内容正文:
2027届高三物理一轮大单元多维度精讲导学与分层专练 鼎力物理https://shop.xkw.com/650102
专题01 描述运动的基本概念
目录
考点一 质点和参考系 位移和路程 1
考向1 物体看做质点的条件 2
考向2 参考系的选取 3
考向3 位移与路程的不同 3
考点二 平均速度与瞬时速度 4
考向1 平均速度的计算方法 4
考向2 平均速度和瞬时速度的区别 5
考向3 平均速度与平均速率的比较 6
考点三 加速度 6
考向1 加速度的计算 8
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系 8
考向3 物体速度变化规律分析 8
考向4 利用图像分析加速度 9
考点一 质点和参考系 位移和路程
知识点1 质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点。
2.对质点的三点说明:
(1)质点是一种理想化物理模型,实际并不存在。
(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小和形状来判断。
(3)质点不同于几何“点”,是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
知识点2 参考系
1.定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。
2.参考系的选取:
①参考系的选取是任意的,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体应认为是 的,通常选地面为参考系。
②对于同一物体,选择不同的参考系时观察到的运动结果一般不同。
3.对参考系“两性”的认识:
(1)任意性:参考系的选择原则上是任意的,通常选地面为参考系。
(2)同一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系。
知识点3 时间和时刻 位移和路程
1.时间和时刻:
时刻是表示某一瞬间,如果以一维坐标表示时间轴,则轴上的点表示时刻,而两坐标点之间的线段表示时间间隔。
2.位移和路程
项目
概念
区别
联系
位移
位移表示质点的位置变化,它是从初位置指向末位置的有向线段
(1)位移是矢量,方向由初位置指向末位置;运算法则是平行四边形定则或三角形定则;
(2)路程是标量,没有方向,运算符合代数 运算法则
(1)一般情况下,位移的大小小于路程;
(2)在单向直线运动中,位移大小等于路程
路程
路程是物体实际运动轨迹的长度
【特别提醒】
1.决定因素不同:位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。
2.运算法则不同:位移应用矢量的平行四边形定则运算,路程应用标量的代数运算法则运算。
考向1 物体看做质点的条件
1.下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A.研究图甲中“四川舰”的航行路径
B.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行姿态
C.研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D.研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
2.2025年11月第十五届全运会中引入智能机器人进行田径器材搬运,在评估机器人性能时,可将机器人视为质点的是( )
A.研究机器人搬运标枪的抓取动作
B.分析机器人在加速过程中的姿态
C.测量机器人从器材室到田径场沙坑的直线距离
D.测试机器人在不平整地面上的平衡控制能力
考向2 参考系的选取
3.每天早上的一中校园里都响起朗朗读书声,同学们通过诵读经典,尽享经典之美,感受诗词之趣,从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。下列说法正确的是( )
A.“不疑行船动,唯看远树来”。诗人选的是“远树”为参考系
B.“空手把锄头,步行骑水牛。人从桥上过,桥流水不流”中“桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系是水
C.“飞花两岸照船红”是以两岸为参考系来描述花的运动
D.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,这里研究“轻舟”的运动是以水为参考系
4.2025年9月3日,在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵仪式上,26架国产直升机排列并组成“80”字样不变从天安门上空整齐飞过,下列说法中正确的是( )
A.坐在观众席上的观众观察某飞机的运动轨迹时,飞机不能看成质点
B.以广场上的观众为参考系,飞机是竖直向上运动的
C.以某飞机为参考系,其他飞机是静止的
D.以飞机为参考系,坐在观众席上的观众都是静止的
考向3 位移与路程的不同
5.滚铁环为我国20世纪常见的儿童游戏。如图所示,某小朋友正在沿一水平直线滚铁环,半径为R的圆环上有个标记点A(此时处于最高处),铁环与地面不打滑,则铁环继续滚动半圈,点A的位移大小为( )
A.2R B.πR C. D.
6.某同学购买了一张单程机票。此次飞行的相关信息如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中的“11:48”表示时间间隔
B.研究飞机下降过程机翼的形态变化时,可将飞机看成质点
C.若飞行轨迹长为,则飞机的位移为
D.若整个路程为,则飞机的平均速度小于
考点二 平均速度与瞬时速度
知识点1 平均速度
1.物理意义:表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度。
2.平均速度是过程量,与位移和时间有关,求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间的平均速度。
3.=是平均速度的定义式,适用于所有的运动。
【特别提醒】
1.匀变速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即=v。
2.平均速度与平均速率的比较
平均速率≠平均速度大小
(1)平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值。
(2)一般情况下,平均速率大于平均速度的大小。
(3)单向直线运动中,平均速率等于平均速度的大小。
知识点2 瞬时速度
1.瞬时速度是状态量,与位置和时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。
2.瞬时速度等于运动时间Δt→0的平均速度。
【特别提醒】对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等。
考向1 平均速度的计算方法
7.第19届亚运会在杭州市举行,我国游泳名将张雨霏以2分5秒57的成绩到达终点(也是起点位置),拿下女子200米蝶泳金牌,这是中国游泳队在本届亚运会的首金。下列说法正确的是( )
A.“2分5秒57”指的是时刻
B.200米蝶泳的位移为200m
C.张雨霏200米蝶泳的平均速度大小约为1.59m/s
D.在研究张雨霏的技术动作时,不可以把张雨霏看成质点
8.A、B两个物体在同一直线上运动的位移—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.时,A、B速度相同
B.内,A的路程等于B的路程
C.内,A的平均速度大于B的平均速度
D.内,物体A的速度先减小后增大
考向2 平均速度和瞬时速度的区别
9.某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出始发地和目的地的直线距离为9km。从始发地到目的地用时5min,赛车上的里程表显示的里程数增加了15km。经过中点路标时,车内速度计指示的示数为108km/h,赛车从始发地由静止出发到中点路标用时2min。下列说法错误的是( )
A.赛车从始发地到目的地的位移大小为9000m
B.经过中点路标时赛车的瞬时速度大小为30m/s
C.赛车从始发地到目的地的平均速度大小为36m/s
D.赛车从始发地到中点路标过程的平均加速度大小为0.25m/s2
10.沈佳高铁是我国新建八纵八横铁路网中重要组成部分,其中沈阳至长白山段的沈白高铁将于2025年9月底开通,该段全长约为430km,共设9座客运车站,列车设计最高运营时速350km/h,以下说法错误的是( )
A.若要实时监测列车所处位置,可将列车视为质点
B.全长430km指的是列车行驶全长的实际路程
C.列车高速行驶途中,若需向右转弯,则需轨道向右倾斜
D.列车设计时速350km/h指的是列车运行的平均速率
考向3 平均速度与平均速率的比较
11.在2025年西昌邛海湿地马拉松比赛中,一名运动员(可视为质点)在某个长为100米的直道段,从起点P跑到终点Q,用时11秒。到达Q点后,他立即沿原路返回跑了20米到达R点处捡拾掉落的水壶,这段返回过程用时4秒。关于该运动员从P点出发到R点的整个运动过程(该过程视为直线运动),下列说法正确的是( )
A.运动员的位移大小为120m,方向由P指向R
B.运动员的路程为80m
C.运动员的平均速度大小为5m/s
D.运动员的平均速率大小为8m/s
12.2025年北京举办全球首个人形机器人半程马拉松赛,如图所示。已知从起点到终点直线距离约为12km,实际赛道长度约为21km。冠军机器人用时约2.5小时完成比赛,则比赛全程( )
A.研究其运动轨迹不可看成质点 B.其位移大小约为21km
C.其平均速度大小约为4.8km/h D.其平均速率约为4.8km/h
考点三 加速度
知识点 加速度
1.加速度的计算
(1)确定正方向。
(2)确定初速度v0、末速度v。
(3)根据公式a==求解。
2.速度、速度变化量与加速度的关系
速度
速度变化量
加速度
物理意义
描述物体运动的快慢
描述物体速度的变化
描述物体速度变化的快慢
定义式
v=
Δv=v-v0
a==
方向
与位移Δx同向,即物体运动的方向
由v-v0或a的方向决定
与Δv的方向一致,由合力F的方向决定,而与v0、v的方向无关
3.物体速度变化规律分析
根据a与v的方向关系判断物体加速还是减速
(1)a和v同向(加速直线运动)⇒
(2)a和v反向(加速直线运动)⇒
4.用图像分析加速度
(1)v-t图像中的“速时比加速度”
图像的斜率即为速时比加速度:;
(2)v-x图像中的“速位比加速度”
速时比加速度:;速位比加速度:;
二者关系:
①当A>0且恒定时,a随v增大而变大;
②当A<0且恒定时,a随v减小而变小;
(3) a-t图像中的“急动度”
急动度:,即加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。
考向1 加速度的计算
13.“川超”火热进行,川北赛区第二轮,绵阳队坐镇主场三台体育场迎战德阳队。比赛中,足球以的速度飞来,被运动员以的速度反向踢回,若足球与脚接触时间约为,则该时间内足球的加速度大小约为( )
A. B. C. D.
14.如题图,“50TFSI”为某品牌汽车一款车型的尾部标识,其中“50”表示车辆从静止加速到的平均加速度为,即为汽车百公里加速的G值,是反映车辆加速性能的重要指标,若该品牌另一款车型百公里加速的时间为7.0s,由此推算该车的尾标应该是( )
A.25TFSI B.35TFSI C.40TFSI D.50TFSI
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系
15.2024年12月,一道漆黑的机影划破中国成都的天际——号称“世界第一”的神秘战机歼36低空呼啸,让当地市民惊叹,也在全球军事圈掀起热议,中国六代机歼36完成首飞,成为了全球首批公开试飞的六代机。歼36能在不到十秒的时间内冲向1.5马赫,具有“全频段隐身”能力。关于歼36在空中飞行过程中正确的是( )
A.速度越大,加速度越大 B.速度变化量越大,加速度越大
C.加速度减小,速度可能不变 D.加速度增大,速度可能减小
16.关于速度、速度的变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动时速度越大,它的加速度也越大
B.物体运动过程中速度的变化量越大,它的加速度也越大
C.物体运动过程中速度的方向与其加速度方向总是相同
D.物体运动过程中速度的变化量的方向与其加速度方向总是相同
考向3 物体速度变化规律分析
17.某质点做的直线运动,加速度的值先由零增大到某一值后,再逐渐减小到零。在此过程中,该质点( )
A.当加速度达最大值时,速度也达到最大值
B.速度先增大后减小,最后保持不变
C.速度一直在增大,位移也一直在增大
D.速度一直在增大,位移先增大后减小
18.一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.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,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.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值
考向4 利用图像分析加速度
19.如图甲所示,一儿童踩着滑板车由静止从一个斜坡的顶端滑下,而后进入水平路面,直至停止运动。他的部分运动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.运动过程中的最大加速度为
B.运动过程中的最大速度为
C.的时刻进入水平路面
D.在水平路面上的运动时间是斜坡上的2倍
20.天水麻辣烫爆火出圈,引得外地游客纷至沓来。从天水南站搭乘出租车前往麦积山的途 中,有两辆出租车A、B从南站同一位置由静止出发,沿相同方向同时行驶,其运动过程可 视为直线运动,二者的速度-时间v-t图像如图所示。分析出租车A、B的运动情况,A、B加速时的加速度大小之 比 为 ( )
A.2∶1 B.1∶1 C.5∶2 D.10∶1
21.某地举行人形机器人半程马拉松赛。已知从起点到终点直线距离约为12 km,实际赛道长度约为20 km。冠军机器人用时约2.5小时完成比赛,则( )
A.研究机器人全程行进轨迹可将其视为质点
B.“2.5小时”指结束比赛的时刻
C.研究机器人的行进动作可以将其视为质点
D.全程平均速度大小约为8 km/h
22.2026年重庆马拉松比赛在南滨路鸣枪开跑,全程42.195公里,贵州选手丰配友在比赛中以2小时10分21秒的成绩获得国内冠军。关于此次比赛下列说法正确的是( )
A.研究选手冲线动作时,可以将选手看成质点
B.2小时10分21秒指的是时间间隔
C.42.195公里指的是比赛过程中的位移大小
D.全程的平均速度大小约为
23.“象”海图强,逐梦远行。在今年3月的一天,象山县某学校组织开展徒步远足活动,八百余名师生于早上8:30从学校出发完成了一段8km的旅程,行进路线如导航图所示。下列说法正确的是( )
A.“8km”指的是位移
B.“8:30”指的是时间间隔
C.研究某学生的徒步路径时,该学生可以视为质点
D.以对向车道上驶来的汽车为参考系,学生是静止的
24.2024年6月30日,粤港澳大湾区超级工程——深中通道正式通车试运营。深圳至中山的车程,从此前约为2小时缩短至30分钟。全长约24公里的深中通道跨越伶仃洋,让“深莞惠”与“珠中江”两大城市群实现了跨海直连。下列关于运动的描述正确的是( )
A.“30分钟”是指时刻
B.驾车通过深中通道的位移大小为24公里
C.以行驶汽车中的乘客为参考系,深中通道处于静止状态
D.在研究汽车通过深中通道的运动轨迹时,汽车可看成质点
25.如图,正方形跑道ABCD的边长为l,从某时刻起,甲同学从A向B匀速运动,速度为v,同时乙同学从B向C匀速运动,速度为,则他们在运动过程中的最近距离为( )
A. B. C.l D.
26.如图所示,将一条纸带的一端扭转180°后与另一端相连,可以制作成一个莫比乌斯带。已知这条纸带的长度为L,不考虑连接处的长度耗损,现有一只蜗牛沿着中线从a点出发做匀速率爬行,经过时间t蜗牛第一次回到a点,此过程中有( )
A.蜗牛的位移为2L
B.蜗牛的路程为2L
C.平均速度为
D.加速度恒为零
27.甲、乙两物体(均视为质点)在水平方向做直线运动,其速度—时间图像如图所示,则在时间内( )
A.乙在做加速度减小的减速运动
B.甲的平均加速度比乙小
C.甲的位移等于乙的位移
D.甲的平均速度比乙小
28.甲、乙两物体分别在水平面上做直线运动,取向右为正方向,它们运动的相关图像分别如图甲、乙所示。已知乙的初速度为0,下列说法正确的是( )
A.甲物体2s时的加速度方向发生变化
B.乙物体2s时的运动方向发生变化
C.甲物体0~2s内的平均速度与2~4s内的平均速度等大反向
D.乙物体4s时的位置与0时刻的位置相同
29.甲、乙两车在平直路面行驶的位移—时间图像如图所示,甲为抛物线,乙为直线,时刻两图线相切,下列说法正确的是( )
A.甲为匀变速运动,乙为匀速运动
B.甲为曲线运动,乙为直线运动
C.时刻相遇,甲的速度大于乙的速度
D.甲的加速度大小为
30.如图所示是一辆汽车在平直公路上行驶时加速度随时间变化的关系图像。关于这辆汽车的运动,下列说法正确的是( )
A.在内此汽车加速度的变化率逐渐减小
B.在内此汽车做加速度逐渐减小的加速运动
C.若0时刻加速度与速度同方向,则内此汽车的速度在增加
D.若0时刻加速度与速度同方向,已知物体在时速度为3m/s,则2s末的速度大小为9m/s
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专题01 描述运动的基本概念
目录
考点一 质点和参考系 位移和路程 1
考向1 物体看做质点的条件 2
考向2 参考系的选取 3
考向3 位移与路程的不同 4
考点二 平均速度与瞬时速度 6
考向1 平均速度的计算方法 6
考向2 平均速度和瞬时速度的区别 7
考向3 平均速度与平均速率的比较 8
考点三 加速度 10
考向1 加速度的计算 11
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系 12
考向3 物体速度变化规律分析 12
考向4 利用图像分析加速度 14
考点一 质点和参考系 位移和路程
知识点1 质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点。
2.对质点的三点说明:
(1)质点是一种理想化物理模型,实际并不存在。
(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小和形状来判断。
(3)质点不同于几何“点”,是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
知识点2 参考系
1.定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。
2.参考系的选取:
①参考系的选取是任意的,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体应认为是 的,通常选地面为参考系。
②对于同一物体,选择不同的参考系时观察到的运动结果一般不同。
3.对参考系“两性”的认识:
(1)任意性:参考系的选择原则上是任意的,通常选地面为参考系。
(2)同一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系。
知识点3 时间和时刻 位移和路程
1.时间和时刻:
时刻是表示某一瞬间,如果以一维坐标表示时间轴,则轴上的点表示时刻,而两坐标点之间的线段表示时间间隔。
2.位移和路程
项目
概念
区别
联系
位移
位移表示质点的位置变化,它是从初位置指向末位置的有向线段
(1)位移是矢量,方向由初位置指向末位置;运算法则是平行四边形定则或三角形定则;
(2)路程是标量,没有方向,运算符合代数 运算法则
(1)一般情况下,位移的大小小于路程;
(2)在单向直线运动中,位移大小等于路程
路程
路程是物体实际运动轨迹的长度
【特别提醒】
1.决定因素不同:位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。
2.运算法则不同:位移应用矢量的平行四边形定则运算,路程应用标量的代数运算法则运算。
考向1 物体看做质点的条件
1.下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A.研究图甲中“四川舰”的航行路径
B.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行姿态
C.研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D.研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
【答案】A
【详解】A.研究“四川舰”的航行路径时,“四川舰”的体积和形状可以忽略,故“四川舰”可以看成质点,故A正确;
B.研究“歼-35”战斗机的飞行姿态时,“歼-35”战斗机的体积和形状不可以忽略,故“歼-35”战斗机不可以看成质点,故B错误;
C.研究“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式时,“神舟二十二号”的体积和形状不可以忽略,故“神舟二十二号”不可以看成质点,故C错误;
D.研究“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程时,“蛟龙号”的体积和形状不可以忽略,故“蛟龙号”不可以看成质点,故D错误。
故选A。
2.2025年11月第十五届全运会中引入智能机器人进行田径器材搬运,在评估机器人性能时,可将机器人视为质点的是( )
A.研究机器人搬运标枪的抓取动作
B.分析机器人在加速过程中的姿态
C.测量机器人从器材室到田径场沙坑的直线距离
D.测试机器人在不平整地面上的平衡控制能力
【答案】C
【详解】A.研究机器人搬运标枪的抓取动作涉及机器人的肢体运动和姿态细节,需考虑其形状和大小,故不能视为质点,故A错误;
B.分析机器人在加速过程中的姿态需关注机器人的身体倾斜、关节角度等,形状和大小不可忽略,故不能视为质点,故B错误;
C.测量机器人从器材室到田径场沙坑的直线距离仅涉及位置移动的路径长度,不依赖机器人的形状和大小,故可视为质点,故C正确;
D.测试机器人在不平整地面上的平衡控制能力需考虑重心位置、支撑点分布等,形状和大小至关重要,故不能视为质点,故D错误。
故选C。
考向2 参考系的选取
3.每天早上的一中校园里都响起朗朗读书声,同学们通过诵读经典,尽享经典之美,感受诗词之趣,从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。下列说法正确的是( )
A.“不疑行船动,唯看远树来”。诗人选的是“远树”为参考系
B.“空手把锄头,步行骑水牛。人从桥上过,桥流水不流”中“桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系是水
C.“飞花两岸照船红”是以两岸为参考系来描述花的运动
D.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,这里研究“轻舟”的运动是以水为参考系
【答案】B
【详解】A.“不疑行船动,唯看远树来”描述远树向观察者靠近,是将行船(或观察者自身)作为参考系,故A错误;
B.“桥流水不流”中把水假定为静止参考系,桥相对水的位置不断改变,因此描述为“桥流”,故B正确;
C.“飞花两岸照船红”描述的是花在两岸的映照下使船呈现红色,这里的“飞花”是指花瓣随风飘落或随水漂流,其运动是相对于两岸或船的,故C错误;
D.“轻舟已过万重山”描述轻舟经过山峦,是以万重山为参考系,故D错误。
故选B。
4.2025年9月3日,在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵仪式上,26架国产直升机排列并组成“80”字样不变从天安门上空整齐飞过,下列说法中正确的是( )
A.坐在观众席上的观众观察某飞机的运动轨迹时,飞机不能看成质点
B.以广场上的观众为参考系,飞机是竖直向上运动的
C.以某飞机为参考系,其他飞机是静止的
D.以飞机为参考系,坐在观众席上的观众都是静止的
【答案】C
【详解】A.当观察某飞机的运动轨迹时,飞机的大小和形状不影响观察结果,飞机可以看成质点,故A错误;
B.以广场上的观众为参考系,飞机匀速水平向前飞行,故B错误;
C.由于飞机组成的图案不变,飞机之间都是相对静止的,故以某飞机为参考系,其他飞机是静止的,故C正确;
D.运动是相对的,以飞机为参考系,观众是运动的,故D错误。
故选C。
考向3 位移与路程的不同
5.滚铁环为我国20世纪常见的儿童游戏。如图所示,某小朋友正在沿一水平直线滚铁环,半径为R的圆环上有个标记点A(此时处于最高处),铁环与地面不打滑,则铁环继续滚动半圈,点A的位移大小为( )
A.2R B.πR C. D.
【答案】D
【详解】当铁环滚动半圈时,点A到达最低点,该过程其水平方向的位移大小
竖直方向的位移大小
则总位移大小x=
解得
故选D。
6.某同学购买了一张单程机票。此次飞行的相关信息如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中的“11:48”表示时间间隔
B.研究飞机下降过程机翼的形态变化时,可将飞机看成质点
C.若飞行轨迹长为,则飞机的位移为
D.若整个路程为,则飞机的平均速度小于
【答案】D
【详解】A.图甲中的“11:48”表示时刻,故A错误;
B.研究飞机下降过程机翼的形态变化时,飞机的大小和形状不能忽略不计,则不能将飞机看成质点,故B错误;
C.若飞行轨迹长为,则飞机的路程为,故C错误;
D.若整个路程为,则位移大小小于,即飞机的平均速度,故D正确。故选D。
考点二 平均速度与瞬时速度
知识点1 平均速度
1.物理意义:表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度。
2.平均速度是过程量,与位移和时间有关,求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间的平均速度。
3.=是平均速度的定义式,适用于所有的运动。
【特别提醒】
1.匀变速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即=v。
2.平均速度与平均速率的比较
平均速率≠平均速度大小
(1)平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值。
(2)一般情况下,平均速率大于平均速度的大小。
(3)单向直线运动中,平均速率等于平均速度的大小。
知识点2 瞬时速度
1.瞬时速度是状态量,与位置和时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。
2.瞬时速度等于运动时间Δt→0的平均速度。
【特别提醒】对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等。
考向1 平均速度的计算方法
7.第19届亚运会在杭州市举行,我国游泳名将张雨霏以2分5秒57的成绩到达终点(也是起点位置),拿下女子200米蝶泳金牌,这是中国游泳队在本届亚运会的首金。下列说法正确的是( )
A.“2分5秒57”指的是时刻
B.200米蝶泳的位移为200m
C.张雨霏200米蝶泳的平均速度大小约为1.59m/s
D.在研究张雨霏的技术动作时,不可以把张雨霏看成质点
【答案】D
【详解】A.“2分5秒57”指的是时间间隔,故A错误;
B.200米蝶泳的路程为200m,并非位移,故B错误;
C.平均速度等于位移除以时间,张雨霏200米蝶泳的位移为零,故平均速度为零,故C错误;
D.在研究张雨霏的技术动作时,不可以把张雨霏看成质点,故D正确。
故选D。
8.A、B两个物体在同一直线上运动的位移—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.时,A、B速度相同
B.内,A的路程等于B的路程
C.内,A的平均速度大于B的平均速度
D.内,物体A的速度先减小后增大
【答案】D
【详解】A.在图像中,图像的斜率表示物体的速度,在时,显然A、B两个物体的图像斜率不同,所以A、B物体的速度不同,故A错误。
B.由图像可知,在物体A的路程为,物体B的路程为,所以路程不相等,故B错误。
C.由图像可知,在内,物体A、B位移相等,所用的时间相等,根据可知,A的平均速度等于B的平均速度,故C错误。
D.由图像可知,在内,物体A的图像斜率先减小后增大,所以物体A的速度先减小后增大,故D正确。故选D。
考向2 平均速度和瞬时速度的区别
9.某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出始发地和目的地的直线距离为9km。从始发地到目的地用时5min,赛车上的里程表显示的里程数增加了15km。经过中点路标时,车内速度计指示的示数为108km/h,赛车从始发地由静止出发到中点路标用时2min。下列说法错误的是( )
A.赛车从始发地到目的地的位移大小为9000m
B.经过中点路标时赛车的瞬时速度大小为30m/s
C.赛车从始发地到目的地的平均速度大小为36m/s
D.赛车从始发地到中点路标过程的平均加速度大小为0.25m/s2
【答案】C
【详解】A.位移是始发地到目的地的直线距离为9km,即9000m,故A正确,不符合题意;
B.速度计显示,故B正确,不符合题意;
C.平均速度,故C错误,符合题意;
D.赛车从始发地到中点路标过程的平均加速度大小为,故D正确,不符合题意。
故选C。
10.沈佳高铁是我国新建八纵八横铁路网中重要组成部分,其中沈阳至长白山段的沈白高铁将于2025年9月底开通,该段全长约为430km,共设9座客运车站,列车设计最高运营时速350km/h,以下说法错误的是( )
A.若要实时监测列车所处位置,可将列车视为质点
B.全长430km指的是列车行驶全长的实际路程
C.列车高速行驶途中,若需向右转弯,则需轨道向右倾斜
D.列车设计时速350km/h指的是列车运行的平均速率
【答案】D
【详解】A.若要实时监测列车所处位置,列车的形状可忽略,可将列车视为质点,故A正确,不符合题意;
B.全长430km,指的是轨迹长度,是路程,故B正确,不符合题意;
C.列车高速行驶途中,若需向右转弯,则需轨道向右倾斜,列车自身重力与支持力的合力提供向心加速度,故C正确,不符合题意;
D.设计时速350km/h,指的是列车运行时允许的最大瞬时速率,不是平均速率,故D错误,符合题意。
本题选择错误选项,故选D。
考向3 平均速度与平均速率的比较
11.在2025年西昌邛海湿地马拉松比赛中,一名运动员(可视为质点)在某个长为100米的直道段,从起点P跑到终点Q,用时11秒。到达Q点后,他立即沿原路返回跑了20米到达R点处捡拾掉落的水壶,这段返回过程用时4秒。关于该运动员从P点出发到R点的整个运动过程(该过程视为直线运动),下列说法正确的是( )
A.运动员的位移大小为120m,方向由P指向R
B.运动员的路程为80m
C.运动员的平均速度大小为5m/s
D.运动员的平均速率大小为8m/s
【答案】D
【详解】A.运动员的位移大小为
方向由P指向R,A错误;
B.运动员的路程,B错误;
C.平均速度大小,C错误;
D.平均速率大小,D正确。
故选D。
12.2025年北京举办全球首个人形机器人半程马拉松赛,如图所示。已知从起点到终点直线距离约为12km,实际赛道长度约为21km。冠军机器人用时约2.5小时完成比赛,则比赛全程( )
A.研究其运动轨迹不可看成质点 B.其位移大小约为21km
C.其平均速度大小约为4.8km/h D.其平均速率约为4.8km/h
【答案】C
【详解】A.研究冠军机器人运动轨迹时,其大小和形状可以忽略,所以可以看成质点,故A错误;
B.位移为从初位置到末位置的有向线段,故为12km,故B错误;
C.平均速度为位移除以时间,即,故C正确;
D.平均速率为路程除以时间,即,故D错误。
故选C。
考点三 加速度
知识点 加速度
1.加速度的计算
(1)确定正方向。
(2)确定初速度v0、末速度v。
(3)根据公式a==求解。
2.速度、速度变化量与加速度的关系
速度
速度变化量
加速度
物理意义
描述物体运动的快慢
描述物体速度的变化
描述物体速度变化的快慢
定义式
v=
Δv=v-v0
a==
方向
与位移Δx同向,即物体运动的方向
由v-v0或a的方向决定
与Δv的方向一致,由合力F的方向决定,而与v0、v的方向无关
3.物体速度变化规律分析
根据a与v的方向关系判断物体加速还是减速
(1)a和v同向(加速直线运动)⇒
(2)a和v反向(加速直线运动)⇒
4.用图像分析加速度
(1)v-t图像中的“速时比加速度”
图像的斜率即为速时比加速度:;
(2)v-x图像中的“速位比加速度”
速时比加速度:;速位比加速度:;
二者关系:
①当A>0且恒定时,a随v增大而变大;
②当A<0且恒定时,a随v减小而变小;
(3) a-t图像中的“急动度”
急动度:,即加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。
考向1 加速度的计算
13.“川超”火热进行,川北赛区第二轮,绵阳队坐镇主场三台体育场迎战德阳队。比赛中,足球以的速度飞来,被运动员以的速度反向踢回,若足球与脚接触时间约为,则该时间内足球的加速度大小约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】以初速度方向为正方向,根据加速度定义式
负号表示加速度与初速度方向相反,大小为200m/s2,故选A。
14.如题图,“50TFSI”为某品牌汽车一款车型的尾部标识,其中“50”表示车辆从静止加速到的平均加速度为,即为汽车百公里加速的G值,是反映车辆加速性能的重要指标,若该品牌另一款车型百公里加速的时间为7.0s,由此推算该车的尾标应该是( )
A.25TFSI B.35TFSI C.40TFSI D.50TFSI
【答案】C
【详解】依题意,由加速度定义式可得
即该车从静止加速到的平均加速度为,其尾标应该是40TFSI。
故选C。
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系
15.2024年12月,一道漆黑的机影划破中国成都的天际——号称“世界第一”的神秘战机歼36低空呼啸,让当地市民惊叹,也在全球军事圈掀起热议,中国六代机歼36完成首飞,成为了全球首批公开试飞的六代机。歼36能在不到十秒的时间内冲向1.5马赫,具有“全频段隐身”能力。关于歼36在空中飞行过程中正确的是( )
A.速度越大,加速度越大 B.速度变化量越大,加速度越大
C.加速度减小,速度可能不变 D.加速度增大,速度可能减小
【答案】D
【详解】A.速度大小与加速度无直接关系,速度越大,加速度不一定越大。例如,匀速直线运动时速度大但加速度为零,加速度由速度变化率决定,与速度大小无关,A错误;
B.速度变化量越大,加速度不一定越大。例如,速度变化量大但经历时间很长时加速度可能很小,加速度取决于和的比值,B错误;
C.加速度减小,只要不为零,速度就会变化(如加速度减小但方向与速度同向时,速度仍增加但增加变慢);若加速度为零,速度不变,C错误;
D.加速度增大,速度可能减小。例如,当加速度方向与速度方向相反(如减速运动)时,加速度大小增大(负方向绝对值增大),速度会减小,D正确。
故选D。
16.关于速度、速度的变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动时速度越大,它的加速度也越大
B.物体运动过程中速度的变化量越大,它的加速度也越大
C.物体运动过程中速度的方向与其加速度方向总是相同
D.物体运动过程中速度的变化量的方向与其加速度方向总是相同
【答案】D
【详解】A.加速度由速度变化快慢决定,与速度大小无直接关系。例如匀速运动时速度大但加速度为零,故A错误;
B.只是加速度的定义式,加速度与速度的变化量没有直接关系,速度的变化量越大,加速度不一定也越大,故B错误;
C.加速度方向与速度方向不一定相同。例如减速时加速度方向与速度方向相反,故C错误;
D.根据加速度定义式,可知加速度方向始终与速度变化量的方向相同,故D正确。
故选D。
考向3 物体速度变化规律分析
17.某质点做的直线运动,加速度的值先由零增大到某一值后,再逐渐减小到零。在此过程中,该质点( )
A.当加速度达最大值时,速度也达到最大值
B.速度先增大后减小,最后保持不变
C.速度一直在增大,位移也一直在增大
D.速度一直在增大,位移先增大后减小
【答案】C
【详解】AB.质点初速度,加速度且先增大后减小至零。加速度方向始终与速度同向,故速度一直增大,直到加速度为零时速度达到最大值并保持匀速,AB错误。
CD.速度持续增大,速度方向不变,则位移也持续增大,C正确,D错误。
故选C。
18.一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.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,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.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值
【答案】B
【详解】AB.因为加速度的方向始终与速度方向相同,所以质点做加速运动,当加速度减小到零时,速度不再增加达到最大值,然后以最大速度做匀速运动,A错误,B正确;
CD.质点做加速运动时,位移增大,质点做匀速运动时,位移继续增大,所以,质点的位移一直增大,位移不存在最小值, CD错误;故选B。
考向4 利用图像分析加速度
19.如图甲所示,一儿童踩着滑板车由静止从一个斜坡的顶端滑下,而后进入水平路面,直至停止运动。他的部分运动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.运动过程中的最大加速度为
B.运动过程中的最大速度为
C.的时刻进入水平路面
D.在水平路面上的运动时间是斜坡上的2倍
【答案】B
【详解】A.图像斜率绝对值大小表示加速度大小,由图像可知运动过程中的最大加速度出现在前2s内,即,故A错误;
B.图像可知运动过程中的最大速度为4m/s,故B正确;
C.图像可知t=2s时刻开始减速,可知t=2s时刻进入水平路面,故C错误;
D.图像可知儿童在斜面上运动时间为2s,在水平路面运动时加速度大小为
则儿童在水平路面运动时间为
可知水平路面上的运动时间是斜坡上的4倍,故D错误。
故选B。
20.天水麻辣烫爆火出圈,引得外地游客纷至沓来。从天水南站搭乘出租车前往麦积山的途 中,有两辆出租车A、B从南站同一位置由静止出发,沿相同方向同时行驶,其运动过程可 视为直线运动,二者的速度-时间v-t图像如图所示。分析出租车A、B的运动情况,A、B加速时的加速度大小之 比 为 ( )
A.2∶1 B.1∶1 C.5∶2 D.10∶1
【答案】D
【详解】根据v-t图像的斜率可求出出租车的加速度。
出租车A加速时的加速度大小
出租车B加速时的加速度大小
联立解得
故选D。
21.某地举行人形机器人半程马拉松赛。已知从起点到终点直线距离约为12 km,实际赛道长度约为20 km。冠军机器人用时约2.5小时完成比赛,则( )
A.研究机器人全程行进轨迹可将其视为质点
B.“2.5小时”指结束比赛的时刻
C.研究机器人的行进动作可以将其视为质点
D.全程平均速度大小约为8 km/h
【答案】A
【详解】A.研究机器人全程行进轨迹时,机器人的形状、大小相对于20km的赛道长度可忽略不计,因此可将其视为质点,故A正确;
B.“2.5小时”是机器人完成整个比赛过程对应的时间间隔,时刻指某一瞬间,故B错误;
C.研究机器人的行进动作时,需要考虑机器人各部位的运动差异,其形状、大小不可忽略,不能将其视为质点,故C错误;
D.平均速度是位移与时间的比值,位移大小指始末位置连线长度,全程位移大小为12km,故平均速度大小为,故D错误。
故选A。
22.2026年重庆马拉松比赛在南滨路鸣枪开跑,全程42.195公里,贵州选手丰配友在比赛中以2小时10分21秒的成绩获得国内冠军。关于此次比赛下列说法正确的是( )
A.研究选手冲线动作时,可以将选手看成质点
B.2小时10分21秒指的是时间间隔
C.42.195公里指的是比赛过程中的位移大小
D.全程的平均速度大小约为
【答案】B
【详解】A.研究冲线动作,需要关注身体姿态与细节,不能看成质点,故A错误;
B.2小时10分21秒是从起跑至冲线的一段时间,属于时间间隔,故B正确;
C.42.195公里是运动员跑过的路径长度(路程),不是位移,故C错误;
D.是路程与时间的比值,是平均速率,故D错误。
故选B。
23.“象”海图强,逐梦远行。在今年3月的一天,象山县某学校组织开展徒步远足活动,八百余名师生于早上8:30从学校出发完成了一段8km的旅程,行进路线如导航图所示。下列说法正确的是( )
A.“8km”指的是位移
B.“8:30”指的是时间间隔
C.研究某学生的徒步路径时,该学生可以视为质点
D.以对向车道上驶来的汽车为参考系,学生是静止的
【答案】C
【详解】A.八百余名师生于早上8:30从学校出发完成了一段8km的旅程,可知“8km”指的是路程,不是位移,故A错误;
B.“8:30”指的是出发时刻,不是时间间隔,故B错误;
C.研究某学生的徒步路径时,可以忽略其形状和大小,故该学生可以视为质点,故C正确;
D.以对向车道上驶来的汽车为参考系,可知学生是运动的,故D错误。
故选C。
24.2024年6月30日,粤港澳大湾区超级工程——深中通道正式通车试运营。深圳至中山的车程,从此前约为2小时缩短至30分钟。全长约24公里的深中通道跨越伶仃洋,让“深莞惠”与“珠中江”两大城市群实现了跨海直连。下列关于运动的描述正确的是( )
A.“30分钟”是指时刻
B.驾车通过深中通道的位移大小为24公里
C.以行驶汽车中的乘客为参考系,深中通道处于静止状态
D.在研究汽车通过深中通道的运动轨迹时,汽车可看成质点
【答案】D
【详解】A. 30分钟是一段时间长度,画在时间轴上是一段距离,所以是时间间隔,故A错误;
B. 全长约24公里的深中通道跨越伶仃洋,全长24公里是指路线长度,不确定一段线段,所以应该指的是路程,B错误;
C. 以行驶汽车中的乘客为参考系,深中通道向汽车运动的反方向运动,C错误;
D. 在研究汽车通过深中通道的运动轨迹时,汽车的形状和大小对研究的问题没有影响,D正确。
故选D。
25.如图,正方形跑道ABCD的边长为l,从某时刻起,甲同学从A向B匀速运动,速度为v,同时乙同学从B向C匀速运动,速度为,则他们在运动过程中的最近距离为( )
A. B. C.l D.
【答案】D
【详解】根据匀速直线运动位移与时间的关系,甲、乙的位移大小分别为,
根据两点间距离公式,甲乙距离满足
是关于开口向上的二次函数,最小值在顶点,得
代入得
因此最小距离
此时甲、乙的位移大小分别为,
则此时甲乙都还在对应边上。
故选D。
26.如图所示,将一条纸带的一端扭转180°后与另一端相连,可以制作成一个莫比乌斯带。已知这条纸带的长度为L,不考虑连接处的长度耗损,现有一只蜗牛沿着中线从a点出发做匀速率爬行,经过时间t蜗牛第一次回到a点,此过程中有( )
A.蜗牛的位移为2L
B.蜗牛的路程为2L
C.平均速度为
D.加速度恒为零
【答案】B
【详解】A.位移是从初位置到末位置的有向线段。蜗牛从a点出发,最终回到a点,初末位置相同,位移为0,A错误;
B.路程是实际运动的轨迹长度。蜗牛爬完整个莫比乌斯带中线,轨迹长度为 2L,B正确;
C.平均速度等于位移与时间的比值。此过程位移为 0,所以平均速度为0,C错误;
D.蜗牛做匀速率曲线运动,速度方向不断变化,存在向心加速度,因此加速度不为零,D错误。
故选B。
27.甲、乙两物体(均视为质点)在水平方向做直线运动,其速度—时间图像如图所示,则在时间内( )
A.乙在做加速度减小的减速运动
B.甲的平均加速度比乙小
C.甲的位移等于乙的位移
D.甲的平均速度比乙小
【答案】D
【详解】A.图像的斜率表示加速度,乙在时间内切线的斜率越来越大,易知乙在时间内做加速度增大的减速运动,故A错误;
B.时间内,甲、乙的速度变化量相等,时间相等,平均加速度大小相等,故B错误;
CD.图像与时间轴所围成的面积表示位移,时间内,甲的图像面积小于乙,则甲的位移小于乙的位移,甲的平均速度比乙小,C错误,D正确。
故选D。
28.甲、乙两物体分别在水平面上做直线运动,取向右为正方向,它们运动的相关图像分别如图甲、乙所示。已知乙的初速度为0,下列说法正确的是( )
A.甲物体2s时的加速度方向发生变化
B.乙物体2s时的运动方向发生变化
C.甲物体0~2s内的平均速度与2~4s内的平均速度等大反向
D.乙物体4s时的位置与0时刻的位置相同
【答案】C
【详解】A.根据图线的斜率表示加速度可知,甲物体内的加速度方向没有发生过变化,故A错误;
B.根据图线与时间轴所围图形的面积等于速度的变化量,可知乙物体在0-2s时间内速度为负值,在2-4s内速度变化量为正值,在t=4s时速度减为零,但是在2-4s内速度仍为负值,则2s时的运动方向没有发生变化,故B错误;
C.由图像可知,甲物体0~2s内的平均速度与2~4s内的平均速度大小相同,方向相反,故C正确;
D.乙物体从0到4s速度一直为负,则4s时的位置与0时刻的位置不相同,故D错误。
故选C。
29.甲、乙两车在平直路面行驶的位移—时间图像如图所示,甲为抛物线,乙为直线,时刻两图线相切,下列说法正确的是( )
A.甲为匀变速运动,乙为匀速运动
B.甲为曲线运动,乙为直线运动
C.时刻相遇,甲的速度大于乙的速度
D.甲的加速度大小为
【答案】A
【详解】A B.根据匀变速直线运动的位移时间关系
甲为抛物线,乙为直线,即甲为匀变速直线运动,乙为匀速直线运动,A正确,B错误;
C.时刻甲、乙位置相同,说明甲、乙相遇;相遇图像的斜率表示速度,甲的速度等于乙的速度,C错误;
D.由甲图线可知时刻,;时刻,甲的速度为0
根据加速度定义式
解得加速度大小,D错误。
故选A。
30.如图所示是一辆汽车在平直公路上行驶时加速度随时间变化的关系图像。关于这辆汽车的运动,下列说法正确的是( )
A.在内此汽车加速度的变化率逐渐减小
B.在内此汽车做加速度逐渐减小的加速运动
C.若0时刻加速度与速度同方向,则内此汽车的速度在增加
D.若0时刻加速度与速度同方向,已知物体在时速度为3m/s,则2s末的速度大小为9m/s
【答案】C
【详解】A.汽车加速度的变化率是指汽车加速度的变化量与这段变化量所用时间的比值,即,结合题图可知,该图像的斜率为汽车加速度的变化率,其不变,故A项错误;
B.当汽车的加速度方向与汽车的速度方向相同时,汽车做加速运动,当汽车的加速度方向与汽车的速度方向相同时,汽车做减速运动。由题图可知,汽车的加速度大小在减小,但是从题中无法判断汽车的是做加速运动还是减速运动,故B项错误;
C.若0时刻加速度与速度方向相同,则汽车做加速运动,即内汽车的速度增加,故C项正确;
D.由于物体的图像与坐标轴围成的面积表示物体的速度变化量,所以有
解得,故D项错误。
故选C。
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