第一章 第1课时 描述运动的基本概念（课件PPT）-【步步高】2025年高考物理大一轮复习讲义（人教版 浙江专用）

第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 考 情 分 析 试 题 情 境 生活实践类 安全行车，生活娱乐，交通运输，体育运动(如汽车刹车，飞机起飞，电梯运行，无人机升空) 学习探究类 伽利略对自由落体运动的研究，速度的测量，加速度的测量，追及相遇问题 第 1 课时 描述运动的基本概念 目标 要求 1.了解质点和位移的概念，知道把物体看作质点的条件。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。 内 容 索 引 考点一　　质点、参考系和位移 考点二　　平均速度　瞬时速度 考点三　　加速度 课时精练 > < 考点一 质点、参考系和位移 1.质点 (1)质点是用来代替物体的 的点，是一种 模型。 (2)把物体看作质点的条件：物体的 和 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 的物体叫作参考系，通常以 为参考系。 具有质量 理想化 形状 大小 参考 地面 质点、参考系和位移 考点一 3.路程和位移 (1)路程是物体 的长度，它是标量。 (2)位移是由 指向 的有向线段，它是 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。 运动轨迹 初位置 末位置 矢 等于 小于 质点、参考系和位移 考点一 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。(　　) √ × × × 质点、参考系和位移 考点一 判断正误 例1　下列关于运动学概念的论述，正确的是 A.足球比赛挑边时，上抛的硬币落回地面猜测正反面，硬币可以看作质点 B.运动员铅球成绩为4.50 m，指的是铅球的位移大小为4.50 m C.运动员跑完800 m比赛，指的是路程为800 m D.阅兵仪式空中梯队通过天安门上空时，以编队中某一飞机为参考系， 地面上的观众是静止的 √ 质点、参考系和位移 考点一 当物体的大小、形状对所研究的问题影响很小或者没有影响时，可以将物体看作质点，而上抛的硬币落回地面猜测正反面时，硬币不能被看作质点，故A错误； 铅球成绩为4.50 m，指铅球在水平方向的位移为4.50 m，故B错误； 800 m是运动员实际运动轨迹的长度，指路程，故C正确； 以编队中的某一飞机为参考系，地面上的观众处于运动状态，故D错误。 质点、参考系和位移 考点一 例2　(2022·辽宁卷·1)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。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 √ 质点、参考系和位移 考点一 根据位移概念可知，该次作业中小车相对地面的位移大小为x＝ ＝10 m，故选C。 返回 质点、参考系和位移 考点一 平均速度　瞬时速度 > < 考点二 1.平均速度：物体发生的 与发生这段位移所用时间之比，即 ＝ ，是矢量，其方向就是对应 的方向。适用于所有的运动。 2.瞬时速度：运动物体在 或经过 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 方向。 位移 位移 某一时刻 某一位置 切线 平均速度　瞬时速度 考点二 3.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，公式v＝ 中，当Δt→0时，v是瞬时速度。 4.速率： 的大小，是标量。 瞬时速度 平均速度　瞬时速度 考点二 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。 (　　) √ × × 平均速度　瞬时速度 考点二 判断正误 思考　在测变速运动的瞬时速度时，当Δt取值很小时，利用公式v＝ 得到的就是物体的瞬时速度，这种说法对吗？为什么？ 答案　不对，实际测量的瞬时速度永远都是平均速度。瞬时速度是不可能被测量的，因为即使Δt是万分之一秒、千万分之一秒、亿万分之一 秒……通过v＝ 求解出来的速度都是该段时间间隔内的“平均速度”， 只能无限地接近，可以近似认为等于瞬时速度，但不能说就是瞬时速度。 平均速度　瞬时速度 考点二 例3　(2023·浙江衢州市模拟)如图是高速上某一“区间测速”的标牌，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 √ 平均速度　瞬时速度 考点二 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； 平均速度　瞬时速度 考点二 1.平均速度等于位移与时间的比值，平均速率等于路程与时间的比值，因此在非单向直线运动中，平均速度的大小不等于平均速率。 2. 是平均速度的定义式，适用于所有的运动，求解平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”；而 只适用于匀变速直线运动。 平均速度　瞬时速度 考点二 总结提升 例4　(2024·浙江衢州市期末)2026年浙江省第十八届运动会落户衢州，目前衢州体育中心体育场已建设完毕，图为运动场400 m标准跑道的平面图，所有径赛的终点线相同，下列关于各类径赛说法正确的是 A.400 m比赛每位运动员的位移大小 为400 m B.4×100 m比赛中最后一棒运动员 的位移大小为100 m C.100 m比赛时，冠军运动员的平均速度最大 D.100 m比赛时，冠军运动员到达终点的瞬时速度最大 √ 平均速度　瞬时速度 考点二 400 m比赛每位运动员运动轨迹为曲线，路程为400 m，故A错误； 位移是由初位置到末位置的有向线段，4×100 m比赛中最后一棒运动员运动轨迹为曲线，路程为100 m，故B错误； 100 m比赛时，运动轨迹为直线，冠军运动员所用时间最短，平均速度最大，到达终点的瞬时速度不一定最大，故C正确，D错误。 平均速度　瞬时速度 考点二 例5　折返跑是经常被用来评量心肺耐力的简易测验方法之一，是一种特别适合篮球等需要短距离折返运动的运动员常见训练方式。某运动员以v1＝4 m/s的速度水平向东运动了5 s后到达A点，在A点停了5 s后，又以v2＝ 6 m/s的速度沿原路返回，运动了5 s后到达B点，则运动员在全程的平均速度大小和平均速率分别为 √ 平均速度　瞬时速度 考点二 返回 平均速度　瞬时速度 考点二 加速度 > < 考点三 1.物理意义：描述物体速度 的物理量。 2.定义：物体 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 的方向一致，由 的方向决定，而与v0、v的方向_____ (填“有关”或“无关”)，是矢量。 变化快慢 速度的变化量 Δv 合力 无关 考点三 加速度 4.速度、速度的变化量和加速度的对比 比较项目 速度 速度的变化量 加速度 物理意义 描述物体运动的快慢和方向 描述物体速度的改变 描述物体速度的变化快慢 公式 Δv＝v－v0 考点三 加速度 比较项目 速度 速度的变化量 加速度 决定因素 匀变速直线运动中，由v＝v0＋at知，v的大小由v0、a、t决定 由Δv＝aΔt知，Δv由a与Δt决定 由a＝ 知，a由F、m决定，与v、Δv、Δt无关 考点三 加速度 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.物体的速度变化量很大，加速度一定很大。(　　) 4.只要物体的速度变化快，加速度就大。(　　) 5.甲的加速度a甲＝2 m/s2，乙的加速度a乙＝－3 m/s2，a甲>a乙。(　　) 6.物体的加速度增大，速度一定增大。(　　) × √ × √ × × 考点三 加速度 判断正误 例6　一个物体以初速度v0做变加速运动，加速度a逐渐减小，则在下列两种情况下，试描述物体的运动情况，并用v－t图像辅助分析。 (1)物体的加速度a与初速度v0方向相同； 答案　见解析 物体做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大，然后做匀速运动。其v－t图像如图甲如示。 考点三 加速度 (2)物体的加速度a与初速度v0方向相反。 答案　见解析 考点三 加速度 具体有以下三种情况 ①物体做加速度减小的减速运动，当加速度减小到零时做同方向的匀速直线运动，如图乙所示； ②物体做加速度减小的减速运动，当加速度减小到零时物体的速度同时减小到零，物体静止，如图丙所示； ③物体做加速度减小的减速运动，当速度减小到零时，加速度不为零，然后反方向做加速运动，直到加速度减小到零，然后做匀速运动，如图丁所示。 考点三 加速度 判断物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度方向的关系。 (1)a和v同向，v增大(加速)―→ a不变，v随时间均匀增大 a增大，v增大得越来越快 a减小，v增大得越来越慢 (2)a和v反向，v减小(减速)―→ a不变，v随时间均匀减小 a增大，v减小得越来越快 a减小，v减小得越来越慢 考点三 加速度 总结提升 例7　在一次蹦床比赛中，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.2.0 m/s2　竖直向下 B.8.0 m/s2　竖直向上 C.10.0 m/s2　竖直向下 D.18.0 m/s2　竖直向上 √ 考点三 加速度 规定竖直向下为正方向，v1方向与正方向相同，v2方向与正方向相反，根据加速度定义式得a＝ m/s2＝－18.0 m/s2，负号表示与正方向相反，即加速度方向竖直向上，故选D。 返回 考点三 加速度 课时精练 1.(2023·浙江1月选考·3)“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”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”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”是运动的 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 基础落实练 38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 “神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功 对接后，在轨绕地球做圆周运动，选地球为参考系， 二者都是运动的，A、B错误； “神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功 对接后，二者相对静止，C正确，D错误。 2.(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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 研究甲图运动员的入水动作、乙图运动员的空中转体姿态和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，故A、B、D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，故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3.下列四组物理量中，全部都是矢量的一组是 A.路程、时间、速度 B.重力、质量、加速度 C.平均速率、温度、加速度 D.平均速度、瞬时速度、速度变化量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 路程、时间、质量、平均速率、温度是标量，所以A、B、C错误，D正确。 4.(2024·浙江宁波市统考)平潭海峡公铁两用大桥全长16.323 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16.323 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 题目中“全长16.323 km”指的是该大桥的长度，指路程，A错误； “风速超过20 m/s” “不能超过300 km/h”中所指的速度均是某一时刻的速度，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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5.(2024·浙江台州市期末)2022年12月28日12：00起，台州市域铁路S1线全线投入运营，一期工程全长52.4 km，最高运行速度140 km/h，下列说法正确的是 A.52.4 km指位移 B.140 km/h指平均速度 C.2022年12月28日12：00指时间间隔 D.研究全程的运行时长，可以把列车看成质点 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 52.4 km指路程，故A错误； 最高运行速度140 km/h，140 km/h指瞬时速度，故B错误； 2022年12月28日12：00指时刻，故C错误； 研究全程的运行时长，列车长度对所研究的问题影响可忽略，可以把列车看成质点，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6.(2024·浙江衢州市期末)关于如下四幅图片，下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A.甲图中研究运动员在踢球的动作时，可将足球看作质点 B.乙图中汽车速度计不能显示车的运动方向，显示的是汽车速率 C.丙图中速度的变化量Δv越大，表示加速度也越大 D.丁图中运动员下落时，看到大地迎面而来，选择的参考系一定是同伴 √ 研究运动员在踢球的动作时，足球的形状大小不能忽略不计，不可将足球看作质点，故A错误； 汽车速度计不能显示车的运动方向，故显示的是汽车速率，故B正确； 根据a＝ 可知，速度的变化量Δv越大，加速度不一定越大，故C 错误； 运动员下落时，看到大地迎面而来，选择的参考系不一定是同伴，也可以选择自己为参考系，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7.如图，车轮半径为0.6 m的自行车，在水平地面上不打滑并沿直线运动。气门芯从最高点第一次到达最低点，位移大小约为 A.1.2 m B.1.8 m C.2.2 m D.3.6 m √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 气门芯从最高点第一次到达最低点过程中，水平位移为x＝πR＝0.6π m，竖直方向位移为y＝2R＝1.2 m，故位移大小为s＝ ≈2.2 m，故选C。 8.某国产车型启用全新动力标识，新的命名方式直接与车辆的加速性能联系起来，如图，TFSI前面的那组数字称为G值，单位为m/s2，计算公式为“G＝ ×10”，式中Δv为从静止加速到100公里每小时的速度变化量，Δt为不同车型的百公里加速时间。则以下说法正确的是 A.G值越大，车辆的速度变化量越大 B.G值越大，车辆的动力越强劲 C.100公里每小时是指车辆百公里加速的平均速度 D.标识为45TFSI的车辆百公里加速时间约为7.3 s √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 能力综合练 由题设所给的G值公式可知，G值越大，该车的 加速度越大，速度的变化率越大，由牛顿第二定 律可知车辆的动力越强劲，故A错误，B正确； 题中100公里每小时为瞬时速度，故C错误； 100 km/h≈27.8 m/s，根据题设所给的G值公式可得Δt≈ ×10 s ≈6.2 s，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9.(2024·浙江衢州市期末)如图将6个标示筒两两间隔5 m摆放，运动员跑动顺序为 1→4→2→5→3→6，运动时间为10 s，则全过程的平均速度大小和平均速率分别为 A.2.5 m/s　6.5 m/s B.2.5 m/s　2.5 m/s C.6.5 m/s　6.5 m/s D.6.5 m/s　2.5 m/s √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 设自动人行道长度为x，则x＝(3v＋v)t1，x＝(3v－v)t2，解得 ＝2。故选B。 10.(2024·浙江杭州市期末)如图所示，某机场内一水平自动人行道始终以大小为v的速度从P向Q运行，一乘客以相对自动人行道大小为3v的速度从P走到Q，用时t1；以相对自动人行道大小为3v的速度从Q走到P，用时t2。 则 为 A.1 B.2 C.3 D.4 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11.一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度的方向相同，但加速度大小先保持不变，再逐渐减小至零，则在此过程中 A.速度先逐渐增大，然后逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最 小值 B.速度先均匀增大，然后增大得越来越慢，当加速度减小到零时，速度 达到最大值 C.位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D.位移先逐渐增大，后逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 55 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 加速度方向与速度方向同向，速度应增大，当加速度不变时，速度均匀增大；当加速度减小时，速度仍增大，但增大得越来越慢；当加速度为零时，速度达到最大值，保持不变，选项A错误，B正确； 因质点速度方向不变化，始终向同一方向运动，最终做匀速直线运动，所以位移一直在增大，选项C、D错误。 12.(2024·浙江湖州市开学考试)如图(a)所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上的测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速。在图(b)中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9 s，超声波在空气中传播的速度为340 m/s。 则被测车的车速为 A.20 m/s B.25 m/s C.30 m/s D.40 m/s √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 尖子生选练 由题图(b)可知，P1、n1之间对应的时间为 0.3 s；测速仪第一次发出超声波信号时， 经0.15 s到达汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也经0.15 s时间；P2、n2之间对应的时间为0.2 s，测速仪第二次发出超声波信号时，经0.1 s到达汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也经0.1 s时间；测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪s1＝v声t1＝340×0.15 m＝51 m，测速仪第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，汽车距测速仪s2＝v声t2＝340×0.1 m＝34 m，汽车在两次与信号相遇中，行驶了s′＝s1－s2＝51 m－34 m＝17 m，汽车在行驶17 m所经时间为t′＝Δt－t12＋t22＝0.9 s－0.15 s＋0.1 s＝0.85 s，则有汽车的车速为v′＝ m/s＝20 m/s，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回 ＝ m   由v＝可知，平均速率为v＝＝132 km/h，大于全程限速100 km/h，该汽车超速，故D错误。 ＝  ＝ A. m/s　5 m/s B. m/s　 m/s C.1 m/s　 m/s  D.1 m/s　5 m/s 运动员全程的位移大小x＝v2t2－v1t1＝6×5 m－4 ×5 m＝10 m，全程用时t＝5 s＋5 s＋5 s＝15 s， 故平均速度大小v＝＝ m/s＝ m/s，方向水平 向西，运动员全程的路程s＝v2t2＋v1t1＝6×5 m＋4×5 m＝50 m，故平均速率v′＝＝ m/s＝ m/s，故选B。  v＝  a＝＝ 全过程的位移为x＝25 m，则全过程的平均速度大小为＝＝2.5 m/s，全过程的路程为s＝13×5 m＝65 m，平均速率为′＝＝6.5 m/s。故选A。 ＝ $