2026届高三物理一轮复习学案：描述运动的基本概念

2026高三物理一轮复习学案：描述运动的基本概念 要点一　质点、参考系、位移（自主学习型） 基础梳理 1.质点 (1)质点是用来代替物体的具有质量的点，质点是一种理想化模型。 (2)把物体看作质点的条件：物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计。 2.参考系 在描述物体运动时，用来作为参考的物体，通常以地面为参考系。 3.路程和位移 (1)路程是物体运动轨迹的长度，它是标量。 (2)位移是由初位置指向末位置的有向线段，它是矢量。 (3)在单向直线运动中，位移的大小等于路程；其他情况下，位移的大小小于路程。 判断正误 1.质点是一种理想化模型，实际并不存在。(√) 2.体积很大的物体，一定不能视为质点。(×) 3.参考系必须选择静止不动的物体。(×) 4.做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程。(×) 题组演练 1.（2024·浙江1月选考，2）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　［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够忽略，此时运动员不能够看为质点，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够忽略，此时运动员不能够看为质点，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够忽略，此时运动员能够看为质点，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够忽略，此时运动员不能够看为质点，D错误。］ 2.（2024·江西卷，3）一质点沿x轴运动，其位置坐标x与时间t的关系为x＝1＋2t＋3t2（x的单位是m，t的单位是s）。关于速度及该质点在第1 s内的位移，下列选项正确的是(　　) A．速度是对物体位置变化快慢的描述；6 m B.速度是对物体位移变化快慢的描述；6 m C．速度是对物体位置变化快慢的描述；5 m D．速度是对物体位移变化快慢的描述；5 m C　［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，而时间是这段时间的长度。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。］ 3.（多选）在摩托艇比赛中，两艘摩托艇都向南行驶，前面的摩托艇比后面的摩托艇快。下列说法正确的是(　　) A．以前面的摩托艇为参考系，后面的摩托艇向南行驶 B．以前面的摩托艇为参考系，后面的摩托艇向北行驶 C．以后面的摩托艇为参考系，前面的摩托艇向南行驶 D．以后面的摩托艇为参考系，前面的摩托艇向北行驶 BC　［两艘摩托艇都向南行驶，以前面的摩托艇为参考系，后面的摩托艇向北行驶，A错误，B正确；以后面的摩托艇为参考系，前面的摩托艇向南行驶，C正确，D错误。］ 能力形成 1.质点 (1)理想化模型。 质点是对实际物体的科学抽象，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运动的影响很小，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：研究宇航舱内物体的运动情况时，选取宇航舱为参考系。 3.位移和路程的“两点”区别 (1)决定因素不同：位移由始、末位置决定，路程由实际的运动轨迹决定。 (2)运算法则不同：位移用矢量的平行四边形定则运算，路程用标量的代数运算法则运算。 要点二　平均速度与瞬时速度（师生互动型） 基础梳理 1.平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用时间之比，即＝，是矢量，其方向就是对应位移的方向。 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，其方向是物体在这一时刻的运动方向或运动轨迹的切线方向。 3.速率：瞬时速度的大小，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，不一定（选填“一定”或“不一定”）等于平均速度的大小。 判断正误 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。(√) 2.一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。(×) 要点突破 1.三个概念的比较 物理量 平均速度 平均速率 瞬时速度 物理 意义 描述物体在一段时间（或一段位移）内位置改变的平均快慢及方向 描述物体沿轨迹运动的平均快慢 描述物体在某一时刻（或某一位置）的运动快慢及方向 标矢性 矢量 标量 矢量 大小 与方向 对应一段位移或一段时间 (1)平均速度＝ (2)方向与位移的方向相同 (1)平均速率＝ 注意：不一定等于平均速度的大小 (2)无方向 (1)当Δt很小时，v＝，物体在t时刻的速度大小叫瞬时速率 (2)方向就是物体运动的方向 实际 应用 物理实验中通过光电门测速，把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度 2.用平均速度法求瞬时速度 (1)方法概述：由平均速度公式＝可知，当Δx、Δt都非常小趋向于极限小时，这时的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度。 (2)选用思路：当已知物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx时，可由v＝粗略地求出物体在该位置的瞬时速度。 典题示例 考向1　平均速度与瞬时速度的理解 例1　（2025·镇海区模拟）平潭海峡公铁两用大桥全长16.34 km，该大桥所处的平潭海峡是世界三大风暴海域之一，以“风大、浪高、水深、涌急”著称．为保证安全起见，环境风速超过20 m/s时，列车通过该桥的运行速度不能超过300 km/h，下列说法正确的是(　　) A．题目中“全长16.34 km”指的是位移大小 B．“风速超过20 m/s”“不能超过300 km/h”中所指的速度均为瞬时速度 C．“风速超过20 m/s”指的是平均速度，“不能超过300 km/h”指的是瞬时速度 D．假设某火车通过该大桥所用时间为0.08 h，则平均速度约为204 km/h ［解析］　题目中“全长16.34 km”指的是该大桥的长度，指路程大小，不是位移大小，A错误；“风速超过20 m/s”“不能超过300 km/h”中均指的是某一时刻的速度，均为瞬时速度，B正确，C错误；由于不清楚题目中所述的通过大桥的位移，所以无法计算平均速度，D错误。 ［答案］　B 考向2　平均速度与瞬时速度的计算 例2　（2024·福建莆田二模）2023年5月28日上午10时32分，国产大飞机C919迎来商业首飞，标志着中国具备了自主研制大型客机的能力。某次该大飞机在机场直跑道由静止开始加速，用时30 s经过2 100 m起飞，又经过20 s达到离地高度400 m处。下列说法正确的是(　　) A．10时32分和30 s都是指时刻 B．大飞机在直跑道上的平均速度为70 m/s C．大飞机离地起飞时的瞬时速度为70 m/s D．大飞机开始运动50 s内的位移是2 500 m ［解析］　10时32分指的是时刻，30 s指的是时间，A错误；大飞机在直跑道上的平均速度v＝＝ m/s＝70 m/s，B正确；根据题意无法求出大飞机离地起飞时的瞬时速度，C错误；大飞机开始运动50 s内的运行轨迹不是单方向的直线运动，故位移x′≠2 100 m＋400 m＝2 500 m，D错误。 ［答案］　B 题组演练 4.（2024·广东二模）香海大桥为广东省重点交通项目，已于2022年全线通车，其与江珠高速公路有相交点，可进一步促进大湾区内珠中江地区融合发展，已知大桥全长29.8 km，其中主线长20 km，支线长9.8 km，支线路段限速为80 km/h。若一辆汽车以加速度4 m/s2从静止开始驶入支线，先直线加速到72 km/h后保持匀速率行驶，则下列说法正确的是(　　) A．汽车加速时间为18 s B．29.8 km指的是位移 C．80 km/h指的是平均速度 D．汽车通过支线的时间小于9分钟 D　［汽车加速时间为t1＝＝ s＝5 s，A错误；29.8 km指的是路程，B错误；80 km/h指的是瞬时速度，C错误；汽车匀加速的位移x1＝t1＝×5 m＝50 m，匀速通过支线的时间t2＝＝ s＝487.5 s，通过支线的时间为t＝t1＋t2＝492.5 s＝8.20 min<9 min，D正确。］ 5.（2025·吉林一模）如图，齐齐哈尔到长春的直线距离约为400 km。某旅客乘高铁从齐齐哈尔出发，经哈尔滨到达长春，总里程约为525 km，用时为2.5 h。则在整个行程中，该旅客(　　) A.位移大小约为525 km，平均速度大小约为160 km/h B．位移大小约为400 km，平均速度大小约为160 km/h C．位移大小约为525 km，平均速度大小约为210 km/h D．位移大小约为400 km，平均速度大小约为210 km/h B　［位移是起点到终点的有向线段，则在整个行程中，该旅客位移大小约为400 km，平均速度大小约为v＝＝ km/h＝160 km/h，故选B。］ 要点三　加速度（师生互动型） 基础梳理 1.物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量。 2.定义：物体速度的变化量和发生这一变化所用时间之比。 定义式：a＝，单位： m/s2。 3.方向：与Δv的方向一致，由合力的方向决定，而与v0、v的方向无关（选填“有关”或“无关”），是矢量。 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a甲＝2 m/s2，乙的加速度a乙＝－3 m/s2，a甲>a乙。(×) 4.物体的加速度增大，速度一定增大。(×) 要点突破 1.三个概念的比较 比较项目 加速度 速度变化量 速度 物理意义 描述物体速度变化快慢和方向的物理量 描述物体速度改变的物理量 描述物体运动快慢和方向的物理量 定义式 a＝ Δv＝v－v0 v＝ 方向 与Δv的方向一致 v和v0的矢量差的方向 运动方向 决定因素 F、m→a a、Δt→Δv v0、Δv→v “＋/－” 含义 正值表示与规定的正方向同向；负值表示与规定的正方向反向 2.加速度对运动性质的影响 注意：加速度的正负，只表示加速度的方向与正方向的关系，不能决定物体的运动性质。 典题示例 例3　（2025·河南新乡阶段练习）如图所示，弹丸和足球的初速度均为v1＝5 m/s，方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1 s，弹丸击穿木板后速度大小变为2 m/s，足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5 m/s，则下列弹丸和足球作用木板时加速度大小及方向正确的是(　　) A．弹丸：30 m/s2，方向向左 B．弹丸：70 m/s2，方向向右 C．足球：30 m/s2，方向向左 D．足球：70 m/s2，方向向右 ［解析］　作用木板时，以向右为正方向，弹丸的加速度为a＝＝ m/s2＝－30 m/s2可知弹丸的加速度大小为30 m/s2，方向向左，A正确，B错误；作用木板时，以向右为正方向，足球的加速度为a′＝＝ m/s2＝－100 m/s2可知足球的加速度大小为100 m/s2，方向向左，C、D错误。 ［答案］　A 题组演练 6.（2025·浙江杭州阶段练习）火箭发射时，速度能在10 s内由0增加到100 m/s；汽车以30 m/s的速度行驶，急刹车时能在2.5 s内停下来，规定初速度的方向为正方向，下列说法中正确的是(　　) 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．火箭的速度变化比汽车的快 D．火箭的加速度比汽车的加速度大 B　［10 s内火箭的速度改变量为Δv＝v－v0＝100 m/s－0＝100 m/s，A错误；2.5 s内汽车的速度改变量为Δv＝v－v0＝0－30 m/s＝－30 m/s，B正确；火箭的加速度大小为a1＝＝＝10 m/s2，汽车的加速度大小为a＝＝＝12 m/s2，则火箭的加速度比汽车的加速度小，所以火箭的速度变化比汽车的慢，C、D错误。］ 7.（2025·福建宁德阶段练习）如图所示，“50TFSI”为某车型尾部标识。其中“50”表示车辆从静止加速到100 km/h的平均加速度为5 m/s2，即为汽车百公里加速的G值，反映车 辆加速性能的重要指标。若另一款车型百公里的加速时间为8.0 s，由此推算，该车的尾标应该是(　　) A．35TFSI B．40TFSI C．45TFSI D．50TFSI A　［百公里加速的时间为8.0 s，则加速度为a＝＝ m/s2＝3.5 m/s2，该车的尾标应该是35TFSI。故选A。］ 学科网（北京）股份有限公司 $