内容正文:
运动学专题——运动的描述
· 目标一、参考系
要点
内容
定义
描述物体运动时,被选为参考标准的假定不动的物体
选取原则
任意性(可任选物体)、方便性(通常选地面或相对地面静止的物体)
相对性
同一物体的运动,选取不同参考系时,运动描述可能不同
坐标系
定量描述物体的位置和位置变化,常用直线坐标系、平面直角坐标系
1. 参考系的“假定不动”:参考系本身可能运动(如选行驶的汽车为参考系时,假定汽车静止)。
2. 运动的绝对性与描述的相对性:运动是绝对的,但对运动的描述是相对的(如路边的树,以地面为参考系是静止的,以行驶的汽车为参考系是运动的)。
· 目标二、时间
时刻
时间(时间间隔)
定义
某一瞬时,在时间轴上对应一个点
两个时刻之间的间隔,在时间轴上对应一条线段
“关键词”
“第3s末”“8:00整”“第5s初”
“前3s内”“第3s内”“经历2小时”
意义
描述物体运动的先后顺序
描述物体运动过程的持续长短
1. 时间轴上的对应:时刻对应“点”,时间对应“段”(如“第ns末”与“第(n+1)s初”是同一时刻)。
2. 生活中的混淆点:“作息时间表上的8:00”是时刻,“一节课45分钟”是时间。
· 目标三、质点
要点
内容
定义
用来代替物体的有质量的点,是物理学中的理想化模型
条件
物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计
适用场景
① 研究物体平动时;② 研究天体公转时;③ 物体上各点运动情况相同时
不适用
① 研究物体自转时;② 研究物体形变时;③ 研究物体上不同点运动差异时
1. 理想化模型的本质:质点是抓住主要因素(质量)、忽略次要因素(大小形状)的科学抽象,实际不存在但具有物理意义。
2. 相对性判断:同一物体在不同研究中是否视为质点,需结合具体问题分析(如研究地球公转时可视为质点,研究地球自转时不可)。
· 目标四、位移
位移
路程
定义
从初位置指向末位置的有向线段
物体运动轨迹的实际长度
矢量性
矢量(大小:初末位置直线距离;方向:初位置→末位置)
标量(只有大小,没有方向)
大小关系
单向直线运动中,位移大小=路程;曲线运动中,位移大小<路程
路程≥位移大小(等号仅单向直线运动成立)
单位
米(m),常用千米(km)、厘米(cm)
米(m),常用千米(km)、厘米(cm)
1. 矢量性的体现:位移的正负表示方向(需先规定正方向),路程只有正值。
2. 实际应用的区分:计算平均速度时用位移,计算平均速率时用路程。
目标五、速度
要点
内容
速度定义
位移与发生这段位移所用时间的比值,v = Δx/Δt
速度性质
矢量(既有大小又有方向),方向与位移方向相同
平均速度
某段时间内的位移与时间的比值,粗略描述运动快慢
瞬时速度
物体在某一时刻或某一位置的速度,精确描述运动状态
速率
速度的大小,只有大小没有方向的标量
平均速率
路程与时间的比值,总是大于或等于平均速度的大小
1.矢量性的体现:速度的正负表示方向(需先规定正方向),计算时要遵循矢量运算法则。
2.极限思想:瞬时速度是当时间间隔趋近于零时的平均速度极限值。
3.实际应用:交通管理中的"速度"通常指速率,而物理学中的速度包含方向信息。
· 目标六、 加速度
要点
内容
加速度定义
速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,a = Δv/Δt
加速度性质
矢量(既有大小又有方向),方向与速度变化量方向相同
单位
国际单位制中为m/s²,读作"米每二次方秒"
物理意义
描述物体速度变化快慢的物理量
与速度关系
加速度大,速度不一定大;速度大,加速度不一定大
1.矢量性的体现:加速度的正负表示方向(需先规定正方向),计算时要遵循矢量运算法则。
2.极限思想:瞬时加速度是当时间间隔趋近于零时的平均加速度极限值。
3.实际应用:汽车的加速性能、电梯的舒适度等都与加速度密切相关。
题型一、参考系
1. (22-23高二·江苏盐城·学业考试模拟)如图所示,当特技跳伞运动员们在空中保持该造型下落时,某一位运动员认为对面运动员是静止的,他所选的参考系是( )
A.地面的房屋 B.地面的河流 C.相邻的运动员 D.水平飞行的飞机
【答案】C
【知识点】已知物体运动情况判断参考系、已知参考系判断物体运动情况
【详解】当运动员们保持该造型向下落时,某一位运动员认为对面运动员是静止的,他选择的参考系是自己或与他运动状态一致的相邻的运动员。故选C。
2. (多选)(21-22高一上·福建莆田·课后作业)甲、乙、丙三个人各坐在一个热气球上,三个热气球或静止或沿竖直方向运动。已知甲乘坐的气球正在上升,乙看见甲静止不动,丙看见甲正在上升,则以下说法中正确的是( )
A.甲将会看见地面向他扑面而来
B.甲将会看见地面正在离他而去
C.乙乘坐的气球正在空中静止不动
D.丙乘坐的气球可能在空中静止不动
【答案】BD
【知识点】已知参考系判断物体运动情况、同一运动在不同参考系中的描述
【详解】AB.甲乘坐的气球正在上升,甲将会看见地面远他而去,故A错误,B正确;
C.甲乘坐的气球正在上升,乙看见甲静止不动,甲与乙相对静止,乙与甲相同速度上升,故C错误;
D.甲乘坐的气球正在上升,丙看见甲正在上升,丙乘坐的气球可能在空中静止不动可能向下运动也可能向上运动但不如甲运动的速度大,故D正确。故选BD。
3. (25-26高一上·福建·期中)如图是一张飞机低空飞行的照片,照片中飞机非常清晰,但下方海面和陆地呈拖拽式的模糊状,这种对比能产生飞机在高速飞行的视觉效果,以下判断正确的是( )
A.北斗卫星在定位此飞机的位置时,不可以将飞机当作质点
B.在研究飞机尾翼对飞行的影响时,可以将飞机看作质点
C.拍照时,以摄影机为参照物,大地可能是静止的
D.拍照时,以摄影机为参照物,飞机可能是静止的
【答案】D
【知识点】质点、已知参考系判断物体运动情况
【详解】A.北斗卫星在定位此飞机的位置时,此飞机的大小和形状可以忽略,所以可以将飞机当作质点,故A错误;
B.在研究飞机尾翼对飞行的影响时,飞机的大小和形状不可以忽略,所以不可以将飞机当作质点,故B错误;
CD.拍照时,以摄影机为参照物,大地与摄影机的相对位置一定发生改变,即大地一定是运动的;飞机与摄影机的相对位移可能没有改变,即飞机可能是静止的,故C错误,D正确。
故选D。
题型二、时间与时刻
4. (多选)(23-24高一上·福建泉州·期中)下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的有( )
A.时刻就是一段很短的时间间隔
B.第4秒指的是t=“3s”到t=“4s”之间的时间间隔
C.第4秒末和第5秒初都是指的t=“4s”这一时刻
D.物理测验时间是60min,这里60min指的是时刻
【答案】BC
【知识点】时间
【详解】A.时刻是一个瞬间,对应时间轴上的一个点,不是一段很短的时间间隔。故A错误;
B.第 4秒指的是t=“3s”到t=“4s”之间的时间间隔。故B正确;
C.第4秒末和第5秒初都是指的t=“4s”这一时刻。故C正确;
D.物理测验时间是60min,这里60min 指的是时间。故D错误。故选BC。
5. (23-24高一上·河北邯郸·阶段检测)根据如图所示的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )
A.表示时刻,称为第2s末或第3s内,也可以称为2s时
B.表示时间间隔,称为最初2s内或第2s内
C.表示时间间隔,称为第2s内
D.表示时间间隔,称为第ns内
【答案】D
【知识点】时间
【详解】A.表示时刻,称为第2s末或第3s初,也可以称为2s时,故A错误;
B.表示时间间隔,称为最初2s内或前2s内,故B错误;
C.表示时间间隔,称为第3s内,故C错误;
D.表示时间间隔,称为第ns内,故D正确。故选D。
6. (25-26高一上·福建三明·期中)2025年9月7日午夜至8日凌晨,我国迎来全国可见的震撼月全食天象,天空出现少见的“红月亮”。从北京时间9月7日23时28分开始进入半影月食,9月8日4时55分半影月食结束,月亮从初亏到复圆将持续3个半小时。下列说法正确的是( )
A.3个半小时指的是时刻
B.9月8日4时55分指时刻
C.9月7日23时28分指时间间隔
D.以上三个选项都指时刻
【答案】B
【知识点】时间
【详解】 3个半小时指时间间隔, 9月8日4时55分和9月7日23时28分是时间轴上一个点,都指时刻,故B正确,ACD错误;故选B。
题型三、质点
7. (25-26高一上·福建莆田·阶段检测)关于质点,下列说法正确的是( )
A.任何静止的物体都可以视为质点
B.研究电子自旋时,电子可以视为质点
C.在平直的高速公路上行驶的小汽车,可视为质点
D.质点是一个无大小形状的理想化模型,和几何点是一样的
【答案】C
【知识点】质点
【详解】A.物体能否视为质点取决于所研究的问题,静止的物体若涉及转动或形状则不能视为质点,故A错误;
B.研究电子自旋需考虑其内部运动,此时电子的大小形状不可忽略,电子不可以视为质点,故B错误;
C.研究平直公路上行驶的小汽车的整体运动(如位移、速度)时,其大小形状可忽略,可视为质点,故C正确;
D.质点虽无大小形状,但具有质量,与几何点(无质量)不同,故D错误。
故选C。
8. (22-23高一上·湖南邵阳·期末)在下列情形中,可以将研究对象看作质点的是( )
A.研究一只木箱在水平面上翻转时
B.研究正在做广播体操的同学其动作是否标准时
C.研究“嫦娥五号”在绕月球飞行的轨迹时
D.研究“风云一号”在轨道上飞行的姿态时
【答案】C
【知识点】质点
【详解】A.当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或者影响很小,可以忽略不计时,物体就可看成质点,研究木箱翻转时,其大小形状对翻转有影响,不能忽略,所以木箱不能看成质点,故A错误;
B.研究正在做广播体操的同学其动作是否标准时,其大小形状对所研究的问题的影响不能忽略,故B错误;
C.研究“嫦娥五号”在绕月球飞行的轨迹时,其大小和形状对所研究的问题影响很小,可以忽略不计,可以看成质点,故C正确;
D.研究“风云一号”在轨道上飞行的姿态时,其大小和形状对所研究的问题有影响,不能看成质点,故D错误。故选C。
题型四、路程与位移
9.
(25-26高一上·福建龙岩·开学考试)我国著名篮球运动员姚明在原地拍球,球从高处落下,又被地板弹回,在离地处被接住。则球通过的路程和位移的大小分别是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【知识点】路程和位移的计算
【详解】路程是运动轨迹的总长度,故球通过路程的大小为
位移是初位置到末位置的直线距离,故球通过位移的大小为
故选B。
10. (24-25高一上·福建三明·开学考试)如图,从高出地面3m的A点竖直向上抛出一个小球,它上升5m后到达B点,然后回落,最后到达地面C。以竖直向上为正方向,下列叙述正确的是( )
A.若取地面C为坐标原点,A点的坐标xA=3m,整个过程中,小球的位移为0
B.无论选择A、B、C中的哪一点作为坐标原点,整个过程中,小球的位移都等于-3 m
C.从A到B的位移大于从B到C的位移,因为正数大于负数
D.因为位移是矢量,从A到B的位移与从B到C的位移的大小无法比较
【答案】B
【知识点】路程和位移的计算
【详解】AB.若取地面C为坐标原点,A点的坐标为,xA=3mC点坐标为xC=0,则整个过程中,小球的位移Δx=xC-xA=(0-3)m=-3m,且位移与坐标原点的选取无关,A错误,B正确;
CD.从A到B的位移为Δx1=5m,从B到C的位移为Δx2=-8m,位移是矢量,正、负号表示位移的方向,而不表示位移的大小,所以从A到B的位移小于从B到C的位移,CD错误。
故选B。
11. (多选)(23-24高一上·山西·阶段检测)如图所示为棱长为L的立方体,两只老鼠(视为质点)同时从a点出发沿立方体的表面运动,老鼠甲沿棱由a经b、b'到c',老鼠乙选择了最短的路径到c',结果两只老鼠同时到达c'。则甲、乙两老鼠在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.老鼠甲和老鼠乙的位移大小之比为3:
B.老鼠甲和老鼠乙的位移大小之比为1:1
C.老鼠甲和老鼠乙的路程之比为3:
D.老鼠甲和老鼠乙的路程之比为1:1
【答案】BC
【知识点】路程和位移的计算
【详解】AB.由题意可知,两只老鼠的位移相同,则位移大小之比为1:1,故A错误,B正确;
CD.老鼠甲的路程为s甲=3L,老鼠乙的路程为,则老鼠甲和老鼠乙的路程之比为,故C正确,D错误。故选BC。
12. (22-23高一上·福建厦门·开学考试)长为100m的队伍沿直线向右匀速前行,通讯员以恒定速度从队尾追到队首,然后保持速度大小不变再回到队尾时,队伍行进了240m。则通讯员走过位移大小为______m,路程为______m。
【答案】 240m 360m
【知识点】路程和位移的计算
【详解】[1]通讯员从队尾追到队首,再回到队尾,根据位移的定义,可知通讯员的位移大小与队伍的位移大小相同,即240m
[2]设队伍行进的速度为,通讯员的速度为,通讯员以恒定速度从队尾追到队首,有,再回到队尾时,有,对队伍,在这段时间内有,联立解得,故通讯员走过的路程为
题型五、速度与速率
13. (多选)(25-26高一上·福建宁德·期中)关于速度,下列说法正确的是( )
A.平均速度是矢量,平均速率是标量
B.瞬时速度的大小等于瞬时速率
C.平均速率等于总位移与总时间的比值
D.平均速度等于总路程与总时间的比值
【答案】AB
【知识点】平均速度、瞬时速度、速率与速度
【详解】A.平均速度有大小和方向,是矢量,平均速率只有大小无方向,是标量,A正确;
B.瞬时速度的大小等于瞬时速率,B正确;
C.平均速率等于总路程与总时间的比值,C错误;
D.平均速度等于总位移与总时间的比值,D错误。故选AB。
14. (24-25高一上·福建福州·期中)一质点绕半径为R的圆匀速运动了半周,所用时间为t。在此过程中该质点的( )
A.位移大小为πR,平均速率为
B.位移大小为2R,平均速率为
C.位移大小为πR,平均速度为
D.位移大小2R,平均速度为
【答案】D
【知识点】平均速度、速率与速度
【详解】质点沿圆周运动半周,故全程质点的位移为x=2R,路程为s=πR,故平均速率为,平均速度为,故选D。
15.
(23-24高一上·吉林·阶段检测)2008年8月18日,何雯娜在国家体育馆结束的奥运女子蹦床决赛中以37.80分为中国蹦床队夺得,成中国蹦床史上首枚金牌。蹦床运动可简化为如下往复直线运动:从出发点向上运动到最高点再落回原处,向上运动的平均速率为,下落的平均速率为,则往返全程的平均速度的大小和平均速率分别是( )
A. B. C.0, D.0,
【答案】D
【知识点】平均速度、速率与速度
【详解】因往返全程的位移为零,则全程的平均速度的大小为,设向上运动的位移为,则路程为,全程的平均速率为,故选D。
16. (26-27高一上·全国·课后作业)广深高速总长为147km,在某路段上,分别有如图所示的甲、乙两块告示牌,告示牌上各数字的意思是( )
A.甲是指位移,乙是平均速度 B.甲是指路程,乙是平均速度
C.甲是指路程,乙是瞬时速度 D.甲是指位移,乙是瞬时速度
【答案】C
【知识点】位移的定义、路程与位移、瞬时速度
【详解】甲告示牌指路程,乙告示牌指瞬时速度。故选C。
17. (25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)如图所示是三个质点A、B、C的运动轨迹,三个质点同时从N点出发,又同时到达M点,则下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,A的平均速率最大
B.三质点从N到M的平均速率相同
C.三质点从N到M的过程中,A的平均速度最大
D.到达M点时A的瞬时速率最大
【答案】A
【知识点】平均速度、瞬时速度、平均速率
【详解】AB.从N到M的过程中,A的路程最大,根据平均速率,时间相同的情况下,A的平均速率最大,故A正确,B错误;
C.三质点从N到M的过程中,位移相同,根据平均速度,时间相同的情况下,三者的平均速度相同,故C错误;
D.由于运动过程中速率变化情况未知,故无法判断到达M点时瞬时速率的大小情况,故D错误。故选A。
18. (24-25高一上·福建三明·阶段检测)扫地机器人因操作简单、使用方便,已逐渐走进了人们的生活。某次开发测试,科研人员9时35分在A处启动扫地机器人,经30分钟在B处完成清扫工作,其规划式清扫路线如图所示。相关数据表明:机器人清扫路线的总长度为72m,A、B的距离为10.8m。在本次测试中,机器人的平均速率为________m/s,机器人的平均速度为________m/s。
【答案】 0.04 0.006
【知识点】平均速度、速率与速度
【详解】[1]平均速率等于路程比时间,则有
[2]平均速度等于位移比时间,则有
题型六、加速度
19.
(多选)(25-26高一上·福建宁德·期中)关于加速度和加速度公式,下列说法中正确的是( )
A.加速度越大则速度变化越快
B.越大则物体加速度越大
C.加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大
D.a的方向与的方向相同
【答案】AD
【知识点】加速度的定义、加速度的方向与速度变化的关系
【详解】A.加速度是速度的变化率,加速度越大则速度变化越快,A正确;
B.越大则物体加速度不一定越大,还要看时间,B错误;
C.加速度为正值,若速度为负,则物体做减速运动,速度的大小会越来越小,C错误;
D.a的方向与的方向相同,D正确。
故选AD。
20. (多选)(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)2024年9月25日,中国人民解放军火箭军向南太平洋相关公海海域成功发射了一枚携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹,全射程约12000公里,末端速度接近30马赫。下列说法正确的是( )
A.导弹在加速直线上升过程中,加速度方向与速度方向相同
B.导弹的加速度与速度变化量的方向不同
C.导弹运动时,速度的变化量越大,加速度也越大
D.导弹点火将要升空瞬间,导弹的速度为零,但加速度很大
【答案】AD
【知识点】速度、速度变化量和加速度的区别、加速度的定义、加速度的方向与速度变化的关系
【详解】A.导弹在加速直线上升过程中,加速度方向与速度方向相同,故A正确;
B.由加速度的定义式,可知导弹的加速度与速度变化量的方向相同,故B错误;
C.只是加速度的定义式,加速度与速度的变化量、所用时间没有直接关系,所以导弹运动时,速度的变化量越大,加速度不一定也越大,故C错误;
D.导弹点火将要升空瞬间,导弹的速度为零,由于速度变化得非常快,则加速度很大,故D正确。故选AD。
21. (23-24高一上·福建漳州·期中)篮球以12m/s的速度水平撞击篮板后以8m/s的速度反弹,球与板接触的时间为0.1s,则篮球在这段时间内的加速度大小是多少( )
A.200m/s2 B.-200m/s2 C.180m/s2 D.-180m/s2
【答案】A
【知识点】加速度的计算
【详解】设篮球撞击篮板前的初速度方向为正方向,则初速度,反弹后的末速度,速度变化量,则加速度,故加速度的大小为,故选A。
22.
(多选)(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)如图所示,某同学在练习投篮时,失误没能将篮球投入筐内,篮球以的速度水平撞击篮板后以的速度反向弹回,篮球与篮板接触的时间为,对于篮球在这一过程中的速度变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.篮球的速度变化量大小为
B.篮球的速度变化量大小为
C.篮球的加速度大小为
D.篮球的加速度大小为
【答案】BD
【知识点】加速度的计算
【详解】AB.规定篮球飞来的速度方向为正方向,则篮球的速度变化量为故篮球的速度变化量大小为,A错误,B正确;
CD.篮球的加速度为,故篮球的加速度大小为,C错误,D正确。故选BD。
培优巩固
23. (23-24高二上·江苏南通·阶段检测)下列关于矢量和标量的说法正确的是( )
A.同一个物理量可以是矢量,也可以是标量
B.路程是矢量
C.矢量都是有方向的
D.电流是有方向的量,所以电流是矢量
【答案】C
【详解】A.同一个物理量或者是矢量,或者是标量,选项A错误;
B.路程只有大小无方向,是标量,选项B错误;
C.矢量都是有方向的,选项C正确;
D.电流虽然是有方向的量,但是电流的合成不遵循平行四边形定则,所以电流是标量,选项D错误。
故选C。
24. (21-22高三上·福建·阶段检测)国际标准的400m跑道分为两个半圆部分和两条直线跑道,其中两个半圆半径为36.5m,而直线跑道长为85.39m.某同学沿着400m标准跑道的内侧跑了200m,则最小位移为( )
A.73m B.112.3m C.121.89m D.170.78m
【答案】A
【知识点】路程和位移的计算
【详解】最小位移时,初末位置连线与直线轨道垂直,这时最小位移为。故A正确,BCD错误。故选A。
25. (23-24高一上·广东·期中)2023年9月24日,杭州第19届亚运会赛艇女子轻量级双人双桨决赛中,中国组合以7分06秒78的成绩夺得金牌,这是本届亚运会产生的首枚金牌。下列说法正确的是( )
A.在研究运动员的划桨姿势时,可将运动员视为质点
B.运动员完成赛艇比赛的过程中,其路程可能小于位移
C.“7分06秒78”指的是时间间隔
D.参加双人双桨比赛的运动员认为彼此静止,是因为选择的参考系是静止的水面
【答案】C
【知识点】时间、已知物体运动情况判断参考系、位移的定义、路程与位移、质点
【详解】A.在研究运动员的划桨姿势时,不能忽略其大小和形状,不可将运动员视为质点,故A错误;
B.路程总是大于等于位移,只有在单向直线运动中,路程等于位移的大小,故B错误;
C.“7分06秒78”是一段时间,指时间间隔,故C正确;
D.参加双人双桨比赛的运动员认为彼此静止,是因为选择的参考系是赛艇,故D错误。
故选C。
26.
(2025高三·内蒙古·专题练习)近年来,我国快递行业快速发展,某辆货车装满快递后,从快递站点发车,30分钟后进入高速主干道,该过程的平均速率为最大速率的一半;后以最大速率行驶2h后,在高速服务区休息15分钟,因路况复杂,从服务区出发到离开高速过程的平均速率降为;又经30分钟将快递送达接收站点,该过程的平均速率为;已知服务区在高速路段总长度的中间位置,则整个运送过程货车的平均速率约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据题意可知,整个运输过程货车行驶的路程为
所用的时间为,为在高速后半段行驶所用时间,因服务区在高速路段中间位置,则有,解得,则整个过程的平均速率约为,故选A。
27. (25-26高一上·福建莆田·阶段检测)某中学2024年秋季田径运动会正如火如荼地进行。下列说法中正确的是( )
A.广播通知径赛检录于9:30开始,此处9:30指的是时刻
B.百米赛跑中,一名运动员发现自己在“后退”,他是以大地为参考系
C.运动员跑完1000m比赛,这个1000m指的是位移
D.百米赛跑运动员以9.5m/s的速度冲过终点线,这里的速度是指平均速度
【答案】A
【知识点】时间、已知物体运动情况判断参考系、位移的定义、路程与位移、瞬时速度
【详解】A.时刻是时间轴上的一个点,而时间间隔是两个时刻之间的长度。广播通知中的“9:30”是检录开始的时刻,故A正确;
B.若以大地为参考系,运动员应向前运动,不会感到“后退”。运动员感觉自己“后退”是因为以比自己快的运动员为参考系,而非大地,故B错误;
C.1000m比赛的总长度是实际运动轨迹的长度,属于路程,位移是初位置指向末位置的有向线段,故C错误;
D.冲过终点时的速度对应瞬时速度,而非平均速度,故D错误。故选A。
28. (多选)(25-26高一上·福建漳州·阶段检测)如图所示,将弹性小球以10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时,向上的速度为7m/s,从A到B,小球共用时0.3s,则此过程中( )
A.小球发生的位移大小为0.5m,方向竖直向上
B.小球速度变化量的大小为17m/s,方向竖直向上
C.小球平均速度的大小为m/s,方向竖直向上
D.小球平均加速度的大小约为56.7m/s2,方向竖直向上
【答案】BD
【知识点】速度、速度变化量和加速度的区别、平均速度、加速度的计算、路程和位移的计算
【详解】A.设地面为坐标原点,竖直向上为正,位移
可知小球发生的位移大小为,方向竖直向下,故A错误;
B.设竖直向上为正,速度的变化量,即速度变化量大小为,方向竖直向上,故B正确;
C.平均速度等于位移与时间的比值,位移大小为,方向竖直向下,总时间,因此平均速度大小,方向竖直向下,故C错误;
D.根据加速度定义,平均加速度,加速度方向与速度变化量方向一致,即竖直向上,故D正确。故选BD。
真题演练
29. (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。
30. (2026·陕晋青宁卷·高考真题)现代科技为物资运输提供了多种方式。某物流企业分别利用无人机和新能源货车从山上装货点P运输货物至山下仓库Q,两种方式中一定相同的是( )
A.位移 B.路程 C.时间 D.平均速度
【答案】A
【详解】A.位移是从初位置指向末位置的有向线段,仅由初、末位置决定,两种运输方式的初位置都是P、末位置都是Q,故位移一定相同,A正确;
B.路程是物体运动轨迹的长度,无人机和货车的行驶路径不同,运动轨迹长度不一定相等,故路程不一定相同,B错误;
C.运动时间由运动路程和运行速率共同决定,两者的路程、运行速率均无确定关系,故时间不一定相同,C错误;
D.平均速度的定义为,两者位移相同,但运动时间不一定相同,故平均速度不一定相同,D错误。
故选A。
31. “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。
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运动学专题——运动的描述
· 目标一、参考系
要点
内容
定义
描述物体运动时,被选为参考标准的假定不动的物体
选取原则
任意性(可任选物体)、方便性(通常选地面或相对地面静止的物体)
相对性
同一物体的运动,选取不同参考系时,运动描述可能不同
坐标系
定量描述物体的位置和位置变化,常用直线坐标系、平面直角坐标系
1. 参考系的“假定不动”:参考系本身可能运动(如选行驶的汽车为参考系时,假定汽车静止)。
2. 运动的绝对性与描述的相对性:运动是绝对的,但对运动的描述是相对的(如路边的树,以地面为参考系是静止的,以行驶的汽车为参考系是运动的)。
· 目标二、时间
时刻
时间(时间间隔)
定义
某一瞬时,在时间轴上对应一个点
两个时刻之间的间隔,在时间轴上对应一条线段
“关键词”
“第3s末”“8:00整”“第5s初”
“前3s内”“第3s内”“经历2小时”
意义
描述物体运动的先后顺序
描述物体运动过程的持续长短
1. 时间轴上的对应:时刻对应“点”,时间对应“段”(如“第ns末”与“第(n+1)s初”是同一时刻)。
2. 生活中的混淆点:“作息时间表上的8:00”是时刻,“一节课45分钟”是时间。
· 目标三、质点
要点
内容
定义
用来代替物体的有质量的点,是物理学中的理想化模型
条件
物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计
适用场景
① 研究物体平动时;② 研究天体公转时;③ 物体上各点运动情况相同时
不适用
① 研究物体自转时;② 研究物体形变时;③ 研究物体上不同点运动差异时
1. 理想化模型的本质:质点是抓住主要因素(质量)、忽略次要因素(大小形状)的科学抽象,实际不存在但具有物理意义。
2. 相对性判断:同一物体在不同研究中是否视为质点,需结合具体问题分析(如研究地球公转时可视为质点,研究地球自转时不可)。
· 目标四、位移
位移
路程
定义
从初位置指向末位置的有向线段
物体运动轨迹的实际长度
矢量性
矢量(大小:初末位置直线距离;方向:初位置→末位置)
标量(只有大小,没有方向)
大小关系
单向直线运动中,位移大小=路程;曲线运动中,位移大小<路程
路程≥位移大小(等号仅单向直线运动成立)
单位
米(m),常用千米(km)、厘米(cm)
米(m),常用千米(km)、厘米(cm)
1. 矢量性的体现:位移的正负表示方向(需先规定正方向),路程只有正值。
2. 实际应用的区分:计算平均速度时用位移,计算平均速率时用路程。
目标五、速度
要点
内容
速度定义
位移与发生这段位移所用时间的比值,v = Δx/Δt
速度性质
矢量(既有大小又有方向),方向与位移方向相同
平均速度
某段时间内的位移与时间的比值,粗略描述运动快慢
瞬时速度
物体在某一时刻或某一位置的速度,精确描述运动状态
速率
速度的大小,只有大小没有方向的标量
平均速率
路程与时间的比值,总是大于或等于平均速度的大小
1.矢量性的体现:速度的正负表示方向(需先规定正方向),计算时要遵循矢量运算法则。
2.极限思想:瞬时速度是当时间间隔趋近于零时的平均速度极限值。
3.实际应用:交通管理中的"速度"通常指速率,而物理学中的速度包含方向信息。
· 目标六、 加速度
要点
内容
加速度定义
速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,a = Δv/Δt
加速度性质
矢量(既有大小又有方向),方向与速度变化量方向相同
单位
国际单位制中为m/s²,读作"米每二次方秒"
物理意义
描述物体速度变化快慢的物理量
与速度关系
加速度大,速度不一定大;速度大,加速度不一定大
1.矢量性的体现:加速度的正负表示方向(需先规定正方向),计算时要遵循矢量运算法则。
2.极限思想:瞬时加速度是当时间间隔趋近于零时的平均加速度极限值。
3.实际应用:汽车的加速性能、电梯的舒适度等都与加速度密切相关。
题型一、参考系
1. (22-23高二·江苏盐城·学业考试模拟)如图所示,当特技跳伞运动员们在空中保持该造型下落时,某一位运动员认为对面运动员是静止的,他所选的参考系是( )
A. 地面的房屋 B.地面的河流 C.相邻的运动员 D.水平飞行的飞机
2. (多选)(21-22高一上·福建莆田·课后作业)甲、乙、丙三个人各坐在一个热气球上,三个热气球或静止或沿竖直方向运动。已知甲乘坐的气球正在上升,乙看见甲静止不动,丙看见甲正在上升,则以下说法中正确的是( )
A.甲将会看见地面向他扑面而来
B.甲将会看见地面正在离他而去
C.乙乘坐的气球正在空中静止不动
D.丙乘坐的气球可能在空中静止不动
3. (25-26高一上·福建·期中)如图是一张飞机低空飞行的照片,照片中飞机非常清晰,但下方海面和陆地呈拖拽式的模糊状,这种对比能产生飞机在高速飞行的视觉效果,以下判断正确的是( )
A.北斗卫星在定位此飞机的位置时,不可以将飞机当作质点
B.在研究飞机尾翼对飞行的影响时,可以将飞机看作质点
C.拍照时,以摄影机为参照物,大地可能是静止的
D.拍照时,以摄影机为参照物,飞机可能是静止的
题型二、时间与时刻
4. (多选)(23-24高一上·福建泉州·期中)下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的有( )
A.时刻就是一段很短的时间间隔
B.第4秒指的是t=“3s”到t=“4s”之间的时间间隔
C.第4秒末和第5秒初都是指的t=“4s”这一时刻
D.物理测验时间是60min,这里60min指的是时刻
5. (23-24高一上·河北邯郸·阶段检测)根据如图所示的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )
A.表示时刻,称为第2s末或第3s内,也可以称为2s时
B.表示时间间隔,称为最初2s内或第2s内
C.表示时间间隔,称为第2s内
D.表示时间间隔,称为第ns内
6. (25-26高一上·福建三明·期中)2025年9月7日午夜至8日凌晨,我国迎来全国可见的震撼月全食天象,天空出现少见的“红月亮”。从北京时间9月7日23时28分开始进入半影月食,9月8日4时55分半影月食结束,月亮从初亏到复圆将持续3个半小时。下列说法正确的是( )
A.3个半小时指的是时刻 B.9月8日4时55分指时刻
C.9月7日23时28分指时间间隔 D.以上三个选项都指时刻
题型三、质点
7. (25-26高一上·福建莆田·阶段检测)关于质点,下列说法正确的是( )
A.任何静止的物体都可以视为质点
B.研究电子自旋时,电子可以视为质点
C.在平直的高速公路上行驶的小汽车,可视为质点
D.质点是一个无大小形状的理想化模型,和几何点是一样的
8. (22-23高一上·湖南邵阳·期末)在下列情形中,可以将研究对象看作质点的是( )
A.研究一只木箱在水平面上翻转时
B.研究正在做广播体操的同学其动作是否标准时
C.研究“嫦娥五号”在绕月球飞行的轨迹时
D.研究“风云一号”在轨道上飞行的姿态时
题型四、路程与位移
9.
(25-26高一上·福建龙岩·开学考试)我国著名篮球运动员姚明在原地拍球,球从高处落下,又被地板弹回,在离地处被接住。则球通过的路程和位移的大小分别是( )
A., B.,
C., D.,
10. (24-25高一上·福建三明·开学考试)如图,从高出地面3m的A点竖直向上抛出一个小球,它上升5m后到达B点,然后回落,最后到达地面C。以竖直向上为正方向,下列叙述正确的是( )
A.若取地面C为坐标原点,A点的坐标xA=3m,整个过程中,小球的位移为0
B.无论选择A、B、C中的哪一点作为坐标原点,整个过程中,小球的位移都等于-3 m
C.从A到B的位移大于从B到C的位移,因为正数大于负数
D.因为位移是矢量,从A到B的位移与从B到C的位移的大小无法比较
11. (多选)(23-24高一上·山西·阶段检测)如图所示为棱长为L的立方体,两只老鼠(视为质点)同时从a点出发沿立方体的表面运动,老鼠甲沿棱由a经b、b'到c',老鼠乙选择了最短的路径到c',结果两只老鼠同时到达c'。则甲、乙两老鼠在整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A.老鼠甲和老鼠乙的位移大小之比为3:
B.老鼠甲和老鼠乙的位移大小之比为1:1
C.老鼠甲和老鼠乙的路程之比为3:
D.老鼠甲和老鼠乙的路程之比为1:1
12. (22-23高一上·福建厦门·开学考试)长为100m的队伍沿直线向右匀速前行,通讯员以恒定速度从队尾追到队首,然后保持速度大小不变再回到队尾时,队伍行进了240m。则通讯员走过位移大小为______m,路程为______m。
题型五、速度与速率
13. (多选)(25-26高一上·福建宁德·期中)关于速度,下列说法正确的是( )
A.平均速度是矢量,平均速率是标量
B.瞬时速度的大小等于瞬时速率
C.平均速率等于总位移与总时间的比值
D.平均速度等于总路程与总时间的比值
14. (24-25高一上·福建福州·期中)一质点绕半径为R的圆匀速运动了半周,所用时间为t。在此过程中该质点的( )
A.位移大小为πR,平均速率为
B.位移大小为2R,平均速率为
C.位移大小为πR,平均速度为
D.位移大小2R,平均速度为
15.
(23-24高一上·吉林·阶段检测)2008年8月18日,何雯娜在国家体育馆结束的奥运女子蹦床决赛中以37.80分为中国蹦床队夺得,成中国蹦床史上首枚金牌。蹦床运动可简化为如下往复直线运动:从出发点向上运动到最高点再落回原处,向上运动的平均速率为,下落的平均速率为,则往返全程的平均速度的大小和平均速率分别是( )
A.
B. C.0, D.0,
16. (26-27高一上·全国·课后作业)广深高速总长为147km,在某路段上,分别有如图所示的甲、乙两块告示牌,告示牌上各数字的意思是( )
A.甲是指位移,乙是平均速度 B.甲是指路程,乙是平均速度
C.甲是指路程,乙是瞬时速度 D.甲是指位移,乙是瞬时速度
17. (25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)如图所示是三个质点A、B、C的运动轨迹,三个质点同时从N点出发,又同时到达M点,则下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,A的平均速率最大
B.三质点从N到M的平均速率相同
C.三质点从N到M的过程中,A的平均速度最大
D.到达M点时A的瞬时速率最大
18. (24-25高一上·福建三明·阶段检测)扫地机器人因操作简单、使用方便,已逐渐走进了人们的生活。某次开发测试,科研人员9时35分在A处启动扫地机器人,经30分钟在B处完成清扫工作,其规划式清扫路线如图所示。相关数据表明:机器人清扫路线的总长度为72m,A、B的距离为10.8m。在本次测试中,机器人的平均速率为________m/s,机器人的平均速度为________m/s。
题型六、加速度
19.
(多选)(25-26高一上·福建宁德·期中)关于加速度和加速度公式,下列说法中正确的是( )
A.加速度越大则速度变化越快
B.越大则物体加速度越大
C.加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大
D.a的方向与的方向相同
20. (多选)(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)2024年9月25日,中国人民解放军火箭军向南太平洋相关公海海域成功发射了一枚携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹,全射程约12000公里,末端速度接近30马赫。下列说法正确的是( )
A.导弹在加速直线上升过程中,加速度方向与速度方向相同
B.导弹的加速度与速度变化量的方向不同
C.导弹运动时,速度的变化量越大,加速度也越大
D.导弹点火将要升空瞬间,导弹的速度为零,但加速度很大
21. (23-24高一上·福建漳州·期中)篮球以12m/s的速度水平撞击篮板后以8m/s的速度反弹,球与板接触的时间为0.1s,则篮球在这段时间内的加速度大小是多少( )
A.200m/s2 B.-200m/s2 C.180m/s2 D.-180m/s2
22.
(多选)(25-26高一上·福建厦门·阶段检测)如图所示,某同学在练习投篮时,失误没能将篮球投入筐内,篮球以的速度水平撞击篮板后以的速度反向弹回,篮球与篮板接触的时间为,对于篮球在这一过程中的速度变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.篮球的速度变化量大小为
B.篮球的速度变化量大小为
C.篮球的加速度大小为
D.篮球的加速度大小为
· 培优巩固
23. (23-24高二上·江苏南通·阶段检测)下列关于矢量和标量的说法正确的是( )
A.同一个物理量可以是矢量,也可以是标量
B.路程是矢量
C.矢量都是有方向的
D.电流是有方向的量,所以电流是矢量
24. (21-22高三上·福建·阶段检测)国际标准的400m跑道分为两个半圆部分和两条直线跑道,其中两个半圆半径为36.5m,而直线跑道长为85.39m.某同学沿着400m标准跑道的内侧跑了200m,则最小位移为( )
A.73m B.112.3m C.121.89m D.170.78m
25. (23-24高一上·广东·期中)2023年9月24日,杭州第19届亚运会赛艇女子轻量级双人双桨决赛中,中国组合以7分06秒78的成绩夺得金牌,这是本届亚运会产生的首枚金牌。下列说法正确的是( )
A.在研究运动员的划桨姿势时,可将运动员视为质点
B.运动员完成赛艇比赛的过程中,其路程可能小于位移
C.“7分06秒78”指的是时间间隔
D.参加双人双桨比赛的运动员认为彼此静止,是因为选择的参考系是静止的水面
26.
(2025高三·内蒙古·专题练习)近年来,我国快递行业快速发展,某辆货车装满快递后,从快递站点发车,30分钟后进入高速主干道,该过程的平均速率为最大速率的一半;后以最大速率行驶2h后,在高速服务区休息15分钟,因路况复杂,从服务区出发到离开高速过程的平均速率降为;又经30分钟将快递送达接收站点,该过程的平均速率为;已知服务区在高速路段总长度的中间位置,则整个运送过程货车的平均速率约为( )
A. B. C. D.
27. (25-26高一上·福建莆田·阶段检测)某中学2024年秋季田径运动会正如火如荼地进行。下列说法中正确的是( )
A.广播通知径赛检录于9:30开始,此处9:30指的是时刻
B.百米赛跑中,一名运动员发现自己在“后退”,他是以大地为参考系
C.运动员跑完1000m比赛,这个1000m指的是位移
D.百米赛跑运动员以9.5m/s的速度冲过终点线,这里的速度是指平均速度
28. (多选)(25-26高一上·福建漳州·阶段检测)如图所示,将弹性小球以10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时,向上的速度为7m/s,从A到B,小球共用时0.3s,则此过程中( )
A.小球发生的位移大小为0.5m,方向竖直向上
B.小球速度变化量的大小为17m/s,方向竖直向上
C.小球平均速度的大小为m/s,方向竖直向上
D.小球平均加速度的大小约为56.7m/s2,方向竖直向上
真题演练
29. (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
30. (2026·陕晋青宁卷·高考真题)现代科技为物资运输提供了多种方式。某物流企业分别利用无人机和新能源货车从山上装货点P运输货物至山下仓库Q,两种方式中一定相同的是( )
A. 位移 B.路程 C.时间 D.平均速度
31. “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
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