第一章 运动的描述 讲义 -2027届高考物理一轮复习
人教版(2019)高中物理必修第一册 · 第一章 运动的描述
高三一轮复习讲义
知识梳理 · 易错辨析 · 分层例题与变式训练
一、本章地位与考情分析
本章是高中物理的"入门章",不引入新的力学规律,但建立了一整套描述运动的"语言"——质点、参考系、位移、速度、加速度。这些概念是后续匀变速直线运动、牛顿定律、功能关系等所有章节的地基。一轮复习的目标是:把每一个概念的定义、物理意义、易混点彻底辨清,做到"概念不过夜"。
高考定位:本章内容很少单独命制大题,主要以选择题、实验题的形式考查概念辨析与图像信息提取,且常与第二章匀变速直线运动、第四章实验"测量纸带的平均速度和瞬时速度"结合命题。
考点 | 要求层次 | 高考常见考法 |
质点 参考系 | Ⅰ(了解与辨析) | 结合生活情境判断能否视为质点;参考系变换后判断运动情况 |
时间 位移 | Ⅰ(了解与辨析) | 时刻与时间间隔、位移与路程、矢量与标量的辨析;x-t 图像读取 |
速度 | Ⅱ(理解与应用) | 平均速度与瞬时速度的区别与计算;纸带、光电门测速融入实验题 |
加速度 | Ⅱ(理解与应用) | a 与 v、Δv 的关系辨析;v-t 图像求加速度;与刹车、启动等实际情境结合 |
二、知识结构总览
先整体把握本章骨架,再逐块击破:
图1
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三、知识梳理
知识一 质点 参考系 坐标系
知识点1 质点
1.定义:用来代替物体的、有质量的点。它是一种科学抽象,是物理学中第一个理想化模型。
2.看成质点的条件:物体的形状和大小对所研究的问题影响很小,可以忽略。判断的关键不是物体"大不大",而是"所研究的问题需不需要考虑它的形状和大小"。
3.典型情境对照:
研究的问题 | 能否视为质点 | 原因 |
地球绕太阳公转的周期 | 可以 | 地球直径远小于轨道半径,形状大小可忽略 |
地球的自转(昼夜交替) | 不可以 | 自转恰恰要研究地球各部分的转动 |
"复兴号"列车北京→上海的运行时间 | 可以 | 车长(约 400 m)远小于行程(1000 余 km) |
该列车通过某大桥的时间 | 不可以 | 车长与桥长相当,必须计入车的长度 |
花样滑冰运动员的技术动作 | 不可以 | 动作与身体各部分的姿态有关 |
【提示】同一个物体在有些问题中可以看作质点,在另一些问题中则不能——结论由"研究的问题"决定,不由物体本身决定。
图2
4.理想化模型的思维方法:抓住主要因素(质量、所研究的问题),忽略次要因素(形状、大小、转动等)。后续的"轻杆""轻绳""点电荷"等都是同一思想的延续。
知识点2 参考系
1.定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作参考,这个被选作参考的物体叫参考系。
2.运动的绝对性与描述的相对性:自然界的一切物体都在运动,运动是绝对的;但对同一物体运动的描述,随参考系的不同而不同,即运动的描述是相对的。
3.选取原则:参考系的选取是任意的,以使对运动的描述尽可能简单为原则。不特别指明时,通常以地面(或相对地面静止的物体)为参考系。
【提示】比较两个物体的运动、求解相遇与追及问题时,必须先统一到同一参考系,否则毫无意义。
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图3
4.判断方法:说"甲相对乙如何运动",就是以乙为参考系描述甲;反过来,已知"以甲为参考系看到乙如何运动",可以反推甲相对地面的运动(见例 1 及变式)。
知识点3 坐标系
1.作用:定量地描述物体的位置及位置变化。参考系只有与坐标系结合,才能给出"位置"的具体数值。
2.一维坐标系(直线运动):在参考系上选一点为原点 O,规定正方向和单位长度,物体位置用坐标 x 表示。
3.位置的变化:Δx=x₂-x₁。Δx 的正负号表示位移的方向,绝对值表示位移的大小。
图4
【提示】图 4 中 A、B 两点坐标分别为 x₁=-2 m、x₂=3 m,则 Δx=x₂-x₁=5 m,为正值,说明位移沿 x 轴正方向。若把正方向反过来,两点的坐标、Δx 的数值全部变号,但位移本身(方向与大小)不变——坐标依赖于人为规定,位移是客观事实。
知识二 时间 位移
知识点1 时刻与时间间隔
1.时刻:指某一瞬间,在时间轴上用一个点表示,与物体的位置、瞬时速度等状态量对应。
2.时间间隔:指两时刻之间的间隔,在时间轴上用一段线段表示,与位移、路程、功等过程量对应。
3.常见说法对照:
说法 | 含义 | 时间轴上的表示 |
第 3 s 末、3 s 时 | 时刻 | t=3 s 这一点 |
第 3 s 内 | 时间间隔(1 s) | 2 s 末到 3 s 末这一段 |
前 3 s 内(头 3 s 内) | 时间间隔(3 s) | 0 到 3 s 末这一段 |
第 3 s 初 | 时刻 | 即第 2 s 末(t=2 s) |
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