内容正文:
专题01 描述运动的基本概念
目录
考点一 质点和参考系 位移和路程 1
考向1 物体看做质点的条件 2
考向2 参考系的选取 3
考向3 位移与路程的不同 3
考点二 平均速度与瞬时速度 4
考向1 平均速度的计算方法 5
考向2 平均速度和瞬时速度的区别 5
考向3 平均速度与平均速率的比较 6
考点三 加速度 7
考向1 加速度的计算 9
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系 10
考向3 物体速度变化规律分析 10
考向4 利用图像分析加速度 10
考点一 质点和参考系 位移和路程
知识点1 质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点。
2.对质点的三点说明:
(1)质点是一种理想化物理模型,实际并不存在。
(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小和形状来判断。
(3)质点不同于几何“点”,是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
知识点2 参考系
1.定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。
2.参考系的选取:
①参考系的选取是任意的,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体应认为是 的,通常选地面为参考系。
②对于同一物体,选择不同的参考系时观察到的运动结果一般不同。
3.对参考系“两性”的认识:
(1)任意性:参考系的选择原则上是任意的,通常选地面为参考系。
(2)同一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系。
知识点3 时间和时刻 位移和路程
1.时间和时刻:
时刻是表示某一瞬间,如果以一维坐标表示时间轴,则轴上的点表示时刻,而两坐标点之间的线段表示时间间隔。
2.位移和路程
项目
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;运算法则是平行四边形定则或三角形定则;
(2)路程是标量,没有方向,运算符合代数 运算法则
(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轨迹的长度
【特别提醒】
1.决定因素不同:位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。
2.运算法则不同:位移应用矢量的平行四边形定则运算,路程应用标量的代数运算法则运算。
考向1 物体看做质点的条件
1.在杭州亚运会上,我国体育健儿奋勇拼搏,以201块金牌、111块银牌、71块铜牌的优异成绩荣获奖牌榜第一名。以下各图是亚运会中的精彩瞬间,下列说法正确的是( )
A.研究甲图中帆船比赛的成绩时,帆船可以看成质点
B.研究乙图中运动员跨栏动作时,运动员可以看成质点
C.研究丙图中乒乓球旋转情况时,乒乓球可以看成质点
D.研究丁图中运动员跳高动作时,身体各部分的速度可视为相同
2.北京时间2023年10月26日17时46分,神舟十七号载人飞船成功对接于空间站“天和核心舱”前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。北京时间2023年10月26日19时34分,神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组入驻“天宫”。以下说法正确的是( )
A.“北京时间2023年10月26日17时46分”和“6.5小时”都是指时间间隔
B.对接完成后,载人飞船相对“天和核心舱”是运动的
C.在地面观测载人飞船在太空中的运行轨迹时,可以将载人飞船看做质点
D.在地面观测载人飞船与“天和核心舱”对接过程,可以将载人飞船看做质点
考向2 参考系的选取
3.《镜花缘》第79回中宝云问奶公家乡有什么趣闻,奶公说:“前几天刮了一阵大风,把咱家院内的一口水井吹到篱笆墙外去了。”关于上文的描述,下列说法正确的是( )
A.研究篱笆墙在风中运动的形态变化时可以将篱笆墙看成质点
B.文中的描述“几天”对应的是一个时刻
C.以大地作为参考系,水井是运动的
D.以篱笆墙作为参考系,水井是运动的
4.在一次冲浪游戏中,有甲、乙、丙三人,甲看岸边向前运动,乙看到甲匀速向前,甲看到丙匀速向前,丙看到乙匀速向后。那么,从地面上看,关于甲、乙、丙的运动情况说法正确的是( )
A.甲、乙匀速向后,v乙<v甲,丙可能停在原地
B.甲、乙匀速向后,v乙>v甲,丙可能匀速向后,且v丙>v甲
C.甲、乙匀速向后,v乙>v甲,丙可能匀速向前
D.以上说法均不对
考向3 位移与路程的不同
5.某学校田径运动场跑道示意图如图所示,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400m、800m赛跑的起点;B点是100m赛跑的起跑点,在校运动会中,甲、乙、丙三个同学分别参加了100m、400m和800m比赛,则( )
A.乙的位移最大 B.丙的位移最大 C.乙、丙的路程相等 D.丙的路程最大
6.汽车导航已成为我们出行时必不可少的工具,某次导航时导航仪的界面图如图所示。则以下说法正确的是( )
A.研究汽车在导航图中的位置时,不能把汽车看作质点
B.常规路线中的“55.4公里”是指位移大小
C.常规路线中显示的“1小时36分”是指时刻
D.汽车分别按照常规路线和方案二行驶,两次运动的位移相同,路程不同
考点二 平均速度与瞬时速度
知识点1 平均速度
1.物理意义:表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度。
2.平均速度是过程量,与位移和时间有关,求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间的平均速度。
3.=是平均速度的定义式,适用于所有的运动。
【特别提醒】
1.匀变速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即=v。
2.平均速度与平均速率的比较
平均速率≠平均速度大小
(1)平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值。
(2)一般情况下,平均速率大于平均速度的大小。
(3)单向直线运动中,平均速率等于平均速度的大小。
知识点2 瞬时速度
1.瞬时速度是状态量,与位置和时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。
2.瞬时速度等于运动时间Δt→0的平均速度。
【特别提醒】对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等。
考向1 平均速度的计算方法
7.小蚂蚁从a点沿着边长为L的立方体三条棱ab、bc、cd运动到d点,在三条棱上运动的时间相同,则小蚂蚁( )
A.从a运动到c的位移大小为
B.从a到c的位移与从b到d的位移相同
C.从a到c的平均速度是从a到b平均速度的倍
D.从a到b的平均速度是从a到d平均速度的倍
8.在以速度匀速上升的电梯里,一小球从电梯地板以速度()被竖直向上弹出后又落回到电梯地板,这一过程中小球没有触碰电梯天花板,不计空气阻力,重力加速度为g。则( )
A.小球在空中运动的位移大小一定等于路程
B.小球在空中运动的平均速度大于电梯的速度
C.小球在空中运动的平均速度小于电梯的速度
D.小球从抛出到离电梯天花板最近时,电梯的位移为
考向2 平均速度和瞬时速度的区别
9.如图所示的扇叶上有a、b两点,在扇叶匀速转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.匀速转动时,a、b两点的瞬时速度相同
B.匀速转动一周,a、b两点的平均速度相同
C.匀速转动半周,a、b两点的平均速率相同
D.匀速转动半周,a、b两点的平均速度相同
10.甲乙两车在同一平直公路上同向运动。零时刻起,甲车从静止出发做匀加速运动,乙做匀速运动,各自的位置x随时间t的变化情况如图,两条图线相切于,其中。则( )
A.在0到t1这段时间内,甲车位移等于乙车位移
B.在到时间内,甲车的平均速度大小是
C.在时刻,甲车的瞬时速度大小是
D.在时刻,甲车的瞬时速度大小是
考向3 平均速度与平均速率的比较
11.福州地铁5号线一期工程从荆溪厚屿站至螺洲古镇站已开通,运行线路如图,线路长约22.4km,单程运行时间约40分钟,列车最高运行时速为80km/h。关于福州地铁5号线,下列说法正确的是( )
A.线路长约22.4km,指的是地铁运行的位移
B.全程运行过程中,列车不能视为质点
C.80km/h指的是平均速度大小
D.列车运行的平均速率约为33.6km/h
12.一支150m长的抢险救灾队伍匀速前进,位于队尾的队长放出无人机到前方1000m处侦察受灾路况,拍照后立即返回,当无人机返回队长处时,队伍已前进了200m。无人机的运动轨迹图如图所示,对整个运动过程,下列说法正确的是( )
A.无人机的路程为1400m
B.无人机的位移大小为400m
C.若无人机的平均速率为45m/s,则队伍的速度为5m/s
D.若队伍的速度为4m/s,则无人机的平均速度为16m/s
考点三 加速度
知识点 加速度
1.加速度的计算
(1)确定正方向。
(2)确定初速度v0、末速度v。
(3)根据公式a==求解。
2.速度、速度变化量与加速度的关系
速度
速度变化量
加速度
物理意义
描述物体运动的快慢
描述物体速度的变化
描述物体速度变化的快慢
定义式
v=
Δv=v-v0
a==
方向
与位移Δx同向,即物体运动的方向
由v-v0或a的方向决定
与Δv的方向一致,由合力F的方向决定,而与v0、v的方向无关
3.物体速度变化规律分析
根据a与v的方向关系判断物体加速还是减速
(1)a和v同向(加速直线运动)⇒
(2)a和v同向(加速直线运动)⇒
4.用图像分析加速度
(1)v-t图像中的“速时比加速度”
图像的斜率即为速时比加速度:;
(2)v-x图像中的“速位比加速度”
速时比加速度:;速位比加速度:;
二者关系:
①当A>0且恒定时,a随v增大而变大;
②当A<0且恒定时,a随v减小而变小;
(3) a-t图像中的“急动度”
急动度:,即加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。
考向1 加速度的计算
13.如图所示,弹丸和足球的初速度均为,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s,弹丸击穿木板后速度大小变为2m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5m/s,则下列弹丸和足球作用木板时加速度大小及方向正确的是( )
A.弹丸:,方向向左 B.弹丸:,方向向右
C.足球:,方向向左 D.足球:,方向向右
14.近几年来我国新能源汽车发展迅速,现对国产某品牌新能源汽车进行性能测试。已知该汽车在时间t内通过了位移s,同时它的速度变为原来的N倍。如果汽车做的是匀加速直线运动,该汽车加速度大小为( )。
A. B. C. D.
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系
15.下列关于物体的速度、速度变化量以及加速度的说法正确的是( )
A.速度的方向就是加速度的方向
B.物体的速度很大,则加速度也一定很大
C.速度变化量越大,则加速度的也一定越大
D.速度变化量的方向就是加速度的方向
16.关于速度、速度的变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.若质点的加速度不为零,则其速度大小一定发生变化
B.若质点的加速度与速度的方向不相同,则该质点一定做减速运动
C.质点速度的变化方向与其加速度的方向相同
D.若质点的速度方向不断变化,则其速度变化量的方向一定不断发生变化
考向3 物体速度变化规律分析
17.汽车的初速度是,经过一段时间后速度变为,用表示时间内速度的变化量,为了在图中表示加速度a,我们以初速度的箭头端为起点,以后来的速度的箭头端为终点,作出一个新的箭头,表示速度的变化量。则下图中能正确表示汽车做减速运动的是( )
A. B.
C. D.
18.一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。在此过程中( )
A.速度逐渐增大,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.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移达到最小值
考向4 利用图像分析加速度
19.物块在水平面上在外力作用下发生运动,其速度随位移变化的规律如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物块做匀加速直线运动
B.物块的加速度逐渐减小
C.物块的加速度逐渐增大
D.物块的加速度先逐渐增大后保持不变
20.一辆小车在平直路面上做直线运动,其“”图像如图所示,用“加速度的变化率”描述加速度变化的快慢,下列说法中正确的是( )
A.内物体的速度越来越小
B.时,“加速度的变化率”为
C.内物体的速度改变量为
D.后“加速度的变化率”为0,物体的速度也一定为0
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!6
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题01 描述运动的基本概念
目录
考点一 质点和参考系 位移和路程 1
考向1 物体看做质点的条件 2
考向2 参考系的选取 3
考向3 位移与路程的不同 4
考点二 平均速度与瞬时速度 5
考向1 平均速度的计算方法 6
考向2 平均速度和瞬时速度的区别 7
考向3 平均速度与平均速率的比较 9
考点三 加速度 10
考向1 加速度的计算 12
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系 13
考向3 物体速度变化规律分析 14
考向4 利用图像分析加速度 15
考点一 质点和参考系 位移和路程
知识点1 质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点。
2.对质点的三点说明:
(1)质点是一种理想化物理模型,实际并不存在。
(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小和形状来判断。
(3)质点不同于几何“点”,是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
知识点2 参考系
1.定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。
2.参考系的选取:
①参考系的选取是任意的,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体应认为是 的,通常选地面为参考系。
②对于同一物体,选择不同的参考系时观察到的运动结果一般不同。
3.对参考系“两性”的认识:
(1)任意性:参考系的选择原则上是任意的,通常选地面为参考系。
(2)同一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系。
知识点3 时间和时刻 位移和路程
1.时间和时刻:
时刻是表示某一瞬间,如果以一维坐标表示时间轴,则轴上的点表示时刻,而两坐标点之间的线段表示时间间隔。
2.位移和路程
项目
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;运算法则是平行四边形定则或三角形定则;
(2)路程是标量,没有方向,运算符合代数 运算法则
(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轨迹的长度
【特别提醒】
1.决定因素不同:位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。
2.运算法则不同:位移应用矢量的平行四边形定则运算,路程应用标量的代数运算法则运算。
考向1 物体看做质点的条件
1.在杭州亚运会上,我国体育健儿奋勇拼搏,以201块金牌、111块银牌、71块铜牌的优异成绩荣获奖牌榜第一名。以下各图是亚运会中的精彩瞬间,下列说法正确的是( )
A.研究甲图中帆船比赛的成绩时,帆船可以看成质点
B.研究乙图中运动员跨栏动作时,运动员可以看成质点
C.研究丙图中乒乓球旋转情况时,乒乓球可以看成质点
D.研究丁图中运动员跳高动作时,身体各部分的速度可视为相同
【答案】A
【详解】A.研究甲图中帆船比赛的成绩时,帆船的形状、大小可以忽略,帆船可以看成质点,故A正确;
B.研究乙图中运动员跨栏动作时,运动员的形状、大小不可以忽略,运动员不可以看成质点,故B错误;
C.研究丙图中乒乓球旋转情况时,乒乓球的形状、大小不可以忽略,乒乓球不可以看成质点,故C错误;
D.研究丁图中运动员跳高动作时,运动员的形状、大小不可以忽略,运动员不可以看成质点,身体各部分的速度不能视为相同,故D错误。
故选A。
2.北京时间2023年10月26日17时46分,神舟十七号载人飞船成功对接于空间站“天和核心舱”前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。北京时间2023年10月26日19时34分,神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组入驻“天宫”。以下说法正确的是( )
A.“北京时间2023年10月26日17时46分”和“6.5小时”都是指时间间隔
B.对接完成后,载人飞船相对“天和核心舱”是运动的
C.在地面观测载人飞船在太空中的运行轨迹时,可以将载人飞船看做质点
D.在地面观测载人飞船与“天和核心舱”对接过程,可以将载人飞船看做质点
【答案】C
【详解】A.“北京时间2023年10月26日17时46分”是指时刻;而“6.5小时”是指时间间隔,选项A错误;
B.对接完成后,载人飞船相对“天和核心舱”是静止的,选项B错误;
C.在地面观测载人飞船在太空中的运行轨迹时,载人飞船大小可忽略不计,可以将载人飞船看做质点,选项C正确;
D.在地面观测载人飞船与“天和核心舱”对接过程,载人飞船大小不可忽略不计,不可以将载人飞船看做质点,选项D错误。
故选C。
考向2 参考系的选取
3.《镜花缘》第79回中宝云问奶公家乡有什么趣闻,奶公说:“前几天刮了一阵大风,把咱家院内的一口水井吹到篱笆墙外去了。”关于上文的描述,下列说法正确的是( )
A.研究篱笆墙在风中运动的形态变化时可以将篱笆墙看成质点
B.文中的描述“几天”对应的是一个时刻
C.以大地作为参考系,水井是运动的
D.以篱笆墙作为参考系,水井是运动的
【答案】D
【详解】A.研究篱笆墙在风中运动的形态变化时,篱笆墙的大小和形状不可以忽略,所以不可以将篱笆墙看成质点,故A项错误;
B.文中描述的几天是两个时刻之间的间隔,所以对应的是时间而不是时刻,故B项错误;
C.以大地为参考系水井的位置并没有发生变化,所以其是静止的,故C项错误;
D.以篱笆墙为参考系,水井的位置发生了变化,所以其是运动的,故D项正确。
故选D。
4.在一次冲浪游戏中,有甲、乙、丙三人,甲看岸边向前运动,乙看到甲匀速向前,甲看到丙匀速向前,丙看到乙匀速向后。那么,从地面上看,关于甲、乙、丙的运动情况说法正确的是( )
A.甲、乙匀速向后,v乙<v甲,丙可能停在原地
B.甲、乙匀速向后,v乙>v甲,丙可能匀速向后,且v丙>v甲
C.甲、乙匀速向后,v乙>v甲,丙可能匀速向前
D.以上说法均不对
【答案】C
【详解】岸边和地面相当于同一参考系,甲看岸边向前运动,所以,甲是匀速向后。乙看到甲匀速向前,说明乙也是匀速向后,且v乙>v甲。甲看到丙匀速向前,有三种可能:丙静止;丙匀速向前;丙匀速向后,且v丙<v甲。丙看到乙匀速向后,也有三种可能:丙静止;丙匀速向前;丙匀速向后,且v丙<v乙。
故选C。
考向3 位移与路程的不同
5.某学校田径运动场跑道示意图如图所示,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400m、800m赛跑的起点;B点是100m赛跑的起跑点,在校运动会中,甲、乙、丙三个同学分别参加了100m、400m和800m比赛,则( )
A.乙的位移最大 B.丙的位移最大 C.乙、丙的路程相等 D.丙的路程最大
【答案】D
【详解】AB.由题意可知A点是所有跑步项目的终点,也是400m、800m赛跑的起点,故乙、丙两同学位移为0;B点是100m赛跑的起跑点,故甲的位移不为零,所以AB错误;
CD.甲、乙、丙三个同学的路程分别为100m、400m和800m,所以丙的路程最大,故C错误,D正确。
故选D。
6.汽车导航已成为我们出行时必不可少的工具,某次导航时导航仪的界面图如图所示。则以下说法正确的是( )
A.研究汽车在导航图中的位置时,不能把汽车看作质点
B.常规路线中的“55.4公里”是指位移大小
C.常规路线中显示的“1小时36分”是指时刻
D.汽车分别按照常规路线和方案二行驶,两次运动的位移相同,路程不同
【答案】D
【详解】A.汽车的大小相对行驶路程可以忽略,因此研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点,故A错误;
B.常规路线中的“55.4公里”是指路程,大于位移大小,故B错误;
C.“1小时36分钟”是指时间间隔,故C错误;
D.汽车分别按照常规路线和方案二行驶,初始位置和末位置相同,位移相同,运动路径不同,路程不同,故D正确。
故选D。
考点二 平均速度与瞬时速度
知识点1 平均速度
1.物理意义:表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度。
2.平均速度是过程量,与位移和时间有关,求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间的平均速度。
3.=是平均速度的定义式,适用于所有的运动。
【特别提醒】
1.匀变速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即=v。
2.平均速度与平均速率的比较
平均速率≠平均速度大小
(1)平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值。
(2)一般情况下,平均速率大于平均速度的大小。
(3)单向直线运动中,平均速率等于平均速度的大小。
知识点2 瞬时速度
1.瞬时速度是状态量,与位置和时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。
2.瞬时速度等于运动时间Δt→0的平均速度。
【特别提醒】对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等。
考向1 平均速度的计算方法
7.小蚂蚁从a点沿着边长为L的立方体三条棱ab、bc、cd运动到d点,在三条棱上运动的时间相同,则小蚂蚁( )
A.从a运动到c的位移大小为
B.从a到c的位移与从b到d的位移相同
C.从a到c的平均速度是从a到b平均速度的倍
D.从a到b的平均速度是从a到d平均速度的倍
【答案】D
【详解】A.小蚂蚁从a到c的位移大小为故A错误;
B.从a到c的位移与从b到d的位移大小相同,方向不同,故B错误;
C.设小蚂蚁在每一条棱上运动的时间为t,则在ab段的平均速度大小为从a到c的平均速度大小为故C错误;
D.从a到d的平均速度大小为故D正确。故选D。
8.在以速度匀速上升的电梯里,一小球从电梯地板以速度()被竖直向上弹出后又落回到电梯地板,这一过程中小球没有触碰电梯天花板,不计空气阻力,重力加速度为g。则( )
A.小球在空中运动的位移大小一定等于路程
B.小球在空中运动的平均速度大于电梯的速度
C.小球在空中运动的平均速度小于电梯的速度
D.小球从抛出到离电梯天花板最近时,电梯的位移为
【答案】D
【详解】A.根据题意可知,小球向上做初速度的匀减速直线运动,电梯做向上的匀速运动,当小球的速度未减小到0,电梯追上小球,此时小球在空中运动的位移大小等于路程,当小球的速度减小到0时,电梯未追上小球,则小球将下降,此时小球在空中运动的位移大小小于路程,故A错误;
BC.整个运动过程,小球与电梯的位移相同,运动时间相同,所以小球的平均速度一定与电梯的速度大小相同,故BC错误;
D.根据题意可知,小球抛出后,当小球速度与电梯速度相等时,小球离电梯天花板最近,则有解得运动时间为则电梯的位移为故D正确。故选D。
考向2 平均速度和瞬时速度的区别
9.如图所示的扇叶上有a、b两点,在扇叶匀速转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.匀速转动时,a、b两点的瞬时速度相同
B.匀速转动一周,a、b两点的平均速度相同
C.匀速转动半周,a、b两点的平均速率相同
D.匀速转动半周,a、b两点的平均速度相同
【答案】B
【详解】A.在扇叶匀速转动的运动中,a、b两点是同轴转动,因此两点的角速度相等,由线速度与角速度的关系公式,a、b两点的转动半径不同,因此匀速转动时,a、b两点的瞬时速度不相同,A错误;
B.匀速转动一周,a、b两点的位移都是零,因此a、b两点的平均速度相同,B正确;
C.匀速转动半周,a、b两点转动的角度相同,a、b两点的转动半径不同,则有转动的弧长不同,可知a、b两点的平均速率不相同,C错误;
D.匀速转动半周,a、b两点转动的位移不同,则a、b两点的平均速度不相同,D错误。
故选B。
10.甲乙两车在同一平直公路上同向运动。零时刻起,甲车从静止出发做匀加速运动,乙做匀速运动,各自的位置x随时间t的变化情况如图,两条图线相切于,其中。则( )
A.在0到t1这段时间内,甲车位移等于乙车位移
B.在到时间内,甲车的平均速度大小是
C.在时刻,甲车的瞬时速度大小是
D.在时刻,甲车的瞬时速度大小是
【答案】D
【详解】A.由图中可知,在0到t1这段时间内,甲车位移为,乙车位移为,A错误;
B.零时刻起,甲车从静止出发做匀加速运动,设加速度为,0到t1这段时间内位移为,甲乙相切于P点时速度相同为,有乙车位移为 结合选项A分析有解得即在0到t1这段时间内甲车位移为由匀加速直线运动位移公式有时刻甲车位移所以有在到时间内,甲车位移为 所以有甲车的平均速度大小为,B错误;
C.因为甲乙相切于P点,甲车在时刻瞬时速度等于乙车速度,即,C错误;
D.由匀加速直线运动速度与时间公式对甲车有,D正确。故选D。
考向3 平均速度与平均速率的比较
11.福州地铁5号线一期工程从荆溪厚屿站至螺洲古镇站已开通,运行线路如图,线路长约22.4km,单程运行时间约40分钟,列车最高运行时速为80km/h。关于福州地铁5号线,下列说法正确的是( )
A.线路长约22.4km,指的是地铁运行的位移
B.全程运行过程中,列车不能视为质点
C.80km/h指的是平均速度大小
D.列车运行的平均速率约为33.6km/h
【答案】D
【详解】A.线路长约22.4km,指的是地铁运行的路程,选项A错误;
B.全程运行过程中,当研究列车运行速度时,列车能视为质点,选项B错误;
C.80km/h指的是瞬时速度大小,选项C错误;
D.列车运行的平均速率约为选项D正确。故选D。
12.一支150m长的抢险救灾队伍匀速前进,位于队尾的队长放出无人机到前方1000m处侦察受灾路况,拍照后立即返回,当无人机返回队长处时,队伍已前进了200m。无人机的运动轨迹图如图所示,对整个运动过程,下列说法正确的是( )
A.无人机的路程为1400m
B.无人机的位移大小为400m
C.若无人机的平均速率为45m/s,则队伍的速度为5m/s
D.若队伍的速度为4m/s,则无人机的平均速度为16m/s
【答案】C
【详解】AB.对整个运动过程,无人机与队伍的位移大小均为200m,无人机的路程为,AB错误;
C.若无人机的平均速率为45m/s,则运动时间为则队伍的速度为,C正确;
D.队伍的速度与无人机的平均速度相等,当队伍的速度为4m/s,则无人机的平均速度为4m/s,D错误。
故选C。
考点三 加速度
知识点 加速度
1.加速度的计算
(1)确定正方向。
(2)确定初速度v0、末速度v。
(3)根据公式a==求解。
2.速度、速度变化量与加速度的关系
速度
速度变化量
加速度
物理意义
描述物体运动的快慢
描述物体速度的变化
描述物体速度变化的快慢
定义式
v=
Δv=v-v0
a==
方向
与位移Δx同向,即物体运动的方向
由v-v0或a的方向决定
与Δv的方向一致,由合力F的方向决定,而与v0、v的方向无关
3.物体速度变化规律分析
根据a与v的方向关系判断物体加速还是减速
(1)a和v同向(加速直线运动)⇒
(2)a和v同向(加速直线运动)⇒
4.用图像分析加速度
(1)v-t图像中的“速时比加速度”
图像的斜率即为速时比加速度:;
(2)v-x图像中的“速位比加速度”
速时比加速度:;速位比加速度:;
二者关系:
①当A>0且恒定时,a随v增大而变大;
②当A<0且恒定时,a随v减小而变小;
(3) a-t图像中的“急动度”
急动度:,即加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。
考向1 加速度的计算
13.如图所示,弹丸和足球的初速度均为,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s,弹丸击穿木板后速度大小变为2m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5m/s,则下列弹丸和足球作用木板时加速度大小及方向正确的是( )
A.弹丸:,方向向左 B.弹丸:,方向向右
C.足球:,方向向左 D.足球:,方向向右
【答案】A
【详解】AB.作用木板时,以向右为正方向,弹丸的加速度为可知弹丸的加速度大小为,方向向左,故A正确、B错误;
CD.作用木板时,以向右为正方向,足球的加速度为可知足球的加速度大小为,方向向左,故CD错误。
故选A。
14.近几年来我国新能源汽车发展迅速,现对国产某品牌新能源汽车进行性能测试。已知该汽车在时间t内通过了位移s,同时它的速度变为原来的N倍。如果汽车做的是匀加速直线运动,该汽车加速度大小为( )。
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设初速度为,则时间t后速度变为,物体在时间t内通过了位移s,则平均速度为解得所以加速度为故选A。
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系
15.下列关于物体的速度、速度变化量以及加速度的说法正确的是( )
A.速度的方向就是加速度的方向
B.物体的速度很大,则加速度也一定很大
C.速度变化量越大,则加速度的也一定越大
D.速度变化量的方向就是加速度的方向
【答案】D
【详解】A.速度方向与加速度方向可以相反,如匀减速运动,故A错误;
B.速度和加速度大小没有必然的联系,速度很大,加速度也可以很小,如匀速运动的高速列车,故B错误;
C.速度变化量越大,加速度不一定越大,还和发生变化的时间有关,故C错误;
D.速度变化量的方向与加速度的方向相同,故D正确。
故选D。
16.关于速度、速度的变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.若质点的加速度不为零,则其速度大小一定发生变化
B.若质点的加速度与速度的方向不相同,则该质点一定做减速运动
C.质点速度的变化方向与其加速度的方向相同
D.若质点的速度方向不断变化,则其速度变化量的方向一定不断发生变化
【答案】C
【详解】A.质点的加速度不为零,可能是速度的方向发生变化,而速度的大小不变,如匀速圆周运动,故A错误;
B.质点的加速度与速度的方向不相同,但如果加速度的方向与速度方向的夹角小于,则质点仍做加速运动,故B错误;
C.由可知,质点速度的变化方向与其加速度的方向相同,故C正确;
D.质点做平拋运动时,速度变化量的方向不变,故D错误。
故选C。
考向3 物体速度变化规律分析
17.汽车的初速度是,经过一段时间后速度变为,用表示时间内速度的变化量,为了在图中表示加速度a,我们以初速度的箭头端为起点,以后来的速度的箭头端为终点,作出一个新的箭头,表示速度的变化量。则下图中能正确表示汽车做减速运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】速度是矢量,速度的变化量用从矢量的箭头到矢量的箭头的有向线段表示,则由图可知A、B、D两图表示的速度变化量是正确的,C图表示的速度变化量是错误的;加速度方向要与速度变化量方向相同,所以B、C两图错误;A图加速度的方向与速度方向相同,汽车做加速运动,D图加速度的方向与速度方向相反,汽车做减速运动,故ABC错误,D正确。故选D。
18.一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。在此过程中( )
A.速度逐渐增大,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.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移达到最小值
【答案】B
【详解】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。由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大,之后质点做匀速直线运动;由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,质点继续做匀速直线运动,位移继续增大。故选B。
考向4 利用图像分析加速度
19.物块在水平面上在外力作用下发生运动,其速度随位移变化的规律如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物块做匀加速直线运动
B.物块的加速度逐渐减小
C.物块的加速度逐渐增大
D.物块的加速度先逐渐增大后保持不变
【答案】C
【详解】在任意时间取一段很短的距离Δx,对应的时间为Δt,速度的变化量为Δv,则物块此时的加速度为.因速度随位移变化的图线的斜率是个定值,而物块的瞬时速度越来越大,所以物块运动的加速度越来越大,即选项C正确,故选C.
20.一辆小车在平直路面上做直线运动,其“”图像如图所示,用“加速度的变化率”描述加速度变化的快慢,下列说法中正确的是( )
A.内物体的速度越来越小
B.时,“加速度的变化率”为
C.内物体的速度改变量为
D.后“加速度的变化率”为0,物体的速度也一定为0
【答案】B
【详解】试题分析:内物体的加速度越来越小,故选项A错误;由图线知,物体加速度的变化率不变,大小为,该选项B正确;图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,则2s内物体的速度变化量,故C错误;后加速度为零,但是速度不一定为零,故D错误.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!6
学科网(北京)股份有限公司
$$