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赢在微点 高考复习顶层设计 物理
第一章
运动的描述 匀变速直线运动的研究
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第1讲
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
描述运动的基本概念
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目
标
要
求
1.了解质点的概念,知道把物体看成质点的条件。2.了解参考系的作用,会在实例中选择合适的参考系。3.理解位移的概念,并掌握位移与路程的区别和联系。4.理解速度、加速度的概念,体会比值定义法和极限思想。
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考点1 质点、参考系和位移
考点2 平均速度和瞬时速度
内容
索引
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考点3 加速度
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质点、参考系和位移
赢在微点 物理 大一轮
考点1
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内容索引
7
必|备|知|识
1.质点。
(1)质点是用来代替物体的有 的点,是一种 物理模型,在实际中并不存在。
(2)物体可以看作质点的条件:物体的 和 对所研究问题的影响可以忽略。
质量
理想化
大小
形状
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2.参考系。
(1)参考系指描述物体的运动时,用来作为 的物体。
(2)参考系的选取是________的,但选取不同的参考系,对同一物体运动的描述可能不同,通常以________为参考系。参考系可以是静止的物体,也可以是________的物体。比较两物体的运动情况时,必须选取同一参考系。
参考
任意
地面
运动
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3.位移和路程。
(1)位移描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的__________表示,是矢量。
(2)路程是物体运动_______的长度,是标量。
(3)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。
有向线段
轨迹
等于
小于
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(1)质点与几何点没有区别,质点没有质量( )
(2)体积很大的物体,一定不能视为质点( )
(3)研究任何物体的运动都要明确参考系,无特殊说明时,认为是以地面为参考系( )
(4)运动物体的位移可能为零,路程也可能为零( )
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关|键|能|力
【典例1】 (多选)如图所示是将近1 000年前,
宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出
游时曾经作了一首诗:“飞花两岸照船红,百里
榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱
东”。诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理
解。下列有关诗中描述情境的说法正确的是( )
A.“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中不可以将船视为质点
B.“卧看满天云不动”是以船为参考系
C.“卧看满天云不动”是指“云与我”相对河岸静止
D.“云与我俱东”即“云与我”相对于河岸向东运动
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“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中是船在半日的路程是百 里,这个过程不用考虑船的大小和形状,可以将船视为质点,A项错误;“卧看满天云不动”描述的是人相对于云静止,所以是以船为参考系,“云与我”相对船静止,相对于河岸是运动的,B项正确,C项错误;“云与我俱东”表示“云与我”相对于河岸向东运动,D项正确。
解析
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【典例2】 一人把一弹性球从距地面2米高的地方静止释放,弹性球落到地面反弹,在距地面1.5米的地方被该人接住。在此过程中,如果以向上为正方向,则该弹性球的位移和路程分别是( )
A.0.5 m 0.5 m B.3.5 m 3.5 m
C.-0.5 m 3.5 m D.-3.5 m 3.5 m
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由题意,以弹性球落到地面位置为坐标原点,向上建立坐标轴,则有弹性球释放时的位置坐标为2 m,被人接住位置坐标为1.5 m,则该弹性球的位移为x=1.5 m-2 m=-0.5 m,弹性球运动的路程为s=2 m+1.5 m=3.5 m,C项正确。
解析
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平均速度和瞬时速度
赢在微点 物理 大一轮
考点2
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16
必|备|知|识
1.平均速度:物体在某段时间内的 与发生这段 所用时间的比值,即=_______,其方向与 的方向相同。
2.瞬时速度:运动物体在某一 或某一 的速度,方向沿轨迹上物体所在点的切线方向,是矢量。
3.速率:瞬时速度的大小叫速率,是标量。
4.平均速率:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值,
(填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小。
位移
位移
位移
时刻
位置
不一定
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(1)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向( )
(2)瞬时速度的大小叫速率,平均速度的大小叫平均速率( )
(3)一个物体在一段时间内的平均速度为0,平均速率也一定为0
( )
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关|键|能|力
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:瞬时速度近似等于运动时间Δt→0时的平均速度。
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考向1
平均速度和瞬时速度的理解和计算
【典例3】 (2025·咸阳调研)如图所示为某赛车选手
在一次训练中的路线图,他先用地图计算出出发地A
和目的地B的直线距离为9 km,实际从A运动到B用时
5 min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km,
当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是( )
A.整个过程中赛车的平均速率为108 km/h
B.整个过程中赛车的平均速度大小为180 km/h
C.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B
D.赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150 km/h
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解析
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考向2
用极限法求瞬时速度
【典例4】 如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,正确的措施是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.提高电子计时器的精确度
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加速度
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考点3
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26
必|备|知|识
1.物理意义:描述速度变化 的物理量。
2.定义:物体 变化与发生这一变化所用时间之比。定义式:a=______,单位: m/s2。
3.方向:与速度变化的方向一致,由合外力的方向决定,而与v0、v的方向 (填“有关”或“无关”),是矢量。
快慢
速度
无关
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(1)物体的速度很大,加速度一定不为零( )
(2)物体的速度为零,加速度可能很大( )
(3)甲的加速度为2 m/s2,乙的加速度为-3 m/s2,则甲的加速度比乙的加速度大( )
(4)物体的加速度增大,速度一定增大( )
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关|键|能|力
1.速度、速度变化量和加速度的对比。
物理量 速度v 速度变化量Δv 加速度a
物理意义 表示运动的快慢和方向 表示速度变化的大小和方向 表示速度变化的快慢,即速度的变化率
公式 v= Δv=v-v0 a=
单位 m/s m/s m/s2
关系 三者数值上无必然联系,v很大,Δv可以很小,甚至为0;a可大可小,a的方向与Δv方向相同
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2.通过a与v的方向关系来判断物体加速或减速的情况。
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考向1
加速度的理解和计算
【典例5】 如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法正确的是( )
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
B.2.5 s内汽车的速度改变量为30 m/s
C.火箭的加速度比汽车的加速度大
D.火箭的速度变化比汽车的速度变化慢
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考向2
物体“加速”“减速”的判断
【典例6】 (多选)一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小到零,那么该物体的运动情况可能是( )
A.速度不断增大,到加速度为零时,速度达到最大,而后做匀速直线运动
B.速度不断减小,到加速度为零时,物体做匀减速直线运动,而后物体运动停止
C.速度不断减小到零,然后向相反方向做加速运动,而后物体做匀速直线运动
D.速度不断减小,到加速度为零时,速度减小到最小,而后物体做匀速直线运动
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如果物体的初速度方向与加速度方向相同,在加速度逐渐减小的过程中,物体速度不断增大,当加速度为零时,速度达到最大,以后做匀速直线运动,A项正确;如果物体的初速度方向与加速度反向,在加速度逐渐减小的过程中,物体速度也逐渐减小,当加速度为零时,如果物体的速度没减速到零,则以后以较小的速度做匀速直线运动,如果速度减为零,而加速度没减为零,则物体将反向加速,加速度为零后,物体做匀速直线运动。综上所 述,可知B项错误,C、D两项正确。
解析
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把握高考微点,实现素能提升
完成——微练1
本部分内容讲解结束
把握高考微点,实现素能提升
完成——微练1
本部分内容讲解结束
2.公式=与=(v0+v)的比较。
=是平均速度的定义式,适用于所有的运动,求解平均速度要弄清是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度;=(v0+v)只适用于匀变速直线运动。
依题意,整个过程中赛车的路程为15 km,可得平均速率大小为== km/h=180 km/h,A项错误;整个过程中赛车的位移为
9 km,可得平均速度大小为== km/h=108 km/h,B项错误;赛车经过路标C时的速度方向为轨迹上该点的切线方向,不是由A指向B;赛车经过路标C时的瞬时速度大小为此时车内速度计指示的示数150 km/h,C项错误,D项正确。
根据瞬时速度的定义可知当Δt越短,由公式v=计算出的速度越能表示对应位置的瞬时速度,换用宽度更窄的遮光条也可以达到相同的效果,提高测量遮光条宽度的精确度,提高电子计时器的精确度虽然能提高测量精度,减小误差,但不能达到更接近瞬时速度的目的,而使滑块的释放点更靠近光电门,遮光条的遮光时间会更长,更不能接近瞬时速度,A项正确,B、C、D三项错误。
用短时间的平均速度求瞬时速度
——极限思维的运用
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,测量物体在极短时间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极短时间Δt和微小位移Δx的测量。
10 s内火箭的速度改变量为Δv=v2-v1=100 m/s,A项错误;2.5 s内汽车的速度改变量为Δv'=v2'-v1'=-108 km/h=-30 m/s,B项错误;火箭的加速度a1== m/s2=10 m/s2,汽车的加速度a2== m/s2=-12 m/s2,可知火箭的加速度比汽车的加速度小,火箭的速度变化慢,C项错误,D项正确。
$$