1.1 描述运动的基本概念（精讲）-2021年高考物理一轮复习学与练

专题1.1描述运动的基本概念 【考情分析】 1.高考命题以选择题和实验题为主，以计算题为辅。 2.命题热点为运动学基本规律的应用和图象问题，实验题以测瞬时速度和加速度为主。 【核心素养分析】 物理观念：参考系、质点、位移、速度、加速度、匀变速直线运动、自由落体运动。 科学思维：在特定情境中运用匀变速直线运动模型、公式、推论及图象解决问题(如2018全国卷Ⅱ·T19、Ⅲ·T18)。 科学探究：研究匀变速直线运动的特点(如2017全国Ⅰ卷·T22，2019Ⅱ卷·T22)。 科学态度与责任：以生产、生活实际为背景的匀变速直线运动规律的应用(如2019全国Ⅰ卷·T18)。 【重点知识梳理】 一、参考系　质点 1．参考系 (1)定义：为了研究物体的运动而假定不动的物体。 (2)选取原则：可任意选取，但对同一物体的运动，所选的参考系不同，对它运动的描述可能会不同。通常以地面为参考系。 2．质点 (1)定义：用来代替物体的有质量的点。 (2)物体可看做质点的条件：研究一个物体的运动时，物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略。 二、位移　速度 1．位移和路程 (1)位移描述物体位置的变化，用从初位置指向末位置的有向线段表示，是矢量。 (2)路程是物体运动轨迹的长度，是标量。 2．速度和速率 (1)平均速度：物体的位移与发生这段位移所用时间的比值，即＝，其方向与位移的方向相同，是矢量。 (2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或某一位置的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量。 (3)速率：瞬时速度的大小，是标量。 (4)平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小。 三、加速度 1．定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。 2．定义式：a＝。 3．方向：与速度变化的方向相同，是矢量。 4．物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量。 【知识拓展】 1．速度、速度变化量和加速度的对比 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－v0 a＝＝ 决定因素 由比值决定 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 即物体运动的方向 与a的方向相同 与Δv及F的方向相同，由F的方向决定，与v0、v的方向无关 2.判断直线运动中“加速”或“减速”的方法 【典型题分析】 高频考点一 质点和参考系 例1．（2020·辽宁省本溪一中模拟）2019年国际航空展于10月14日—16日在德国慕尼黑举行，如图所示是西班牙空军“鹰巡逻队”在上届柏林国际航空展上进行飞行表演。下列关于“鹰巡逻队”特技飞行表演的说法正确的是(　　) 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．若飞机保持队形飞行时，以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的 D．若飞机保持队形飞行时，以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的 【方法技巧】 1．理想化模型 (1)为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在． (2)以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”． 2．建立质点模型的两个关键点 (1)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)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． 3．参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则． (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． 【变式探究】（2020·湖南省益阳一中模拟）第32届夏季奥林匹克运动会将于2020年在日本的东京举行．东京成为奥运史上亚洲第一个举办两次奥运会的城市．在评判下列运动员的比赛成绩时，运动员可视为质点的是(　　) 高频考点二 路程和位移 例2．（2020·山西省忻州一中模拟）如图所示，在水平面上一只蚂蚁沿半径为r的半圆弧从a点爬到b点，下列关于它通过的位移和路程的说法，正确的是(　　) A．路程为πr，方向沿圆弧由a指向b B．位移为2r，方向沿ab直线由a指向b C．位移为πr，方向沿圆弧由a指向b D．路程为2r，方向沿ab直线由a指向b 【方法规律】位移和路程的区别 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