人教版高中物理一轮复习课件：1描述运动的基本概念 49页

第1讲描述运动的基本概念 理论知识是形成学科能力的重要组成部分，高考时虽不直接考查，但考题无不由此而生。本栏目以考点为纲，由浅入深逐步推进，对点训练巩固效果。创新复习模式，提升复习效果！高考成败，根基在此，不可小觑！ 考点1质点、参考系和坐标系1.质点(1)定义：用来代替物体的有______的点.(2)把物体看做质点的条件：物体的______和______对研究问题的影响可以忽略.质量大小形状质量 2.参考系和坐标系(1)定义：为了研究物体的运动而假定______的物体.(2)选取：可任意选取，但对同一物体的运动，所选的参考系不同，运动的情况可能会______.通常以______为参考系.(3)为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的________.不动不同地面坐标系 1.物体可被看做质点的两种情况(1)多数情况下，平动的物体可视为质点.(2)有转动但转动可以忽略时，可把物体视为质点.2.对质点的三点说明(1)质点是一种理想化的模型，是对实际物体的科学抽象，是研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的简化，真正的质点是不存在的. (2)一个物体能否看做质点，并非依据物体自身大小来判断，而是由所研究问题的性质决定的.(3)质点不同于几何“点”.质点是一种物理模型，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置. 关于质点，下列说法中正确的是()A.质点一定是体积和质量极小的物体B.因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别C.研究运动员在3000米长跑比赛中运动的快慢时，该运动员可看做质点D.欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时，可以把芭蕾舞表演者看做质点 【解析】选C.物体能否被看成质点,与物体本身的体积和质量的大小无关，主要是看其大小和形状对所研究的问题是否可以忽略，故A错误；质点有质量，几何中的点没有质量，故B错误；研究运动员长跑的运动快慢时，可以忽略运动员的形状和大小，用一个点代替，故C正确；表演者跳舞时其身体的各个部分表演动作不同，不能忽略其形状，所以不能看做质点，故D错误. 考点2时间、位移、速度1.位移和路程(1)位移描述物体______的变化，用从________指向________的有向线段表示，是矢量.(2)路程是物体__________的长度，是标量.位置初位置末位置运动轨迹 2.平均速度和瞬时速度(1)平均速度：物体的位移与发生__________所用时间的比值，即v=__；其方向与______的方向相同，是矢量.(2)瞬时速度：运动物体在某一______或某一______的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量.(3)速率：__________的大小，是标量.这段位移位移时刻位置瞬时速度 1.位移和路程的联系(1)只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程.(2)一般情况下，位移的大小小于路程.2.平均速度与瞬时速度的区别和联系(1)区别：平均速度的大小和方向与位移及时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度；瞬时速度的大小和方向与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度.(2)联系：瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度. (多选)某赛车手在一次野外训练中，先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为9km，从出发地到目的地用了5分钟，赛车上的里程表指示的里程数值增加了15km，当他经过某路标时，车内速率计指示的示数为150km/h，那么可以确定的是()A.在整个过程中赛车手的位移是9kmB.在整个过程中赛车手的路程是9kmC.在整个过程中赛车手的平均速度是180km/hD.经过路标时的瞬时速率是150km/h 【解析】选A、D.位移是从初位置指向末位置的有向线段，路程是运动轨迹的长度，故赛车手的位移为9km，路程为15km，A正确，B错误；整个过程中赛车手的平均速度为km/h=108km/h，C错误；车内速率计指示的速率为汽车通过某位置的瞬时速率，D正确. 考点3加速度1.定义：速度的________与发生这一变化所用______的比值2.定义式：______3.方向：与__________的方向相同4.物理意义:描述速度__________和______的物理量变化量速度变化变化快慢方向时间 1.速度、速度变化量和加速度的对比比较项目速度速度变化量加速度物理意义定义式单位描述物体运动的快慢和方向，是状态量描述物体速度的变化，是过程量描述物体速度变化快慢和方向，是状态量m/sm/sm/s2 比较项目速度速度变化量加速度决定因素方向由v0、a、t决定由知△v由a与t决定与位移x同向，即物体运动的方向由v-v0或a的方向决定与的方向一致，由F的方向决定，而与v0、v方向无关 2.加速度与速度的关系 (多选)(2012·盐城模拟)汽车在一条平直公路上行驶，其加速度方向与速度方向相同.若其加速度减小，则可能的情况是()A.汽车的速度也减小B.汽车的速度仍在增大C.当加速度减小到零时，汽车静止D.当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大【解析】选B、D.因加速度方向与速度方向相同，所以汽车的速度一定增大，当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大，将不再加速.故A、C错误，B、D正确. 优选全国各地典型高考真题、模拟题，并通过对例题全方位讲解，立体式剖析，让您多角度地把握高考考向，总结解题规律，规范解题步骤，跨越易错陷阱，提高复习的有效性和针对性！高考成败，方法在此，精心领会！ 对质点概念的理解【例证1】(2012·佛山模拟)2011年亚洲田径锦标赛在日本神户进行,北京时间7月10日,在万众瞩目的男子110米栏决赛里,卫冕冠军中国飞人刘翔以13秒22夺冠,下列有关说法正确的是() A.刘翔在飞奔过程中,一定能被看做质点B.教练为了分析其动作要领,可以将其看做质点C.无论研究什么问题,均不能把刘翔看做质点D.是否能将刘翔看做质点,决定于我们所研究的问题 【解题指南】研究对象能否被看做质点,关键是要看其大小和形状对研究问题是否有影响.【自主解答】选D.能否将研究对象看做质点,要看物体的自身因素对所研究问题的影响,对于飞奔的刘翔,当教练研究其动作要领时,不能将其看做质点,当研究跑完全程所用的时间时,可将其看做质点,因此只有D项正确. 【总结提升】“理想化模型”的应用(1)理想化模型是分析、解决物理问题常用的方法，它是对实际问题的科学抽象，可以使一些复杂的物理问题简单化.(2)物理学中理想化的模型有很多，如“质点”、“轻杆”、“光滑平面”、“自由落体运动”、“点电荷”、“纯电阻电路”等，都是突出主要因素，忽略次要因素而建立的物理模型. 【变式训练】(2012·苏州模拟)在物理学研究中，有时可以把物体看成质点，则下列说法中正确的是()A.研究一端固定并可绕该端转动的木杆的运动时，可把木杆看成质点B.研究车轮的转动，可以把车轮看成质点C.研究一体操运动员在平衡木上的动作时，可把运动员看成质点D.研究地球绕太阳的公转，可以把地球看成质点【解析】选D.根据质点是一个相对的概念，与质量、大小和形状无关或可忽略不计的情况，可知选项D正确. 平均速度的规范求解【例证2】(10分)一辆汽车沿平直公路以速度v1行驶了2/3的路程，接着以速度v2=20km/h行驶完其余1/3的路程，如果汽车全程的平均速度为v=28km/h，求v1的大小.【解题指南】解答本题时应该注意汽车全程的平均速度等于全程的总位移与汽车行驶全程所用时间的比值. 【规范解答】设全程的位移为x，由平均速度公式得：汽车行驶全程的时间：(2分)汽车行驶前2/3路程的时间：(2分)汽车行驶后1/3路程的时间：(2分)又有：t=t1+t2(2分)解以上各式得：v1=35km/h(2分)答案：35km/h 【互动探究】若【例证2】中的v2、v不变，汽车以速度v1行驶了全程2/3的时间，以速度v2行驶了全程1/3的时间，求汽车在前2/3时间的速度大小. 【解析】设全程的时间为t，由平均速度公式得：汽车行驶全程的位移：x=vt汽车行驶前2/3时间的位移：汽车行驶后1/3时间的位移:又有：x=x1+x2解以上各式得：v1=32km/h答案:32km/h 【总结提升】平均速度的规范求解1.一般解题步骤(1)明确研究对象的运动过程.(2)根据已知条件和待求量之间的关系表示对应过程的位移和时间.(3)应用平均速度公式结合位移关系或时间关系列方程求解.2.应注意的问题(1)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关，求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度.(2)是平均速度的定义式，适用于所有的运动. 加速度与速度的关系【例证3】对于质点的运动，下列说法中正确的是()A.质点的加速度为零，则速度为零，速度变化也为零B.质点速度变化率越大，则加速度越大C.质点某时刻的加速度不为零，则该时刻的速度也不为零D.质点运动的加速度越大，它的速度变化越大【解题指南】解答本题时应把握以下两点：(1)加速度即为速度的变化率.(2)加速度的大小与物体的速度及速度变化量无必然联系. 【自主解答】选B.质点运动的加速度为零时，质点的速度变化为零，但速度不一定为零，A错误；质点速度变化率即为加速度，B正确；质点在某时刻的加速度不为零，其速度可能为零，如自由落体的物体在开始下落的瞬间，C错误；质点的速度变化Δv=a·Δt，即速度的变化由质点的加速度和时间共同决定，D错误. 【总结提升】解答本题关键在于对加速度和速度的理解，明确加速度与物体的速度及速度变化量无必然联系.对易错选项及错误原因具体分析如下：易错角度错误原因易错选C仅浅层次地记忆加速度的定义，而实际上加速度和速度大小没有必然联系，加速度是描述速度变化快慢和方向的物理量，大小等于速度的变化和所用时间的比值. 易错角度错误原因易错选D误认为速度变化量由加速度决定，实际上加速度与速度变化量没有必然的联系，速度变化量的大小不仅与加速度有关，还与速度变化的时间有关. 【变式训练】(多选)(2012·南京模拟)结合图片中的情景及数据，以下判断正确的是() A.位于点燃火药的炮筒中的炮弹的速度、加速度可能均为零B.轿车时速为100km/h，紧急刹车距离为31米(可视为匀减速至静止)，由此可得轿车刹车阶段的加速度为a=12.4m/s2C.高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零D.根据图中数据可求出刘翔在110m栏比赛中通过全程的平均速率为v=8.42m/s 【解析】选B、C、D.当火药点燃瞬间，炮弹速度为零，但其加速度一定不为零，故A错误;由v2=2ax可求得轿车紧急刹车的加速度a=12.4m/s2，则B正确;若高速行驶的磁悬浮列车匀速行驶时，其加速度为零，则C正确；由于110米栏场地都是直道，所以由可求得刘翔全程平均速率为v=8.42m/s,则D正确. 【变式备选】在变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法，正确的是()A.加速度与速度无必然联系B.速度减小时，加速度也一定减小C.速度为零，加速度也一定为零D.速度增大时，加速度也一定增大【解析】选A.速度和加速度无必然联系，A正确；速度减小时，加速度也可以增大或不变，B错误；速度为零，加速度不一定为零，C错误；速度增大，加速度也可以不变或减小，D错误. 【例证】某人划船逆流而上,当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里,但一直航行至上游某处时此人才发现,便立即返航追赶,当他返航经过1h追上小木块时,发现小木块距离桥有5400m远,若此人向上游和下游航行时船在静水中前进的速率相等,则河水的流速为多大?考查内容参考系的应用 【规范解答】方法一：以水为参考系,小木块是静止的.相对小木块,船以恒定不变的速率运动,到船追上小木块,船往返时间相等,各为1h,共2h.这段时间内,相对水,桥向上游运动,到船追上小木块,桥向上游运动了5400m,其相对水的速度为m/s=0.75m/s,即河水的流速为0.75m/s. 方法二：以地面为参考系.设船的静水速度为v1,水流速度为v2,船向上游航行时间为t1,返航时间为t2,则:(v1+v2)t2-(v1-v2)t1=v2(t1+t2)解得:t1=t2=1h由x=v2(t1+t2)得:m/s=0.75m/s答案:0.75m/s 1.(2012·镇江模拟)从水平匀速飞行的飞机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是()A.从飞机上看，物体静止B.从飞机上看，物体始终在飞机的后方C.从地面上看，物体做平抛运动D.从地面上看，物体做自由落体运动 【解析】选C.在匀速飞行的飞机上自由释放的物体，物体有一个与飞机相同的水平速度，同时物体在竖直方向上做自由落体运动，所以从飞机上看时，由于飞机的速度与物体在水平方向的速度相同，所以会看到物体始终在飞机的正下方，且相对飞机向下运动，故A、B均错；从地面上看，物体做平抛运动，故C正确，D错误. 2.湖中O点有一观察站，一小船从O点出发向东行驶4km，又向北行驶3km，则在O点的观察员对小船位置的报告最为精确的是()A.小船的位置变化了7kmB.小船向东北方向运动了7kmC.小船向东北方向运动了5kmD.小船的位置在东偏北37°方向，距离O点5km处 【解析】选D.小船位置的变化不是取决于其具体的运动路径，而是取决于它的初末位置，即位移.位移不但有大小,还有方向，小船虽然运动了7km，但在O点的观察员看来，它离自己的距离是km=5km，方向要用角度表示，sinθ==0.6,所以θ=37°，如图所示，故D正确. 3.(多选)2011年7月，中国海军第九批护航舰艇编队用时10天抵达亚丁湾、索马里海域为过往的各国商船护航.如图所示，此次护航从湛江启航，经南海、马六甲海峡，穿越印度洋，总航程四千五百海里．关于此次护航，下列说法正确的是()A.当研究护航舰艇的运行轨迹时，可以将其看做质点B.“四千五百海里”指的是护航舰艇的航行位移C.“四千五百海里”指的是护航舰艇的航行路程D.根据题中数据我们可以求得此次航行的平均速度 【解析】选A、C.将护航舰艇看做质点可较方便地研究其运行轨迹，A正确；由题图可知，“四千五百海里”指的是护航舰艇的航行路程，而不是位移，B错误，C正确；平均速度是位移与所用时间的比值，D错误. 4.(多选)(2012·中山模拟)关于加速度的方向，下列说法中正确的是()A.总与初速度的方向一致B.总与平均速度的方向一致C.总与速度变化的方向一致D.与物体运动的方向无关【解析】选C、D.加速度的方向与速度变化的方向相同，与速度方向无关，但加速度与速度方向相同时，物体加速，反之则减速，故C、D正确. 5.(2012·淮安模拟)如图甲所示，一定质量的物体置于固定粗糙斜面上.t=0时对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t=1s时撤去拉力，斜面足够长，物体运动的部分v-t图象如图乙所示，则下列说法中正确的是() A.t=1s时物体速度反向B.t=3s时物体运动到最高点C.1～2s内物体的加速度为0～1s内物体的加速度的2倍D.在3s内物体的总位移为零【解析】选B.由v-t图象可知在0～3s时间内物体速度均为正方向，始终向上运动，3s末物体到达最高点，1～2s内物体的加速度为0～1s内物体的加速度的一半，正确选项为B.