2020年物理高考大一轮复习 第1章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第1讲 描述运动的基本概念课

第一章运动的描述匀变速直线运动的研究高考总复习·物理考情分析考纲要求五年试题核心考点2017·全国卷Ⅱ,242016·全国卷Ⅰ，212016·全国卷Ⅲ，162014·全国卷Ⅰ，242014·全国卷Ⅱ，14(1)匀变速直线运动规律的综合应用(2)v­t图象(3)x­t图象2018·全国卷Ⅲ，222017·全国卷Ⅰ，222017·全国卷Ⅱ，221.参考系、质点(Ⅰ)2．位移、速度和加速度(Ⅱ)3．匀变速直线运动及其规律(Ⅱ)4．自由落体和竖直上抛运动(Ⅱ)5．匀变速直线运动的图象(Ⅱ)6．追及和相遇问题7．实验：研究匀变速直线运动2015·全国卷Ⅱ，22(1)实验：测量匀变速直线运动的速度、加速度(2)实验的测量原理(3)测反应时间第1讲描述运动的基本概念高考总复习·物理板块一板块二板块三课时达标目录板块一︿︿[知识梳理]1．质点用来代替物体的有______的点，它是一种理想化模型．2．参考系在描述物体的运动时，假定______，用来做______的物体．质量不动参考3．位移和路程(1)位移表示质点位置的变动，它是质点由_________指向________的有向线段，它是矢量．(2)路程指物体____________的长度．4．速度(1)定义：物体运动______跟所用时间的比值，即v＝______.(2)方向：与位移同向，即物体______的方向．初位置末位置运动轨迹位移运动ΔxΔt5．加速度(1)定义：速度的________与发生这一变化所用________的比值，即a＝______.(2)方向：与___________的方向相同，由____的方向决定，而与v0、v的方向无关．变化量时间速度变化ΔvΔtF合[基础小练]判断下列说法是否正确(1)质点是一种理想化模型，体积很大的物体有时也可以看作质点.()(2)参考系必须是静止不动的物体.()(3)质点做直线运动时，位移的大小与路程大小相等.()(4)平均速度的方向与位移方向可能相同，也可能相反.()√×××(5)加速度减小时，速度可能是增大的.()(6)甲的加速度a甲＝2m/s2，乙的加速度a乙＝－3m/s2，a甲＞a乙.()√×板块二︿︿[考法精讲]考法一对质点概念的理解归纳总结对质点的三点说明(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在．(2)物体能否被看成质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小和形状来判断．(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，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置．【自主练1】(2019·南京程桥中学月考)下列关于质点的说法正确的是()A．质点就是体积很小的物体B．只有做直线运动的物体才能看作质点C．地球很大，所以一定不能被看作质点D．任何物体在一定的条件下都可以看作质点D解析一个物体能否看作质点，与物体的大小和形状无关，只和我们所研究的问题有关．例如地球体积很大，但是研究公转周期时，可以看作质点，研究自转时不能看作质点；自行车做匀速直线运动，研究车轮上点的转动情况时，不能看作质点．所以任何一个物体在一定的条件下都可以看作质点，选项D正确．【自主练2】(2019·杭州期中)如图所示是一架正在进行航拍的四旋翼无人飞机．则下列情况下能将无人飞机看作质点的是()A．调整无人机在空中飞行的姿态B．调整无人机上摄像镜头的方向C．增大无人机旋翼的转速D．地面观察者观察无人机在空中的位置D解析在调整无人机在空中飞行的姿态时，或者调整无人机上摄像镜头的方向时，或者增大无人机旋翼的转速时，无人机的大小都不能忽略，不能看作质点；而地面观察者观察无人机在空中的位置时，无人机的大小可以忽略不计，可看作质点，故选项A、B、C错误，D正确．考法二参考系的选取【自主练3】(2019·泰安一中月考)2018年2月4日晚，台湾花莲1小时内发生12起地震，其中7起达到4级以上．如图所示，一架执行救援任务的直升机悬停在上空，钻井平台位于飞机正下方，救生员抱着伤病员，缆绳正在将他们拉上飞机，若以救生员为参考系，则处于静止状态的是()A．伤病员B．直升飞机C．钻井平台D．直升飞机驾驶员A解析救生员与伤病员相对静止，所以以救生员为参考系，伤病员处于静止状态；由于缆绳正在将他们拉上直升飞机，所以以救生员为参考系，直升飞机是向下运动；由于救生员与伤病员相对静止向上运动，所以以救生员为参考系，钻井平台向下运动；由于直升飞机驾驶员相对直升飞机静止，所以以救生员为参考系，直升飞机驾驶员向下运动，故选项A正确．【自主练4】(2019·遂宁射洪中学高三期中)古典诗词作为中华民族的优秀文化，传承了“正心、修身、齐家、治国、平天下”的思想内涵．从物理的角度看古诗词会发现有的诗词中也蕴含了朴素的物理知识．在下列四句诗词的物理分析中错误的是()A．毛泽东的《送瘟神》中“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”是指位于地球表面的人随地球自转每天的行程约为八万里，这个结论与人的位置无关B．陈与义的《襄邑道中》中“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风．卧看满天云不动，不知云与我俱东”，在这首诗中，诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解.诗中描述了“花”“榆堤”和“云”的运动都是以船为参考系C．苏轼的《江城子·密州出猎》中“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”诗词中描述的情景涉及到了弹性势能转化为动能的过程D．冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马收缰晚，船到江心补漏迟”诗词中“临崖立马收缰晚”说明物体具有惯性，物体的运动状态不能突变答案：A解析“坐地日行八万里”中八万里即四万公里，等于赤道的长度，所以这个结论与人的位置有关，选项A错误；参考系是为了研究问题方便而假定静止不动的物体，故只要研究对象与参考系的相对位置不发生变化，则观察到的结果是物体静止不动，在本题中船是向东行驶，诗中描述了“花”“榆堤”和“云”的运动都是以船为参考系，选项B正确；会挽雕弓如满月，则发生了弹性形变的弓具有一定的弹性势能，释放后，弓的弹性势能转化为箭的动能，选项C正确；惯性是物体总有保持原来运动状态不变的性质，一切物体都有惯性，“临崖立马收缰晚”说明物体具有惯性，物体的运动状态不能突变，选项D正确．解题技巧物体运动与参考系的选取要解决物体运动状态的判断问题，需要掌握运动和静止的相对性．会根据题意判断所选的参考系，知道我们平时说的运动或静止都是相对于参照物而言的．若相对于参考系，位置没有改变，则静止；若相对于参考系，位置发生了改变，则运动．考法三位移与路程的区别和联系归纳总结(1)位移与路程的最大区别从矢量与标量角度考虑，而联系需要从大小角度考虑．(2)分析位移时，要关注初、末位置和方向；分析路程时，要关注运动过程．【自主练5】(2019·湖南师范大学附属中学期中)如图所示，一个质量为m可视为质点的物体沿长度为L，高度为h、底边长为s的光滑固定斜面的顶端滑至底端，下列说法正确的是()A．物体的位移大小为hB．物体的路程为(h＋L)C．物体的位移大小为LD．物体的路程为(h＋s)C解析物体的位移大小为斜面的长度，故为L，选项A错误，C正确；物体的路程为物体运动轨迹的长度，故为L，选项B、D错误．【自主练6】(2019·昆明黄冈实验学校期中)某质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表所示：t/s012345x/m05－4－1－71由表可以看出此质点开始运动后：(1)何时离坐标原点最远？最远时，离原点的距离是多少？(2)第2s内质点的位移的大小是多少？(3)哪段时间间隔内质点的位移最大？最大值是多少？(4)在第一个2s内质点的位移和通过的路程分别为多少？解析(1)由表中数据可知，1s末物体距原点5m；2s末物体距原点4m；3s末物体距原点1m；4s末物体距原点7m；5s末物体距原点1m；故4s末离坐标原点最远，距离为7m.(2)由表中数据可知，1s末的位置为5m；2s末的位置为－4m，所以第2s内的位置坐标变化量为－9m，位移的大小是9m.(3)由表中数据可知，1s末的位置为5m；2s末的位置为－4m；3s末的位置为－1m；4s末的位置为－7m；5s末的位置为1m；故从1s末到4s末位置坐标变化量最大，最大为－12m，则位移最大，最大值为12m.(4)在第一个2s内质点的位移为－4m，通过的路程为2×5m＋4m＝14m.答案(1)4s末7m(2)9m(3)1s末到4s末12m(4)－4m14m考法四对平均速度和瞬时速度的理解归纳总结(1)平均速度与速度平均值间的关系没有特定规律的直线运动，瞬时速度与平均速度之间没有必然关系；某段时间内平均速度与两个瞬时速度的平均值也没有必然关系，v－＝v0＋vt2只对匀变速直线运动才成立，并非所有的直线运动都满足这个关系．(2)求平均速度的一般解题思路一般的直线运动，需要确定位移和时间，然后根据平均速度的定义式求解，多数题目并不直接给出位移和时间，通常有两种情况：一是位移一定，将位移分段，需要分别确定两段位移对应的时间，然后确定出总的时间；二是总时间一定，需要分别确定第一段时间和第二段时间内的位移，然后确定出总位移，应用平均速度公式v－＝ΔxΔt结合位移关系或时间关系列方程求解．【例题1】(2019·西安交通大学附属中学期中)甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标，甲车在前一半时间内以速度v1做匀速直线运动，后一半时间内以速度v2(v1≠v2)做匀速直线运动；乙车在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动，后一半路程中以速度v2做匀速直线运动．则()A．甲先到达B．乙先到达C．甲、乙同时到达D．不能确定[思维导引]位移相同的情况下，平均速度大的运动时间短，由此可以根据平均速度大小来比较运动时间长短．本题需要用给出的两个分段速度和平均速度定义式表示出全过程的运动的平均速度或时间，然后进行比较．答案A解析设两地之间距离为x，甲运动时间为t1，乙运动时间为t2.对甲x＝v1t12＋v2t12，解得t1＝2xv1＋v2.对乙t2＝x2v1＋x2v2＝xv1＋v22v1v2.t2－t1＝xv1－v222v1v2v1＋v20，t2t1，所以甲先到达，选项A正确．【跟踪训练1­1】(2019·益阳期末)做单向直线运动的物体，在前四分之一位移内的平均速度为4m/s，剩余四分之三位移内的平均速度为8m/s，则全程的平均速度是()A．6.4m/sB．6.0m/sC．7.0m/sD．以上都不对A解析设前四分之一位移为x4，所用时间为t1，后四分之三位移为3x4，所用时间为t2，则t1＝x4v1，t2＝3x4v2，所以全程的平均速度v－＝xt1＋t2＝4v1v23v1＋v2，代入数据解得v－＝6.4m/s，故选项A正确．【跟踪训练1­2】(2019·沧州期末)一物体沿Ox轴做变速直线运动，它在x轴上的位置坐标随时间t的变化关系x＝(3＋2t2)m，则该物体在t＝2s至t＝3s时间内的平均速度为()A．7m/sB．10m/sC．11m/sD．21m/sB解析t＝2s时刻物体的位置坐标为x1＝3m＋2×22m＝11m，t＝3s时刻物体的位置坐标为x2＝3m＋2×32m＝21m，则这段时间内的平均速度为v－＝x2－x1Δt＝21－113－2m/s＝10m/s，故选项B正确，A、C、D错误．考法五加速度的理解与计算1．加速度与速度的大小及速度变化量的大小没有必然联系．2．a＝Fm是加速度的决定式，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，加速度的方向由合力的方向决定．3．速度增大或减小由速度与加速度的方向关系决定．【例题2】(2019·湘南联盟五校联考)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，但加速度的大小逐渐减小直至为零，则在此过程中()A．速度逐渐减小，当加速度减小为零时，速度达最小值B．速度逐渐增加，当加速度减小为零时，速度达最大值C．位移逐渐增大，当加速度减小为零时，位移将不再增大D．位移逐渐减小，当加速度减小为零时，位移达最小值[易错指津]本题常见的错误是认为加速度减小，速度随着减小，没有认识到物体是加速还是减速与加速度大小无关，取决于加速度