第1讲　运动的描述 讲义 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习讲义围绕运动的描述与匀变速直线运动，覆盖质点、参考系、位移、速度、加速度等高考核心考点，按概念内涵到物理量应用的逻辑架构知识，通过知识梳理、考向例析、真题训练等环节，帮助学生构建运动学认知体系，突破理解难点。 讲义结合高考命题规律，采用情境化实例教学，如以飞机阅兵分析参考系、汽车刹车计算瞬时速度，培养科学思维与模型建构能力。设置分层练习与归纳总结，配合即时反馈，确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第一章　　运动的描述　匀变速直线运动 【思维导图】 第1讲　 运动的描述 【复习目标】 1.了解质点和位移的概念,知道把物体看成质点的条件。 2.了解参考系的作用,会在实例中选择合适的参考系。 3.掌握速度、加速度的概念,体会比值定义法和极限思想。 考点1　质点、参考系与位移(3年58卷7考) 【知识梳理】 一、质点 1.定义:为使问题简化,用来代替物体的有质量的点。 2.条件:物体的①　　　　和②　　　　对研究问题的影响可以忽略不计。   3.实质:质点是一种理想化的模型,实际并不存在。 二、参考系 1.定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。 2.参考系的选取 (1)参考系的选取是③　　　　,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体应认为是④　　　　的,通常选地面为参考系。   (2)对于同一物体,选择不同的参考系时观察到的运动结果一般不同。 (3)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。 三、时刻和时间 1.时刻:指的是某一瞬时,在时间轴上用一个点来表示。对应的是位置、速度等状态量。 2.时间:是两时刻间的间隔,在时间轴上用一段长度来表示。对应的是位移、路程等过程量。 四、位移和路程 1.定义 位移:表示质点的位置变动,它是由质点的⑤　　　　指向质点的⑥　　　　的有向线段。   路程:质点运动轨迹的长度。 2.区别和联系 区别:a.位移是⑦　　　　,方向由初位置指向末位置。   b.路程是标量,没有方向。 联系:a.在单向直线运动中,位移的大小⑧　　　　路程。   b.其他情况下,位移的大小小于路程。 　　【答案】①大小　②形状　③任意的　④静止　⑤初位置　⑥末位置　⑦矢量　⑧等于 【判断对错】 1.只有体积小的物体才能看作质点。 (　　) 2.直线运动的物体的位移大小比路程小。 (　　) 3.自然界中没有绝对静止的物体。 (　　) 4.一个物体的位移为零,路程也一定为零。 (　　) 　　【答案】1.×　2.×　3.√　4.× 【能力突破】 考向1　对质点的理解 　　(1)质点是对实际物体的科学抽象,是一种理想化的模型,质点实际是不存在的。 (2)物体可被看作质点的情况: 【例1】(2025·广东湛江期中)2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京隆重举行。阅兵式中,中国飞机梯队精彩亮相,展现了中国空军的强大实力。在某次彩排中,甲、乙两架飞机以相同的速度由东向西飞行。下列说法正确的是(　　)。 A.若以甲飞机驾驶员为参考系,则甲飞机是运动的 B.若以甲飞机驾驶员为参考系,则乙飞机上的驾驶员是静止的 C.研究甲飞机在空中翻滚动作时可以把甲飞机看作质点 D.因为飞机很大,所以不能把飞机看作质点 　　【答案】B 【解析】以甲飞机驾驶员为参考系,甲飞机与参考系本身相对静止,A项错误;甲、乙两机速度相同且同向飞行,以甲为参考系,乙飞机及其驾驶员均是静止的,B项正确;研究翻滚动作需分析飞机姿态变化,不能忽略形状和大小,不可以把甲飞机看作质点,C项错误;能否视为质点取决于研究的问题,与物体大小无关,D项错误。 考向2　对参考系的理解 【例2】如图,一艘正在高速行驶的游艇上,乘客用手触摸了正在飞行的野鸭,感觉到野鸭停在空中。对此,下列说法正确的是(　　)。 A.以野鸭为参考系,乘客是在高速运动的 B.研究飞行的野鸭相对乘客静止的原因时,不能将野鸭看成质点 C.野鸭能相对乘客静止,是由于野鸭速度与游艇速度相同 D.乘客感觉到野鸭停在空中是以静止的湖水为参考系 　　【答案】C 【解析】因为乘客用手触摸了正在飞行的野鸭,感觉到野鸭停在空中,所以以野鸭为参考系,乘客是静止的,A项错误;研究飞行的野鸭相对乘客静止的原因时,可以忽略野鸭的大小和形状,能将野鸭看成质点,B项错误;野鸭能相对乘客静止,是由于飞行速度与游艇速度相等,C项正确;乘客感觉到野鸭停在空中是以乘客自己为参考系,D项错误。 【思维拓展】 　　若野鸭在匀速飞行时突然相对游艇加速竖直上升,则在游艇上的乘客看野鸭的运动轨迹是什么?在岸上的人看野鸭的运动轨迹是什么? 　　【答案】直线　向下凸的曲线 【解析】由于野鸭相对游艇竖直上升,则游艇上的乘客看野鸭的运动轨迹是一条竖直的直线;在岸上的人看野鸭时,由于野鸭有相对岸水平方向的速度,并竖直向上加速,故运动轨迹为曲线,由于加速度向上,故曲线向下凸。 考向3　对位移与路程的理解 【例3】如图,从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个可视为质点的小球, 它上升5 m后回落,最后到达地面。下列说法正确的是(　　)。 A.整个过程中,小球的位移为13 m B.整个过程中,小球的路程为16 m C.整个过程中,小球的位移方向为竖直向下 D.整个过程中,小球的位移大小和路程相等 　　【答案】C 【解析】整个过程中,小球的位移为3 m,方向竖直向下,A项错误;整个过程中,小球的路程为13 m,B项错误;位移为初位置指向末位置的有向线段,整个过程中,小球的位移方向为竖直向下,C项正确;由以上分析可知,整个过程中,小球的位移大小和路程不相等,D项错误。 【思维拓展】 　　整个过程中,位移的大小是否一直小于路程?最大位移为多少? 　　【答案】不是　5 m 【解析】小球从刚开始运动到最高点这段过程中做上抛运动,这段过程中位移大小与路程相等;当小球运动到最高点时位移最大,最大位移为5 m。 【归纳总结】 位移与路程的两点区别 (1)决定因素不同:位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。 (2)运算法则不同:位移应用平行四边形定则运算,路程应用代数运算法则运算。 考点2　平均速度与瞬时速度(3年58卷6考) 【知识梳理】 1.物理意义:描述物体运动的方向和快慢的物理量。 2.定义:物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示速度,即v=⑨　　　,单位为m/s。   3.分类: (1)平均速度:物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫作这段时间内的平均速度,其方向与⑩　　　　的方向相同,它是对运动的粗略描述。   平均速率为物体在某段时间内的　　　　与时间的比值,是标量。   (2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的　　　　方向指向前进的一侧。瞬时速度是对变速运动的精确描述。一般来说,速度指的是瞬时速度。   瞬时速度的大小叫　　　　,是标量。   　　【答案】⑨　⑩位移　路程　切线　速率 【高考警示】 平均速度方向与位移方向相同,瞬时速度方向与位移方向不一定相同。 【思考】 1.一个人花了200秒绕400米操场走一圈,其平均速度是多少? 2.平均速度的大小和平均速率在什么运动状态下相等? 3.汽车速度表上的示数指的是什么? 　　【答案】1.由于绕操场一圈,位移为零,故平均速度也为零。 2.物体做单向匀速直线运动时,平均速度大小和平均速率相等。 3.速度表上显示的是瞬时速度的大小,即速率。 【能力突破】 考向1　平均速度和平均速率的理解 【例4】(2025·重庆三模)某校开展校园趣味活动,八位同学等间距坐在半径为R的环形场地边缘内侧。小李沿着场地边缘从1号同学后方出发,逆时针匀速跑动一圈,所花的时间为T,如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.小李在任意两位相邻同学间运动的位移均为 B.小李从1号同学运动到5号同学的路程为2R C.小李在任意两位相邻同学间运动的平均速度为 D.小李在任意两位相邻同学间运动的平均速率为 　　【答案】D 【解析】小李在任意两位相邻同学间运动的路程均为,位移大小均小于,A项错误;小李从1号同学运动到5号同学的位移为2R,路程为πR,B项错误;小李在任意两位相邻同学间运动的平均速度小于,C项错误;小李在任意两位相邻同学间运动的平均速率为,D项正确。 考向2　平均速度和瞬时速度 【例5】(人教版必修第一册习题改编)汽车从刹车到停止共用了5 s。这段时间内,汽车每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m,如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.汽车在刹车后2 s内的平均速度大小为7 m/s B.汽车在刹车后第3 s内的平均速度大小为7 m/s C.汽车前1 s内的平均速度比前2 s内的平均速度更接近刚刹车时的瞬时速度 D.汽车5 s内的平均速度小于其第3 s内的平均速度 　　【答案】C 【解析】汽车在刹车后2 s内的平均速度大小== m/s=8 m/s,A项错误;汽车在刹车后第3 s内的平均速度大小== m/s=5 m/s,B项错误;根据v=可知,当Δt很小时,可将该速度叫作瞬时速度,故前1 s内的平均速度更接近刚刹车时的瞬时速度,C项正确;根据匀变速直线运动规律可知,汽车5 s内的平均速度和第3 s内的平均速度都等于5 m/s,D项错误。 【例6】(2025·四川卷)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3 090 m下降到高度2 010 m,用时约130 s。这段时间内,返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为(　　)。 A.8.3 m/s　　　　　　B.15.5 m/s C.23.8 m/s D.39.2 m/s 　　【答案】A 【解析】返回舱竖直方向的位移Δh = 1 080 m,则返回舱在竖直方向上的平均速度大小约为v=≈8.3 m/s,A项正确。 【归纳总结】 平均速度的求解思路　 【巩固训练】 1.港珠澳大桥连接香港、珠海和澳门,因其超大的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术闻名世界。港珠澳大桥总长约55 km,设计速度为100 km/h。某辆汽车8:00进入港珠澳大桥,8:40离开大桥。下列说法正确的是(　　)。 A.汽车必须以100 km/h的速度通过港珠澳大桥 B.题中的“100 km/h”是平均速度 C.该汽车通过港珠澳大桥的位移大小约为55 km D.该汽车通过港珠澳大桥的平均速度小于82.5 km/h 　　【答案】D 【解析】题中的“100 km/h”是允许汽车通过的最大瞬时速度,汽车不一定要以100 km/h的速度通过港珠澳大桥,A、B两项错误;大桥不是直线的,则该汽车通过港珠澳大桥的位移大小小于55 km,C项错误;该汽车通过港珠澳大桥时的位移小于55 km,可知平均速度=< km/h=82.5 km/h,D项正确。 【延伸点】 借助传感器与计算机测速度 1.红外线+超声波 测量原理:测量时A同时向B发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲。B接收到红外线脉冲开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时。根据两次接收的时间差和空气中的声速,计算机自动算出A与B的距离(红外线的传播时间可以忽略)经过短暂的时间Δt后,传感器和计算机系统自动进行第二次测量,得到物体的新位置,算出两个位置差,即物体运动的位移Δx,再利用v=计算速度 2.超声波 测量原理:工作时小盒C向被测物体D发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动物体反射后又被小盒C接收。根据发射与接收超声波脉冲的时间差和空气中的声速,可以得到小盒C与运动物体D的距离x1、x2以及Δx和Δt,从而也能算出运动物体D的速度v 【例7】(多选)利用位移传感器测量位移的示意图如图所示,该系统中有一个不动的小盒C,工作时小盒C向被测物体D发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动物体D反射后又被小盒C接收。根据发射与接收超声波脉冲的时间差和空气中的声速,可以得到小盒C与运动物体D的距离x1、x2以及Δx,再结合相邻两次发射超声波脉冲的时间间隔Δt,就能算出运动物体D的速度v。利用这个原理可以制成测速仪,在某次测速过程中,固定的测速仪对道路正前方做直线运动的某辆汽车共发射三次信号,接收三次信号,数据如表所示。 时刻00.02 s0.1 s0.14 s0.2 s0.25 s 事件 发射第 一次超 声波 信号 接收第 一次超 声波 信号 发射第 二次超 声波 信号 接收第 二次超 声波 信号 发射第 三次超 声波 信号 接收第 三次超 声波 信号 已知超声波在空气中的传播速度为340 m/s。下列说法正确的是(　　)。 A.汽车与测速仪的距离越来越近 B.汽车第一次反射超声波信号时,与测速仪的距离为6.8 m C.汽车在第一次和第二次反射超声波信号之间的平均速度约为30.9 m/s D.汽车正在减速行驶 　　【答案】CD 【解析】汽车第一次反射超声波信号时,与超声波测速仪的距离x1=v声·=3.4 m,汽车第二次反射超声波信号时,与超声波测速仪的距离x2=v声·=6.8 m,可知汽车到测速仪的距离越来越远,A、B两项错误;汽车在第一次和第二次反射超声波信号之间的时间内前进的距离Δx=x2-x1=3.4 m,汽车在第一次和第二次反射超声波信号之间的时间Δt=0.1 s+-=0.11 s,故汽车在第一次和第二次反射超声波信号之间的平均速度=≈30.9 m/s,C项正确;汽车第三次反射超声波信号时,与超声波测速仪的距离x3=v声·=8.5 m,则汽车在第二次和第三次反射超声波信号之间前进的距离Δx'=x3-x2=1.7 m,汽车在第二次和第三次反射超声波信号之间的时间Δt'=0.1 s+-=0.105 s,故汽车在第二次和第三次反射超声波信号之间的平均速度'=≈16.2 m/s,可知汽车正在减速行驶,D项正确。 【巩固训练】 2.图1是用“位移传感器”测小车速度的示意图,该系统由在同一直线上且等高的A、B两个小盒组成,A盒装有红外线和超声波发射器,B盒装有红外线和超声波接收器。A盒固定在向右运动的小车上,B盒固定在桌面上,测量时A 同时向B发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲(持续时间很短的一束红外线和一束超声波)。B盒接收到红外线脉冲时开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时,两者的时间差为t1。之后每经过很短且恒定的时间Δt后系统自动进行下一次测量,时间差依次为t2,t3,…,已知空气中声速为v0,红外线在A与B之间的传播时间可忽略。 (1)第一次发射红外线脉冲和超声波脉冲时A与B之间的距离x1=　　　　。  (2)实验中测得第1~4次的时间差如图2所示。由图2可知,小车运动的方向是　　　　(选填“靠近”或“远离”)B盒,在做　　　　(选填“加速”或“减速”)运动。  (3)小车在第一次和第二次测量时间内的平均速度大小为　　　　。  　　【答案】(1)v0t1　(2)远离 　加速　(3) 【解析】(1)由于红外线在A与B之间的传播时间可忽略,根据匀速直线运动规律得A、B间的距离x1=v0t1。 (2)因为超声波接收的时间变长,所以小车远离接收器 通过图2可知纵坐标的差值越来越大,即相邻两次测量的时间差越来越大,所以汽车做加速运动。 (3)由题可知进行第二次测量时,A、B间的距离x2=v0t2 小车的速度v==。 考点3　加速度(必考点) 【必备知识】 1.物理意义:描述速度变化的快慢和方向的物理量。 2.定义:速度变化量与发生这一变化所用时间之比,即a=　　　　,单位: m/s2。加速度是矢量,它的方向与速度变化量(Δv)的方向　　　　。   3.速度、速度变化量、加速度的关系: (1)方向关系:加速度的方向与　　　　的方向一定相同。在直线运动中,若a的方向与v0的方向相同,物体做加速运动;若a的方向与v0的方向相反,物体做减速运动。   (2)大小关系:a=只是定义式,v、Δv、a无必然的大小决定关系。 　　【答案】　相同　速度变化量 【判断对错】 1.速度大的物体加速度大。 (　　) 2.速度变化大的物体加速度大。 (　　) 　　【答案】1.×　2.× 【能力突破】 考向1　速度、速度变化量和加速度的关系 比较 项目速度速度 变化量加速度 物理 意义描述物体运动的快慢和方向描述物体速度的改变量描述物体速度变化的快慢 公式v=Δv=v-v0a= 决定 因素匀变速直线运动中,由v=v0+at知v的大小由v0、a、t决定由Δv=aΔt知Δv由a与Δt决定由a=知,a由F、m决定,与v、Δv、Δt无关 (多选)如图所示,将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2 m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5 m高的B点时,向上的速度为7 m/s,小球从A点到B点共用时0.3 s,则此过程中(　　)。 A.小球发生的位移大小为0.5 m,方向竖直向下 B.小球速度变化量的大小为3 m/s,方向竖直向下 C.小球平均速度的大小为8.5 m/s,方向竖直向下 D.小球加速度的大小约为56.7 m/s2,方向竖直向上 　　【答案】AD 【解析】位移是指起点到终点的有向线段,由题图可知,小球发生的位移为0.5 m,方向竖直向下,A项正确;设速度向下为正,则速度变化量Δv=(-7-10) m/s=-17 m/s,负号说明速度变化方向竖直向上,B项错误;小球平均速度v== m/s=1.67 m/s,方向竖直向下,C项错误;根据加速度的定义可知a== m/s2=-56.7 m/s2,负号说明加速度方向竖直向上,D项正确。 【关键点拨】 处理矢量的计算前应规定好正方向,例如向下为正,向上为负,代入公式计算时,一定要考虑方向问题。此题代入数据时,小球在A点速度为10 m/s,小球在B点速度为-7 m/s。 考向2　加速度的计算 【例9】(2025·陕西商洛期末)如图所示,这是汽车的速度计。某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化,开始时,指针指示在如图1所示的位置,经过10 s后,指针指示在如图2所示的位置。若汽车做单向直线运动,那么它的加速度约为(　　)。 A.0.4 m/s2　　　　　　B.1.1 m/s2 C.6.0 m/s2 D.11 m/s2 　　【答案】B 【解析】由题图可知,初速度约为20 km/h,末速度约为60 km/h,根据加速度的定义式a=,解得汽车的加速度a== m/s2≈1.1 m/s2,B项正确。 【例10】如图1、图2所示,子弹和足球的初速度均为v1=10 m/s,方向向右。设它们与木板作用的时间都是0.1 s。 (1)子弹击穿木板后速度大小变为7 m/s,求子弹击穿木板时加速度的大小及方向。 (2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为7 m/s,求足球与木板碰撞反弹时的加速度大小及方向。 　　【答案】(1)30 m/s2,方向向左　(2)170 m/s2,方向向左 【解析】(1)设子弹初速度方向为正方向,则子弹的初速度v1=10 m/s,末速度v2=7 m/s,根据加速度的定义知,此过程中子弹的加速度a1= m/s2=-30 m/s2,负号表示加速度的方向与初速度的方向相反。 (2)设足球初速度方向为正方向,则足球的初速度v1=10 m/s,末速度v3=-7 m/s,根据加速度的定义知,此 过程中足球的加速度a2= m/s2=-170 m/s2,负号表示加速度的方向与初速度的方向相反。 【归纳总结】 求解加速度的步骤 　 1 学科网（北京）股份有限公司 $