第1章 第1讲 运动的描述-【优化探究】2025年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（粤教版2019）

第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 第1讲　运动的描述 课件使用说明 01 本课件使Office 2016制作，请使用相应软件打开并使用 使用软件 02 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office 2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验 软件版本 03 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑 便捷操作 04 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题 软件更新 基础知识　自主梳理 核心知识　典例研析 考点一　对质点、参考系、位移的理解 考点二　平均速度　瞬时速度　 考点三　加速度 内容索引 分层训练　巩固提高 一 基础知识　自主梳理 一、质点和参考系 1. 质点 (1)质点是用来代替物体的 的点，是一种 ⁠模型。 (2)把物体看作质点的条件：物体的 和 ⁠对所研究问题的 影响可以忽略不计。 具有质量　 理想化　 形状　 大小　 2. 参考系 (1)参考系是描述物体运动时用来作为参考的物体，其可以是运动的物 体，也可以是 ⁠的物体，但被选为参考的物体，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 ⁠。 (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 ⁠。 通常以 ⁠为参考系。 静止　 参考系　 不同　 地面　 二、位移和速度 1. 位移和路程 (1)定义：位移表示质点位置的变化，它是质点由 指向 ⁠ 的有向线段；路程等于质点 ⁠的长度。 (2)区别：位移是 ⁠，方向由初位置指向末位置；路程是标量，没 有 ⁠。 (3)联系：在单向直线运动中，位移的大小 ⁠路程；其他情况下， 位移的大小 ⁠路程。 初位置　 末位 置　 运动轨迹　 矢量　 方向　 等于　 小于　 2. 速度与速率 (1)平均速度和瞬时速度 平均速度 瞬时速度 物理 意义 粗略描述某段时间内(或某段位 移上)物体运动的平均快慢程度 精确描述某一时刻(或某一位置) 物体运动的快慢程度 大小 位移与 ⁠之比 当时间间隔非常小时，平均速度 等于瞬时速度 方向 与 ⁠的方向相同 沿轨迹上该点的 ⁠指向前进的方向 所用时间　 位移　 切线　 (2)速率：物体运动的瞬时速度的 ⁠。 (3)平均速率：物体运动的路程与时间的比值。 大小　 三、加速度 1. 速度变化量(矢量) (1)物理意义：描述物体速度 ⁠的物理量。 (2)定义式：Δv＝vt－v0(矢量式)。 (3)决定因素：由Δv＝aΔt知Δv由a与Δt决定。 (4)方向：由a的方向决定。 变化　 2. 加速度 (1)物理意义：描述物体速度 ⁠的物理量。 (2)定义式：a＝＝。 (3)决定因素：a不是由vt、Δt、Δv决定的，而是由决定的。 (4)方向：与Δv的方向一致，由 的方向决定，而与v0、vt的方 向无关。 变化快慢　 合外力　 二 核心知识　典例研析 考点一　对质点、参考系、位移的理解　　 基础考点 1. 对三个概念的进一步理解 (1)质点不同于几何“点”，它无大小但有质量，实际物体能否看成 质点是由所研究的问题决定的，而不是依据物体自身的大小和形状 来判断的。 (2)参考系一般选取地面或相对地面静止的物体。 (3)用位移来描述物体位置的变化，由初位置指向末位置的有向线段能准 确描述物体位置的变化，线段的长度表示位移的大小，箭头指向表示位 移的方向。 2. 三点注意 (1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解。 (2)在研究两个物体间的相对运动时，选择其中一个物体为参考系，可以 使分析和计算更简单。 (3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质。 考向1　质点和参考系 [典例1]　下列说法中正确的是(　C　) C A. 研究短跑运动员的起跑动作时，可将运动员看成质点 B. 研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时，可将汽车看成质点 C. “两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的 D. 升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的 研究短跑运动员的起跑动作时，研究对象的大小和形状不能忽略，故运 动员不能看成质点，A错误；研究汽车是否翻倒是转动问题，故汽车不 能看成质点，B错误；选项C中的研究对象是“轻舟”，是以“万重 山”为参考系的，C正确；选项D中的研究对象是“国旗”，是以地面 或旗杆为参考系的，D错误。 考向2　位移的计算 [典例2]　(2024·广东广州一模)如图所示，车轮直径为0.6 m的自行车， 在水平地面上不打滑并沿直线运动。气门芯从最高点第一次到达最低 点，位移大小约为(　C　) C A. 0.6 m B. 0.9 m C. 1.1 m D. 1.8 m 气门芯从最高点第一次到达最低点过程中水平位移为x＝πR＝0.3π m， 竖直方向位移为y＝2R＝0.6 m，故位移大小为s＝≈1.1 m，故 选C。 考点二　平均速度　瞬时速度　　 基础考点 1. 平均速度与瞬时速度的区别与联系 (1)区别：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)联系：瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度。 2. 平均速度与平均速率的区别和联系 (1)平均速度等于位移与时间的比值，平均速率等于路程与时间的比值。 (2)通常情况下，平均速度的大小不等于平均速率，在单方向的直线运动 过程中二者大小相等。 3. 计算平均速度的两点注意 (1)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关，求解平均速度必须明确 是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度。 (2)＝是平均速度的定义式，适用于所有的运动。 考向1　平均速度和瞬时速度的理解 [典例3]　(2024·广东汕头模拟)某同学用手机计步器记录了自己从家到公 园再回到家的锻炼情况，如图所示，则下列说法正确的是(　C　) C A. 图中的6.65公里指的是位移大小 B. 图中的速度5.0千米/小时为瞬时速度 C. 图中的速度5.0千米/小时为平均速率 D. 图中的速度5.0千米/小时为平均速度的大小 手机计步器记录的行程为该同学在这段时间内行走的路程，即题图中的 6.65公里指的是路程，故A错误；题图中的速度5.0千米/小时为对应路程 与时间之比，即平均速率，故C正确，B、D错误。 考向2　平均速度和瞬时速度的计算 [典例4]　(多选)如图所示，气垫导轨上装有两个光电计时装置A与B，A、B间距离L＝30 cm，为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一个宽度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(　AC　) AC A. 滑块通过A的速度大小为1 m/s B. 滑块通过B的速度大小为2 cm/s C. 滑块在A、B间的平均速度大小为1.5 m/s D. 滑块在A、B间的平均速度大小为3 m/s 滑块通过A的速度大小为 vA＝＝ m/s＝1 m/s，故A正确； 滑块通过B的速度大小为 vB＝＝ cm/s＝200 cm/s，故B错误； 滑块在A、B间的平均速度大小为 ＝＝ m/s＝1.5 m/s，故C正确，D错误。 考点三　加速度　　 能力考点 1. 速度、速度变化量和加速度的比较 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 描述物体速度变 化的物理量，是 过程量 描述物体速度变 化快慢的物理量 定义式 vt＝ Δv＝vt－v0 a＝＝ 比较项目 速度 速度变化量 加速度 决定因素 vt的大小由v0、 a、Δt决定 Δv由vt与v0进行 矢量运算得到， 由Δv＝aΔt知Δv 由a与Δt决定 a不是由vt、Δt、 Δv决定的，而是 由F、m决定的 方向 与位移方向相同 与加速度的方向 相同 由F的方向决 定，而与v0、vt 的方向无关，与 Δv同向 2. 对加速度大小和方向的进一步理解 考向1　加速度的理解 [典例5]　在下列几种情景中，对情景的分析和判断正确的是(　B　) A. 点火后即将升空的火箭，因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B. 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车，因轿车紧急 刹车时速度变化很快，所以加速度很大 C. 高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大 D. 太空中的天宫一号绕地球匀速转动，其加速度为零 B 点火后即将升空的火箭，其速度为零，但是加速度不为零，故A错误； 轿车紧急刹车，速度变化很快，即加速度很大，故B正确；磁悬浮列车 高速行驶，速度很大，若其做匀速直线运动，加速度为零，故C错误； 太空中的天宫一号绕地球匀速转动，其所受合力不为零，即其加速度不 为零，故D错误。 考向2　加速度的计算 [典例6]　(多选)一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为 4 m/s，1 s后速度的大小变为10 m/s，在这1 s内该物体的运动情况可能为(　AD　) A. 加速度的大小为6 m/s2，方向与初速度的方向相同 B. 加速度的大小为6 m/s2，方向与初速度的方向相反 C. 加速度的大小为14 m/s2，方向与初速度的方向相同 D. 加速度的大小为14 m/s2，方向与初速度的方向相反 AD 以初速度的方向为正方向，若初、末速度方向相同，加速度a＝＝ m/s2＝6 m/s2，方向与初速度的方向相同，A正确，B错误；若初、 末速度方向相反，加速度a＝＝ m/s2＝－14 m/s2，负号表示方 向与初速度的方向相反，C错误，D正确。 三 分层训练　巩固提高 【A级　夯实基础】 1. 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(　C　) A. 选地球为参考系，天和核心舱是静止的 B. 选地球为参考系，神舟十五号是静止的 C. 选天和核心舱为参考系，神舟十五号是静止的 D. 选神舟十五号为参考系，天和核心舱是运动的 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 神舟十五号飞船和空间站天和核心舱对接后环绕地球做匀速圆周运动， 因此以地球为参考系，神舟十五号和天和核心舱均是运动的，A、B错 误；选天和核心舱为参考系，神舟十五号是静止的，C正确；选神舟十 五号为参考系，天和核心舱是静止的，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2. (2024·广东珠海模拟)我国的北斗卫星导航系统是最先进的全球卫星导 航系统之一，它在任何时刻都能提供持续可靠的定位服务，从手机定位 到机场调度、海事救援、授时和测速及地质测绘等都有广泛的应用，则 下列说法正确的是(　D　) A. 定位高空飞行的飞机时，用二维坐标就能确定飞机的具体位置 B. 定位一探险爱好者的具体位置时，探险爱好者不可视为质点 C. 测绘的飞机航空路线指的是飞机运动的位移 D. 测轮船在大海中的运动速度时，实际测量的是一小段时间内的平均速 度，可近似为瞬时速度 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 定位高空飞行的飞机时，要用三维坐标才能确定飞机的具体位置，故A 错误；定位一探险爱好者的具体位置时，探险爱好者的大小相对于要定 位的区域可以忽略不计，可以视为质点，故B错误；测绘的飞机航空路 线指的是飞机运动的轨迹，故C错误；测轮船在大海中的运动速度时， 实际测量的是一小段时间内的平均速度，当时间非常小时，可近似为瞬 时速度，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3. (多选)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和 v2，v1、v2在各个时刻的大小如表所示。从表中数据可以看出(　AD　) t/s 0 1 2 3 4 v1/(m·s－1) 18.0 17.5 17.0 16.5 16.0 v2/(m·s－1) 9.8 11.0 12.2 13.4 14.6 AD A. 火车的速度变化较慢 B. 汽车的加速度较小 C. 火车的位移在减小 D. 汽车的位移在增加 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 从表格中可得火车的加速度a火＝＝ m/s2＝－0.5 m/s2，汽车的加速 度a汽＝＝ m/s2＝1.2 m/s2，故火车的加速度较小，即火车的速度变 化较慢，A正确，B错误；由于汽车和火车的速度一直为正值，速度方 向不变，则位移都增加，C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4. 如图所示，一小球(可看作质点)在光滑的V形槽中由A点释放，经B点 (与B点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点。设A点的高度为1 m， 则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为(　C　) A. m， m B. m， m C. m， m D. m，1 m C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 小球通过的路程为小球实际运动轨迹的长度，则小球通过的路程为 s＝2lAB＝2× m＝ m；位移是由初位置指向末位置的有向 线段，则小球通过的位移大小为s'＝lAC＝2× m＝ m，故 选项C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5. (2023·广东佛山模拟)智能手机上装载的众多软件改变着我们的生活。 如图所示为某地图软件显示的一张导航截图，关于图中显示的三个信 息：95 km/h、7.6公里、15分钟，下列说法正确的是(　B　) A. 95 km/h表示此次行程的平均速率 B. 15分钟表示到目的地还需要的时间 C. 7.6公里表示剩余行程的位移大小 D. 根据“7.6公里，15分钟”这两个数据，可以算出剩 余行程的平均速度 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 95 km/h指车的瞬时速率，A错误；15分钟表示到目的地还需要的时间， B正确；7.6公里表示剩余行程的路程，C错误；根据“7.6公里，15分 钟”这两个数据，可以算出剩余行程的平均速率，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6. (2023·浙江湖州模拟)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(　D　) 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 从P点出发到再次来到P点，路程为2L，位移为零，A、B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。 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7. (2024·广东广州月考)东京奥运会男子100米半决赛，中国选手力压众 强敌，跑出了9秒83的优异成绩，打破亚洲纪录的同时，也进入了决 赛，成为首位闯入奥运会男子100米决赛的黄种人选手。会场用传感器 记下的运动员的各位置与时间信息如表所示。假设运动员做直线运动， 根据表中数据，下列分析正确的是(　C　) 位置 30米 60米 90米 100米 时间显示 3.73秒 6.29秒 8.92秒 9.83秒 C A. 运动员从起点到终点一直做匀速直线运动 B. 运动员前30 m的平均速度大于前60 m的平均速度 C. 可以推算出最后10 m冲刺的平均速度 D. 可以推算出运动员冲线时的速度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 运动员前30 m的平均速度为v1＝≈8.04 m/s，运动员前60 m的平均速度 为v2＝≈9.53 m/s，因此运动员前30 m的平均速度小于前60 m的平均速 度，所以运动员所做的运动不是匀速运动，故A、B错误；运动员最后 10 m的平均速度为v3＝＝ m/s≈10.99 m/s，无法推算出运动员 冲线时的瞬时速度，故C正确，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8. (2023·江苏常州检测)某些汽车品牌会在尾部标明车辆启动加速度，例如55 TFSI(如图)，其启动加速度约为0.55g，即5.5 m/s2。如果一辆纯电动汽车从0加速到100 km/h需要1.9 s，那么它的尾部标写的数字约为(　C　) C A. 100 B. 120 C. 150 D. 180 纯电动汽车的加速度为a＝＝ m/s2≈15 m/s2，尾部标写的数字约 为150，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 【B级　能力提升】 9. (2023·浙江湖州检测)我国的某新型潜航器在某次试航中，测试垂直急 速下潜、上浮性能，水面舰艇上的测试员发现仪表上显示潜航器在某时 刻的速度为负值，加速度也是负值且大小不断减小直到为零，则该潜航 器的运动情况为(　D　) A. 位移先增大后减小，直到加速度等于零为止 B. 位移一直在增大，直到加速度为零为止 C. 速度先增大后减小，直到加速度等于零为止 D. 速度一直在增大，直到加速度等于零为止 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 速度和加速度均为负值，两者方向相同，速度一直增大，直到加速度等 于零为止；在加速度减为零的过程中，位移一直增大，加速度为零时， 速度不为零，位移仍在增大，故A、B、C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10. (多选)一物体做匀变速直线运动，当t＝0时，物体的速度大小为12 m/s，方向向东；当t＝2 s时，物体的速度大小为8 m/s，方向仍向东，则当物体 的速度大小变为2 m/s 时，t可能为(　BC　) A. 3 s B. 5 s C. 7 s D. 9 s 物体做初速度为v0＝12 m/s的匀变速直线运动，加速度a＝＝－2 m/s2。若2 m/s 的速度方向向东，则t1＝＝5 s；若2 m/s的速度方向 向西，则t2＝＝7 s，故选项B、C正确，A、D错误。 BC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11. (2024·广东东莞模拟)雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度 的设备，某防空雷达发现一架飞机正在沿水平方向朝雷达正上方匀速飞 来。某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示，经过t＝173 s后雷 达向正上方发射和接收到的波形如图乙所示，已知雷达监视屏上相邻刻 度线间表示的时间间隔为1×1 s，电磁波的速度为3×108 m/s，则该飞 机的飞行速度大小约为(　D　) D A. 1 200 m/s B. 900 m/s C. 500 m/s D. 300 m/s 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由题图甲知，雷达第一次发射电磁波时，飞机和雷达的距离为s1＝ct1＝ ×3×108×4×1 m＝6×104 m，由题图乙得雷达第二次发射电磁波 时，飞机和雷达的竖直距离为h＝ct2＝×3×108×2×1 m＝3×104 m。设该段时间内飞机水平飞行的距离为s2，则s1、s2、h在空间构成一 个直角三角形，利用数学关系得s2＝ ＝3×104 m，飞机的飞 行速度大小为v＝≈300 m/s，故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12. 让小球从斜面的顶端滚下，如图所示，用闪光照相机拍摄小球在斜 面上运动的过程，已知闪频为10 Hz，且O点是0.4 s时小球所处的位置。 试根据此图估算： (1)小球从O点到B点的平均速度大小； 答案：(1)0.8 m/s (1)＝＝ m/s＝0.8 m/s。 依题意知，相邻两次闪光的时间间隔 Δt＝ s＝0.1 s。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)小球在A点和B点的瞬时速度大小； 答案：(2)0.8 m/s　1.0 m/s　 (2)小球在A点的瞬时速度大小vA＝＝0.8 m/s， 小球在B点的瞬时速度大小 vB＝＝ m/s＝1.0 m/s。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (3)小球运动的加速度大小。 答案： (3)2.0 m/s2 (3)由加速度的定义得，小球的加速度大小 a＝＝ m/s2＝2.0 m/s2。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$