内容正文:
第一章 运动的描述
直线运动作为基础运动形式,一直是高考热点,对本章内容的考查则以图像问题和运动学规律的应用为主,题型通常为选择题(规律分析)。 高考越来越注重对运动规律、运动图像与实际生活相结合的应用考查,在2023年高考复习中应多加关注此类问题(热点锁定)。
第1讲 描述运动的基本概念
【考试要求】 1.知道参考系、质点的概念,在实际问题中能恰当地选择参考系和构建质点模型。2.区分位移和路程、平均速度和瞬时速度、速度和加速度的概念及其关系,体会极限的思想方法。
备考第1步——梳理教材基础,落实必备知识
一、质点与参考系
1.质点[1]
(1)定义:用来代替物体的有质量的点。
(2)条件:如果物体的大小和形状对研究运动问题的影响可以忽略,该物体就可以看做质点。
2.参考系
(1)定义:描述一个物体的运动时,用来做参考的物体称为参考系[2]。
(2)特点:选取不同的参考系来观察同一个物体的运动,其运动性质一般是不同的。
注解[1] 质点是理想化物理模型,同一物体有时可看成质点,有时不能看成质点。
注解[2] 通常以地面为参考系。
二、位移与速度
1.位移和路程[3]
(1)位移:由初位置指向末位置的有向线段。
(2)路程:运动物体实际轨迹的长度。
2.速度与速率[4]
(1)平均速度:v=。单位:m/s。
(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度。
(3)速率:瞬时速度的大小。
(4)平均速率[5]:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值。
注解[3] 位移是矢量,路程是标量。只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程。
注解[4] Δx是位移。平均速度方向与位移的方向相同,瞬时速度方向即物体运动的方向。平均速度、瞬时速度均为矢量,速率、平均速率均为标量。
注解[5] 平均速率≥平均速度大小。
三、加速度
1.意义:描述物体速度变化快慢的物理量[6]。
2.定义式:a=。单位:m/s2。
3.方向[7]:与速度变化量的方向相同(选“相同”或“相反”)。
注解[6] 速度变化快慢、速度变化率、加速度三者的含义相同,速度变化快,也就是速度变化率大,加速度大。
注解[7] a的方向与v的方向无关,是矢量。
课前热身小题
1.下列关于物理学的基本知识说法正确的是( )
A.只有静止的物体才能被选为参考系
B.小明早上6点30分出门去上学,“6点30分”是时间间隔
C.地球有时可以看成质点,有时不能看成质点
D.国际马拉松比赛的总长42.195公里指的是位移
解析:一切物体都能被选为参考系,A错误;“6点30分”是时刻,B错误;研究地球自转时,地球不能看成质点,研究地球公转时,地球可以看成质点,C正确;42.195公里指的是路程,D错误。
答案:C
2.将一条长为L的纸带扭转180°后连接两端就构成了一个莫比乌斯环,不考虑连接纸带时的长度损失。一只蚂蚁以恒定的速率v从P点沿纸带中线向前爬行,当其再一次来到P点的整个过程中,蚂蚁的( )
A.路程为L B.位移的大小为L
C.加速度始终为零 D.平均速度为零
解析:从P点出发再次来到P点,路程为2 L,位移为零,AB错误;由于速度方向不断改变,即速度在变化,故加速度不为零,C错误;由=可知,位移为零,平均速度为零,D正确。故选D。
答案:D
3.(多选)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,加速度就一定越大
B.速度为零,加速度就一定为零
C.速度很小,加速度可能很大
D.速度很大,加速度可能是零
解析:物体的速度变化大,但所需时间很长,物体速度的变化率可能很小,即加速度就会很小,故A错误;物体的速度为零,但物体速度的变化率可以不为零,即物体的加速度不为零,故B错误;速度很小,但速度的变化率很大,加速度就很大,故C正确;速度很大,加速度可能是零,例如较大速度的匀速直线运动,故D正确。
答案:CD
备考第2步——突破核心考点,提升关键能力
考点一 质点、参考系和位移
【核心知识】
1.质点的进一步说明
(1)平动的物体通常可视为质点。
(2)有转动但可以忽略时,也可以把物体视为质点。
2.参考系的两点注意
(1)同一物体的运动,相对于不同的参考系一般是不同的。
(2)比较多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时,必须选择同一参考系。
3.位移与路程的两点区别
决定因素不同
①位移由初、末位置决定;②路程由实际的运动路径决定
运算法则不同
①位移应用矢量的平行四边形定则运算;②路程应用标量的代数运算法则运算
【跟踪训练】
1.如图所示,高楼上方,蔚蓝的天空中飘着一朵白云。某人静立在地面上仰望一座高楼,感到高楼上端正向他这边倾斜。关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.人以地面为参考系,高楼