内容正文:
命题探究
试题情境
1.命题分析:本部分内容在高考命题中主要以选择题的形式出现,有时也以实验题的形式出现,主要涉及运动学的概念、规律及图像等问题;试题注重与生活生产实际相结合,注重基础,突出实验,强调能力。
2.趋势分析:利用运动图像考查匀变速直线运动是近几年高考的命题热点,以质点的直线运动为背景命制的试题重点考查学生从图像中获取、处理和应用有效信息的能力。
1.生活实践类:安全行车,交通运输,体育运动,如汽车刹车、飞机起飞、高铁运行等。
2.学习探索类:伽利略对自由落体运动的研究,速度的测量,测量重力加速度。
第1讲 运动的描述
一、质点、参考系
1.质点
(1)定义:在某些情况下,可以忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有质量的点,这样的点叫作质点。
(2)将物体看成质点的条件
物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计。
物体上任何一点的运动情况可以代表整个物体的运动,则可以看成质点。
2.参考系
(1)定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。
(2)选取:在描述一个物体的运动时,参考系可以任意选择。
二、时间、位移
1.时间间隔与时刻(如图所示)
2.位移和路程
类别
位移
路程
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
路程是质点运动轨迹的长度
区别
位移是矢量,方向由初位置指向末位置
路程是标量,没有方向
联系
(1)在单向直线运动中,位移的大小等于路程
(2)一般情况下,位移的大小小于路程
三、速度
1.平均速度:物体发生的位移与发生这段位移所用时间之比,即v=,是矢量,其方向为对应位移的方向。
2.瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度,是矢量。
3.速率:瞬时速度的大小。
四、加速度
1.定义式:a=(比值定义法),单位为m/s2。
2.物理意义:表示速度变化的快慢。
3.方向:与速度变化的方向相同,是矢量。
在学校标准运动场上,某同学分到第一跑道参加400米比赛,成绩为58 s,冲刺速度为8 m/s,他在第一个100 m直道中所用时间为13 s,则
(1)记录该同学的比赛成绩时,可以把该同学看作质点。( )
(2)比赛成绩58 s为时刻,13 s为时间间隔。( )
(3)该同学以自己为参考系,看到观众是静止的。( )
(4)此比赛中该同学的位移为零,路程为400 m。( )
(5)该同学在100 m直道中的平均速度为7.69 m/s,冲刺速度8 m/s则为瞬时速度。( )
(6)一般情况下,起跑时的速度增加最快,即加速度最大。( )
答案: (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√
考点一 对质点、参考系、位移的理解
1.对质点的理解
(1)质点是对物体的科学抽象,是一个理想化“物理模型”。
(2)若所关注的研究对象其形状和大小为次要因素时,则物体可以看作质点。
2.对参考系的理解:对于同一个物体运动的描述,选取的参考系不同,其运动性质可能不同。比较不同物体的运动情况时,则必须选取同一个参考系。
针对练1.(2021·浙江卷)用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示,下列说法正确的是( )
A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫可视为质点
B.研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球可视为质点
C.研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿可视为质点
D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马可视为质点
A [研究猫在地板上行走的速度时,可以忽略猫的大小,将其看成质点,选项A正确;研究旋转球周围水珠的形成原因时,由于要考虑旋转球的形状、大小、转速,故不可将其看成质点,选项B错误;研究鸟儿是否能停在树桩上时,由于要考虑鸟儿的姿势,故鸟儿不可看成质点,选项C错误;研究马及运动员能否越过障碍物时,要分析马的形态,所以不可将其看成质点,选项D错误。]
针对练2.物理的发展,科技的进步给人民生活带来很多便利,如图所示为某款出行软件给“不识路”的驾车一族提供的导航界面,下列说法正确的是( )
A.图中推荐的三种方案位移都相同
B.图中的“104公里”“106公里”“95公里”指的是位移的大小
C.图中推荐的第三种方案驾车路程最短,且位移大小等于路程
D.图中研究汽车在导航图中的位置时,不可以把汽车看作质点
A [由于初位置与末位置相同,所以三种方案位移都相同,选项A正确;图中的“104公里”“106公里”“95公里”指的是路程,选项B错误;由于汽车行驶的轨迹不是直线,所以位移大小不等于路程,选项C错误;由于距离比汽车大小大得多,所以研究汽车在导航图中的位置时,可以将汽车看作质点,选项D错误。]
针对练3