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第1讲PART01运动的描述知识总览│考点探究知识总览考点探究考点1质点、参考系和坐标系(b)题组演练例1下列奥运会运动项目中,在考查运动员比赛成绩时,运动员可视为质点的是()A.跳水B.双杠C.体操D.马拉松[答案]D[解析]能否看成质点,取决于研究问题的性质.若物体的形状、大小在所研究的问题中是次要因素,可以忽略,则物体可以看成质点.在跳水、双杠及体操运动的比赛中,都要涉及运动员的肢体动作,故运动员不能看成质点;考查马拉松比赛成绩时,在整个运动过程中,运动员可以看成质点,故D正确.[要点总结]质点是一个理想化的物理模型,能否看成质点与自身大小无关,而应该看物体的形状和大小对研究的问题有没有影响.考点探究考点探究例2[2019·湖州中学期中]如图1-1所示为一种叫作“魔盘”的娱乐设施,当转盘转动很慢时,人会随着“魔盘”一起转动,当“魔盘”转动到一定速度时,人会“贴”在“魔盘”竖直壁上而不会滑下.某个班级的几个同学在“魔盘”中,“贴”在“魔盘”竖直壁上随“魔盘”一起运动,则下列说法正确的是()A.以“魔盘”为参考系,人是运动的B.以“贴”在“魔盘”竖直壁上的人为参考系,“魔盘”是运动的C.以“贴”在“魔盘”竖直壁上的同伴为参考系,某同学是静止的D.以地面为参考系,游戏的同学们是静止的图1-1考点探究[答案]C[解析]人是“贴”在“魔盘”竖直壁上随“魔盘”一起运动的,以“魔盘”为参考系,人是静止的,故A错误;同理,以“贴”在“魔盘”竖直壁上的人为参考系,“魔盘”是静止的,故B错误;根据题意,这几个同学都是“贴”在“魔盘”竖直壁上随“魔盘”一起运动,以“贴”在“魔盘”竖直壁上的同伴为参考系,某同学是静止的,故C正确;以地面为参考系,“魔盘”是运动的,游戏的同学们随“魔盘”一起运动,所以以地面为参考系,游戏的同学们是运动的,故D错误.考点探究考点2时间和位移(b)题组演练例3如图1-2所示,导航软件显示沿某线路从嘉兴南湖景区到乌镇景区的距离约32.8公里,所需时间约57分钟.这里的“32.8公里”和“57分钟”分别是指()A.路程、时间B.位移、时间C.路程、时刻D.位移、时刻图1-2[答案]A考点探究[要点总结]时间间隔和时刻都是标量,时间间隔对应于某个过程,时刻对应于某个状态,时间间隔再短也不等同于时刻.考点探究例4某人站在楼房顶层O点竖直向上抛出一个小球,上升的最大高度为10m,然后落回到抛出点O下方15m处的B点,则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向上为正方向)()A.15m、15mB.35m、15mC.35m、-15mD.15m、-15m[答案]C[解析]如图所示,整个过程小球的路程为10m+10m+15m=35m,但其位移为-15m,“-”表示其方向竖直向下,选项C正确.考点探究[要点总结]位移是矢量,路程是标量,二者容易混淆,常见的错误认识是认为做直线运动的物体的位移大小与路程相等.注意区分单向直线运动和有往返的直线运动.考点探究[答案]C[解析]矢量既有大小又有方向,矢量的正负表示方向,矢量的绝对值表示大小,则正值与负值方向相反,正值不一定比负值大,A错误,C正确;标量只有大小,没有方向,但有正负之分,标量的正负不表示方向,故B、D错误.例5[2019·余姚中学模拟]关于矢量和标量的正负,下列说法正确的是()A.矢量的正负表示大小,正值一定比负值大B.标量也有正负,正值与负值方向相反C.矢量的绝对值表示大小D.标量只有正值,没有负值考点探究[要点总结]并不是同时具有方向和大小的物理量就一定是矢量,如电流既有大小也有方向,但它是标量.区分矢量和标量的重要依据是矢量运算遵守平行四边形定则,而标量运算遵守代数运算法则.考点探究考点3速度(c)条目解析1.速度(1)定义:位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的速度.(2)公式:v=.(3)单位:国际单位是m/s,常用单位是km/h,1m/s=3.6km/h.(4)方向:速度是矢量,速度的方向为物体运动的方向.考点探究2.平均速度(1)物理意义:描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度,其大小等于位移Δx跟发生这段位移所用时间Δt的比值.(2)公式:v=.(3)方向:平均速度既有大小又有方向,是矢量;平均速度的方向与位移的方向相同.3.瞬时速度(1)物理意义:精确地描述物体运动的快慢程度,瞬时速度表示物体在某一时刻或经过某一位置时的速度.(2)方向:瞬时速度的方向是指物体的运动方向.考点探究典型例题例6[2019·湖州中学期中]下列关于速度、瞬时速度、平均速度、速率、平均速率的说法中正确的是()A.瞬时速度的大小叫瞬时速率,瞬时速率有时简称速率,平均速度不可能等于瞬时速度B.平均速度就是初速度和末速度的平均值,平均速度的大小就是平均速率,平均速率只有大小而没有方向C.若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定都等于零D.速度是表示物体运动快慢的物理量,它既有大小又有方向,是矢量考点探究[答案]D[解析]瞬时速度的大小叫瞬时速率,瞬时速率有时简称速率,匀速直线运动中平均速度等于瞬时速度,选项A错误;在匀变速直线运动中平均速度等于初速度和末速度的平均值,其他运动中不一定有此关系,平均速度的大小一般不等于平均速率,平均速率只有大小而没有方向,选项B错误;若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度不一定都等于零,例如物体沿圆周运动一周,选项C错误;速度是表示物体运动快慢的物理量,它既有大小又有方向,是矢量,选项D正确.考点探究变式在某次驾驶车辆过程中,听到导航仪提醒“前方2公里拥堵,通过时间估计需要25分钟”.根据导航仪提醒,下列推断合理的是()A.车辆将匀速通过前方2公里B.此处的2公里为该路段的位移大小C.可以根据此信息求出此时车辆的瞬时速度D.通过前方2公里的过程中,车辆的平均速率大约为1.3m/s考点探究[答案]D[解析]根据导航仪的提示,不能判断出汽车是否在做匀速运动,由于“前方2公里拥堵”,估计不能匀速运动,故A错误;此处的2公里为该路段的路程,故B错误;由“前方2公里拥堵,通过时间估计需要25分钟”可知通过前方这2公里的过程中,车辆的平均速率大约为=m/s≈1.3m/s,但不能求出此时的瞬时速度,故C错误,D正确.考点探究[要点总结](1)平均速度只能粗略表示其运动快慢程度,表示的是物体在t时间内运动的平均快慢程度.这实际上是把变速直线运动粗略地看成是匀速直线运动来处理.(2)瞬时速度是矢量,在直线运动中,瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同,若是曲线运动,瞬时速度的方向应是轨迹上物体所在点的切线方向(与轨迹在该点的延伸方向一致).(3)全过程的平均速度只能由全过程的总位移与所用的总时间的比值得出.平均速度概念与速度的平均值概念是不同的.考点探究考点4加速度(c)条目解析1.定义:加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.2.表达式:a==,其中Δv=v-v0表示速度的变化量,Δt表示速度变化所用的时间.3.单位:在国际单位制中,加速度的单位是“米每二次方秒”,符号是m/s2(或m·s-2).4.方向:加速度a是矢量,其方向与速度的变化量方向相同,即物体加速运动时加速度与速度方向相同,物体减速运动时加速度与速度方向相反.考点探究5.速度、速度变化量和加速度的对比名称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,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-v0a==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的方向无关考点探究典型例题[答案](1)18m/s(2)180m/s2[解析](1)以末速度的方向为正方向,则速度的变化量Δv=v-(-v0)=8m/s-(-10m/s)=18m/s,方向与撞击后的速度方向相同.(2)平均加速度a==m/s2=180m/s2,方向与撞击后的速度方向相同.例7[2019·桐乡凤鸣高中期中]NBA球赛中,篮球以v0=10m/s的速度水平撞击篮板,撞击后以v=8m/s的速度反向弹回,球与篮板接触的时间Δt=0.1s,求:(1)篮球在水平方向的速度变化量大小;(2)篮球与篮板撞击过程中水平方向的平均加速度大小.考点探究[答案]A[解析]加速度的大小等于速度的变化量与时间的比值,物体的速度大或速度的变化量大,其加速度不一定大,选项A、C错误;速度的变化率反映速度变化的快慢,物体速度的变化率大,说明速度变化快,即加速度大,选项B正确;物体运动过程中,某时刻速度为零,但速度仍在变化,则物体的加速度不为零,而物体的速度不为零但保持不变时,物体的加速度就等于零,选项D错误.变式下列关于速度、速度的变化量和加速度的说法中正确的是()A.只要物体的速度大,加速度就大B.只要物体的速度变化率大,加速度就大C.只要物体的速度变化量大,加速度就大D.只要物体的速度不为零,加速度就不为零考点探究[要点总结](1)加速度是描述速度变化快慢的物理量,不是描述速度大小的物理量,它与速度大小没有必然联系.(2)加速度是由物体的受力和物体的质量决定的.从运动学的角度来看,加速度由速度的变化与所用时间的比值来度量,说明加速度不是仅仅由速度的变化决定的.(3)加速度的方向与速度的方向没有必然联系,但与速度变化的方向一致,其实质是与物体所受的合力方向一致.