浙江省2021版高考物理一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动规律第1节描述运动的基本概念教案 1 13页

第1节　描述运动的基本概念 ‎【基础梳理】‎ 提示：质量　大小　形状　同一　不同　有向线段　直线距离 初位置　末位置　比值　　运动　快慢　　速度变化量 ‎【自我诊断】‎ ‎ 判一判 ‎(1)研究物体的运动时，不能选择变速运动的物体作为参考系．　(　　)‎ ‎(2)研究里约奥运会跳水冠军陈艾森的动作时，不能把运动员看做质点．(　　)‎ ‎(3)在直线运动中，物体的位移大小一定等于其路程．(　　)‎ ‎(4)子弹击中目标的速度属于瞬时速度．(　　)‎ ‎(5)加速度是描述速度变化大小的物理量．(　　)‎ ‎(6)加速度为正值，表示速度的大小一定越来越大．(　　)‎ 提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×‎ ‎ 做一做 如图所示是火箭点火升空瞬间的照片，‎ 13‎ 关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断，下列说法正确的是(　　)‎ A．火箭的速度很小，但加速度可能较大 B．火箭的速度很大，加速度可能也很大 C．火箭的速度很小，所以加速度也很小 D．火箭的速度很大，但加速度一定很小 提示：选A.火箭点火升空瞬间速度很小，火箭得到高速气体的反冲力，加速度可能较大，A正确，B、D错误；加速度的大小与速度的大小无必然联系，C错误．‎ ‎　对质点和参考系的理解 ‎【题组过关】‎ ‎1．(2020·1月浙江选考)如图所示，新中国成立70周年阅兵仪式上，国产武装直升机排列并保持“70”字样编队从天安门上空整齐飞过．甲、乙分别是编队中的两架直升机，则(　　)‎ A．以甲为参考系，乙是运动的 B．以乙为参考系，甲是运动的 C．以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的 D．以乙为参考系，“70”字样编队中所有直升机都是静止的 答案：D ‎2．(2020·温州质检)下列说法中正确的是(　　)‎ A．研究短跑运动员的起跑动作时，可将运动员看做质点 B．研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时，可将汽车看做质点 C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的 D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的 解析：选C.研究短跑运动员的起跑动作时，所研究对象的大小和形状不能忽略，故运动员不能看做质点；研究汽车翻倒是转动问题，不能看做质点，故A、B错误．选项C中的研究对象是“轻舟”，已过“万重山”，是以“万重山”为参考系，该选项正确；选项D中的研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，该选项错误．‎ ‎1．对质点的三点说明 ‎(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在．‎ ‎(2)物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身的大小和形状来判断．‎ ‎(3)质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，‎ 13‎ 而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置．‎ ‎2．参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则．‎ ‎(1)研究地面上物体的运动时，常选地面或相对地面静止的物体作为参考系．‎ ‎(2)研究某一系统中物体的运动时，常选该系统为参考系．例如：研究宇航舱内物体的运动情况时，选取宇航舱为参考系．　 ‎ ‎　对时间和位移的理解 ‎【题组过关】‎ ‎1．(2020·浙江省名校协作体试题)港珠澳大桥全长49.968公里，2018年10月24日9点正式通车，这座大桥的开通使得香港到珠海和澳门车程仅需30分钟．下列说法正确的是(　　)‎ A．30分钟是指时刻 B．24日9点是指时间 C．49.968公里是指路程 D．49.968公里是指位移 答案：C ‎2．(2016·4月浙江选考)某同学绕操场一周跑了400 m，用时65 s．这两个物理量分别是(　　)‎ A．路程、时刻 ‎ B．位移、时刻 C．路程、时间 ‎ D．位移、时间 解析：选C.围着操场跑一圈，位移为0，路程为400 m，65 s为时间间隔．‎ ‎1．时刻与时间间隔的判断方法 在日常生活中所说的“时间”，其含义不尽相同，有时是指时刻，有时是指时间间隔，区分方法如下：‎ ‎(1)利用上下文判断：分析所给的说法，根据题意去体会．‎ ‎(2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻和时间间隔标出来，时刻对应一个点，时间间隔对应一条线段．‎ ‎(3)利用关键词判断：表示时刻的关键词有“初”“末”“时”等，表示时间间隔的关键词有“内”“第x秒”“前x秒”“历时”等．　 ‎ ‎2．位移与路程的比较 位移 路程 13‎ 区别 物理意义 描述质点的位置变化，是从初位置指向末位置的有向线段 描述质点实际运动轨迹的长度 标矢性 矢量，既有大小，又有方向 标量，有大小，无方向 相关因素 由质点的初、末位置决定，与质点运动路径无关 既与质点的初、末位置有关，也与质点运动路径有关 联系 ‎(1)都是描述质点运动的空间特征的物理量 ‎(2)都是过程量 ‎(3)位移的大小不大于相应的路程，只有质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程 ‎　对速度和加速度的理解 ‎【知识提炼】‎ ‎1．平均速度与瞬时速度的区别和联系 ‎(1)区别：平均速度是过程量，表示物体在某段位移或某段时间内运动的平均快慢程度；瞬时速度是状态量，表示物体在某一位置或某一时刻运动的快慢程度．‎ ‎(2)联系：瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．‎ ‎2．计算平均速度的三个公式 ‎(1)利用定义式＝，这种方法适用于任何运动形式．‎ ‎(2)利用＝，只适用于匀变速直线运动．‎ ‎(3)利用＝v(即某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度)，也只适用于匀变速直线运动．‎ ‎3．速度、速度的变化量和加速度的比较 速度 速度的变化量 加速度 物理意义 描述物体运动的快慢，是状态量 描述物体速度的变化，是过程量 描述物体速度变化的快慢，是状态量 定义式 v＝ Δv＝v－v0‎ a＝＝ 方向 与位移Δx同向，即物体运动的方向 由v－v0或a的方向决定 与Δv的方向一致，由F的方向决定，而与v0、v的方向无关 ‎4.a＝是加速度的定义式．当Δt→0时，a是瞬时加速度；加速度的决定式是a＝，即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决定，‎ 13‎ 加速度的方向由合力的方向决定．‎ ‎5．物体加、减速的判定 ‎(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体加速．‎ ‎(2)当a与v垂直时，物体速度大小不变．‎ ‎(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速．‎ ‎【典题例析】‎ ‎　(2020·浙江9＋1联盟考试)一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中(　　)‎ A．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值 C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值 ‎[解析]　加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，加速度减小到零，速度达到最大，由于速度方向不变，则位移逐渐增大，加速度减小到零，位移继续增大．故B正确，A、C、D错误．‎ ‎[答案]　B 对加速度大小和方向的进一步理解 ‎　 ‎ ‎【题组过关】‎ ‎1．(2018·4月浙江选考)某驾驶员使用定速巡航，在高速公路上以时速110公里行驶了200公里．其中“时速110公里”“行驶200公里”分别是指(　　)‎ A．速度、位移 B．速度、路程 C．速率、位移 D．速率、路程 解析：选D.时速不考虑方向，即为速率，200公里为路程．‎ ‎2.如图所示，汽车在做直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间Δt以后，速度变为v2，Δv表示速度的变化量．由图中所示信息可知(　　)‎ A．汽车在做加速直线运动 B．汽车的加速度方向与v1 的方向相同 C．汽车的加速度方向与Δv的方向相同 13‎ D．汽车的加速度方向与Δv的方向相反 解析：选C.速度是矢量，速度的变化量Δv＝v2－v1，根据图示可知，Δv的方向与初速度方向相反，而加速度的方向与速度变化量的方向相同，所以加速度方向与初速度方向相反，汽车做减速直线运动，故C正确，A、B、D错误．‎ ‎3．(2020·浙江湖州中学月考)如图所示，为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板．滑块向右做匀加速直线运动依次通过两个光电门A和B.光电门上的黑点处有极细的激光束，当遮光板挡住光束时开始计时，不遮挡光束时停止计时．现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1＝0.30 s，通过第二个光电门所用的时间为Δt2＝0.10 s，光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt3＝0.30 s，则滑块的加速度大小应为(　　)‎ A．0.67 m/s2 B．0.14 m/s2‎ C．0.40 m/s2 D．0.22 m/s2‎ 解析：选C.遮光板通过第一个光电门的平均速度大小为v1＝＝ m/s＝0.1 m/s(d为遮光板的宽度)，这个速度就是滑块通过第一个光电门中间时刻的速度，即计时0.15 s时的瞬时速度；遮光板通过第二个光电门的平均速度大小为v2＝＝ m/s＝0.3 m/s，这个速度就是通过第二个光电门中间时刻的速度，即第二个光电门计时0.05 s 时的瞬时速度；因此加速度大小为a＝＝ m/s2＝0.40 m/s2，因此C正确．‎ ‎ [随堂检测]‎ ‎1．(2018·11月浙江选考)一辆汽车沿平直道路行驶，其v－t图象如图所示．在t＝0到t＝40 s这段时间内，汽车的位移是(　　)‎ A．0 B．30 m C．750 m D．1 200 m 答案：C ‎2．浙江某中学组织了一次迷你马拉松比赛，男生组的路线设置是“起点(校田径场主席台前发令处)出发→绕田径场1圈→绕校园1圈→绕田径场1圈→终点(校田径场主席台前发令处)”，大约 2 000 m．有位男生的成绩是10 min，在跨越终点线时速度是7 m/s.关于上述情景，下列相关描述正确的(　　)‎ A．2 000 m是指位移的大小 B．该同学的平均速度约为3.3 m/s 13‎ C．7 m/s是指瞬时速度 D．在整个过程中该男生一定不能被看成质点 解析：选C.2 000 m是指路程，不是位移的大小，A错误；由于该同学的位移为0，故平均速度也为0，B错误；7 m/s是该同学某一时刻的瞬时速度，C正确；由于迷你马拉松路程较长，当研究整个过程中该男生的比赛成绩时，可以将男生看成质点，D错误．‎ ‎3．中国海监船编队南海巡航路线从中国大陆最南端的海南三亚到南海最南端的曾母暗沙，距离约2 000 km，海监船在巡航过程中利用“北斗”卫星导航系统进行定位、测速和授时任务，达到精确定位与测速，下列说法正确的是(　　)‎ A．因海监船体积较大，研究海监船的运动轨迹时，不能将其看做质点 B．整个过程中海监船的加速度可能始终为零 C．“北斗”导航卫星是通过确定海监船的位置来测速的 D．根据巡航时间和题中数据可以求得此次航行的平均速度 答案：D ‎4.(2020·金华调研)让小球从斜面的顶端滚下，如图所示是用闪光照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段，已知闪频为10 Hz，且O点是0.4 s时小球所处的位置，试根据此图估算：‎ ‎(1)小球从O点到B点的平均速度大小；‎ ‎(2)小球在A点和B点的瞬时速度大小；‎ ‎(3)小球运动的加速度大小．‎ 解析：依题意知，相邻两次闪光的时间间隔 Δt＝ s＝0.1 s.‎ ‎(1)vOB＝＝ m/s＝0.8 m/s.‎ ‎(2)小球在A点时的瞬时速度 vA＝＝0.8 m/s，‎ 小球在B点时的瞬时速度 vB＝＝ m/s＝1.0 m/s.‎ ‎(3)由加速度的定义得，小球的加速度 a＝＝ m/s2＝2.0 m/s2.‎ 答案：(1)0.8 m/s　(2)0.8 m/s　1.0 m/s ‎(3)2.0 ms2‎ ‎ [课后达标]‎ 13‎ 选择题 ‎1．(2018·11月浙江选考)下列物理量属于标量的是(　　)‎ A．速度　　　　　　　　　 B．加速度 C．电流 D．电场强度 答案：C ‎2.(2017·11月浙江选考)如图所示，两位同学从滑道最高端的同一位置先后滑下，到达底端的同一位置．对于整个下滑过程，两同学的(　　)‎ A．位移一定相同 ‎ B．时间一定相同 C．末速度一定相同 ‎ D．平均速度一定相同 答案：A ‎3.竞走是从日常行走基础上发展出来的运动，规则规定支撑腿必须伸直，在摆动腿的脚跟接触地面前，后蹬腿的脚尖不得离开地面，以确保没有出现“腾空”的现象．如图所示为某次10公里竞走比赛的画面，行走过程中脚与地面不会发生相对滑动，下列说法中正确的是(　　)‎ A．比赛过程边裁眼中的运动员可视为质点 B．运动员完成比赛发生的位移大小为10公里 C．行走阶段，地面对运动员的摩擦力是滑动摩擦力 D．不论加速阶段还是匀速阶段，地面对运动员的摩擦力始终不做功 解析：选D.比赛过程边裁观察运动员的动作，故不能看成质点，故A错误；运动员完成比赛，走了10公里是路程，故B错误；行走阶段，地面对运动员的摩擦力是静摩擦力，故C错误；不论加速阶段还是匀速阶段，地面对运动员的摩擦力是静摩擦力，没有位移，始终不做功，故D正确．‎ ‎4．如图甲所示，火箭发射时速度能在10 s内由0增加到 100 m/s；如图乙所示，汽车以108 km/h的速度行驶，急刹车时能在2.5 s内停下来．下列说法中正确的是(　　)‎ A．10 s内火箭的速度改变量为10 m/s B．2.5 s内汽车的速度改变量为－30 m/s C．火箭的速度改变量比汽车的小 D．火箭的速度变化比汽车的快 13‎ 答案：B ‎5．随着时代的发展和科技的进步，手机给我们日常的生活带来了很大的便利，尤其是智能手机上装载的众多APP改变着我们的生活．如图所示为某款运动APP的截图，表示了某次运动的具体信息，其中有一些描述此次运动的具体数据，下列说法正确的是(　　)‎ A．1.96公里描述的是此次运动的位移的大小 B．根据截图中的数据，可以计算出此次运动的平均速度的大小 C．平均配速越低，说明此次运动中运动得越快 D．千卡是一个描述功率的单位 解析：选C.1.96公里描述的是此次运动的路程，故A错；位移不知道，故不能计算平均速度，B错；平均配速是指跑每公里所耗费的时间，平均配速越低，说明此次运动中运动得越快，故C对；千卡是一个描述能量的单位，故D错．‎ ‎6.随着VR技术的发展，玩家在进行赛车游戏时，能有更好的体验．小明在游戏中以11分22秒的成绩夺得冠军，已知虚拟环城赛道长10 km，小明需要绕城3圈，全程30 km，则(　　)‎ A．赛车比赛中，汽车一定不能看成质点 B．赛车比赛全程长度指的是位移 C．无法计算平均速度的大小 D．11分22秒指的是时间间隔 答案：D ‎7．关于物体的运动，下面说法不可能存在的是(　　)‎ A．加速度在减小，速度在增加 B．加速度方向始终改变而速度不变 C．加速度和速度大小都在变化，加速度最大时速度最小，速度最大时加速度最小 D．加速度为负值时，物体做加速运动 解析：选B.对于加速直线运动，当加速度减小时，速度也在增加，只不过增加变慢，‎ 13‎ A可能；加速度方向发生改变，即加速度存在，有加速度存在速度就在改变，B不可能；加速度仅仅反应速度改变的快慢，若加速度方向与速度方向相反，加速度最大时，速度减小得最快，当然速度可能最小，若加速度方向与速度方向相同，当加速度最小时，速度增大得最慢，加速度为零时，速度可能取最大值，C可能；如果速度和加速度都为负值即两者方向相同，则物体做加速运动，D可能．‎ ‎8．手机给人们的生活带来很多便利，如导航软件不仅极大地方便了出行的人们，更是缓解了城市交通压力．下面是某位游客司机准备从上海浦东国际机场附近前往上海迪士尼度假区，如图所示，导航规划了三条路线，下列说法错误的是(　　)‎ A．研究汽车在地图上的实时位置，可以把汽车看成质点 B．图中的40分钟、38分钟、45分钟都表示时间间隔 C．图中的28公里、28.6公里、26.5公里都表示路程 D．三条路径路程不同、时间不同、位移不同 答案：D ‎9．(2020·丽水检测)攀岩运动是一种考验人的意志与心理素质的运动形式，户外攀岩运动更加刺激与惊险．如图所示为一户外攀岩运动的场景与运动线路图，该攀岩爱好者从起点a到b，最终到达c，据此图判断下列说法中正确的是(　　)‎ A．图中的线路abc表示的是攀岩爱好者所走的位移 B．攀岩爱好者所走路程要比自起点到终点的位移的大小大 C．由起点到终点攀岩爱好者所走线路的总长度等于位移 D．线路总长度与攀岩爱好者所用时间的比等于他的平均速度 解析：选B.物体的实际运动轨迹表示路程，所以图中的线路abc表示的是攀岩爱好者所走的路程，由起点到终点攀岩爱好者所走线路的总长度等于路程，A、C错误；位移表示始末位置间的有向线段，所以题中的攀岩爱好者的位移的大小比路程小，B正确；平均速度等于位移与时间的比，平均速率等于路程与时间的比，D错误．‎ 13‎ ‎10．汽车由静止开始匀加速前进，经过10 s速度达到5 m/s，则在这10 s内汽车的(　　)‎ A．平均速度是0.5 m/s B．平均速度是2 m/s C．加速度是5 m/s2 D．位移是25 m 解析：选D.汽车的平均速度v＝＝＝2.5 m/s，选项A、B错误；汽车的加速度a＝＝0.5 m/s2，选项C错误；汽车的位移x＝vt＝25 m，选项D正确．‎ ‎11.小李乘坐高铁，当他所在的车厢刚要进隧道时，看到车厢内显示屏上的示数为216 km/h，他立即观察手表秒针走动，经过20 s车厢出了隧道，则该隧道的长度约为(　　)‎ A．600 m B．1 200 m C．2 160 m D．4 320 m 解析：选B.高铁运行时的速度大致稳定，可视为匀速．由x＝vt得隧道的长度约为 m/s×20 s＝1 200 m.‎ ‎12.如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为(　　)‎ A．πR B．2R C．2πR D．R 解析：选D.当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯的初位置与末位置如图所示，由几何知识得，气门芯的位移大小x＝＝R，故D正确．‎ ‎13．(2020·温州联考)一辆汽车沿平直公路以速度v1行驶了的路程，接着又以速度v2＝20 km/h行驶完剩余的路程，如果汽车全程的平均速度为28 km/h，那么汽车在前路程内速度的大小是(　　)‎ A．25 km/h B．34 km/h C．35 km/h D．38 km/h 解析：选C.设全程的路程为x，由平均速度公式可以计算出汽车行驶全程和行驶后的路程所用时间分别为 t＝，t2＝＝ 13‎ 则行驶前路程所用时间为 t1＝t－t2＝－＝－＝ 所以v1＝＝＝35 km/h，选项C正确．‎ ‎14．(多选)如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s．下列说法正确的是(　　)‎ A．物体在AB段的平均速度大小为1 m/s B．物体在ABC段的平均速度大小为 m/s C．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度 D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度 解析：选ABC.由v＝可得：vAB＝ m/s＝1 m/s，vAC＝ m/s，故A、B均正确；所选取的过程离A点越近，其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度，故C正确；由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程，故B点虽为AC段的中间时刻，但其速度不等于AC段的平均速度，故D错误．‎ ‎15.(2020·浙大附中月考)某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v－t 图象，某同学为了简化计算，用虚线做近似处理，下列说法正确的是(　　)‎ A．0～t1这段时间内的平均速度一定小于 B．0～t3这段时间内的平均速度一定小于 C．在t1时刻，实际加速度一定不大于 D．在t3～t4时间内，自行车的速度恒定 解析：选A.设t1时刻对应的速度为v0，0～t1这段时间内的位移小于自行车做匀变速直线运动的位移(题图中虚线所围面积)，因而平均速度＜.根据几何知识有＝，则v0＝ 13‎ ‎，则＜＝，选项A正确；若自行车做匀变速直线运动，则0～t3这段时间内的平均速度为，由题图可知，车的实际位移不一定小于虚线所围面积，选项B错误；图线在t1时刻的斜率大于虚线在该处的斜率，表明实际加速度一定大于，选项C错误；在t3～t4时间内，速度图线为曲线，说明速度是变化的，选项D错误．‎ 13‎