内容正文:
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
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
考点1
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6
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】 (2025·佛山模拟)如图所示是2024年
的珠海航展上运油-20空中加油机与歼-20战斗机
精准对接的情形,下列说法正确的是( )
A.以地面为参考系,运油-20是静止的
B.加油时以歼-20为参考系,一旁的白云是静止的
C.加油时以歼-20为参考系,运油-20是静止的
D.加油前歼-20在尝试对接时可把运油-20看作质点
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以地面为参考系,运油-20是运动的,A项错误;加油时以歼-20为参考系,一旁的白云是运动的,B项错误;加油时,歼-20与运油-20运动方向相同,速度大小相等,二者处于相对静止状态,以其中任何一个作为参考系,另一个都是静止的,C项正确;加油前歼-20在尝试对接时,不能忽略运油-20的大小及形状,故不能将其看成质点,D项错误。
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
考点2
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15
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·广州模拟)某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为9 km,从出发地到目的地用了5 min,赛车上的里程表显示的里程数值增加了15 km,当他经过某路标时,车内速度计显示的示数为150 km/h,那么可以确定的是
( )
A.在整个过程中赛车的位移大小是15 km
B.在整个过程中赛车的路程是24 km
C.在整个过程中赛车的平均速度大小是180 km/h
D.经过路标时赛车的瞬时速率是150 km/h
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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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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。
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加速度
考点3
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25
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=vt-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】 (2025·广州联考)为测试某款手机的防摔性能,将该手机从离水平地面一定高度处由静止释放,手机平摔到地面前瞬间速度大小为6 m/s,与地面碰撞后以大小为1 m/s、竖直向上的速度弹离地面。已知手机与地面的碰撞时间为0.01 s,取竖直向上为正方向,下列说法正确的是( )
A.手机与地面碰撞过程中的速度变化量为5 m/s
B.手机与地面碰撞过程中的速度变化量为7 m/s
C.手机与地面碰撞过程中的平均加速度为-500 m/s2
D.手机与地面碰撞过程中的平均加速度为-700 m/s2
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考向2
物体“加速”“减速”的判断
【典例6】 (2025·惠州模拟)一个质点做方向不变的直线运动, 加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中( )
A.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
B.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移将不再减少
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加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值;位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移继续增大,A项正确。
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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
2.公式=与=(v0+vt)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+vt)只适用于匀变速直线运动。
在整个过程中赛车的位移大小是9 km,A项错误;在整个过程中赛车的路程是15 km,B项错误;在整个过程中赛车的平均速度大小是== m/s=30 m/s=108 km/h,C项错误;经过路标时赛车的瞬时速率是150 km/h,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。
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、vt的方向 (填“有关”或“无关”),是矢量。
取竖直向上为正方向,手机与地面碰撞过程中的速度变化量为Δv=v-v0=1 m/s-(-6)m/s=7 m/s,手机与地面碰撞过程中的平均加速度为a== m/s2=700 m/s2,B项正确。
$$