2027届山西省高三物理一轮复习课件：直线运动

该高中物理高考复习课件聚焦“直线运动”专题，依据高考评价体系梳理了运动描述、匀变速公式、图像分析、极值临界、实验探究、程序法解题六大核心考点，通过近五年真题统计明确公式选用（占30%）、图像斜率与面积（占25%）等高频考点分布，归纳多过程运动、追及相遇等常考题型。 课件亮点在于“真题演练+方法建模+素养提升”的备考策略，如以2023山东多过程运动题为例，通过程序法五步拆解（审题画图、分段定性等）培养科学思维中的模型建构与科学推理能力，实验模块结合纸带测加速度的逐差法训练科学探究素养。特设“易错点警示”和“公式选用指南”，助力学生掌握答题技巧，教师可据此高效组织复习，提升备考针对性。

高中物理 · 一轮复习 直线运动 运动描述 · 核心公式 · 图像方法 · 极值问题 · 实验探究 · 程序法解题 人教版 · 必修一 1 教学目标与重难点 教学目标 知识与技能 掌握匀变速直线运动的三大基本公式与四大推论，学会识图作图，能分析多过程运动。 过程与方法 学会用图像法、微元法、程序法、极限法分析运动问题，体会临界状态与求极值的思想方法。 情感态度与价值观 培养物理建模能力与科学思维，养成规范解题（符号、单位、过程拆分）的习惯。 教学重难点 教学重点 公式的选用及符号法则；图像斜率与面积的物理意义。 教学难点 追及相遇中的极值与临界问题；多过程运动的程序法拆分与关联方程。 突破策略 典例引路、真题演练、程序法五步拆解，联系对比中建立知识网络。 匀变速直线运动 公式 物理量 思想方法 符号法则：一般规定V0方向为正方向（V0=0时，a方向为正方向 ）方向相同取正值，方向相反取负值 图像 定义 加速度恒定的直线运动 轴 点 线 面 正负截距 分类 曲线 直线 a与v0共线 a与v0不共线 匀速 变速 非匀变速 匀变速 a不变 a变化 加速 减速 a与v0夹角小于90° a与v0夹角大于90° 比值定义法 极限法 模型法 微元法 程序法 位移 瞬时速度 瞬时速率 平均速度的极限 瞬时速度的大小 质点 矢量的正负、 图示、运算 定义式 决定式 定义式 速度公式 位移公式 推论 实验 测加速度 测速度 计时器 误差 逐差法 知识体系 · 复习总览 x1:x2:x3:…:xn ＝ 1:3:5:…:(2n－1) 初速为零 · 等时间位移比 Δx = aT² 等时位移差 理想化模型 运动的描述 · 核心概念对比 质点 质点：突出质量、忽略形状大小的理想化模型； 位移 · 路程 位移是初末位置的有向线段（矢量）；路程是轨迹长度（标量）。仅单向直线运动中两者大小相等。 速度体系（四类速度） 平均速度 v̄ = Δx/Δt（矢量，与位移同向） 平均速率 = 路程/Δt（标量，无方向） 瞬时速度＝Δt→0 时平均速度的极限（矢量，方向是轨迹的切线方向） 瞬时速率＝瞬时速度的大小（标量） 一般地，平均速率 ≥ 平均速度大小，仅单向直线运动时相等。 加速度 · 定义式与决定式 定义式 a = Δv / Δt （比值定义，反映速度变化快慢，普遍适用） 决定式 a = F / m （由合外力与质量决定，牛二） 加速与减速： a 与 v₀ 同向加速、反向减速。 典例 （2024广西）小车在水平地面上做匀速直线运动。零时刻、 站在小车上的甲沿与小车运动方向平行的方向抛出一个小球， 乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地。 忽略空气阻力。则（ A ） A. 乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直 B. 乙观测到小球的加速度为零 C. 甲抛球方向与小车前进方向相同 D. 小球相对地面的初速度不为零 条件：物体的形状和大小对所研究问题无影响或影响极小。 判断三依据：尺寸远小于间距、只关注整体运动（如马拉松）、各点运动情况完全相同（平动） 任意选取，常选地面；选不同参考系，运动结论可能不同，即运动的相对性 参考系 矢量与标量的根本区别：运算法则不同。 矢量的表示：1.有向线段；2.正负数值。 （2023福建）“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间直线距离分别约为463米和234米，则火星车（　D　） 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 典例 4 物理学方法 比值定义法 其核心是用两个或多个基本物理量的“比值”来定义一个新的物理量，被定义量反映物质或 物体运动的本质属性，其大小不随定义所用的物理量的大小而改变 例如，电阻 R = U/I 是导体本身的特性，与电压 U 和电流 I 无关。v=∆x/∆t描述位置变化的快 慢。不能简单地根据数学公式认为被定义的物理量与分子成正比、与分母成反比。P=F/S是 压强的定义式，对固体、液体、气体的压强都适用。 定义式与决定式不同，定义式回答的是“它是什么？怎么算？怎么测？”的问题，决定式回答 的是“它的大小由什么决定？”的问题，左侧的物理量由右侧的物理量共同决定，存在正比、 反比等定量关系。 物理模型法 物理模型法是一种重要的研究方法，它指的是在研究物理问题时，抓住主要矛盾，忽略 次要因素，将复杂的实际问题简化为理想化的“模型”来进行研究，条件是次要因素对研 究问题的影响可忽略。 微元法 微元法就是将一个看起来“变”的物理过程，分割成无数个极其微小的“不变”（“化变为恒”、 “化曲为直”）的片段来处理，再把这些片段的结果累积起来，从而得到整体规律的方法。 如：将变速运动分割为无数微小 Δt，每段近似匀速，总位移为微元之和（v-t 图面积） 极限法 极限法是一种重要的分析方法，通过将物理量推向极端情况（如极大、极小或极左、 极右）来简化问题、揭示临界状态或验证结论的合理性。 适用条件：物理量存在单调连续变化范围，需分析临界状态或验证表达式； 优势：化繁为简，避免复杂计算，尤其适合选择题和临界问题分析； 局限：需确保极限过程物理合理，避免出现无意义状态。 例如：瞬时速度是平均速度在 Δt→0 时的极限，是微积分思想在物理中的体现。 典例：现将一个质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，重力加速度为g。若空气阻力大小与小球速度大小成正比，已知小球经t时间上升到最高点，再经一段时间匀速 经过抛出点时，速度大小为v1，求小球抛出后上升的最大高度。 5 核心公式与推论 基本公式 v = v₀ + at 速度公式（缺位移 x） x = v₀t + ½at² 位移公式（缺末速度 v）【推导-微元法】 v² − v₀² = 2ax 速度位移（缺时间 t） 选用策略：题目不涉及哪个量，就选不含该量的公式。 推论 v(t/2) = (v₀+v)/2 = v̄ 中间时刻速度＝该段平均速度 Δx = aT² 等时位移差（逐差法理论依据） 初速为零 · 等时间位移比 典例（2026 广东）足球比赛中，某队员为接应传球，由静止开始沿直线跑动，先匀加速冲刺，后匀减速至接球点停止。全程用时5 s，位移大小为20 m，则该队员在某时刻的速度和加 速度的大小可能是（ A. ） A. 6m/s 2m/s2 B. 6m/s 1m/s2. ， C. 9m/s 2m/s2 D. 9m/s 1m/s2 典例 热气球以20m/s的速度匀速竖直上升，到离地105m高处，落下一物体。物体落下后，热气球以原来的速度继续匀速上升。（g=10m/s2） （1）物体落地的速度大小是多少？( 50m/s) （2）物体从气球上掉下后，多长时间落回地面？(7s ) （3）物体落下后5s时，热气球与物体之间的距离是多少？( 125m) 【注意：1.物体从气球上掉下到落地，可以看作一个匀变速直线运动；2.注意公式中各物理量的符号】 x1:x2:x3:…:xn ＝ 1:3:5:…:(2n－1) 6 图像法 · 识图六要素 01 轴 明确横纵坐标物理量及单位。 02 点 交点、拐点（状态转变）、起终点（区间边界）、截距。 03 斜率 切线斜率 ＝瞬时值（x-t 切线斜率＝瞬时速度）； 某点与原点连线的斜率（伏安特性曲线） 割线斜率＝平均值（x-t 割线斜率＝平均速度） 04 面积 图像上某点向两轴作的垂线与两轴所围的矩形面积（伏安特性曲线） 05 渐近线 极值 表示方向，大小或其它。 典例 蚂蚁离开巢沿直线爬行， 它的速度与到蚁巢中心 的距离成反比， 当蚂蚁 爬到距巢中心的距离L1=1m 的A点时，速度是v1=2cm/s。 试问蚂蚁从A点爬到距巢中心 的距离L2=2m的B点所需的时 间为多少？ （k=∆y/∆x） （ S=xy ） 图线与两轴所围面积 06 正负 典例 （2026山东）如图甲所示，汽车在平直公路上行驶，路边有等间距的树木，车载摄像机记录了沿途景色。某同学根据一段视频绘制了图乙，横坐标N为树木序号，纵坐标t 为对应树木出现的时刻，t3-t4内汽车通过隧道。关于汽车的运动，下列说法合理的是（ B ） A. t1-t2内做加速运动 B. t2-t3内做减速运动 C. t1-t2内的路程小于 t2-t3内的路程 D. t2-t3内的路程大于t4-t5 内的路程 7 求极值的方法 路径 ① 临界状态法 识别「恰好 / 至少 / 最大 / 不撞」等临界语，找临界状态，列等式求极值。 路径 ② 数学极值法 典例 甲乙两车相距S，乙车在前做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，同时甲车以v₀匀速追及。问a、v₀、S满足什么关系时，两车不相遇、恰好相遇一次、相遇两次？ 临界状态法 t时刻共速：v₀=at 不相遇：v0t<s+at2/2 相遇一次：v0t=s+at2/2 相遇两次：v0t>s+at2/2 数学极值法 t时刻相遇：v₀t = S + ½at² → at²−2v₀t+2S=0，判别式Δ=4v₀²−8aS。 不相遇：Δ<0 相遇一次：Δ=0 相遇两次：Δ>0 结论：v₀²<2aS不相遇 v₀²=2aS恰好一次 v₀²>2aS相遇两次 （1）什么是临界状态 物质从一种状态到另一种状态，中间的转折状态就是临界状态。比如竖直上抛运动的最高点，是上升和下降的转折状态，即临界状态；再比如，当一个物体在另一个物体表面上，所受的拉力刚好能使其由静止开始滑动的瞬间，是相对静止和相对滑动的临界状态。 （2）极值在临界状态 许多临界问题题干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”等词语来描述，因为临界状态时有些物理量达到了极值。比如在竖直上抛运动的最高点，位移是最大值，速度是最小值；再比如，在两物体相对滑动的临界状态，静摩擦力达到了最大值，这个使两物体相对滑动的力既是两物体相对静止的最大力，也是相对滑动的最小力。 总之，物理量的极值在临界状态。如果能找到临界状态，列出临界状态的方程，求出的值就是极值，无需复杂数学运算。 列出各个研究对象在各个过程或状态的方程及关联方程，解出待求量的一般表达式，根据数学方法求极值。 常用的数学方法如下： （1）利用二次函数求极值； （2）利用均值不等式求极值； （3）利用三角函数求极值； （4）利用一元二次方程判别式求极值； （5）利用函数单调性和有界性求极值； （6）利用导数求极值； （7）利用几何知识求极值； （8）利用参数法或换元法求极值； （9）利用实际问题中的限制条件求极值； （10）利用对称性求极值； 8 实验探究 · 纸带测加速度 打点计时器与操作 电磁打点计时器：约8 V ，电火花：220 V，均交流电。 频率 50 Hz，每隔 0.02 s 打一个点 铁律：先通电后释放，先断电后取纸带 逐差法求加速度 误差分析 系统误差：仪器缺陷、方法（原理）不完善；总是偏大或偏小。 细线与木板不平行、打点频率不稳（偏向一致，需改进仪器）； 偶然误差：测量、读数不准确，忽大忽小。 ， 读数偏差（多次测量取平均值，逐差法，一次性测量长度，取几个计时 点为 1 个计数点） 典例 直线：大多数点在线上；不在线上的点均匀的分布在线的两侧；误差特别大的点略去。 曲线：依次平滑连接 去掉 最短的 去掉 中间段 (2025湖北)某同学利用如图（a）所示的实验 装置来测量重力加速度大小g。细绳跨过固定在铁架台上不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个重锤。实验步骤如下：①用游标卡尺测量遮光片的宽度d。②将遮光片固定在重锤1上，用天平测量重锤1和遮光片的总质量m、重锤2的质量M（M>m）。③将光电门安装在铁架台上，将重锤1压在桌面上，保持系统静止，重锤2离地面足够高。用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H。④启动光电门，释放重锤1，用毫秒计测出遮光片经过光电门所用时间t。⑤根据上述数据求出重力加速度g。⑥多次改变光电门高度，重复步骤，求出g的平均值。 实验发现，当M和m之比接近于1时，g的测量值明显小于真实值。主要原因是圆柱体表面不光滑，导 致跨过圆柱体的绳两端拉力不相等.理论分析表明，圆柱体与绳之间的动摩擦因数很小时，跨过圆柱体的 绳两端拉力差 ,其中 r是只与圆柱体表面动摩擦因数有关的常数。保持M+m=2m0不变， 其中 ， ， 足够小时，重锤运动的加速度大小可近似表示为 。 调整两重锤的质量，测得不同β时重锤的加速度大小a，结果如下表。根据表格数据，采用逐差法得到 重力加速度大小______（保留三位有效数字）。 β 0.04 0.06 0.08 0.10 a/（m/s2） 0.084 0.281 0.477 0.673 9.81m/s2 数字计时器测瞬时速度： 9 程序法解综合题 · 五步流程 STEP 01 审题画图 画过程示意，标注已知待求量 STEP 02 分段定性 拆分过程，判断各段运动性质 STEP 03 列方程 各段按已知待求选公式 STEP 04 找关联 前段末速＝后段初速，位移、时间关联 STEP 05 联立求解 解方程组并检验合理性 典例 （2023山东）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点， 已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是10m/s，ST段的平均速度是5m/s，则公 交车经过T点时的瞬时速度为（ C ） A. 3m/s B. 2m/s C. 1m/s D. 0.5m/s 关键步骤： RS段：vR2-vs2=2ax1 (vS+vR)/2=10 ST段: vS2-vT2=2ax2 (vS+vT) /2=5 关联： x2=2x1 解得： vT=1m/s 程序法是高中物理解决综合题的通用策略，它是按照时间先后顺序或物理过程的发展，将一个复杂的物理现象或运动分解为若干个简单的、独立的过程或状态，选择恰当的物理规律和研究对象依次建立方程和关联方程，联立解方程并验证。 10 真题练习 答案见最后一页 1. (2024广西)下列情况中，平陆运河中的船可以忽略大小与形状看作质点的是（ ） A. 过船闸口时 B. 掉转船头时 C. 以10km/h平均速率行驶时 D. 躲避暗礁时 5. (2026河南)智能飞行器飞行表演中，两飞行器M、N位于同一高度，沿同一直线同向匀速飞行。依据 表演要求，M保持飞行速度不变，N先匀加速后匀减速调整与M的间距，20 s以内完成调整。从开始调 整时计时，N传回的数据如表所示，则调整过程中（ ） 2.（2023 全国甲卷）小车由静止匀加速至 t₁、再匀减速至 t₂ 停下，其 x–t 图 线可能正确的是（　） A B C D 3. 两列火车 A、B 相距 s，A 在后做初速 v₀、加速度大小 2a 的匀减速，B 同时做初速为 零、加速度 a 的匀加速，方向相同。使两车不相撞，求 A 车初速 v₀ 满足的条件。 4.（2025安徽）汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站，先做加速度大小为a的匀加速 运动，位移大小为x；接着在t时间内做匀速运动；最后做加速度大小也为a的匀减速运 动，到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为8x，则（　　） A. x=at2/18 B. x=at2/16 C. x=at2/8 D. x=at2/2 6. （2026陕晋青宁）某同学使用打点计时器进行“测量速度和加速度”的实验。 （1）下述操作正确的是____（填正确答案标号）。 A. 先拉动纸带，再开始打点 B. 先开始打点，再拉动纸带 （2）该同学用电源频率为50Hz的打点计时器从左至右打出如图所示的一条纸带。可用某点左右相邻点 间的平均速度代表该点的瞬时速度，则P点的瞬时速度为____（保留三位有效数字）。 （3）测得Q点的瞬时速度vQ=0.560m/s，则P、Q两点间的平均加速度为_____（保留三位有效数字）。 时间(s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 间距 (m) 281 294 297 290 273 248 227 212 203 200 200   A. 10 s末N的速度达到最大值 B. 7 s末N与M的间距为281.5 m C. N加速阶段的加速度大小为 2.5m/s2 D. N与M的相对速度的最大值为13.5m/s C D 11 真题答案 1 5 — 直线运动 · 一轮复习 · 完 — 6. B 0.305 1.28 1. C 2. D 3. 4. A 5. CD 12 $