内容正文:
第一单元 运动的描述 匀变速直线运动
课程标准
核心考点
1.了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用
2.经历质点模型的建构过程,了解质点的含义.知道将物体抽象为质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象为质点.体会建构物理模型的思维方式,认识物理模型在探索自然规律中的作用
3.理解位移、速度和加速度.通过实验,探究匀变速直线运动的特点,能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动,理解匀变速直线运动的规律,能运用其解决实际问题,体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法
4.通过实验认识自由落体运动规律.结合物理学史的相关内容,认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用
参考系、质点
位移、速度和加速度
匀变速直线运动及其公式、图像
实验:测量做直线运动物体的瞬时速度
第1讲 运动的描述
第1讲 运动的描述
考点一 质点、参考系、时间与位移
1.质点
(1)质点是用来代替物体的 的点,质点是一种理想化模型.
(2)把物体看作质点的条件:物体的大小、形状等因素对所研究的问题的影响可以 .或当物体上各部分的运动状态都 时,任何一点的运动情况都能代表物体的运动.
2.参考系
在描述物体运动时,用来作为参考的物体.通常以 为参考系.
3.时间与位移
(1)时间间隔与时刻(如图所示)
(2)位移与路程
位移
路程
定义
位移表示物体的位置变化,可用由初位置指向 的有向线段表示
路程是物体 的长度
标矢性
位移是 ,方向由初位置指向
路程是 ,没有方向
运算规则
矢量的平行四边形定则
标量的代数运算
联系
在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移 路程
【辨别明理】
1.只有质量和体积都很小的物体才能看作质点. ( )
2.参考系必须选择静止不动的物体. ( )
3.描述物体的运动情况时,选择不同的参考系不会影响其结果. ( )
4.做直线运动的物体,其位移的大小一定等于路程. ( )
例1 某次速度滑冰500米比赛在标准400米椭圆形冰道上进行.在速度滑冰男子500米决赛中,某运动员的成绩是34秒95.该运动员最终凭借这一成绩以0.02秒的优势战胜对手.下列说法正确的是 ( )
A.该运动员在本次比赛中的位移是500米
B.比赛用时34秒95,“34秒95”指的是时刻
C.以自己为参考系,该运动员感觉终点线迎面而来
D.研究该运动员在弯道处的技术动作时,该运动员可以被看成质点
[反思感悟]
例2 [2026·福建龙岩开学考] 某篮球运动员在原地拍球,球从1.5 m高处落下,又被地板弹回,在离地1 m处被接住.则球通过的路程和位移的大小分别是 ( )
A.2.5 m,2.5 m B.2.5 m,0.5 m
C.1.5 m,1 m D.1.5 m,0.5 m
[反思感悟]
考点二 平均速度、瞬时速度
1.平均速度与瞬时速度
平均速度
瞬时速度
定义
物体在某一段时间内完成的 与所用时间之比
物体在 或经过 时的速度
定义式
v=(Δx为位移)
v=(Δt趋于零)
标矢性
矢量,平均速度方向与物体 方向相同
矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿其运动轨迹 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的平均速度视为瞬时速度
2.平均速率与瞬时速率
(1)瞬时速率: 的大小,简称速率.
(2)平均速率:物体运动的 与通过这段路程所用时间的比值.
【辨别明理】
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. ( )
例3 某赛车手在一次野外训练中,利用地图计算出的出发地和目的地的直线距离为9 km,从出发地到目的地用时为5 min,赛车上的里程表显示的里程数增加了15 km,当他经过某路标时,车内速度计的示数为150 km/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108 km/h
B.在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/h
C.在整个过程中赛车手的平均速率是108 km/h
D.赛车手经过该路标时的瞬时速率是150 km/h
[反思感悟]
例4 如图所示,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 cm/s
B.滑块通过B的速度大小为2 cm/s
C.滑块的加速度大小为5 m/s2
D.滑块在A、B间的平均速度大小为3 m/s
考点三 加速度
1.定义:物体 和发生这一变化所用时间之比.
2.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 (选填“有关”或“无关”),是矢量.
4.物理意义:描述物体速度 的物理量.
5.速度、速度的变化量和加速度的对比
速度v
速度的变化量Δv
加速度a
物理
意义
表示运动的快慢和方向,是状态量
表示速度变化的大小和方向,是过程量
表示速度变化的快慢和方向,即速度的变化率,是状态量
公式
v=
Δv=v-v0
a=
决定
因素
由物体的运动状态决定
由Δv= aΔt知,Δv由a和Δt决定
由a=知,a由F和m决定
关系
三者的大小无必然联系,v很大时,Δv可以很小,甚至为0,a可大可小
【辨别明理】
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. ( )
例5 (多选)甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时,取物体的初速度方向为正,甲的加速度恒为2 m/s2,乙的加速度恒为-3 m/s2,则下列说法中正确的是 ( )
A.两物体都做加速直线运动,乙的速度变化快
B.每经过1 s,甲的速度增加2 m/s
C.乙做减速直线运动,它的速度变化率大
D.甲的加速度比乙的加速度大
[反思感悟]
例6 (多选)一个物体做变速直线运动,物体的加速度(方向不变)大小从某一值逐渐减小到零,则在此过程中,关于该物体的运动情况的说法可能正确的是 ( )
A.物体速度不断增大,加速度减小到零时,物体速度最大
B.物体速度不断减小,加速度减小到零时,物体速度为零
C.物体速度减小到零后,反向加速再匀速
D.物体速度不断增大,然后逐渐减小
[反思感悟]
【技法点拨】
例7 (多选)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻该物体速度的大小为4 m/s,2 s后该物体速度的大小为8 m/s.在这2 s内该物体的 ( )
A.速度变化量的大小可能大于8 m/s
B.速度变化量的大小可能小于4 m/s
C.加速度的大小可能大于4 m/s2
D.加速度的大小可能等于2 m/s2
[反思感悟]
学科网(北京)股份有限公司
$
第一单元 运动的描述 匀变速直线运动
第1讲 运动的描述
例1 C [解析] 500米指的是该运动员比赛的路程,而不是位移,故A错误; “34秒95”指的是比赛用时,是一个时间段,故B错误;以自己为参考系,终点线相对于自己是运动的,所以该运动员感觉终点线迎面而来,故C正确;研究该运动员在弯道处的技术动作时,身体姿态和动作细节非常重要,不能忽略其大小和形状,因此不能将他看成质点,故D错误.
例2 B [解析] 路程是运动轨迹的总长度,故球通过路程的大小为s=1.5 m+1 m=2.5 m,位移的大小是初位置到末位置的直线距离,故球通过位移的大小为x=1.5 m-1 m=0.5 m,故选B.
例3 D [解析] 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150 km/h,说明瞬时速度并非一直是108 km/h,故A错误;平均速度等于位移与时间的比值,即==108 km/h,故B错误;平均速率等于路程与时间的比值,即'==180 km/h,故C错误;经过路标时速度计显示150 km/h,即经过该路标时的瞬时速率为150 km/h,故D正确.
例4 C [解析] 滑块通过A的速度大小为vA== cm/s=100 cm/s,故A错误;滑块通过B的速度大小为vB== cm/s=200 cm/s,故B错误;滑块的加速度大小为a== m/s2=5 m/s2,故C正确;滑块在A、B间的平均速度大小为== m/s=1.5 m/s,故D错误.
例5 BC [解析] 加速度的正负代表与规定的正方向相同还是相反,不代表大小,所以甲的加速度方向与初速度方向相同,做加速直线运动,每秒速度大小增加2 m/s,而乙的加速度与初速度方向相反,做减速直线运动,并且a乙>a甲,即乙的速度变化率大,故B、C正确,A、D错误.
例6 ABC [解析] 物体做变速直线运动,若速度方向与加速度方向相同,加速度逐渐减小,则速度不断增大,当加速度减小到零时,速度达到最大,而后做匀速直线运动,A正确,D错误;物体做变速直线运动,若速度方向与加速度方向相反,加速度逐渐减小,则速度不断减小,当加速度减小到零时,物体速度可能恰好为零,B正确;若物体的加速度方向与初速度方向相反,加速度减小,则速度减小,当速度减为零,加速度不为零时,物体反向做加速直线运动,加速度等于零后,物体做匀速运动,C正确.
例7 ACD [解析] 当两速度方向相同时,设初速度方向为正,有v0=4 m/s,v=8 m/s,此时速度变化量最小,有Δv=8 m/s-4 m/s=4 m/s,此时加速度为 a==2 m/s2;当两速度方向相反时,设初速度方向为正,有v0=4 m/s,v=-8 m/s,此时速度变化量Δv=-8 m/s-4 m/s=-12 m/s,此时加速度为a==-6 m/s2,故选A、C、D.
第1讲 运动的描述
考点一
【必备知识】
1.(1)具有质量 (2)忽略不计 相同
2.地面
3.(2)末位置 运动轨迹 矢量 末位置 标量 小于
【辨别明理】
1.× 2.× 3.× 4.×
考点二
【必备知识】
1.位移 某一时刻 某一位置 位移 切线
2.(1)瞬时速度 (2)路程
【辨别明理】
1.√ 2.×
考点三
【必备知识】
1.速度的变化量
3.Δv 合力 无关
4.变化快慢
【辨别明理】
1.× 2.√ 3.× 4.×
学科网(北京)股份有限公司
$