内容正文:
高考总复习 物理
第一章 运动的描述
匀变速直线运动
第1课时 运动的描述
质量
大小
形状
理想化
夯实 必备知识
不同
夯实 必备知识
运动轨迹
起始位置
末位置
等于
小于
夯实 必备知识
夯实 必备知识
夯实 必备知识
夯实 必备知识
C
夯实 必备知识
夯实 必备知识
夯实 必备知识
提升 关键能力
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C
提升 关键能力
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C
提升 关键能力
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C
提升 关键能力
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D
提升 关键能力
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C
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C
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D
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BC
提升 关键能力
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B
提升 关键能力
提升 关键能力
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1.质点 参考系
2.位移与路程
3.速度与加速度
教材原型► 粤教必修第一册P3旁栏——“质点模型”
根据问题的内容和性质,抓住问题中的主要因素,忽略次要因素,建立一个与实际情况差距不大的理想化模型来进行研究,使复杂问题得到简化,这是一种重要的科学研究方法.质点就是一个理想化模型.
模型对接► (2024·浙江1月选考)杭州亚运会顺利举行,如图所示为运动会中的四个比赛场景.在下列研究中可将运动员视为质点的是( )
A.研究图甲运动员的入水动作
B.研究图乙运动员的空中转体姿态
C.研究图丙运动员在百米比赛中的平均速度
D.研究图丁运动员通过某个攀岩支点的动作
解析:研究题图甲运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够视为质点,A错误;研究题图乙运动员的空中转体姿态时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够视为质点,B错误;研究题图丙运动员在百米比赛中的平均速度时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略,此时运动员能够视为质点,C正确;研究题图丁运动员通过某个攀岩支点的动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够视为质点,D错误.
考点一 参考系、质点、位移
1.质点
(1)理想化模型
质点是对实际物体的科学抽象的结果,是研究物体运动时对实际物体进行的近似,真正的质点并不存在.
(2)条件:当物体的大小和形状对所研究的运动没有影响或影响很小且可以忽略不计时,就可将其视为质点.
2.参考系
(1)研究地面上物体的运动时,常选地面或相对地面静止的物体作为参考系.
(2)研究某一系统中物体的运动时,常选该系统为参考系.例如:研究太空舱内物体的运动情况时,选取太空舱为参考系.
3.位移和路程
比较项目
位移s
路程l
决定因素
由始、末位置决定
由实际运动轨迹的长度决定
运算规则
矢量的三角形定则或平行四边形定则
标量的算术法则
大小关系
s≤l(路程是轨迹被无限分割后,所分成的各小段位移的绝对值的和)
[例1] (2025·广东揭阳高三期中)2024年9月2日上午10:00,某中学高一新生军训会操表演在学校操场隆重举行.下列说法正确的是( )
A.“上午10:00”指时间间隔
B.裁判在会操表演打分中,可以将队伍中某同学看作质点
C.当某班级方阵“正步走”通过主席台时,以某同学为参考系,其他同学是静止的
D.各班级方阵沿操场一周,其位移就是路程
解析:“上午10:00”指时刻,A错误;裁判在会操表演打分中,不能将队伍中某同学看作质点,B错误;当某班级方阵“正步走”通过主席台时,以某同学为参考系,其他同学是静止的,C正确;各班级方阵沿操场一周,其位移是0,路程是操场的周长,D错误.
1.(2023·浙江1月选考)神舟十五号飞船和空间站的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
解析:神舟十五号飞船和空间站的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.(2024·广东广州高三质检)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( )
A.0.6 m B.0.9 m
C.1.1 m D.1.8 m
解析:气门芯从最高点第一次到达最低点过程中水平位移x==0.3π m,竖直方向位移y=R=0.6 m,故位移大小约为s=≈1.1 m,C正确.
考点二 平均速度和瞬时速度
1.区别与联系
区别
平均速度是过程量,表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度
瞬时速度是状态量,表示物体在某一时刻或某一位置的运动快慢程度
联系
瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度.公式v=中,当Δt→0时,v是瞬时速度
2.判断方法和技巧
(1)判断是否为瞬时速度,关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”.
(2)求平均速度要找准对应的“位移”和发生这段位移所需的“时间”.
考向1 平均速度和瞬时速度的理解
[例2] 下列说法正确的是( )
A.电动车限速25 km/h,指的是平均速度大小
B.子弹射出枪口时的速度大小为500 m/s,指的是平均速度大小
C.我国短跑运动员在东京奥运会百米半决赛的成绩是9.83 s,则他冲刺时的速度大小一定为10.17 m/s
D.某列车在通沪铁路跑出的最高时速为220 km/h,指的是瞬时速度大小
解析:电动车限速25 km/h,指的是瞬时速度大小不能超过 25 km/h,A错误;子弹射出枪口时的速度大小为500 m/s,指的是瞬时速度大小,B错误;我国运动员在东京奥运会百米半决赛的成绩是9.83 s,10.17 m/s是他的平均速度大小,他冲刺时的速度大小未知,C错误;某列车在通沪铁路跑出的最高时速为220 km/h,此时为瞬时速度大小,D正确.
考向2 平均速度和瞬时速度的计算
[例3] 如图所示,气垫导轨上装有两个光电计时装置A与B,A、B间距离为L=30 cm,在滑块上安装了一个宽度为d=1 cm的遮光条,现让滑块通过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
解析:滑块通过A装置时的速度大小vA== cm/s= 100 cm/s,A错误;滑块通过B装置时的速度大小vB== cm/s=200 cm/s,B错误;滑块在A、B间的平均速度大小== m/s=1.5 m/s,C正确,D错误.
(1)公式v=中,当Δt→0时,v是瞬时速度,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,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.
(2)用v=求瞬时速度时,求出的是粗略值,Δt越小,求出的结果越接近真实值.
3.一名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:位移指的是从M点指向N点的有向线段,故位移大小为1.8 km,A错误;从M点漂流到N点的路程为5.4 km,用时1 h,则平均速率率== km/h=1.5 m/s,B错误;该游客的平均速度大小== km/h=0.5 m/s,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,D错误.
考点三 加速度
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
描述物体运动的快慢和方向
描述物体速度的改变
描述物体速度变化的快慢
公式
v=
Δv=v-v0
a==
比较项目
速度
速度的变化量
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.判断物体做加速运动还是减速运动,关键是看物体的加速度与速度的方向关系.
(1)a和v同向→
(2)a和v反向→
考向1 速度和加速度的关系
[例4] 2024年8月16日15时35分,中国在西昌卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭,成功将遥感四十三号01组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功.下列说法正确的是( )
A.火箭点火发射竖直升空的过程中,其加速度的方向与速度变化量的方向可能不一致
B.火箭离地瞬间,其速度和加速度均为零
C.火箭的速度越大,其加速度就越大
D.火箭的速度变化率越大,其加速度就越大
解析:火箭发射升空时速度增大,做加速运动,根据加速度的定义式可知,火箭加速度的方向与速度变化量的方向一致,A错误;火箭离地瞬间,其速度为零,但加速度不为零,B错误;火箭的速度很大时,速度的大小可能不变,所以加速度不一定大,C错误;加速度的大小与速度变化的快慢程度有关,其速度变化越快,速度变化率越大,加速度越大,则火箭的速度变化率越大,加速度越大,D正确.
考向2 加速度的计算
[例5] (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: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,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,C正确,D错误.
4.(2025·江苏南通高三模拟)2024年8月,在第33届奥运会乒乓球男单决赛中,假设乒乓球接触球拍前的速度是90 km/h,选手将乒乓球反方向击回后速度大小变为126 km/h,设球与球拍的作用时间为0.002 s.对于此次击球过程,下列说法正确的是( )
A.乒乓球的速度变化量大小为10 m/s
B.乒乓球的速度变化量大小为60 m/s
C.乒乓球被击打时的加速度大小为5 000 m/s2
D.乒乓球被击打时的加速度大小为3 000 m/s2
解析:以末速度方向为正方向,乒乓球被击打过程的速度变化量为Δv=v2-v1= m/s=60 m/s,A错误,B正确;加速度a== m/s2=30 000 m/s2,C、D错误.
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