第1章 第1讲 运动的描述-【优化探究】2026高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版）

第1讲　运动的描述 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的规律 [学习目标]　1.了解质点和位移的概念,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.掌握速度、加速度的概念,体会比值定义法和极限思想。 基础知识　自主梳理 核心知识　典例研析 内容索引 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 分层训练　巩固提高 基础知识　自主梳理 一 4 一、质点和参考系 1.质点 (1)用来代替物体的有 的点叫作质点。 (2)研究一个物体的运动时,如果物体的 和 对所研究问题的影响可以忽略,该物体就可以看成质点。 (3)质点是一种理想化模型,实际并不存在。 质量 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   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 2.速度与速率 (1)平均速度和瞬时速度 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v、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 【基础检测·自我诊断】 1.(教科版必修第一册教材习题改编)两列火车平行地停在一站台上,过了一会儿,甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动,乙车内的乘客发现甲车仍没有动,若以地面为参考系,上述事实说明 (　　) A.甲车向东运动,乙车不动 B.乙车向东运动,甲车不动 C.甲车向西运动,乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度向东运动 D 解析:甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动,说明甲车在向东运动,乙车内的乘客发现甲车仍没有动,说明乙车相对甲车静止,由于甲车相对地面向东运动,所以乙车相对地面也向东运动,且与甲车速度相同,故D正确。 2.(粤教版必修第一册教材习题改编)(多选)某游客从广州白云机场下飞机后,到佛山祖庙参观游览。他用手机导航软件搜索后,软件界面显示了三条不同的驾车路线(下表是三条路线的主要信息),则下列关于这三条路线的说法正确的是 (　　) 路线一 距离最短　1小时23分 56公里￥25 路线二 时间最短　1小时12分 65公里￥14 路线三 免费　1小时41分 66公里 A.显示“距离最短”的路线,这里的“距离”指的是位移大小 B.显示“时间最短”的路线,说明走这条路线的平均速度最大 C.显示“免费”路线中的“1小时41分”指的是到达祖庙的时刻 D.无论走哪条路线,位移都相同 BD 解析:显示“距离最短”的路线,这里的“距离”指的是从白云机场到祖庙的路程,A错误;无论走哪条路线,初始位置均为白云机场,末位置均为祖庙,故其位移都相同,D正确;位移相同,走显示“时间最短”的路线时,其平均速度最大,B正确;显示“免费”路线中的“1小时41分”指的是走这条路线所用的时间间隔,C错误。 3.(教科版必修第一册教材习题改编)下列关于加速度的描述中,正确的是 (　　) A.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动 B.速度方向为正,加速度方向一定为正 C.速度变化越来越快,加速度越来越小 D.加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量 D 解析:当加速度的方向与速度方向相同时,物体做加速运动,故A错误;加速度的方向与速度变化量的方向相同,与速度方向可能相同,可能相反,可能不在同一条直线上,故B错误;加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越来越快,加速度越来越大,故C错误;加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量,故D正确。 二 核心知识　典例研析 16 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]　(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.研究甲图运动员的入水动作 B.研究乙图运动员的空中转体姿态 C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度 D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作 C [解析] 研究甲图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忽略,此时运动员不能视为质点,故A错误;研究乙图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忽略,此时运动员不能视为质点,故B错误;研究丙图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忽略,此时运动员能视为质点,故C正确;研究丁图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忽略,此时运动员不能视为质点,故D错误。 教科教材必修第一册P5插图,列举了以下几类物体看作质点的条件,典例1命题角度与其相同,可以看成教材插图的拓展延伸。 考教衔接 考向2　位移和路程的区别 [典例2]　(2025·四川泸州高三诊断)中国海军护航编队“巢湖”舰历经 36 h、航行约8 330 km,护送13艘货轮顺利抵达亚丁湾西部预定海域,“巢湖”舰属于903A型大型综合补给舰,舰长178.5 m,宽24.8 m,满载时排水量达20 000多吨,下列说法正确的是 (　　) A.求平均速度时可将“巢湖”舰视为质点 B.“8 330 km”指的是护航舰队全程的位移 C.此次护航的位移可以大于路程 D.以“巢湖”舰为参考系,13艘货轮全程任何时刻都是静止的 A [解析] 由于航程很长,所以求平均速度时可以将“巢湖”舰视为质点,故A正确;“8 330 km”是护航舰队全程运动轨迹的总长度,指的是路程,故B错误;根据位移的定义可知位移不可能大于路程,故C错误;13艘货轮不是任何时刻速度都是相同的,所以以“巢湖”舰为参考系,13艘货轮不是全程任何时刻都是静止的,故D错误。 考点二　平均速度　瞬时速度　 基础考点 1.平均速度和瞬时速度的区别与联系 (1)区别:平均速度表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度,瞬时速度表示物体在某一时刻或某一位置运动的快慢程度。 (2)联系:瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度,在公式v=中,当Δt→0时v是瞬时速度。 2.v=是平均速度的定义式,适用于所有的运动,求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”;而v=只适用于匀变速直线运动。 考向1　平均速度和瞬时速度的理解 [典例3]　关于速度的描述,下列说法中正确的是(　　) A.电动车限速20 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.某运动员在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.某列车在沪苏通铁路跑出的最高时速为220 km/h,指的是瞬时速度大小 D [解析] A项指的是瞬时速度大小不超过20 km/h;B项500 m/s指的是子弹离开枪口时的瞬时速度大小;C项该运动员百米比赛的平均速度大小为10.17 m/s,冲刺时的速度不一定是10.17 m/s;D项指的是瞬时速度大小为220 km/h,故D正确。 考向2　平均速度和瞬时速度的计算 [典例4]　(多选)如图,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,为了测量滑块的加速度,在滑块上安装了一个宽度为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(　　) 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 AC [解析] 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 v= Δv=vt-v0 a== 比较项目 速度 速度变化量 加速度 决定 因素 v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]　(2025·四川绵阳高三诊断)下列关于加速度的说法正确的是(　　) A.速度对时间的变化率越大,加速度一定越大 B.物体速度变化大,其加速度一定大 C.物体的速度大,其加速度一定大 D.加速度是运用比值定义的物理量,定义式为a=,但a与Δv成正比,与Δt成反比 A [解析] 速度对时间的变化率即为加速度,所以速度对时间的变化率越大,加速度一定越大,故A正确;加速度是运用比值定义的物理量,定义式为a=,a与Δv和Δt无关,则物体速度变化大,其加速度不一定大,故B、D错误;物体的速度大,其加速度不一定大,如高速匀速行驶的高铁,速度很大,加速度为零,故C错误。 考向2　加速度的计算 [典例6]　(多选)(2025·四川绵阳高三诊断)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 BC [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,选项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,选项C正确,D错误。 分层训练　巩固提高 三 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 　 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 (　　) 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 A 夯实基础 解析: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。 AC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:在马拉松比赛中,研究运动员比赛的成绩时,不需要考虑运动员的大小和形状,所以可以把运动员看成质点,故A正确;在体操比赛中,研究运动员的技术动作时,运动员的形状和大小产生的影响不可忽略,故不能将其视为质点,故B错误;在篮球比赛中,研究篮球被投出后在空中运动的时间时,篮球的形状和大小产生的影响可以忽略,可以把篮球看成质点,故C正确;在乒乓球比赛中,研究乒乓球的旋转时,乒乓球的大小和形状不能忽略,不能将乒乓球视为质点,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3.(2025·四川成都开学考试)第三十一届世界大学生夏季运动会女子100米蝶泳决赛于8月5日20:02在成都东安湖体育公园游泳馆举行,中国运动员以56秒57的好成绩摘得桂冠,赛道为50米国际标准泳道。下列说法正确的是 (　　) A.研究运动员的游泳动作时,可将运动员视为质点 B.8月5日20:02指时刻 C.运动员全程运动的位移大小为100米 D.运动员全程运动的平均速率等于零 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:研究运动员的游泳动作时,不能将运动员视为质点,否则就没动作可言了,A错误;8月5日20:02指时刻,B正确;运动员最终将回到出发点,即全程运动的位移大小为零,C错误;运动员全程运动的平均速率v==≈1.77 m/s,D错误。 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 (　　) A. m, m　　　　　 B. m, m C. m, m D. m,1 m C 解析: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x=lAC=2× m= m,故选项C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5.(2025·四川眉山高三诊断)如图是高速上某一“区间测速”的标志牌,该路段全长66 km、全程限速100 km/h,一辆汽车通过监测起点和终点的速度分别为95 km/h和90 km/h,通过测速区间的时间为30 min。下列判断正确的是(　　) A.全长66 km表示位移 B.通过起点的速度95 km/h表示瞬时速度 C.该汽车全程的平均速度是92.5 km/h D.该汽车没有超速 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:全长66 km表示路程,故A错误;通过起点和终点的速度均是瞬时速度,故B正确;因位移未知,故不能求解平均速度,故C错误;由v=可知,平均速率为v= km/h=132 km/h,大于全程限速100 km/h,该汽车超速,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6.(经典高考题)一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 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:该游客的位移指的是从M点到N点的有向线段,故位移大小为1.8 km,故A错误;该游客从M点漂流到N点的路程为5.4 km,用时1 h,则平均速率为== km/h=5.4 km/h=1.5 m/s,故B错误;该游客的平均速度大小为== km/h=1.8 km/h=0.5 m/s,故C正确;以玉女峰为参考系,所乘竹筏的平均速度大小为0.5 m/s,若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度大小也为0.5 m/s,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7.(2024·江西卷)某物体位置随时间的关系为x=1+2t+3t2(x的单位是m,t的单位是s),则关于其速度与1 s内的位移大小,下列说法正确的是(　　) A.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,1 s内的位移大小为6 m B.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量,1 s内的位移大小为6 m C.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,1 s内的位移大小为5 m D.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量,1 s内的位移大小为5 m C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:根据速度的定义式v=可知,速度等于位移与时间的比值。位移是物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的位置变化量,而时间是运动该段位移所用时间的长度。这个定义强调了速度不仅描述了物体运动的快慢,还描述了物体运动的方向。因此,速度是刻画物体位置变化快慢的物理量。再根据物体位置随时间的关系x=1+2t+3t2可知,开始时物体的位置x0=1 m,1 s时物体的位置x1=6 m,则1 s内物体的位移为Δx=x1-x0=5 m,故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8.一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内向西沿直线飞行了40 m,之后经过5 s向北沿直线飞行30 m后再次悬停。无人机的运动轨迹俯视图如图所示,则无人机在整个运动过程中(　　) A.平均速度大小为5 m/s B.平均速度大小为7 m/s C.平均速率为5 m/s D.平均速率为8 m/s A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:连接无人机初、末位置,如图所示,可得无人机的位移为 x= m=50 m,则平均速度大小为v==5 m/s。无人机的路程为s=30 m+40 m=70 m,则平均速率为v'==7 m/s,故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9.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(　　) 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 解析: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 B 能力提升 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(　　) A.3 s B.5 s C.7 s D.9 s BC 解析: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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11.(2025·四川绵阳高三月考)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,下列措施中正确的是 (　　) 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.增大气垫导轨与水平面的夹角 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:由v=可知,当Δt→0时,可看成物体的瞬时速度,Δx越小,Δt也就越小,越接近瞬时速度,A正确;提高测量遮光条宽度的精确度,只能提高测量平均速度的准确度,不能使平均速度更接近瞬时速度,B错误;使滑块的释放点更靠近光电门,滑块通过光电门的速度更小,时间更长,C错误;增大气垫导轨与水平面的夹角,如果滑块离光电门更近,也不能保证滑块通过光电门的时间更短,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12.(12分)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度(其值为500g,g取10 m/s2)以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但发生交通事故时,将会达到这一数值。试问: (1)一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞,碰撞时间为2.1×10-3 s,摩托车驾驶员是否有生命危险?(设货车在发生事故时速度不变) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:两车碰撞过程中,取摩托车的初速度方向为正方向,摩托车的速度变化量为 Δv=v2-v1=-72 km/h-54 km/h=-20 m/s-15 m/s=-35 m/s 两车相碰撞时摩托车的加速度为 a==≈-16 667 m/s2 因16 667 m/s2=1 666.7g>500g 因此摩托车驾驶员有生命危险。 答案:有生命危险　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车急刹车后到完全静止所需时间分别为4 s、3 s,货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少? 解析: 设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2,根据加速度定义得a1=,a2= 所以a1∶a2=∶=∶=1∶1。。 答案: 1∶1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.(多选)(2025·四川雅安期中诊断)2023年8月8日,第三十一届世界大学生夏季运动会在成都圆满落幕。下列情景中,可以将加点的物体看成质点的是(　　) A.在马拉松比赛中,研究运动员的比赛成绩时 B.在体操比赛中,研究运动员的技术动作时 C.在篮球比赛中,研究篮球被投出后在空中运动的时间时 D.在乒乓球比赛中,研究发球时乒乓球的旋转时 $$