参考系，那么三个人的说法都对
D．如果各自选择自己的参考系，那么三个人的说法就可能都对
【解析】 如果被观察物体相对于地面是静止的，甲、乙、丙相对于地面分别是匀速运动、静止、加速运动，再以他们自己为参考系，则三个人的说法都正确，A、B错误，D正确；在上面的情形中，如果他们都选择地面为参考系，三个人的观察结果应是相同的，因此C错误．
【答案】 D
考点二 [02] 区别平均速度、瞬时速度、平均速率
一、平均速度与瞬时速度的区别与联系
1．区别：平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，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Δt→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，它与平均速度的大小没有对应关系．
——————[1个示范例] ——————
图1－1－4
(多选)如图1－1－4所示，一个人沿着一个圆形轨道运动，由A点开始运动，经过半个圆周到达B点．下列说法正确的是( )
A．人从A到B的平均速度方向由A指向B
B．人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向
C．人在B点的瞬时速度方向由A指向B
D．人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向
【解析】 物体在某段时间内平均速度的方向与位移的方向相同，所以人从A到B的平均速度方向由A指向B，A正确，B错误．物体在某一点的瞬时速度的方向就是物体在该点的运动方向，人在B点时的运动方向为沿B点的切线方向，所以人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向，C错误，D正确．
【答案】 AD
——————[1个预测例]——————
图1－1－5
(多选)如图1－1－5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．下列说法正确的是( )
A．物体沿曲线A→E的平均速率为1 m/s
B．物体在ABC段的平均速度为eq \f(\r(5),2) 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点的瞬时速度
D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度
【审题指导】 题图为轨迹图，已知每个坐标方格长度1 m，可求出各段位移大小，但不能计算出轨迹长度．
【解析】 平均速率是路程与时间的比值，图中信息不能求出ABCDE段轨迹长度，故不能求出平均速率，A错．
由eq \x\t(v)＝eq \f(x,t)可得：eq \x\t(v)AC＝eq \f(\r(5),2) m/s，故B正确．
所选取的过程离A点越近，该过程的平均速度越接近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】 BC
考点三 [03] 速度、速度的变化量、加速度的比较
一、速度、速度变化量和加速度的对比
二、对速度与加速度关系的三点提醒
1．加速度a不是反映运动的快慢，也不是反映速度变化量的大小，而是反映速度变化的快慢，即速度的变化率，eq \f(Δv,Δt)越大，a越大．
2．加速度a与速度v无直接关系，与Δv也无直接关系，v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大．
3．速度大小的改变关键是看速度的方向和加速度的方向是否相同，如果相同，则速度增大；如果相反，则速度减小．
——————[1个示范例] ——————
关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是( )
A．速度变化越大，加速度就越大
B．速度变化越快，加速度就越大
C．加速度不变，速度方向就保持不变
D．加速度不断变小，速度就不断变小
【解析】 速度变化大，可能所用时间也很大，则加速度不一定大，故选项A错误．由加速度的物理意义可知选项B正确．速度的变化包括大小和方向，可知选项C错误．加速度的方向和速度方向相同时，速度不断变大，加速度方向和速度方向相反时，速度不断变小，故选项D错误．
【答案】 B
——————[1个预测例]——————
(多选)有关加速度方向的理解，下列说法中正确的是( )
A．由a＝eq \f(Δv,Δt)知，a的方向与Δv的方向相同
B．a的方向与初速度v0的方向相同
C．只要a>0，物体就做加速运动
D．a的方向与初速度的方向相同，则物体做加速运动
【解析】 由于正方向是人为规定的，可以规定初速度方向为正方向，也可以规定与初速度方向相反的方向为正方向，这样，当a>0时，物体不一定做加速运动；要分析是加速运动还是减速运动，应分析加速度方向与速度方向的关系．故正确答案为A、D.
【答案】 AD
求瞬时速度的法宝——极限法
一、方法概述
极限法是把某个物理量推向极端，即极大和极小或极左和极右，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论．极限法在某些物理问题的分析计算中具有独特作用，恰当应用极限法可使问题化难为易，化繁为简，思路灵活，判断准确．
二、解题思路
1．由平均速度公式v＝eq \f(Δx,Δt)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．测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx，然后可由v＝eq \f(Δx,Δt)求出物体在该位置的瞬时速度，这样瞬时速度的测量便可转化成为微小时间Δt和微小位移Δx的测量．
——————[1个示范例] ——————
为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板，如图1－1－6所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10 s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝3.0 s．试估算：
图1－1－6
(1)滑块的加速度多大？
(2)两个光电门之间的距离是多少？
【规范解答】 (1)遮光板通过第一个光电门的速度
v1＝eq \f(L,Δt1)＝eq \f(0.03,0.30) m/s＝0.10 m/s
遮光板通过第二个光电门的速度
v2＝eq \f(L,Δt2)＝eq \f(0.03,0.10) m/s＝0.30 m/s
故滑块的加速度a＝eq \f(v2－v1,Δt)≈0.067 m/s2.
(2)两个光电门之间的距离x＝eq \f(v1＋v2,2)Δt＝0.6 m.
【答案】 (1)0.067 m/s2 (2)0.6 m
——————[1个方法练]——————
图1－1－7
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1－1－7所示．在小车上固定遮光板，使遮光板的前端与车头齐平，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( )
①四个遮光板中，挡光片Ⅰ的宽度最小
②四个遮光板中，挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中，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
④四次实验中，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
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
【解析】 由于小车从同一高度下滑，那么到达光电门处的速度相同，从通过光电门的时间来看，遮光板Ⅳ通过光电门的时间最短，则它的宽度最小，这段时间内的平均速度也就越接近小车车头到达光电门处的瞬时速度，所以D正确．
【答案】 D
⊙参考系的选取
1．(2013·丰台区模拟)飞机着地后还要在跑道上滑行一段距离，机舱内的乘客透过窗户看到树木向后运动，乘客选择的参考系是( )
A．停在机场的飞机 B．候机大楼
C．乘客乘坐的飞机 D．飞机跑道
【解析】 乘客看到的树木向后运动是因为他(她)与飞机相对树木向前滑行，他选的参照系显然是他乘坐的飞机，其余选项中的参照物均与树木相对静止．
【答案】 C
⊙质点、参考系、加速度、速度的理解
2．嫦娥三号月球探测器于2013年12月2日凌晨发射升空，2013年12月14日成功完成月面软着陆，2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离，这标志着我国的航天事业又一次腾飞，下面有关嫦娥三号的说法正确的是( )
图1－1－8
A．嫦娥三号在刚刚升空的时候速度很小，加速度也很小
B．研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时，可以将其看作质点
C．研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时，可以将其看作质点
D．“玉兔号”月球车静止在月球表面时，其相对于地球也是静止的
【答案】 B
⊙位移—时间图象的理解
3．(多选)如图1－1－9所示为两位跑步者的位移—时间图象．
图1－1－9
以下选项正确的是( )
A．一开始跑步者A在前，B在后
B．P点以后跑步者A仍在前
C．跑步者B在P点追上了A
D．跑步者B的速度大于A的速度
【解析】 从纵轴上看位置变化，从横轴上看时间长短，从斜率上看速度大小．结合图线信息，可判断出A、C、D选项正确，B项错误．
【答案】 ACD
⊙加速度、速度、位移关系的理解
4．一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中( )
A．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值
B．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值
C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大
D．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值
【解析】 因加速度与速度方向相同，故物体速度要增加，只是速度增加变慢一些，最后速度达到最大值，A错误，B正确；因质点沿直线运动方向不变，所以位移一直增大，C、D错误．
【答案】 B
5．如图1－1－10所示，高速公路的安全工程师会建造软隔离带，使汽车撞到它们后能够安全地慢下来．已知系上安全带的乘客可以经受的加速度为－3.0×102 m/s2.安全隔离带应该多厚，才能安全地阻挡以110 km/h的速度行驶的汽车的撞击．
图1－1－10
【解析】 汽车撞击过程可视为匀减速过程，a＝－3.0×102 m/s2
v0＝110 km/h＝30.6 m/s
Δv＝0－v0＝－30.6 m/s
由a＝eq \f(Δv,Δt)可得Δt＝eq \f(Δv,a)
＝eq \f(30.6,3.0×102) s＝0.1 s
安全隔离带的厚度为：
x＝eq \x\t(v)·t＝eq \f(v0,2)·Δt
＝1.5 m
【答案】 1.5 m
考 纲 点 击
备 考 指 南
1.参考系、质点Ⅰ
1.直线运动的有关概念、规律是本章的重点，匀变速直线运动规律的应用及v－t图象是本章的难点．
2.注意本章内容与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情景的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题.
3.本章规律较多，同一试题往往可以从不同角度分析，得到正确答案，多练习一题多解，对熟练运用公式有很大帮助.
2.位移、速度和加速度Ⅱ
3.匀变速直线运动及其公式、图象Ⅱ
实验一：研究匀变速直线运动
概念
区别
联系
位移
位移表示质点的位置变化，它是从初位置指向末位置的有向线段
(1)位移是矢量，方向由初位置指向末位置
(2)路程是标量，没有方向
(1)一般情况下，位移的大小小于路程
(2)在单向直线运动中，位移大小等于路程
路程
路程是物体实际运动的轨迹长度
物理量
物理意义
公式及单位
关系
速度v
表示运动的快慢和方向
v＝eq \f(Δx,Δt) m/s
三者无必然联系，v很大，Δv可以很小，甚至为零，a也可大可小．相同的是三者均为矢量
速度的变化量Δv
表示速度变化的大小和方向
Δv＝v2－v1 m/s
加速度a
表示速度变化的快慢和方向
a＝eq \f(Δv,Δt) m/s2
实验次数
不同的遮光板
通过光电
门的时间/s
速度/ (m·s－1)
第一次
Ⅰ
0.230 44
0.347
第二次
Ⅱ
0.174 64
0.344
第三次
Ⅲ
0.116 62
0.343
第四次
Ⅳ
0.058 50
0.342
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