内容正文:
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 D [解析] 7点30分是指的时刻,故A错误;42.195 km是何杰跑完全程的路程,不是位移,故B错误;要研究运动员的运动必须选择参考系,可以根据实际研究情况选择地面或者其他参考系,故C错误;研究运动员比赛行进轨迹时,运动员的形状大小可以忽略不计,可将运动员看成质点,故D正确.
例2 C [解析] 物体的位移为x==R,方向由A指向C;路程s=πR+πR=πR,故选C.
例3 D [解析] 赛车上的里程表记录的是汽车的路程,速度计的示数是汽车的瞬时速度的大小,所以经过路标时的瞬时速度是150 km/h,故D正确;根据题意可知,赛车手运动的位移x=9 km,路程s=15 km,则平均速度为===108 km/h,平均速率为v===180 km/h,108 km/h是整个过程的平均速度,不是瞬时速度,故A、B、C错误.
例4 D [解析] 物体在AB段的平均速度大小为== m/s=1 m/s,故A正确;物体在ABC段的平均速度大小为== m/s= m/s,故B正确;当某段的时间越小时,该段的平均速度越接近瞬时速度,故物体在AB段的平均速度比在ABC段的平均速度更能反映物体在A点时的瞬时速度,故C正确;做匀变速直线运动的物体在中间时刻的瞬时速度等于该段平均速度,由于物体在ABC段的运动不是匀变速直线运动,故物体在B点的速度不等于ABC段的平均速度,故D错误,满足题意要求.
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 A [解析] 弹丸与木板作用时,以向右为正方向,弹丸的加速度为a== m/s2=-300 m/s2,可知弹丸的加速度大小为300 m/s2,方向向左,故A正确,B错误;足球与木板作用时,以向右为正方向,足球的加速度为a'== m/s2=-1000 m/s2,可知足球的加速度大小为1000 m/s2,方向向左,故C、D错误.
例7 B [解析] 高铁列车刹车过程中,速度越来越小,加速度与速度反向,加速度大小不一定也越来越小,选项A错误;新能源汽车在平直道路上行驶时,若做减速运动,则速度的方向向前,加速度的方向向后,选项B正确;新能源汽车在平直道路上行驶时,若速度变化很大,加速度不一定很大,还与时间有关,选项C错误;C919大飞机在高空沿直线加速飞行过程中,速度很大,但是加速度不一定很大,选项D错误.
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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(加速度)
第1讲 运动的描述
一、质点、参考系
1.质点
(1)定义:用来代替物体的有质量的点.
(2)将物体看成质点的两种情况
①物体看作质点的条件:物体的 和 对研究问题的影响可以忽略;
②物体上各点的运动情况完全 ,整个物体的运动也可以简化为一个点的运动,把物体的质量赋予这个点.
2.参考系
(1)定义:在描述物体运动时,用来作为参考的物体.
(2)选取:可任意选取,但对同一物体的运动,所选的参考系不同,运动的描述可能会不同,通常以地面为参考系.
二、位移和路程
1.定义:位移表示物体的位置变化,可用由 指向 的有向线段表示;路程是物体运动轨迹的长度.
2.区别:位移是矢量,方向由初位置指向末位置;路程是标量,没有方向.
3.联系:在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小 路程.
三、速度
1.平均速度:物体的位移与发生这段位移所用 之比,即v=,是矢量,其方向与位移的方向相同.
2.瞬时速度:运动物体在某一时刻或 的速度,是矢量,方向沿轨迹的 方向.
3.速率: 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.
四、加速度
1.定义:物体速度的 与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Δv的方向一致,由 的方向决定,而与初速度v0、末速度v的方向无关.
4.物理意义:描述物体速度变化 的物理量.
【辨别明理】
1.参考系必须是静止的物体. ( )
2.做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程. ( )
3.平均速度的方向与位移方向相同. ( )
4.瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向. ( )
5.瞬时速度大小叫速率,平均速度大小叫平均速率. ( )
6.一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. ( )
7.甲的加速度a甲=12 m/s2,乙的加速度a乙=-15 m/s2,a甲<a乙. ( )
8.物体的加速度增大,速度可能减小. ( )
质点、参考系、时间与位移
例1 [2025·湖北八校联考] 2025年武汉马拉松于3月23日上午7点30分在沿江大道三阳路口正式开跑,终点欢乐谷.此赛事迎来历史性时刻——正式升级为世界田联金标赛事,成为国内又一场兼具国际影响力与本土特色的马拉松盛典.比赛中,中国选手何杰表现优异,夺得国内男子组冠军,用时2小时10分28秒跑完全马42.195 km,成功打破中国籍男子马拉松赛会纪录.下列说法正确的是 ( )
A.7点30分是指的时间间隔
B.何杰跑完全程的位移是42.195 km
C.研究运动员的跑步速度不用选择参考系
D.研究运动员比赛行进轨迹时可将运动员看成质点
[反思感悟]
例2 [2026·江苏致远中学开学考] 如图所示,物体沿两个半径为R的圆弧由A运动到C,则它的位移和路程分别为 ( )
A.R,方向由A指向C;R
B.R,方向由A指向C;R
C.R,方向由A指向C;R
D.R,方向由C指向A;R
[反思感悟]
【技法点拨】
1.质点是一种理想化的物理模型,实际并不存在.2.在研究两个物体间的相对运动时,选择其中一个物体为参考系,可以使分析和计算更简单.3.位移的矢量性是研究问题时应切记的性质.
平均速度、瞬时速度
例3 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之间的直线距离为9 km,从出发地到目的地用了5分钟,赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km,当他经过某路标时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是 ( )
A.在整个过程中赛车手的瞬时速度是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.经过路标时的瞬时速度是150 km/h
[反思感悟]
例4 如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹上运动所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s,已知方格的边长表示1 m,下列说法错误的是 ( )
A.物体在AB段的平均速度大小为1 m/s
B.物体在ABC段的平均速度大小为 m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D.物体在B点的速度等于ABC段的平均速度
[反思感悟]
【技法点拨】
1.=是平均速度的定义式,适用于所有的运动,求平均速度要找准“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.2.由平均速度=可知,当Δt→0时,平均速度就可以认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量.
加速度
速度、速度的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
考向一 加速度的理解
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]
考向二 加速度的计算
例6 [2025·河南新乡模拟] 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0.01 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到木板上时加速度大小及方向正确的是 ( )
A.弹丸:300 m/s2,方向向左
B.弹丸:700 m/s2,方向向右
C.足球:300 m/s2,方向向左
D.足球:700 m/s2,方向向右
考向三 加速度与速度的关系
例7 [2025·湖南长沙模拟] 在一档展现我国人民生活水平飞速发展的电视节目中,导演用富有感染力的视角拍摄了高铁列车、新能源汽车、C919大飞机等国产先进交通工具的逐步普及.关于以上交通工具的说法正确的是 ( )
A.高铁列车刹车过程中,速度越来越小,加速度也越来越小
B.新能源汽车在平直道路上行驶时,速度的方向向前,加速度的方向可能向后
C.新能源汽车在平直道路上行驶时,若速度变化很大,则加速度一定很大
D.C919大飞机在高空沿直线加速飞行过程中,速度很大,则加速度也一定很大
[反思感悟]
【技法点拨】
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(2)a和v反向
一、1.(2)①大小 形状 ②相同
二、1.初位置 末位置 3.小于
三、1.时间 2.某一位置 切线 3.瞬时速度
四、1.变化量 2. 3.合力 4.快慢
【辨别明理】
1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.× 7.√ 8.√
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