01第1课时　描述运动的基本概念-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 第❶课时　描述运动的基本概念 [对应学生用书P1] 一、质点和参考系 1．质点：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，就可以把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。 2．参考系：描述一个物体的运动时，首先要选定某个其他物体作为参考，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。 二、时间　位移 1．时间间隔与时刻 2．位移和路程 (1)位移表示物体位置的变化，它是物体由初位置指向末位置的有向线段。位移是矢量，方向由初位置指向末位置。 (2)路程是物体运动轨迹的长度。路程是标量，没有方向。 三、速度 1．平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用的时间之比，即v＝，是矢量，其方向与对应的位移的方向相同。 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。 3．速率：瞬时速度的大小，是标量。 四、加速度 1．表达式：a＝＝。 2．物理意义：表示速度变化的快慢。 3．方向：与速度变化的方向相同，是矢量。 [链接1] 人教必修第一册P12“旁栏”内容： ►　在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。 　(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 C　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。 [链接2] 人教必修第一册P21“旁栏”内容： ►　这里的速度和初中所学的速度含义不完全相同。 　(2023·上海卷)一场跑步比赛中，第三跑道的运动员跑到30 m处时，秒表计时为3.29 s。根据以上信息，能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度 (　　) A．可以算得平均速度，可以算得瞬时速度 B．无法算得平均速度，可以算得瞬时速度 C．可以算得平均速度，无法算得瞬时速度 D．无法算得平均速度，无法算得瞬时速度 C　解析：运动员跑步比赛过程中，运动过程中的速度不一定恒定，跑到30 m处时，秒表计时为3.29 s，根据＝可计算出这段时间内的平均速度，但无法算出这段时间的瞬时速度，C正确。 [对应学生用书P2] 考点一 对质点、参考系、位移的理解_ 1．质点的模型化：建立模型，一是要明确题目中需要研究的问题，二是看所研究物体的形状和大小对所研究的问题是否有影响。 2．参考系的选取：在描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择；比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系。 3．位移的矢量性：一是位移只与初、末位置有关；二是位移方向是由初位置指向末位置。 1．北京冬奥会的部分比赛项目如图所示。下列关于这些冬奥会项目的研究中，可以将运动员看作质点的是 (　　) A．研究速度滑冰运动员滑冰的快慢 B．研究自由滑雪运动员的空中姿态 C．研究单板滑雪运动员的空中转体 D．研究花样滑冰运动员的花样动作 A　解析：研究速度滑冰运动员滑冰的快慢时，人的形状与大小对研究的过程来说可以忽略不计，可以将运动员看作质点，A正确；研究自由滑雪运动员的空中姿态时，人的形状不能忽略，不可以将运动员看作质点，B错误；研究单板滑雪运动员的空中转体时，要研究运动员的动作，不可以将运动员看作质点，C错误；研究花样滑冰运动员的花样动作时，要观看运动员的动作姿态，不可以将运动员看作质点，D错误。 2．(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。则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 C　解析：根据题意可知，桥架沿轨道方向运动，而小车是垂直于轨道方向运动，小车随桥架在轨道上运动8 m，在垂直于轨道方向上运动了6 m，故该次作业中小车相对地面的位移大小为x＝＝ m＝10 m, C正确。 3．如图所示的我国第三艘航空母舰“福建舰”，按计划开展航行试验。“福建舰”在下列情况可视为质点的是 (　　) A．研究航行路线时 B．弹射舰载机时 C．移出船坞下水时 D．用操作仪把控方向时 A　解析：当研究船的航行路线时，船的形状和大小可以忽略不计，船可以看成质点，A正确；当研究弹射舰载机时、移出船坞下水时、用操作仪把控方向时，由于船的形状及大小对研究的问题影响较大，所以船均不能看成质点，B、C、D错误。 考点二 平均速度和瞬时速度_ 1．v＝是平均速度的定义式，适用于所有的运动。平均速度的大小与物体的不同运动阶段有关，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．瞬时速度等于运动时间Δt→0时的平均速度，所以可以用极短时间内的平均速度来表示某时刻的瞬时速度。 3．平均速度是位移与所用时间的比值，平均速率是路程与所用时间的比值，所以平均速率不是平均速度的大小。 4．一架无人机在同一水平面内运动，初始时悬停于空中，开始运动后在5 s内向东沿直线飞行了40 m，接着又经过5 s向北沿直线飞行了30 m，再次悬停。无人机的运动轨迹(俯视)如图所示，则无人机在整个飞行过程中 (　　) A．平均速率为5 m/s B．平均速率为6 m/s C．平均速度大小为5 m/s D．平均速度大小为7 m/s C　解析：无人机在10 s内的路程为s＝40 m＋30 m＝70 m，则有10 s内的平均速率为1＝＝ m/s＝7 m/s，A、B错误；由位移定义可知，无人机在10 s内的位移大小为x＝ m＝50 m，则有10 s内的平均速度大小为＝＝ m/s＝5 m/s，C正确，D错误。 5．一个质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离x随时间t变化的关系式为x＝(5＋2t3) m，它的速度随时间t变化的关系式为v＝6t2 m/s，则该质点在t＝2 s时的瞬时速度和t＝2 s到t＝3 s间的平均速度的大小分别为 (　　) A．12 m/s，39 m/s B．24 m/s，38 m/s C．12 m/s，19.5 m/s D．24 m/s，13 m/s B　解析：质点在t＝2 s时的瞬时速度大小为v＝6t2＝24 m/s。t＝2 s时，x2＝21 m；t＝3 s时，x3＝59 m；根据平均速度＝得，2～3 s内质点平均速度的大小＝＝ m/s＝38 m/s，B正确。 考点三 对加速度的考查_ 1．速度变化快慢、速度变化率和加速度三者的含义相同，速度变化快就是速度变化率大，加速度大。 2．加速度的决定式是a＝，即加速度的大小由物体受到的合力F大小和物体的质量m共同决定，加速度的方向由合力的方向决定。 【典例1】 (多选)两名同学进行竞走比赛，他们分别拿着底部穿孔、滴水均匀(假设每隔1 s漏下一滴)的饮料瓶，在平直路上行走。同学们根据滴在地上的水印分布分析他们的行走情况(已知人的运动方向)。下列说法正确的是 (　　) A．当沿运动方向水印始终均匀分布时，人做匀速直线运动 B．当沿运动方向水印间距逐渐增大时，人做匀加速直线运动 C．当沿运动方向水印间距逐渐增大时，人的加速度可能在减小 D．当沿运动方向水印间距逐渐增大时，人的加速度可能在增大 ACD　解析：由于相邻两滴水的时间间隔相等，当沿运动方向水印始终均匀分布时，人做匀速直线运动，A正确；当沿运动方向水印间距逐渐增大时，人做加速运动，加速度可能增大，可能减小，可能不变，C、D正确，B错误。 6．蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。运动员从高处自由落下，以大小为8 m/s的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回，已知运动员与网接触的时间Δt＝1.0 s，那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为 (　　) A．2 m/s2，向下 B．8 m/s2，向上 C．10 m/s2，向下 D．18 m/s2，向上 D　解析：(方法一)取初速度的方向为正方向，即取着网前的速度方向为正方向，则v1＝8 m/s，v2＝－10 m/s，则a＝＝ m/s2＝－18 m/s2，负号说明加速度的方向与正方向相反，即方向向上，D正确。 (方法二)取末速度的方向为正方向，即着网后的速度方向为正方向，则v1＝－8 m/s，v2＝10 m/s，则a＝＝ m/s2＝18 m/s2，加速度的方向与正方向相同，即方向向上，D正确。 7．如图所示，在气垫导轨上安装有两个光电门A、B，A、B间距离为L＝30 cm。为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一宽度为d＝1 cm的遮光条。现让滑块以某一加速度通过光电门A、B，记录了遮光条通过两光电门A、B的时间分别为0.010 s、0.005 s，滑块从光电门A到B的时间为0.200 s。则下列说法正确的是　 (　　) A．滑块经过A的速度为1 cm/s B．滑块经过B的速度为2 cm/s C．滑块的加速度为5 m/s2 D．滑块在A、B间的平均速度为3 m/s C　解析：滑块经过A时的速度为vA＝＝1 m/s，经过B时的速度为vB＝＝2 m/s，A、B错误；滑块在A、B间的平均速度为＝＝1.5 m/s，D错误；由a＝得，滑块的加速度为a＝5 m/s2，C正确。 考点四 测速度的常见方法_ 1．利用打点计时器测速度：若纸带做匀变速直线运动，某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，由此求出各个时刻的瞬时速度。 2．利用光电计时器测速度：物体通过光电门的时间很短，可以将物体通过光电门时的平均速度近似等于瞬时速度，即v＝。 3．利用测速仪测速度：超声波测速仪每隔相等时间发出一个超声脉冲信号，每隔一段时间接收到一个经汽车反射回的超声脉冲信号，若汽车匀速行驶，则根据发出和接收到的信号间的时间间隔差和声速，就可以测出汽车的速度。 【典例2】 (多选)图甲是一种交警测速装置的工作示意图，B为能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测汽车发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的汽车反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间Δt0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像，则下列说法正确的是 (　　) A．超声波的速度为v声＝ B．超声波的速度为v声＝ C．汽车的平均速度为＝ D．汽车的平均速度为＝ 信息 提取 (1)第一次超声波位移为x1、第二次超声波位移为x2时经过的时间分别为、 (2)超声波与被测汽车相遇的两个时刻分别为、(＋Δt0) (3)汽车两次遇到超声波的时间间隔t＝(＋Δt0)－ 规律 敲定 (1)超声波做匀速运动的速度由 v声＝、v声＝计算 (2)汽车做匀速运动的平均速度由＝计算 BC　解析：由题图乙可知，超声波在和时间内发生的位移分别为x1和x2，所以超声波的速度为v声＝＝或v声＝＝，A错误，B正确；由题图甲和题图乙可知，被测汽车通过的位移为x2－x1时，所需的时间为t＝－＋Δt0＝(t2－t1＋Δt0)，所以汽车的平均速度为＝＝，C正确，D错误。 　如图所示，一根玻璃管抽成真空后竖直固定。在玻璃管外固定两个光电门A和B，与光电门相连的电子计时器(图中未画出)可自动记录遮光时间Δt，若测得遮光物体的宽度为Δx，可以用近似代表物体通过光电门时的瞬时速度。现将一个直径d＝12.9 mm的小球从玻璃管顶部静止释放，电子计时器记录小球通过光电门A的时间Δt1＝0.004 3 s，通过光电门B的时间Δt2＝0.002 6 s，A、B之间的距离H＝0.8 m。则 (　　) A．用近似代表物体通过光电门时的瞬时速度，这里是控制变量法的运用 B．小球通过光电门A时的瞬时速度大小为4.96 m/s C．可通过题给信息测得当地的重力加速度约为9.75 m/s2 D．小球从光电门A运动到光电门B的时间为0.001 7 s C　解析：用近似代表物体通过光电门时的瞬时速度，这里运用了极限法，A错误；小球通过光电门A时的瞬时速度大小为vA＝＝ m/s＝3.00 m/s，B错误；小球通过光电门B时的瞬时速度大小为vB＝＝ m/s≈4.96 m/s，可得当地的重力加速度约为g＝＝ m/s2≈9.75 m/s2，C正确；小球从光电门A运动到光电门B的时间t＝＝ s＝0.201 s，D错误。 [课时跟踪练1见P337] 学科网（北京）股份有限公司 $$