内容正文:
高考命题点
考情分析
运动的描述
2023·浙江6月·T4 2023·浙江1月·T3
1.命题规律
高考对本章的考查以选择题和实验题为主,计算题也有考查。命题热点侧重于运动学的基本规律的应用和图像问题,以测瞬时速度和加速度为主的实验题。
2.应对策略
(1)掌握基本概念及公式,理解其意义,并注意结合追及和相遇问题。
(2)对于图像问题要由注重对状态和过程的分析转向注重对实际生活中图像信息的提取。
(3)关注交通运输、现代科技等与实际生活和生产密切联系的问题,学会把实际问题模型化。
2022·辽宁·T1 2022·浙江6月·T4
2022·浙江1月·T3 2021·福建·T1
匀变速直线运动的规律
2023·山东·T6 2022·全国甲卷·T3
2022·山东·T8
自由落体运动
2023·江苏·T10 2021·湖北·T2
运动图像
2023·湖北·T8 2023·广东·T3
2023·全国甲卷·T16 2023·浙江6月·T3
2022·河北·T1 2021·广东·T8
实验:探究小车速度随时间变化的规律、测量加速度
2023·浙江1月·T16 2023·全国甲卷·T23
2022·辽宁·T12 2022·江苏·T11
2022·全国乙卷·T22 2022·浙江6月·T17
2021·天津·T9 2021·湖北·T12
运动的描述
一、质点和参考系
1.质点
(1)用来代替物体的具有质量的点叫作质点。
(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略,就可以看作质点。
(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在。
2.参考系
(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。通常以地面为参考系。
二、位移和速度
1.位移和路程
比较项目
位移
路程
定义
位移表示物体的位置变化,可用由初位置指向末位置的有向线段表示
路程是物体运动轨迹的长度
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
在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程
2.速度与速率
(1)平均速度:在变速运动中,物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v=,是矢量,其方向与对应位移的方向相同。
(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,其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向。
(3)速率:瞬时速度的大小,是标量。
(4)平均速率:物体运动实际路程与发生这段路程所用时间的比值,不一定等于平均速度的大小。
三、加速度
1.物理意义:描述物体速度变化快慢和方向的物理量是状态量。
2.定义式:a==。
3.决定因素:a不是由v、Δt、Δv来决定,而是由来决定。
4.方向:与Δv的方向一致,由合外力的方向决定,而与v0、v的方向无关。
1.判断正误
(1)体积很大的物体,不能视为质点。(×)
(2)参考系可以任意选取,但一般遵循描述运动方便的原则。(√)
(3)做直线运动的物体,其位移的大小一定等于路程。(×)
(4)平均速度的方向与位移的方向相同。(√)
(5)物体的速度很大,加速度不可能为零。(×)
(6)加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大。(×)
2.(人教版教材原题改编)(多选)如图为400 m的标准跑道,直道部分AB、CD的长度均为100 m,弯道部分BC、DA是半圆弧,其长度也为100 m。A点为 200 m 赛跑的起点,经B点到终点C,下列说法正确的是( )
A.运动员由A点运动到C点的位移大小为200 m
B.运动员由A点运动到C点的路程为200 m
C.运动员由A到B的直线运动阶段,位移就是路程
D.由A到弯道BC的中点P的路程为150 m
解析:BD 在200 m赛跑中,200 m指路径的长度,即路程是200 m,故A错误,B正确;位移是矢量,路程是标量,由A到B位移的大小和路程相等,但位移不是路程,故C错误;跑至弯道BC的中点P时,路程是s=AB+=100 m+50 m=150 m,故D正确。
3.(人教版教材原题改编)小球以v1=3 m/s的速度水平向右运动,碰到墙壁经t=0.01 s 后以v2=2 m/s的速率沿同一直线反弹。小球在这0.01 s 内的平均加速度为( )
A.100 m/s2,方向向右 B.100 m/s2,方向向左
C.500 m/s2,方向向左 D.500 m/s2,方向向右
解析:C 规定水平向右为正方向。根据加速度的定义式a=,得a= m/s2=-500 m/s2,负号表示加速度方向与正方向相反,即方向水平向左,故C正确。
考点一 质点、参考系、位移(基础考点)
1.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。
2.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。
3.在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,一般选取同一个参考系。
4.位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。
1.(2022·浙江卷)下列说法正确的是( )
A.研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球可以看成质点
B.研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,乒乓球不能看成质点
C.研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小可以忽略
D.研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分的速度可视为相同
解析:B 研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球的形状和大小不能忽略,故不可以看成质点,故A错误;研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,要考虑乒乓球的大小和形状,则乒乓球不能看成质点,故B正确;研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小不可以忽略,故C错误;研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分有转动和平动,各部分的速度不可以视为相同,故D错误。
2.(2023·浙江卷)“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,在轨运行如图所示,则( )
A.选地球为参考系,“天和”是静止的
B.选地球为参考系,“神舟十五号”是静止的
C.选“天和”为参考系,“神舟十五号”是静止的
D.选“神舟十五号”为参考系,“天和”是运动的
解析:C “神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,在轨绕地球做圆周运动,选地球为参考系,二者都是运动的,AB错误;“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,二者相对静止,C正确,D错误。
3.(2022·辽宁卷)如图所示,桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中,桥架沿轨道单向移动了8 m,小车在桥架上单向移动了6 m。该次作业中小车相对地面的位移大小为( )
A.6 m B.8 m
C.10 m D.14 m
解析:C 根据位移概念可知,该次作业中小车相对地面的位移大小为x== m=10 m,故选C。
考点二 平均速度和瞬时速度(基础考点)
1.平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。
2.用极限法求瞬时速度
由平均速度=可知,当Δt→0时,平均速度就可以认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度。测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量。
4.(2024·浙江衢州模拟)如图是高速上某一“区间测速”的标牌,该路段全长66 km、全程限速100 km/h,一辆汽车通过监测起点和终点的速度分别为95 km/h和90 km/h,通过测速区间的时间为30 min。下列判断正确的是( )
A.全长66 km表示位移
B.通过起点的速度95 km/h表示瞬时速度
C.该汽车全程的平均速度是92.5 km/h
D.该汽车没有超速
解析:B 全长66 km表示路程,故A错误;通过起点和终点的速度均是瞬时速度,故B正确;因位移未知,故不能求解平均速度,故C错误;由v=可知,平均速率为v==132 km/h,大于全程限速100 km/h,该汽车超速,故D错误。
5.(2021·福建卷)一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点,如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为5.4 km,用时1 h,M、N间的直线距离为1.8 km,则从M点漂流到N点的过程中( )
A.该游客的位移大小为5.4 km
B.该游客的平均速率为5.4 m/s
C.该游客的平均速度大小为0.5 m/s
D.若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为0
解析:C 位移指的是从M点漂流到N点的有向线段,故位移大小为1.8 km,故A错误;从M点漂流到N点的路程为5.4 km,用时1 h,则平均速率为率==5.4 km/h=1.5 m/s,故B错误;该游客的平均速度大小为==1.8 km/h=0.5 m/s,故C正确;以玉女峰为参考系,所乘竹筏的平均速度为0.5 m/s,若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度也为0.5 m/s,故D错误。
6.如图所示,气垫导轨上装有两个光电计时装置A与B,AB间距离为L=30 cm,为了测量滑块的加速度,在滑块上安装了一个宽度为d=1 cm的遮光条,现让滑块以某一加速度通过A、B,记录遮光条通过A、B的时间分别为0.010 s、0.005 s,滑块从A到B所用时间为0.200 s,则下列说法正确的是( )
A.滑块通过A的速度大小为1 cm/s
B.滑块通过B的速度大小为2 cm/s
C.滑块的加速度大小为5 m/s2
D.滑块在A、B间的平均速度大小为3 m/s
解析:C 滑块通过A点时的速度大小为vA== cm/s=100 cm/s,故A错误;滑块通过B点时的速度大小为vB== cm/s=200 cm/s,故B错误;滑块的加速度大小为a== m/s2=5 m/s2,故C正确;滑块在A、B间的平均速度大小为== m/s=1.5 m/s,故D错误。
考点三 加速度(能力考点)
1.速度、速度的变化量和加速度的对比
比较项目
速度
速度的变化量
加速度
物理意义
描述物体运动快慢和方向
描述物体速度的改变的大小和方向
描述物体速度变化快慢
公式
v=
Δv=v-v0
a==
(当Δt→0时,a为瞬时加速度)
决定因素
匀变速直线运动中,由v=v0+at知v的大小由v0、a、t决定
由Δv=aΔt知Δv由a与Δt决定
由a=知,a由F、m决定,与v、Δv、Δt无关
2.根据a与v方向的关系判断物体是加速还是减速
(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,物体速度的大小不变。
(3)当a与v反向或夹角为钝角时,物体减速。
(2024·河南商丘模拟)下列关于速度、速度的变化量和加速度的说法正确的是( )
A.只要物体的速度大小不变,则加速度就为零
B.只要物体的速度变化快,加速度就大
C.只要物体的速度变化量大,加速度就大
D.物体速度在逐渐减小,加速度一定也逐渐减小
解析:B 物体的速度大小不变,加速度也可能不为零,速度的方向可能发生变化,故A错误;加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,只要物体的速度变化快,加速度就大,故B正确;物体的速度变化量大,加速度不一定大,还和这一变化所用时间有关,故C错误;当物体速度和加速度反向时,速度减小,加速度也可能增大,故D错误。
(多选)一个物体做变速直线运动,物体的加速度(方向不变)大小从某一值逐渐减小到零,则在此过程中,关于该物体的运动情况的说法可能正确的是( )
A.物体速度不断增大,加速度减小到零时,物体速度最大
B.物体速度不断减小,加速度减小到零时,物体速度为零
C.物体速度减小到零后,反向加速再匀速
D.物体速度不断增大,然后逐渐减小
解析:ABC 物体做变速直线运动,速度方向可能与加速度方向相同,加速度逐渐减小,速度不断增大,当加速度减小到零时,速度达到最大,而后做匀速直线运动,A正确,D错误;物体做变速直线运动,速度方向可能与加速度方向相反,加速度逐渐减小,速度不断减小,当加速度减小到零时,物体速度可能恰好为零,B正确;物体的加速度方向与初速度方向可能相反,加速度减小,速度减小,当速度减为零,加速度不为零时,物体反向做加速直线运动,加速度等于零后,物体再做匀速运动,C正确。
(2024·湖北武汉高三调研)(多选)如图所示,物体以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动,经过2 s速度大小变为3 m/s,则物体的加速度可能是( )
A.大小为1 m/s2,方向沿斜面向上
B.大小为1 m/s2,方向沿斜面向下
C.大小为4 m/s2,方向沿斜面向下
D.大小为4 m/s2,方向沿斜面向上
解析:BC 取初速度方向为正方向,则v0=5 m/s。若2 s后的速度方向沿斜面向上,v=3 m/s,则a=== m/s2=-1 m/s2,即加速度大小为1 m/s2,方向沿斜面向下,选项A错误,B正确;若2 s后的速度方向沿斜面向下,v=-3 m/s,则a=== m/s2=-4 m/s2,即加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下,选项C正确,D错误。
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