第01讲 运动的描述(举一反三讲义)(全国通用)2027年高考物理一轮复习举一反三系列
2026-06-05
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 运动的描述 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 27.10 MB |
| 发布时间 | 2026-06-05 |
| 更新时间 | 2026-06-05 |
| 作者 | 物理开挂所 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-06-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58219565.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中物理高考复习讲义围绕运动的描述专题,涵盖质点、参考系、位移与路程、速度、加速度等核心考点,按概念辨析、规律应用、方法总结的逻辑层次展开,通过必备知识回顾、典例精讲、变式训练、方法规律提炼四个环节,帮助学生构建运动学概念体系,突破易混点。
讲义突出科学思维培养,如通过质点模型建构体会理想化方法,结合瞬时速度推导渗透极限思想,典例选用机器人马拉松、磁悬浮测试等真实情境,设置基础巩固与综合提升分层练习,助力学生精准把握高考命题规律,为教师高效组织复习提供系统资源。
内容正文:
第01讲运动的描述
目录
1
2
考点一质点、参考系、位移与路程、时间与时刻 2
考点二平均速度和瞬时速度 5
考向1:平均速度和瞬时速度与平均速率 6
考向2:平均速度、瞬时速度的计算 6
考点三速度、速度变化量和加速度 8
考向1:速度、速度变化量与加速度 8
考向2:加速度的计算 8
考向3:物体加速、减速的判断 8
10
基础巩固练 10
综合提升练 13
核心考点
1.质点与参考系:理解质点的理想化模型及其适用条件;认识参考系对描述物体运动的相对性影响。
2.位移与路程:区分矢标性,掌握位移表示位置变化(初→末有向线段),路程为轨迹长度。
3.速度与速率:辨析平均速度(位移/时间)与瞬时速度(极限思想)、平均速率(路程/时间)与瞬时速率的区别。
4.加速度:深刻理解其物理意义(速度变化快慢),辨析其与速度、速度变化量的方向与大小关系(a与Δv同向,与v无关)。
考情透析
1.题型与难度:以基础选择题为主,偶尔渗透于实验题(如打点计时器测瞬时速度),难度低→中等。
2.命题规律:不单独出计算大题,而是作为情境铺垫与后续匀变速、动力学融合。常以生活实例(公交车运动、跳伞)、科技背景(高铁运行)为载体考查概念辨析。
3.考查方向:侧重于概念的准确理解与辨析(如速度变化大≠加速度大),较少涉及复杂计算。常结合x-t、v-t图像理解。
素养对接
1.模型建构:通过质点模型的建立过程,体会“抓主要因素、忽略次要因素”的理想化物理模型思想。
2.极限思想:通过瞬时速度的推导,理解“从平均到瞬时”的极限概念,形成微观与宏观的辩证思维。
3.科学推理:能根据加速度定义式a=Δv/Δt推理并判断“加速/减速”过程的根本条件(a与v同向/反向)。
学习目标
1.知识目标:能准确说出质点、位移、速度、加速度的定义及物理意义;能正确区分位移与路程、平均速度与瞬时速度、加速度与速度变化量。
2.能力目标:能在具体情境中判断物体能否视为质点;能根据已知条件(如x-t图、v-t图)推断物体的平均速度、瞬时速度和加速度;能用“平均速度法”或“极限法”测量瞬时速度。
备考建议
1.概念对比,精准辨析:不要机械背诵,要通过实例对比。例如:如何用“方向”区分位移与路程、加速度与速度变化量。
2.理解思想,领会方法:重点体会“质点”中的模型思想和“瞬时速度”中的极限思想,这比记忆公式更重要。
3.结合图像,强化理解:借助x-t图理解平均速度(斜率)、v-t图理解瞬时速度(纵坐标)和加速度(斜率),建立数形结合的能力。
4.规范计算,避免失误:虽然计算简单,但要注意单位统一和矢量正负号的选取,为后续力学打下严谨基础。
考点一质点、参考系、位移与路程、时间与时刻
【必备知识回顾】
1.质点
(1)定义:用来代替物体的有质量的点叫作质点。
(2)条件:研究一个物体的运动时,如果物体的大小和形状对问题的影响可以忽略,该物体就可以看作质点。
2.参考系
(1)定义:描述一个物体的运动时,选定其他物体作为参考,观察这个物体的位置随时间的变化,这种用来作为参考的物体称为参考系。
(2)选取不同的参考系来观察同一个物体的运动,其运动性质一般是不同的。通常以地面为参考系。
3.时间与时刻的比较
在时间轴上,时刻用一个点表示,时间间隔用一段线段表示。生活中所说的“时间”,有时是指时刻,有时是指时间间隔,要根据上下文的物理情境来确定。
时间间隔与时刻的关系:时间间隔=末时刻-初时刻。
4.位移和路程
(1)位移:表示质点的位置变动,它是由初位置指向末位置的有向线段。
(2)路程:物体运动轨迹的长度。
(3)位移与路程的区别:位移是矢量,路程是标量。只有在单方向直线运动中,位移的大小才等于路程。
【重难模型精讲】
【典例1】(2026·辽宁沈阳·三模)2026年4月19日,在全球首个人形机器人半程马拉松赛事中,齐天大圣队的“闪电”机器人凭借50分26秒的成绩获得冠军,全程21.0975公里。其中50分26秒和21.0975公里分别指的是( )
A.时刻、路程 B.时刻、位移
C.时间间隔、路程 D.时间间隔、位移
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·宁夏·一模)下图为某导航软件的一张截图,显示了某次导航的具体路径,大众常选的“184公里”对应“2小时16分”。下列说法正确的是( )
A.“2小时16分”为时刻
B.“184公里”为位移
C.记录全程运动时间不能将车辆视为质点
D.根据大众常选的两个数据,可以算出整个路段汽车行驶的平均速率
【变式2】(2026·海南·一模)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.
【变式3】(2026·河南许昌·模拟预测)青岛海湾大桥横跨青岛海湾,连接青岛市区与黄岛新区,总长约41.58公里,是世界上最长的海湾跨海大桥,青岛海湾大桥的最高时速为80km/h,从青岛市区到黄岛新区大约需要30min。下列说法正确的是()
A.“41.58公里”指的是青岛市区到黄岛新区的位移
B.“80km/h”指的是从青岛市区到黄岛新区的平均速度
C.汽车在大桥上行驶时不能看成质点
D.汽车内的乘客说司机静止,是以汽车为参考系的
【方法规律】
质点:
(1)质点是一种理想化模型,实际并不存在。是突出主要因素、忽略次要因素而建立的物理模型,目的是使一些复杂的问题简单化。“轻杆”“光滑平面”“点电荷”等,这些都是理想化模型。
(2)物体能否被看成质点是由所研究问题的性质决定的,不依赖物体自身的大小和形状来判断。
(3)质点是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,不同于几何“点”,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
参考系
(1)任意性:参考系的选取原则上是任意的,但应以观测方便和描述运动简单为原则,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。
(3)标准性:物体一旦被选作参考系,不论原来的运动情况如何,都假定不动,被研究的物体都以参考系为标准。
(4)差异性:对同一物体,选择不同的参考系,描述的运动结果可能不同。
时刻与时间
(1)“第ns(内)”是时间间隔,时间是1s。“n秒内”是指n秒的时间。
(2)“第ns末”与“第(n+1)s初”是指同一时刻。
位移与路程:
(1)位移是矢量,方向由初位置指向末位置;位移由始、末位置决定,只与初、末位置有关。
(2)路程是标量,没有方向;路程与路径有关,路程由实际的运动轨迹决定。
(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。
(4)运算法则: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。
位移和路程的计算方法:
(1)找出研究过程的初位置和末位置,由初位置指向末位置的有向线段就是位移。
(2)画出物体在运动过程中的运动轨迹示意图,实际路径的总长度就是路程。
考点二平均速度和瞬时速度
【必备知识回顾】
1、速度:
位移与发生这段位移所用时间之比。
①定义式:v=,单位:m/s。
②矢量性:速度是矢量,既有大小,也有方向。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,速度的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。
③物理意义:表示物体运动快慢的物理量。
2、平均速度:
物体在某一段时间内运动的位移与所用时间之比,即=。只能粗略地描述物体运动的快慢。平均速度是矢量,方向就是物体位移的方向。平均速度是过程量。
3、瞬时速度:
运动物体在某一时刻或某一位置的速度。表示物体在某一时刻或某一位置的运动快慢程度。瞬时速度是矢量,方向即物体在这一时刻或这一位置的运动方向。能够精确地描述物体运动的情况。瞬时速度是状态量。
4、速率与平均速率
瞬时速度的大小叫作速率,是标量。平均速率指物体通过的路程和所用时间之比,是标量。
5.速度—时间图像
以时间为横轴,速度为纵轴建立平面直角坐标系,形象描述物体运动的速度随时间变化的情况。描点作图时,要用一条平滑曲线来连接这些点,如果有些点难以落在曲线上,应该使它们大致均匀地分布在曲线两侧。
【重难模型精讲】
考向1:平均速度和瞬时速度与平均速率
【典例2】(2026·云南·模拟预测)如图所示,水平圆形轨道上均匀分布着a、b、c、d四个点。可视为质点的甲、乙玩具小车同时从a点出发,分别沿顺时针和逆时针方向运动,两车同时到达d点,且均未运动一圈。关于两车从a点运动到d点的过程,下列说法正确的是( )
A.甲车的平均速度比乙车小
B.甲车运动的瞬时速度始终比乙车小
C.甲、乙两车的平均速率相等
D.甲车从a运动到d与乙车从b运动到c的位移相同
考向2:平均速度、瞬时速度的计算
【典例3】(2026·重庆沙坪坝·三模)重庆李子坝轻轨站因“轻轨穿楼”吸引很多游客前去拍照打卡。轻轨站楼体被列车“穿越”的那一段长度约为132m,假设一列6节编组,长度约为90m的列车正以15m/s的速度匀速行驶,坐在车尾的乘客从看见车头到达楼体下方洞口,到看见列车完全穿出楼体,所经历的时间最接近( )
A.6s B.9s C.15s D.21s
【变式训练与拓展】
【变式4】(2026·江苏镇江·模拟预测)某同学绕跑道跑一圈用时,则( )
A.平均速度大小是 B.平均速率是
C.瞬时速率一定始终是 D.瞬时速度可能保持不变
【变式5】(2026·重庆·模拟预测)市区街道通常设有交通信号灯和过街斑马线。一般来说,行人信号灯的绿灯时间是基于行人步行速度最大为1m/s的时长设置的。若某街道路面宽25m,则其行人绿灯的时长不应少于( )
A.10s B.15s C.20s D.25s
【变式6】(2026·安徽安庆·三模)如图甲所示,2025蛇年春晚,国产宇树科技机器人集体扭秧歌引人注目,动作丝滑堪比人类。图乙记录其中一台机器人在一段时间内运动的速度—时间图像,下列说法正确的是()
A.0~4s内,机器人的加速度大小为0.4m/s2
B.4~12s内,机器人静止
C.12~14s内,机器人的平均速度大小为2m/s
D.全程机器人的位移大小为57.8m
【方法规律】
1.平均速度与瞬时速度的区别和联系
(1)区别①平均速度是过程量,表示物体在某段时间或某段位移内的平均运动快慢程度;②瞬时速度是状态量,表示物体在某一时刻或某一位置的运动快慢程度。
(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,体现了极限的思想方法,例如利用光电门求瞬时速度就体现了此种方法。
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=粗略地求出物体在该位置的瞬时速度。
(如光电门,纸带等)用极限法求瞬时速度。
3.平均速度与平均速率的比较
(1)平均速度是位移与时间之比,平均速率是路程与时间之比。
(2)一般情况下平均速率大于平均速度的大小,只有单向直线运动的平均速率等于平均速度的大小。
考点三速度、速度变化量和加速度
【必备知识回顾】
1.加速度
(1)定义:物体速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
(2)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。
(4)物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量。
【重难模型精讲】
考向1:速度、速度变化量与加速度
【典例4】(2026高一上·河北保定·阶段检测)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2:加速度的计算
【典例5】(2025·四川绵阳·一模)“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.
考向3:物体加速、减速的判断
【典例6】(2026·江苏南京·模拟预测)小龙虾在水中快速移动时,主要依靠尾部的快速弯曲产生推进力。某时刻,小龙虾受到威胁,由静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化规律如图所示。则小龙虾( )
A.t=t0时,小龙虾的速度达到最大
B.0~t0内,小龙虾速度先增大后减小
C.t0~2t0内,小龙虾速度先增大后减小
D.t=2t0时,小龙虾的速度达到最大
【变式训练与拓展】
【变式7】(2025高三·全国·专题练习)如图所示,2024年12月16日18时00分,我国在文昌发射中心使用长征五号乙运载火箭/远征二号上面级,成功将卫星互联网低轨01星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列说法正确的是( )
A.运载火箭刚点火时还没有运动,其加速度一定为零
B.运载火箭升空过程速度变化越大,其加速度就大
C.运载火箭升空过程速度变化越快,其加速度就大
D.运载火箭离开地面的瞬间,火箭的速度很小,所以加速度很小
【变式8】(2026高一·四川内江·期末)如图所示,火箭发射时,在10s内速度能从静止增到100m/s;蜻蜓以8m/s的速度飞行时能在0.7s内停下来,两者均视为匀变速直线运动,取它们的运动方向为正方向。下列说法正确的是( )
A.蜻蜓的加速度比火箭的加速度小 B.火箭的加速度为10m/s2
C.火箭在10s内的位移为1km D.火箭的速度变化率比蜻蜓的速度变化率大
【变式9】(2026·四川·二模)在武汉东湖实验室的一公里高速磁悬浮测试线,测试车在电磁力的推动下从静止开始加速至800km/h,仅用5.3s,再创短距离磁悬浮加速全球纪录。已知测试线为直线型轨道,这段时间内,测试车的平均加速度约为()
A. B. C. D.
【变式10】(2025高三·山西吕梁·期末)在第四次“天宫课堂”上,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮三位博士在梦天实验舱完成了碰撞实验。如图,桂海潮将一质量为的小钢球扔出去之后,与相对于太空舱处于静止状态的质量为的大钢球发生碰撞,碰撞时间为。碰撞前小钢球的速度为,碰撞后的速度为大小为,方向与的方向相反。碰撞后大钢球的速度为,方向与的方向相同。若规定的方向为正方向,则在碰撞过程中,下列说法正确的是( )
A.小钢球速度的变化为 B.大钢球速度的变化为
C.小钢球的平均加速度的大小为 D.大钢球的平均加速度的大小为
【方法规律】
1、速度、速度变化量和加速度的对比
物理量
速度v
速度的变化量Δv
加速度a
物理意义
表示物体运动的快慢和方向
表示速度变化的大小和方向
表示速度变化的快慢和方向,即速度的变化率
公式
v=
Δv=v-v0
a=
方向
物体运动的方向
由v1和v2决定
与Δv的方向一致,与v的方向无关,由F的方向决定
单位
m/s
m/s
m/s2
关系
三者无必然联系,v很大,Δv可以很小,甚至为0,a可大可小
2、速度、速度的变化量、加速度间的六个不一定
(1)速度大,加速度不一定大;加速度大,速度也不一定大。加速度和速度的大小没有必然联系。
(2)速度变化量大,加速度不一定大;加速度大,速度变化量也不一定大。
(3)加速度为零,速度不一定为零;速度为零,加速度也不一定为零。
3、速度增大或减小由速度与加速度的方向关系决定
(1)a和v同向―→速度增加
(2)a和v反向―→速度减小
基础巩固练
1.如图所示,神舟二十一号乘组在空间站开展“运动骨肌受力研究”实验,航天员在跑步机上以6km/h的速度匀速“太空跑步”15分钟,采集足底压力数据。下列说法正确的是( )
A.在研究航天员跑步姿势与运动骨肌受力时,可以将其视为质点
B.“15分钟”指的是时间间隔
C.“6km/h”指的是航天员相对于空间站的瞬时速率
D.15分钟内航天员在跑步机上“跑步”的位移大小为1.5km
2.2025年9月的长春航展中,“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示,两架飞机分别沿各自轨迹从点运动到点,则两架飞机( )
A.位移一定相同
B.路程一定相同
C.平均速度一定相同
D.经过点时速度相同
3.2024年8月1日,潘展乐在长50m的标准泳池中以46秒40的成绩获得巴黎奥运会男子100米自由泳冠军,为中国游泳首夺该项目奥运会金牌,并打破世界纪录,则( )
A.研究潘展乐的技术动作时可以将他看成质点
B.“46秒40”指的是时间间隔
C.在游泳过程中,以泳池里的水为参考系,潘展乐是静止的
D.潘展乐在此次比赛中的位移为100m
4.关于加速度,下列说法正确的是( )
A.加速度是描述位置变化快慢的物理量
B.加速度与速度同向,物体可能做减速运动
C.速度的变化量越大,加速度越大
D.匀变速直线运动的加速度恒定
5.某工程师遥控无人机在空中飞行,若内无人机的图像如图所示,图线为一平滑曲线,则关于无人机在内的飞行,以下说法正确的是( )
A.无人机一定做曲线运动
B.无人机先做减速直线运动后做加速直线运动
C.无人机的平均速度大小为
D.无人机有两个时刻的瞬时速度等于它的平均速度
6.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9km,从出发地到目的地用时5min,赛车上的里程表显示的里程数增加了15km,当他经过某路标时,车内速度计指示的示数为150km/h,下列说法正确的是( )
A.在整个过程中赛车手的瞬时速度一直是108km/h
B.在整个过程中赛车手的平均速度是180km/h
C.在整个过程中赛车手的平均速率是108km/h
D.经过该路标时的瞬时速率是150km/h
7.如图所示,子弹和足球的初速度均为v1=5m/s,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s,子弹击穿木板后速度大小变为2m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5m/s,则下列有关子弹和足球作用木板时的加速度大小及方向正确的是( )
A.子弹:30m/s2,方向向左
B.子弹:70m/s2,方向向右
C.足球:30m/s2,方向向左
D.足球:100m/s2,方向向右
8.一物体运动的速度-时间图像如图所示,则( )
A.在内加速度为 B.在内平均速度为
C.在内加速度逐渐减小 D.在内朝负方向做减速运动
9.一质点做直线运动,在内瞬时速度大小,关于该质点的运动情况,下列说法正确的是()
A.该质点运动的加速度随时间变化得越来越小
B.该质点在时的加速度大小为
C.该质点在内位移大小为
D.该质点在内平均速度大小为
10.2026年3月28日至29日,张雪机车在世界超级摩托车锦标赛葡萄牙站比赛中,连夺两回合正赛冠军,实现了中国品牌在该项顶级赛事中的历史性突破。已知每圈赛道长度为4.653公里,共有15个弯道,绕行多圈才能完赛。下列说法正确的是()
A.以大小不变的速度过弯道时,摩托车受力平衡
B.研究摩托车在比赛中的运动轨迹时,可将其视为质点
C.用比赛的轨迹长度和时间,可以计算摩托车平均速度的大小
D.以终点处的光电计时门为参考系,摩托车在接近终点过程中是静止的
11.急动度是描述加速度变化快慢的物理量,定义式。为评估某品牌新能源汽车起步时的平稳性,一辆测试车从静止开始沿平直公路启动,车载系统在起步阶段0-4s内将急动度设定为:()。已知t=0时,a0=0,下列关于汽车在起步阶段“0-4s”内的说法正确的是( )
A.汽车的加速度随时间均匀增加 B.汽车的加速度随时间均匀减小
C.汽车在t=2s时加速度达到最大值 D.汽车在t=2s时速度达到最大值
12.(多选)将一篮球以某一初速度斜向上抛出,忽略空气阻力。从篮球被抛出到篮球再次回到初始高度的过程中,下列说法正确的是( )
A.篮球的加速度大小始终不变
B.篮球的加速度方向改变了一次
C.在最高点时,篮球处于平衡状态
D.篮球在上升过程中的速度变化量与下降过程中的速度变化量大小相等、方向相同
综合提升练
1.(2025·浙江·高考真题)我国水下敷缆机器人如图所示,具有“搜寻—挖沟—敷埋”一体化作业能力。可将机器人看成质点的是( )
A.操控机器人进行挖沟作业 B.监测机器人搜寻时的转弯姿态
C.定位机器人在敷埋线路上的位置 D.测试机器人敷埋作业时的机械臂动作
2.(2026·浙江·高考真题)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
3.土楼兼具居住和防御的功能,承启楼是圆形土楼的典型代表,如图(a)所示。承启楼外楼共四层,各楼层高度如图(b)所示。同一楼层内部通过直径约的圆形廊道连接。若将质量为的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处,再用沿廊道运送到N处,如图(c)所示。重力加速度大小取,则( )
A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中,克服重力所做的功为
B.该物资从M处被运送到N处的过程中,克服重力所做的功为
C.从M处沿圆形廊道运动到N处,位移大小为
D.从M处沿圆形廊道运动到N处,平均速率为
4.一场100米跑步比赛中,第三跑道的运动员跑到处时,秒表计时为。根据以上信息,能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度()
A.可以算得平均速度,可以算得瞬时速度
B.无法算得平均速度,可以算得瞬时速度
C.可以算得平均速度,无法算得瞬时速度
D.无法算得平均速度,无法算得瞬时速度
5.“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶,在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构,该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发,经过61天到达M处,行驶路程为585米;又经过23天,到达N处,行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米,则火星车( )
A.从O处行驶到N处的路程为697米
B.从O处行驶到N处的位移大小为889米
C.从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天
D.从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天
6.(2024·辽宁·高考真题)2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道,火箭升空过程中,以下描述其状态的物理量属于矢量的是( )
A.质量 B.速率 C.动量 D.动能
7.(2024·江西·高考真题)一质点沿轴运动,其位置坐标与时间的关系为x=1+2t+3t2(的单位是,的单位是)。关于速度及该质点在第内的位移,下列说法正确的是()
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6m
B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5m
D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5m
8.(2025·四川·高考真题)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船成功返回。某同学在观看直播时注意到,返回舱从高度3090m下降到高度2010m,用时约130s。这段时间内,返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为()
A.8.3m/s B.15.5m/s C.23.8m/s D.39.2m/s
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第01讲运动的描述
目录
1
2
考点一质点、参考系、位移与路程、时间与时刻 2
考点二平均速度和瞬时速度 6
考向1:平均速度和瞬时速度与平均速率 7
考向2:平均速度、瞬时速度的计算 8
考点三速度、速度变化量和加速度 10
考向1:速度、速度变化量与加速度 10
考向2:加速度的计算 11
考向3:物体加速、减速的判断 11
14
基础巩固练 14
综合提升练 20
核心考点
1.质点与参考系:理解质点的理想化模型及其适用条件;认识参考系对描述物体运动的相对性影响。
2.位移与路程:区分矢标性,掌握位移表示位置变化(初→末有向线段),路程为轨迹长度。
3.速度与速率:辨析平均速度(位移/时间)与瞬时速度(极限思想)、平均速率(路程/时间)与瞬时速率的区别。
4.加速度:深刻理解其物理意义(速度变化快慢),辨析其与速度、速度变化量的方向与大小关系(a与Δv同向,与v无关)。
考情透析
1.题型与难度:以基础选择题为主,偶尔渗透于实验题(如打点计时器测瞬时速度),难度低→中等。
2.命题规律:不单独出计算大题,而是作为情境铺垫与后续匀变速、动力学融合。常以生活实例(公交车运动、跳伞)、科技背景(高铁运行)为载体考查概念辨析。
3.考查方向:侧重于概念的准确理解与辨析(如速度变化大≠加速度大),较少涉及复杂计算。常结合x-t、v-t图像理解。
素养对接
1.模型建构:通过质点模型的建立过程,体会“抓主要因素、忽略次要因素”的理想化物理模型思想。
2.极限思想:通过瞬时速度的推导,理解“从平均到瞬时”的极限概念,形成微观与宏观的辩证思维。
3.科学推理:能根据加速度定义式a=Δv/Δt推理并判断“加速/减速”过程的根本条件(a与v同向/反向)。
学习目标
1.知识目标:能准确说出质点、位移、速度、加速度的定义及物理意义;能正确区分位移与路程、平均速度与瞬时速度、加速度与速度变化量。
2.能力目标:能在具体情境中判断物体能否视为质点;能根据已知条件(如x-t图、v-t图)推断物体的平均速度、瞬时速度和加速度;能用“平均速度法”或“极限法”测量瞬时速度。
备考建议
1.概念对比,精准辨析:不要机械背诵,要通过实例对比。例如:如何用“方向”区分位移与路程、加速度与速度变化量。
2.理解思想,领会方法:重点体会“质点”中的模型思想和“瞬时速度”中的极限思想,这比记忆公式更重要。
3.结合图像,强化理解:借助x-t图理解平均速度(斜率)、v-t图理解瞬时速度(纵坐标)和加速度(斜率),建立数形结合的能力。
4.规范计算,避免失误:虽然计算简单,但要注意单位统一和矢量正负号的选取,为后续力学打下严谨基础。
考点一质点、参考系、位移与路程、时间与时刻
【必备知识回顾】
1.质点
(1)定义:用来代替物体的有质量的点叫作质点。
(2)条件:研究一个物体的运动时,如果物体的大小和形状对问题的影响可以忽略,该物体就可以看作质点。
2.参考系
(1)定义:描述一个物体的运动时,选定其他物体作为参考,观察这个物体的位置随时间的变化,这种用来作为参考的物体称为参考系。
(2)选取不同的参考系来观察同一个物体的运动,其运动性质一般是不同的。通常以地面为参考系。
3.时间与时刻的比较
在时间轴上,时刻用一个点表示,时间间隔用一段线段表示。生活中所说的“时间”,有时是指时刻,有时是指时间间隔,要根据上下文的物理情境来确定。
时间间隔与时刻的关系:时间间隔=末时刻-初时刻。
4.位移和路程
(1)位移:表示质点的位置变动,它是由初位置指向末位置的有向线段。
(2)路程:物体运动轨迹的长度。
(3)位移与路程的区别:位移是矢量,路程是标量。只有在单方向直线运动中,位移的大小才等于路程。
【重难模型精讲】
【典例1】(2026·辽宁沈阳·三模)2026年4月19日,在全球首个人形机器人半程马拉松赛事中,齐天大圣队的“闪电”机器人凭借50分26秒的成绩获得冠军,全程21.0975公里。其中50分26秒和21.0975公里分别指的是( )
A.时刻、路程 B.时刻、位移
C.时间间隔、路程 D.时间间隔、位移
【答案】C
【详解】其中50分26秒是指时间间隔;21.0975公里指的是整个路径的长度,即路程。
故选C。
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·宁夏·一模)下图为某导航软件的一张截图,显示了某次导航的具体路径,大众常选的“184公里”对应“2小时16分”。下列说法正确的是( )
A.“2小时16分”为时刻
B.“184公里”为位移
C.记录全程运动时间不能将车辆视为质点
D.根据大众常选的两个数据,可以算出整个路段汽车行驶的平均速率
【答案】D
【详解】A.“2小时16分”是全程行驶所用的一段时间,属于时间间隔,不是时刻,故A错误;
B.“184公里”是导航路径的总长度,对应的是路程,位移是起点到终点的有向线段,故B错误;
C.研究全程运动时,汽车的尺寸远小于总路程,大小形状可以忽略,能将车辆视为质点,故C错误;
D.平均速率的定义为路程与总时间的比值,已知路程和总时间两个数据,可以计算全程的平均速率,故D正确。
故选D。
【变式2】(2026·海南·一模)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。
【变式3】(2026·河南许昌·模拟预测)青岛海湾大桥横跨青岛海湾,连接青岛市区与黄岛新区,总长约41.58公里,是世界上最长的海湾跨海大桥,青岛海湾大桥的最高时速为80km/h,从青岛市区到黄岛新区大约需要30min。下列说法正确的是()
A.“41.58公里”指的是青岛市区到黄岛新区的位移
B.“80km/h”指的是从青岛市区到黄岛新区的平均速度
C.汽车在大桥上行驶时不能看成质点
D.汽车内的乘客说司机静止,是以汽车为参考系的
【答案】D
【详解】A.“41.58公里”指的是青岛市区到黄岛新区的轨迹长度,则“41.58公里”指的是路程,而不是位移,故A错误;
B.“80km/h”指的是瞬时速度,故B错误;
C.汽车在大桥上行驶时,可以将汽车看成质点。故C错误;
D.汽车内的乘客说司机静止,是以自己或汽车为参考系,故D正确。
故选D。
【方法规律】
质点:
(1)质点是一种理想化模型,实际并不存在。是突出主要因素、忽略次要因素而建立的物理模型,目的是使一些复杂的问题简单化。“轻杆”“光滑平面”“点电荷”等,这些都是理想化模型。
(2)物体能否被看成质点是由所研究问题的性质决定的,不依赖物体自身的大小和形状来判断。
(3)质点是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,不同于几何“点”,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
参考系
(1)任意性:参考系的选取原则上是任意的,但应以观测方便和描述运动简单为原则,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。
(3)标准性:物体一旦被选作参考系,不论原来的运动情况如何,都假定不动,被研究的物体都以参考系为标准。
(4)差异性:对同一物体,选择不同的参考系,描述的运动结果可能不同。
时刻与时间
(1)“第ns(内)”是时间间隔,时间是1s。“n秒内”是指n秒的时间。
(2)“第ns末”与“第(n+1)s初”是指同一时刻。
位移与路程:
(1)位移是矢量,方向由初位置指向末位置;位移由始、末位置决定,只与初、末位置有关。
(2)路程是标量,没有方向;路程与路径有关,路程由实际的运动轨迹决定。
(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。
(4)运算法则: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。
位移和路程的计算方法:
(1)找出研究过程的初位置和末位置,由初位置指向末位置的有向线段就是位移。
(2)画出物体在运动过程中的运动轨迹示意图,实际路径的总长度就是路程。
考点二平均速度和瞬时速度
【必备知识回顾】
1、速度:
位移与发生这段位移所用时间之比。
①定义式:v=,单位:m/s。
②矢量性:速度是矢量,既有大小,也有方向。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,速度的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。
③物理意义:表示物体运动快慢的物理量。
2、平均速度:
物体在某一段时间内运动的位移与所用时间之比,即=。只能粗略地描述物体运动的快慢。平均速度是矢量,方向就是物体位移的方向。平均速度是过程量。
3、瞬时速度:
运动物体在某一时刻或某一位置的速度。表示物体在某一时刻或某一位置的运动快慢程度。瞬时速度是矢量,方向即物体在这一时刻或这一位置的运动方向。能够精确地描述物体运动的情况。瞬时速度是状态量。
4、速率与平均速率
瞬时速度的大小叫作速率,是标量。平均速率指物体通过的路程和所用时间之比,是标量。
5.速度—时间图像
以时间为横轴,速度为纵轴建立平面直角坐标系,形象描述物体运动的速度随时间变化的情况。描点作图时,要用一条平滑曲线来连接这些点,如果有些点难以落在曲线上,应该使它们大致均匀地分布在曲线两侧。
【重难模型精讲】
考向1:平均速度和瞬时速度与平均速率
【典例2】(2026·云南·模拟预测)如图所示,水平圆形轨道上均匀分布着a、b、c、d四个点。可视为质点的甲、乙玩具小车同时从a点出发,分别沿顺时针和逆时针方向运动,两车同时到达d点,且均未运动一圈。关于两车从a点运动到d点的过程,下列说法正确的是( )
A.甲车的平均速度比乙车小
B.甲车运动的瞬时速度始终比乙车小
C.甲、乙两车的平均速率相等
D.甲车从a运动到d与乙车从b运动到c的位移相同
【答案】D
【详解】A.平均速度是位移与时间的比值,甲、乙两车都从a点出发,同时到达d点,位移相同,所用时间也相同,因此它们的平均速度相同,故A错误;
B.由于甲车的平均速率小于乙车的平均速率,但甲车运动的瞬时速度不一定始终比乙车小,故B错误;
C.甲车沿顺时针方向从a运动到d,路程为圆周长的四分之一,乙车沿逆时针方向从a运动到d,路程为圆周长的四分之三,在相同时间内,甲车走过的路程比乙车小,所以甲车的平均速率小于乙车的平均速率,故C错误;
D.位移是从初位置指向末位置的有向线段,甲车从a运动到d的位移与乙车由b运动到c的位移相同,故D正确。
故选D。
考向2:平均速度、瞬时速度的计算
【典例3】(2026·重庆沙坪坝·三模)重庆李子坝轻轨站因“轻轨穿楼”吸引很多游客前去拍照打卡。轻轨站楼体被列车“穿越”的那一段长度约为132m,假设一列6节编组,长度约为90m的列车正以15m/s的速度匀速行驶,坐在车尾的乘客从看见车头到达楼体下方洞口,到看见列车完全穿出楼体,所经历的时间最接近( )
A.6s B.9s C.15s D.21s
【答案】C
【详解】列车做匀速直线运动,速度。
初始时刻,车头位于进洞口,此时车尾距离进洞口的距离等于列车长度;
末时刻(列车完全穿出楼体),车尾刚好离开楼体的出洞口,此过程车尾的位移大小为列车长度加楼体被穿越段长度
即
根据匀速直线运动公式
代入数据得,最接近。
故选C。
【变式训练与拓展】
【变式4】(2026·江苏镇江·模拟预测)某同学绕跑道跑一圈用时,则( )
A.平均速度大小是 B.平均速率是
C.瞬时速率一定始终是 D.瞬时速度可能保持不变
【答案】B
【详解】A.某同学绕跑道跑一圈用时,位移为0,根据可知,平均速度为0,故A错误;
B.该同学的平均速率为,故B正确;
C.瞬时速率是瞬时速度的大小,在跑步过程中速度可能变化(如加速或减速),所以瞬时速率不一定始终是,故C错误;
D.瞬时速度是矢量,包含大小和方向。在环形跑道上运动时,方向不断变化,因此瞬时速度不可能保持不变,故D错误。
故选B。
【变式5】(2026·重庆·模拟预测)市区街道通常设有交通信号灯和过街斑马线。一般来说,行人信号灯的绿灯时间是基于行人步行速度最大为1m/s的时长设置的。若某街道路面宽25m,则其行人绿灯的时长不应少于( )
A.10s B.15s C.20s D.25s
【答案】D
【详解】由题意可知行人通过街道的时间满足
则其行人绿灯的时长不应少于25s。
故选D。
【变式6】(2026·安徽安庆·三模)如图甲所示,2025蛇年春晚,国产宇树科技机器人集体扭秧歌引人注目,动作丝滑堪比人类。图乙记录其中一台机器人在一段时间内运动的速度—时间图像,下列说法正确的是()
A.0~4s内,机器人的加速度大小为0.4m/s2
B.4~12s内,机器人静止
C.12~14s内,机器人的平均速度大小为2m/s
D.全程机器人的位移大小为57.8m
【答案】D
【详解】A.v-t图像的斜率表示加速度,内,加速度大小,故A错误;
B.内,机器人速度保持不变,做匀速直线运动,不是静止,故B错误;
C.内机器人做匀加速直线运动,平均速度,故C错误;
D.图像与时间轴围成的面积表示位移,全程位移等于图像的总面积,分三部分计算.
内
内
内
总位移,故D正确。
故选D。
【方法规律】
1.平均速度与瞬时速度的区别和联系
(1)区别①平均速度是过程量,表示物体在某段时间或某段位移内的平均运动快慢程度;②瞬时速度是状态量,表示物体在某一时刻或某一位置的运动快慢程度。
(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,体现了极限的思想方法,例如利用光电门求瞬时速度就体现了此种方法。
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=粗略地求出物体在该位置的瞬时速度。
(如光电门,纸带等)用极限法求瞬时速度。
3.平均速度与平均速率的比较
(1)平均速度是位移与时间之比,平均速率是路程与时间之比。
(2)一般情况下平均速率大于平均速度的大小,只有单向直线运动的平均速率等于平均速度的大小。
考点三速度、速度变化量和加速度
【必备知识回顾】
1.加速度
(1)定义:物体速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
(2)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。
(4)物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量。
【重难模型精讲】
考向1:速度、速度变化量与加速度
【典例4】(2026高一上·河北保定·阶段检测)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2:加速度的计算
【典例5】(2025·四川绵阳·一模)“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。
考向3:物体加速、减速的判断
【典例6】(2026·江苏南京·模拟预测)小龙虾在水中快速移动时,主要依靠尾部的快速弯曲产生推进力。某时刻,小龙虾受到威胁,由静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化规律如图所示。则小龙虾( )
A.t=t0时,小龙虾的速度达到最大
B.0~t0内,小龙虾速度先增大后减小
C.t0~2t0内,小龙虾速度先增大后减小
D.t=2t0时,小龙虾的速度达到最大
【答案】A
【详解】AB.小龙虾从静止开始运动,内加速度始终为正,与速度方向(正方向)一致,因此速度一直增大,直到时加速度减为0,速度不再增大,达到最大值。因此A正确,B错误。
CD.内加速度始终为负,与速度方向(正方向)相反,因此速度从开始持续减小,到时正面积与负面积抵消,速度减为0,因此速度最大的时刻是,不是。故C、D错误。
故选A。
【变式训练与拓展】
【变式7】(2025高三·全国·专题练习)如图所示,2024年12月16日18时00分,我国在文昌发射中心使用长征五号乙运载火箭/远征二号上面级,成功将卫星互联网低轨01星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列说法正确的是( )
A.运载火箭刚点火时还没有运动,其加速度一定为零
B.运载火箭升空过程速度变化越大,其加速度就大
C.运载火箭升空过程速度变化越快,其加速度就大
D.运载火箭离开地面的瞬间,火箭的速度很小,所以加速度很小
【答案】C
【详解】A.运载火箭刚点火时速度为零,加速度不为零,故A错误;
BC.加速度是描述速度变化快慢的物理量,运载火箭升空过程速度变化越快,其加速度就越大,加速度的大小与其速度变化的大小无关,故B错误,C正确;
D.加速度与速度没有必然的联系,运载火箭离开地面的瞬间,火箭的速度很小,加速度不一定很小,故D错误。
故选C。
【变式8】(2026高一·四川内江·期末)如图所示,火箭发射时,在10s内速度能从静止增到100m/s;蜻蜓以8m/s的速度飞行时能在0.7s内停下来,两者均视为匀变速直线运动,取它们的运动方向为正方向。下列说法正确的是( )
A.蜻蜓的加速度比火箭的加速度小 B.火箭的加速度为10m/s2
C.火箭在10s内的位移为1km D.火箭的速度变化率比蜻蜓的速度变化率大
【答案】B
【详解】AB.蜻蜓的加速度为,火箭的加速度为,故蜻蜓的加速度比火箭的加速度大,故A错误,B正确;
C.根据位移时间公式有,故C错误;
D.加速度也称速度变化率,因蜻蜓的加速度比火箭的加速度大,故火箭的速度变化率比蜻蜓的速度变化率小,故D错误。
故选B。
【变式9】(2026·四川·二模)在武汉东湖实验室的一公里高速磁悬浮测试线,测试车在电磁力的推动下从静止开始加速至800km/h,仅用5.3s,再创短距离磁悬浮加速全球纪录。已知测试线为直线型轨道,这段时间内,测试车的平均加速度约为()
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,测试车初速度为0,故速度变化量
平均加速度的定义式为
代入公式得,故选B。
【变式10】(2025高三·山西吕梁·期末)在第四次“天宫课堂”上,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮三位博士在梦天实验舱完成了碰撞实验。如图,桂海潮将一质量为的小钢球扔出去之后,与相对于太空舱处于静止状态的质量为的大钢球发生碰撞,碰撞时间为。碰撞前小钢球的速度为,碰撞后的速度为大小为,方向与的方向相反。碰撞后大钢球的速度为,方向与的方向相同。若规定的方向为正方向,则在碰撞过程中,下列说法正确的是( )
A.小钢球速度的变化为 B.大钢球速度的变化为
C.小钢球的平均加速度的大小为 D.大钢球的平均加速度的大小为
【答案】C
【详解】A.小钢球速度的变化为,故A错误;
B.大钢球速度的变化为,故B错误;
C.小钢球的平均加速度大小为,故C正确;
D.大钢球的平均加速度大小为,故D错误。
故选C。
【方法规律】
1、速度、速度变化量和加速度的对比
物理量
速度v
速度的变化量Δv
加速度a
物理意义
表示物体运动的快慢和方向
表示速度变化的大小和方向
表示速度变化的快慢和方向,即速度的变化率
公式
v=
Δv=v-v0
a=
方向
物体运动的方向
由v1和v2决定
与Δv的方向一致,与v的方向无关,由F的方向决定
单位
m/s
m/s
m/s2
关系
三者无必然联系,v很大,Δv可以很小,甚至为0,a可大可小
2、速度、速度的变化量、加速度间的六个不一定
(1)速度大,加速度不一定大;加速度大,速度也不一定大。加速度和速度的大小没有必然联系。
(2)速度变化量大,加速度不一定大;加速度大,速度变化量也不一定大。
(3)加速度为零,速度不一定为零;速度为零,加速度也不一定为零。
3、速度增大或减小由速度与加速度的方向关系决定
(1)a和v同向―→速度增加
(2)a和v反向―→速度减小
基础巩固练
1.如图所示,神舟二十一号乘组在空间站开展“运动骨肌受力研究”实验,航天员在跑步机上以6km/h的速度匀速“太空跑步”15分钟,采集足底压力数据。下列说法正确的是( )
A.在研究航天员跑步姿势与运动骨肌受力时,可以将其视为质点
B.“15分钟”指的是时间间隔
C.“6km/h”指的是航天员相对于空间站的瞬时速率
D.15分钟内航天员在跑步机上“跑步”的位移大小为1.5km
【答案】B
【详解】A.研究航天员跑步姿势、运动骨肌受力时,航天员的形状和大小不能忽略,因此不能将航天员视为质点,故A错误;
B.“15分钟”是跑步过程持续的一段时间,对应时间轴上的一段区间,指的是时间间隔,故B正确;
C.航天员太空跑步时相对空间站位置不变,“6km/h”是航天员相对于跑步机履带的速率,不是相对于空间站的瞬时速率,故C错误;
D.航天员相对空间站位置没有变化,因此15分钟内航天员的位移大小为0,故D错误。
故选B。
2.2025年9月的长春航展中,“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示,两架飞机分别沿各自轨迹从点运动到点,则两架飞机( )
A.位移一定相同
B.路程一定相同
C.平均速度一定相同
D.经过点时速度相同
【答案】A
【详解】A.位移是从初位置指向末位置的有向线段。两架飞机都从点运动到点,它们的初位置和末位置相同,所以位移一定相同,故A正确;
B.路程是物体运动轨迹的长度。两架飞机分别沿不同的轨迹运动,不能保证两段轨迹的长度一定相同,即路程不一定相同,故B错误;
C.平均速度是位移与所用时间的比值,即
两架飞机的位移相同,所用的时间不一定相同,因此平均速度不一定相同,故C错误;
D.速度是矢量,既有大小又有方向。在点时,两架飞机沿各自轨迹的切线方向运动,从图中可以看出,两者的运动方向不同,速度也一定不同。故D错误。
故选A。
3.2024年8月1日,潘展乐在长50m的标准泳池中以46秒40的成绩获得巴黎奥运会男子100米自由泳冠军,为中国游泳首夺该项目奥运会金牌,并打破世界纪录,则( )
A.研究潘展乐的技术动作时可以将他看成质点
B.“46秒40”指的是时间间隔
C.在游泳过程中,以泳池里的水为参考系,潘展乐是静止的
D.潘展乐在此次比赛中的位移为100m
【答案】B
【详解】A.研究技术动作时需关注身体各部分的运动,不能忽略形状和大小,故A错误;
B.“46秒40”是完成比赛所用的总时间,属于时间间隔,故B正确;
C.潘展乐游泳时相对于池水的位置不断变化,以池水为参考系他是运动的,故C错误;
D.100米是路程,而位移为起点到终点的直线距离(比赛在50m泳池往返,位移为0),故D错误。
故选B。
4.关于加速度,下列说法正确的是( )
A.加速度是描述位置变化快慢的物理量
B.加速度与速度同向,物体可能做减速运动
C.速度的变化量越大,加速度越大
D.匀变速直线运动的加速度恒定
【答案】D
【详解】A.描述位置变化快慢的物理量是速度,加速度是描述速度变化快慢的物理量,故A错误;
B.加速度与速度同向时,物体速度一定持续增大,做加速运动,只有加速度与速度反向时物体才做减速运动,故B错误;
C.根据加速度的定义式,加速度由速度变化量和发生该变化的时间共同决定,仅速度变化量大,若对应时间也很长,加速度可能很小,故C错误;
D.匀变速直线运动的定义为加速度恒定不变的直线运动,因此其加速度恒定,故D正确。
故选D。
5.某工程师遥控无人机在空中飞行,若内无人机的图像如图所示,图线为一平滑曲线,则关于无人机在内的飞行,以下说法正确的是( )
A.无人机一定做曲线运动
B.无人机先做减速直线运动后做加速直线运动
C.无人机的平均速度大小为
D.无人机有两个时刻的瞬时速度等于它的平均速度
【答案】D
【详解】A.画出的是图像,只能描述位移的两种方向,则说明无人机做直线运动,故A错误;
B.图像的斜率表示速度,由各点斜率可知无人机先做加速直线运动后做减速直线运动,故B错误;
C.无人机的平均速度大小
故C错误;
D.作图像的切线,如图所示
图像中作出的长实线的斜率表示内无人机的平均速度,长实线两侧一定可以找出曲线上点的切线与长实线平行,无人机在这两个点的瞬时速度等于它的平均速度,故D正确。
故选D。
6.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9km,从出发地到目的地用时5min,赛车上的里程表显示的里程数增加了15km,当他经过某路标时,车内速度计指示的示数为150km/h,下列说法正确的是( )
A.在整个过程中赛车手的瞬时速度一直是108km/h
B.在整个过程中赛车手的平均速度是180km/h
C.在整个过程中赛车手的平均速率是108km/h
D.经过该路标时的瞬时速率是150km/h
【答案】D
【详解】A.瞬时速度对应某一时刻,而题目中经过路标时的瞬时速率为150km/h,说明并非一直是108km/h,故A错误;
B.平均速度等于位移与时间的比值,即,而非180km/h,故B错误;
C.平均速率等于路程与时间的比值,即,而非108km/h,故C错误;
D.经过路标时速度计显示150km/h,即瞬时速率为150km/h,故D正确。
故选D。
7.如图所示,子弹和足球的初速度均为v1=5m/s,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s,子弹击穿木板后速度大小变为2m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5m/s,则下列有关子弹和足球作用木板时的加速度大小及方向正确的是( )
A.子弹:30m/s2,方向向左
B.子弹:70m/s2,方向向右
C.足球:30m/s2,方向向左
D.足球:100m/s2,方向向右
【答案】A
【详解】AB.取水平向右为正方向,可知子弹加速度为a1=m/s2=-30m/s2
故子弹加速度大小为30m/s2,方向水平向左,A正确,B错误;
CD.足球加速度为a2=m/s2=-100m/s2
故足球加速度大小为100m/s2,方向水平向左,CD错误。
故选A。
8.一物体运动的速度-时间图像如图所示,则( )
A.在内加速度为 B.在内平均速度为
C.在内加速度逐渐减小 D.在内朝负方向做减速运动
【答案】A
【详解】A.在v-t图像中,图线的斜率表示加速度。在0~8s内,图像是一条过原点的直线,表示物体做匀加速直线运动。其加速度为,故A正确;
B.在内,物体做变加速运动,假设内是匀加速直线运动,则平均速度为
但图中该段曲线表示的位移(图线与时间轴围成的面积)大于匀加速运动的位移,所以其平均速度大于9m/s,故B错误;
C.在v-t图像中,图线切线的斜率表示瞬时加速度。在12s~16s内,图线切线的斜率的绝对值(即图线的陡峭程度)是逐渐增大的,所以加速度的大小是逐渐增大的,故C错误;
D.在16s~24s内,物体的速度一直为正值,表示物体一直朝正方向运动。图线的斜率为负,表示加速度方向为负,物体做减速运动。所以物体是朝正方向做减速运动,故D错误。
故选A。
9.一质点做直线运动,在内瞬时速度大小,关于该质点的运动情况,下列说法正确的是()
A.该质点运动的加速度随时间变化得越来越小
B.该质点在时的加速度大小为
C.该质点在内位移大小为
D.该质点在内平均速度大小为
【答案】C
【详解】A.由变形得
可知图像为第一象限的四分之一圆,加速度是图像的斜率,由图像特征可知斜率绝对值随增大而增大,即加速度大小越来越大,故A错误;
B.对速度公式求导得加速度大小
代入得,故B错误;
C.图像与时间轴围成的面积等于位移,该图像为半径的四分之一圆,位移大小,故C正确;
D.平均速度等于总位移与总时间的比值,则,故D错误。
故选C。
10.2026年3月28日至29日,张雪机车在世界超级摩托车锦标赛葡萄牙站比赛中,连夺两回合正赛冠军,实现了中国品牌在该项顶级赛事中的历史性突破。已知每圈赛道长度为4.653公里,共有15个弯道,绕行多圈才能完赛。下列说法正确的是()
A.以大小不变的速度过弯道时,摩托车受力平衡
B.研究摩托车在比赛中的运动轨迹时,可将其视为质点
C.用比赛的轨迹长度和时间,可以计算摩托车平均速度的大小
D.以终点处的光电计时门为参考系,摩托车在接近终点过程中是静止的
【答案】B
【详解】A.有向心加速度,受力不平衡,A错误;
B.研究运动轨迹时,可视为质点,B正确;
C.轨迹长度和时间之比为平均速率,C错误;
D.相对终点光电计时门,摩托车是运动的,D错误。
故选B。
11.急动度是描述加速度变化快慢的物理量,定义式。为评估某品牌新能源汽车起步时的平稳性,一辆测试车从静止开始沿平直公路启动,车载系统在起步阶段0-4s内将急动度设定为:()。已知t=0时,a0=0,下列关于汽车在起步阶段“0-4s”内的说法正确的是( )
A.汽车的加速度随时间均匀增加 B.汽车的加速度随时间均匀减小
C.汽车在t=2s时加速度达到最大值 D.汽车在t=2s时速度达到最大值
【答案】C
【详解】A.急动度是加速度对时间的变化率,即
加速度随时间均匀变化要求为恒定值,但本题是随时间变化的函数,因此加速度不是均匀变化,故A错误;
B.同理,加速度均匀减小也要求为恒定负值,不是恒定值,故B错误;
C.已知t=0时,a0=0,t=2s时,急动度为零,之前为正值,说明加速度增加到最大值,之后急动度为负值,加速度开始减小,t=2s时,加速度达到最大值,故C正确;
D.t=2s时,加速度达到最大值,但速度仍在增大,当加速度减小到零,速度达到最大,故D错误。
故选C。
12.(多选)将一篮球以某一初速度斜向上抛出,忽略空气阻力。从篮球被抛出到篮球再次回到初始高度的过程中,下列说法正确的是( )
A.篮球的加速度大小始终不变
B.篮球的加速度方向改变了一次
C.在最高点时,篮球处于平衡状态
D.篮球在上升过程中的速度变化量与下降过程中的速度变化量大小相等、方向相同
【答案】AD
【详解】A.忽略空气阻力,篮球全程仅受重力作用,加速度恒为重力加速度g,大小始终不变,故A正确;
B.重力方向始终竖直向下,因此篮球加速度方向始终竖直向下,未发生改变,故B错误;
C.平衡状态的充要条件是合力为零(加速度为零),最高点时篮球仍受重力,加速度为g,合力不为零,不处于平衡状态,故C错误;
D.速度变化量满足矢量关系
全程加速度(方向竖直向下),且斜抛运动上升过程和下降过程的时间相等,因此两个过程的速度变化量大小均,方向均竖直向下,故D正确。
故选AD。
综合提升练
1.(2025·浙江·高考真题)我国水下敷缆机器人如图所示,具有“搜寻—挖沟—敷埋”一体化作业能力。可将机器人看成质点的是( )
A.操控机器人进行挖沟作业 B.监测机器人搜寻时的转弯姿态
C.定位机器人在敷埋线路上的位置 D.测试机器人敷埋作业时的机械臂动作
【答案】C
【详解】操控机器人进行挖沟作业、监测机器人搜寻时的转弯姿态、测试机器人敷埋作业时的机械臂动作均不能忽略机器人的大小和形状,需要关注机器人本身的变化情况,因此不可以看作质点,定位机器人在敷埋线路上的位置时可以忽略机器人的大小和形状,可以视为质点。
故选C。
2.(2026·浙江·高考真题)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。
3.土楼兼具居住和防御的功能,承启楼是圆形土楼的典型代表,如图(a)所示。承启楼外楼共四层,各楼层高度如图(b)所示。同一楼层内部通过直径约的圆形廊道连接。若将质量为的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处,再用沿廊道运送到N处,如图(c)所示。重力加速度大小取,则( )
A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中,克服重力所做的功为
B.该物资从M处被运送到N处的过程中,克服重力所做的功为
C.从M处沿圆形廊道运动到N处,位移大小为
D.从M处沿圆形廊道运动到N处,平均速率为
【答案】A
【详解】A.该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中,克服重力所做的功为
故A正确;
B.该物资从M处被运送到N处的过程中,由于M、N高度差为零,所以克服重力做功为零,故B错误;
C.从M处沿圆形廊道运动到N处,位移大小为,故C错误;
D.从M处沿圆形廊道运动到N处,平均速率为
故D错误。
故选A。
4.一场100米跑步比赛中,第三跑道的运动员跑到处时,秒表计时为。根据以上信息,能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度()
A.可以算得平均速度,可以算得瞬时速度
B.无法算得平均速度,可以算得瞬时速度
C.可以算得平均速度,无法算得瞬时速度
D.无法算得平均速度,无法算得瞬时速度
【答案】C
【详解】运动员跑步比赛过程中,运动过程中的加速度不一定恒定,跑到处时,秒表计时为,故可计算出这段时间内的平均速度,但无法算出这段时间的瞬时速度。
故选C。
5.“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶,在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构,该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发,经过61天到达M处,行驶路程为585米;又经过23天,到达N处,行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米,则火星车( )
A.从O处行驶到N处的路程为697米
B.从O处行驶到N处的位移大小为889米
C.从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天
D.从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天
【答案】D
【详解】A.由题意可知从O到N处的路程为
故A错误;
B.位移的大小为两点之间的直线距离,O、M、N三点大致在一条直线上,则从O到N处的位移大小为
故B错误;
C.平均速率为路程与时间的比值,故从O行驶到M处的平均速率为
故C错误;
D.平均速度大小为位移与时间的比值,则从M行驶到N处的平均速度为
故D正确。
故选D。
6.(2024·辽宁·高考真题)2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道,火箭升空过程中,以下描述其状态的物理量属于矢量的是( )
A.质量 B.速率 C.动量 D.动能
【答案】C
【详解】矢量是既有大小,又有方向的物理量,所以动量是矢量,而质量、速率、动能只有大小没有方向,是标量。
故选C。
7.(2024·江西·高考真题)一质点沿轴运动,其位置坐标与时间的关系为x=1+2t+3t2(的单位是,的单位是)。关于速度及该质点在第内的位移,下列说法正确的是()
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6m
B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5m
D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5m
【答案】C
【详解】BD.速度是描述物体运动快慢的物理量,即物体的空间位置随时间变化的快慢,故BD错误;
AC.根据速度的定义式,由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=1m,1s时物体的位置x1=6m,则1s内物体的位移为Δx=x1-x0=5m,故A错误,C正确。
故选C。
8.(2025·四川·高考真题)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船成功返回。某同学在观看直播时注意到,返回舱从高度3090m下降到高度2010m,用时约130s。这段时间内,返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为()
A.8.3m/s B.15.5m/s C.23.8m/s D.39.2m/s
【答案】A
【详解】返回舱下降的位移为Δh=1080m
则返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为
故选A。
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