第一章 第1讲 描述运动的基本概念（配套教参）-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮讲义

第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 高考)~备考导航 [教师专享] 考情分析素养解读 考情概览 高考考点 核心素养 2025 2024 2023 参考系、质点 浙江1月卷，2T 浙江1月卷，2T 浙江1月卷，3T 1.物理观念：描述运动的物理量 位移、速度和加 安徽卷，4T 江西卷，3T 福建卷，1T 2.科学思维 速度 (1)解决匀变速直线运动的常用方法 山东卷，6T 湖南卷，2T 山东卷，3T (2)思维转换法巧解物体的匀变速 匀变速直线运动 江苏卷，1T 河北卷，3T 山东卷，16T 及其公式图像 江苏卷，1T 直线运动 福建卷，14T 全国新课标卷，1T (3)测量速度的三种模型， 陕晋青宁卷，3T 全国甲卷，11T 广东卷，3T 湖北卷，8T 3.科学态度与责任 实验一：探究小 刹车、避险问题， 车速度随时间变 湖南卷，11T 全国甲卷，23T 4.科学探究：探究小车速度随时间 化的规律、测量 北京卷，16T 加速度 变化的规律、测量加速度. 第1讲 描述运动的基本概念 课前>双基复盘 学生用书P1 教材盘点落实双基 必备知识填充 (2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或某一位置的速 [知识点一]参考系质点 度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前 1.参考系 进的一侧，是矢量. (1)定义：为了研究物体的运动而假定不动的物体。 (3)速率：瞬时速度的大小，是标量. (2)选取原则：可任意选取，但对同一物体的运动，所 (4)平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速 选的参考系不同，对它运动的描述可能会不同.通 度的大小. 常以地面为参考系。 [知识点三]加速度 2.质点 1.定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的 (1)定义：用来代替物体的有质量的点. 比值 (2)物体可看作质点的条件：研究一个物体的运动时， 2.定义式：a=A0 △t 物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略. [知识点二]位移速度 3.方向：与速度变化的方向相同，是矢量！ 4.物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量 1.位移和路程 (1)位移描述物体位置的变化，用从初位置指向末位 走进教材拾金 置的有向线段表示，是矢量 1.(人教版必修第一册P13《思 (2)路程是物体运动轨迹的长度，是标量. 考与讨论》改编)运动员踢 2.速度和速率 足球的不同部分，会使球产 (1)平均速度：物体的位移与发生这段位移所用时间 生不同的运动.足球运动中 的比值，即一会，其方向与位移的方向相同，是 常说的“香蕉球”是球在空 中旋转，整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运 矢量 动.如图所示 高考总复习物理 A.在研究如何才能踢出“香蕉球”时，能把足球看 3.(鲁科版必修第一册P,·T2)(多选)在利用光电计 成质点 时器测瞬时速率时，已知固定在滑块上的遮光板的 B.在研究足球的香蕉型弧线运动时，能把足球看成 宽度为2.00cm,遮光板经过光电门的遮光时间为 质点 16ms.下列说法正确的是 () C.在研究足球的旋转时，能把足球看成质点 A.滑块经过光电门位置时的瞬时速率为0.125m/s D.在研究足球的平动时，不能把足球看成质点 B.滑块经过光电门位置时的瞬时速率为1.25m/s 答案：B C.为使平均速度大小更接近滑块的瞬时速率，应选 2.(人教版必修第一册P18·T 。终点 100m起跑点 更宽的遮光板 改编)同学们都喜欢上体育课 A B D.为使平均速度大小更接近滑块的瞬时速率，应 一年一度的学校运动会同学们 尽量减少遮光时间 更是期待.如图示为某学校田径运动场跑道的示 答案：BD 意图，其中A点是所有跑步项目的终点，也是 4.(2025·江苏卷，1)新能源汽车在辅助驾驶系统测 400m、800m赛跑的起跑点，B点是100m赛跑的 试时，感应到前方有障碍物立刻制动，做匀减速直 起跑点.在一次校运动会中，甲参加了100m赛跑， 线运动.2s内速度由12m/s减至0.该过程中加速 乙参加了400m赛跑，丙参加了800m赛跑，则从 度大小为 开始比赛到比赛结束 A.2 m/s2 B.4 m/s2 A.甲的位移最大 B.乙的位移最大 C.6 m/s2 D.8 m/s2 C.丙的位移最大 D.乙、丙的路程相等 解析：C[根据运动学公式v=v。十at,代入数值解 答案：A 得a=-6m/s2,故加速度大小为6m/s2.故选C.] 课堂>研透考点 学生用书P2 热点考向讲练提升 考点一 对质点和参考系的理解 考点透视 解析：C[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 1.对质点的三点说明 臂动作均不能忽略机器人的大小和形状，需要关注 (1)质点是一种理想化物理模型，实际并不存在 机器人本身的变化情况，因此不可以看作质点，定 (2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定 位机器人在敷埋线路上的位置时可以忽略机器人 的，并非依据物体自身大小和形状来判断. 的大小和形状，可以视为质点.故选C.门 (3)质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形 2.(多选)在2025年9月3日纪念抗战胜利80周年 阅兵式中，某战斗机编队以恒定速度沿直线飞越天 状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间 安门广场上空.已知编队10：00：00在观礼台正 中的某一位置. 东方向5km处的预定高度集结，10：02：00到达 2.对参考系“两性”的认识 天安门正上方，10：04：00飞至正西方向5km (1)任意性：参考系的选取原则上是任意的，通常选地 处.下列说法正确的是 面为参考系 A.战斗机10：02：00到达天安门正上方，“10： 02:00”指的是时间 (2)同一性：比较不同物体的运动必须选同一参考系. B.研究编队飞行轨迹时，可以将战斗机编队视为 跟进题组 质点 1.(2025·浙江1月卷，2)我国水下敷缆机器人如图 C,编队飞越天安门广场上空时以战斗机为参考系， 所示，具有“搜寻一挖沟一敷埋”一体化作业能力. 天安门向东运动 D.研究战斗机从10：00：00到10：04：00时间 可将机器人看成质点的是 内的位移大小时，可以将战斗机视为质点 解析：BCD[对于A,战斗机10：02：00到达天 安门正上方，“10：02：00”指的是时刻，故A错 误；对于B,研究编队飞行轨迹时，战斗机编队的大 小和形状对问题的研究影响可以忽略，可以将战斗 A.操控机器人进行挖沟作业 机编队视为质点，故B正确；对于C,编队飞越天安 门广场上空时以战斗机为参考系，天安门向东运 B.监测机器人搜寻时的转弯姿态 动，故C正确；对于D,研究战斗机从10：00：00到 C.定位机器人在敷埋线路上的位置 10:04：00时间内的位移大小时，战斗机的大小和形 D.测试机器人敷埋作业时的机械臂动作 状可以忽略不计，故可视为质点，故D正确.门 第一章运动的描述匀变速直线运动的研究 考点二 位移和速度 考点透视 C.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内 1.位移和路程的对比 的位移大小为5m 比较项目 位移x D.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，1s内 路程s 的位移大小为5m 由实际的运动 决定因素 由始、末位置决定 轨迹长度决定 [解析]C[银据速度的定义式v=产表明，建 矢量的三角形定则或 度等于位移与时间的比值.位移是物体在一段时间 运算规则 标量的代数运算 平行四边形定则 内从一个位置到另一个位置的位置变化量，而时间 是这段时间的长度，这个定义强调了速度不仅描述 大小关系 x≤（路程是位移被无限分割后，所分 的各小段位移的绝对值的和) 了物体运动的快慢，还描述了物体运动的方向.因 此，速度是刻画物体位置变化快慢的物理量.再根 2.平均速度和瞬时速度的对比 据物体位置随时间的关系x=1十2t十3t,可知开 比较项目 平均速度 瞬时速度 始时物体的位置xo=1m,1s时物体的位置x1= 物体在某一段时间 物体在某一时刻 6m,则1s内物体的位移为△x=x1一x0=5m,故 定义 内完成的位移与所 或经过某一位置 选C.] 用时间的比值 时的速度 [典例2](2023·福建卷，1)“祝融 号”火星车沿如图所示路线行驶， 定义式 v=工(x为位移) (△t趋 △ 在此过程中揭秘了火星乌托邦平 于零) 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” 矢量，瞬时速度方向 矢量，平均速度方 与物体对应时刻运 之首.“祝融号”从着陆点O处出 标、矢性 向与对应时间段内 动方向相同，沿其运 发，经过61天到达M处，行驶路 物体位移方向相同 动轨迹切线方向 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 物理实验中通过光电门测速，把遮光条 实际应用 通过光电门时间内的平均速度视为瞬 直线距离分别约为463米和234米，则火星车 时速度 注意：关于用平均速度法求瞬时速度 A.从O处行驶到N处的路程为697米 D方法概述：由平均速度公式-可知，当△A B.从O处行驶到N处的位移大小为889米 △t C.从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天 都非常小，趋向于极限时，这时的平均速度就可认为 D.从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天 是某一时刻或某一位置的瞬时速度. [解析]D[由题意可知从O到N处的路程为 (2)选用思路：当已知物体在微小时间△t内发生的微 sw=sM十S=585m+304m=889m,故A错 小位移△x时，可由=A粗略地求出物体在该位置 △t 误；位移的大小为两点之间的直线距离，O、M、N 的瞬时速度 三，点大致在一条直线上，则从O到N处的位移大 典题例析 小为xow=xM+xMN=463m+234m=697m,故 [典例1](2024·江西卷)某物体位置随时间的关 B错误；平均速率为路程与时间的比值，故从O处 系为x=1+2t十32，则关于其速度与1s内的位移 大小，下列说法正确的是 ( 行驶到以处的华均缝李为一温一贾未/天心 A.速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内 9.60米/天，故C错误；平均速度大小为位移与时 的位移大小为6m 间的比值，则从M行驶到N处的平均速度为U B.速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，1s内 的位移大小为6m =心=34米/天≈10米/天，故D正确.] tMN 23 ·3 高考总复习物理 [典例3](2025·四川卷，1)2025年4月30日，神 [教师专享] 舟十九号载人飞船成功返回.某同学在观看直播时注 利用如图所示的装置测量滑块P 意到，返回舱从高度3090m下降到高度2010m,用 的速度，1和2是固定在斜面上适 时约130s.这段时间内，返回舱在竖直方向上的平 当位置的两个光电门，当有物体从 均速度大小约为 光电门通过时，与它们连接的光电 A.8.3m/s B.15.5m/s 计时器能够显示挡光时间.让滑块从斜面的顶端滑下， C.23.8m/s D.39.2m/s 光电门1,2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分 [解析]A[返回舱下降的位移为△h=1080m, 别为5.00×102s、2.00×102s.已知滑块的宽度为 5.00cm,求：（保留两位有效数字） 返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为0=△ (1)滑块通过光电门1、2时的速度分别是y1 ≈8.3m/s.故选A.] m/s,v2= m/s (2)若用宽度是2.00cm的滑块，对测量误差有何 总结提升用极限法求瞬时速度 影响？ 由平均速度v= 可知，当△>0时，平均速度 解析：(1)0= d_5×10m=1.0m/s, △t15×10-2s 就可以认为等于某一时刻或某一位置的瞬时速度， d 2 5×102m=2.5m/s. 测出物体在微小时间△t内发生的微小位移△x,就 △t22X102s 可求出瞬时速度，这样瞬时速度的测量便可转化为 (2)滑块宽度越小，挡光时间越短，平均速度越接近 瞬时速度，误差越小 微小时间△t和微小位移△x的测量 答案：(1)1.02.5(2)见解析 考点三 加速度的理解与计算 考点透视 典题例析 1.速度、速度变化量和加速度的对比 [典例4]在一次蹦床比赛 床比务 比较 中，运动员从高处自由落 速度 速度变化量 加速度 项目 下，以大小为8m/s的竖直 速度着网，与网作用后，沿 描述物体速 描述物体运 描述物体速 着竖直方向以大小为10 物理 动快慢和方 度改变的物 度变化快慢 m/s的速度弹回，己知运动 意义 和方向的物 向的物理量， 理量，是过 员与网接触的时间△t=1.0s,那么运动员在与网 是状态量 程量 理量，是状 接触的这段时间内速度变化量和加速度的大小和 态量 方向分别为 a Av A.2.0m/s,竖直向下；2.0m/s2,竖直向下 △t 定义式 △x B.2.0m/s,竖直向上：8.0m/s2,竖直向上 △t △v=U-V0 v-vo C.18m/s,竖直向下；10m/s2,竖直向下 t D.18m/s,竖直向上；18m/s2,竖直向上 由F、m决 [解析]D[取触网后速度的方向为正方向，运 v 决定 的大小由 由a与△t决 定(a不是 动员在与网接触的这段时间内速度变化量△= 因素 V0、 a、 △t 定（△v=a△） 10m/s一(-8)m/s=18m/s,方向竖直向上；加速 决定 由v、t、vo 决定的) 度的大小a=40=18 m/s2=18m/s2,方向竖直向 △t1 与△v的方 上，故选D.门 与位移同向， 向一致， [典例5]（多选)一个物体做变速直线运动，物体的 方向 即物体运动 由a的方向 F的方向决 的方向 决定 加速度从某一值逐渐减小到零.则在此过程中，下 定，与o、v 列关于该物体的运动情况的说法中可能正确的是 的方向无关 2.判断质点做加速直线运动或减速直线运动的方法 A.物体速度不断增大，加速度减小到零时，物体速 大小 决定速度 a减小，速度变化越来越慢 度最大 变化快慢 a增大，速度变化越来越快 B.物体速度不断减小，加速度减小到零时，物体速 a与v同向，做加速运动 度为零 方向决定速度 的增减 C.物体速度不断减小，减小到零后，物体反向做加 a与v反向，做减速运动 速直线运动 表示加速度的方向、不表示大小 D.物体速度不断增大，然后速度逐渐减小 第一章运动的描述匀变速直线运动的研究 [解析]ABC[当加速度的方向与速度方向相 (3)速度的方向和加速度的方向无决定关系，加速度 同，物体做加速运动，加速度减小，速度增大，当加 与速度的方向可能相同，也可能相反，两者的方向 速度减小为零，速度达到最大，故A正确，D错误. 还可能不在一条直线上· 当加速度的方向与速度方向相反，物体做减速运 (4)有速度变化量就必然有加速度，速度变化量的大 小由加速度和速度变化的时间决定 动，可能加速度减小为零时，速度恰好减为零，故B 正确.当加速度的方向与速度方向相反，物体做减 [教师专享] 速运动，速度减为零时，加速度还未减为零，然后物 某质点做vo>0,a>0的直线运动，加速度a的值 体反向做加速直线运动，故C正确，门 先由零增大到某一值后，再逐渐减小到零的过程 中，该质点 易错警示对速度、速度的变化量和加速度关系理 A.当加速度达最大值时，速度也达到最大值 解的四点误区 B.位移一直在增大，加速度减小到零后仍然继续 (1)速度的大小和加速度的大小无决定关系.速度大， 增大 加速度不一定大，加速度大，速度也不一定大；加 C.速度先增大后减小，最后保持不变 D.速度一直在增大，位移先增大后减小 速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度也 解析：B[质点做vo>0,a>0的直线运动，则质点 可以不为零. 的速度逐渐增大，当加速度减为0时，速度达到最 (2)速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决 大，位移逐渐增大，加速度减小到零后仍然继续增 定的，同向加速，反向减速 大.故选B.] 提升>学科素养 学生用书P4 启智培优素养提升 借助传感器与计算机测速度 方法阐释 (2)汽车的速度？ 1.确定汽车两次接收到波的位置：根据发出和接收波 [解析](1)汽车两次接收到信号的位置分别在 1 的时间差，可知反射波运动的时间为，求出车 P、Q两处，两次接收到回波的时间分别为 t1=0.4s,t2=2.2s-1.6s=0.6s, 在接收到波时到测速仪的距离x1和x2: P,Q到B的距离分别是 2.确定汽车两次接收到波之间运动的距离：△x=x2 号-30×0 x1=w m=68m, 3.确定汽车两次接收到波之间运动的时间：求汽车两 次接收到波的时刻t3和t4,△t=t4一t3· 号-340x82m=102m: x2 4.求汽车速度：u= △t (2)汽车两次接收到信号之间运动的距离为： 典例赏析 △x=x2-x1=34m, [典例]如图是用超声波测速仪测量车速的示意图， 汽车两次接收到波的时刻分别是： 测速仪B发出和接收超声波信号，并记录了不同时 刻发射和接收波的情况.在t=0时刻，B第一次发 4=名-0.2s4,=1.6s+0298=1.9s 出超声波，t=0.4s时刻，收到汽车的反射波. 两列波到达汽车的时间差：△t=t4一t3=1.7s, t=1.6s时刻，B第二次发出超声波，t=2.2s时 刻，再次收到反射波.超声波在空气中传播的速度 汽车运动的速度为=-头n/s=20m/ v=340m/s,汽车是匀速行驶的.求： [答案](1)68m102m(2)20m/s 教考衔接本题以新教材人教版必修第一册 红外线 超声波 A运动方向 A P3拓展学习中的内容为素材，考查借助传感器与 2 (1)汽车在第一次接收到超声波时到B的距离？汽 计算机测汽车速度的原理.引导学生回归教材、重 车在第二次接收到超声波时到B的距离？ 视基础、以达到学以致用的目的， 5