高考讲练 第1讲 描述运动的基本概念
来源: 黄全安名师工作室
阅读: 214 时间: 2021-08-11 16:49:29 3

一、质点和参考系 

1.质点

(1)用来代替物体的有质量的点叫作质点。

(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略,该物体就可以看作质点。

(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在。

2.参考系

(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的。

(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。

(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同。通常以地面为参考系。

二、位移和速度

1.位移和路程

(1)定义:位移表示质点位置的变化,它是质点由初位置指向末位置的有向线段;路程等于质点运动轨迹的长度。

(2)区别:位移是矢量,方向由初位置指向末位置;路程是标量,没有方向。

(3)联系:在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程。

2.速度与速率

(1)平均速度和瞬时速度

 

平均速度

瞬时速度

物理意义

粗略描述某段时间内(或某段位移上)物体运动的平均快慢程度

精确描述某一时刻(或某一位置)物体运动的快慢程度

大小

位移与所用时间之比

当时间间隔非常小时,平均速度等于瞬时速度

方向

与这段时间内位移的方向相同

沿轨迹上该点的切线且指向前进的方向

 

(2)速率:物体运动的瞬时速度的大小。

三、速度和加速度

1.速度变化量

(1)物理意义:描述物体速度变化的物理量,是过程量。

(2)定义式:Δvvv0

(3)决定因素:Δvvv0进行矢量运算得到,由ΔvaΔtΔvaΔt决定。

(4)方向:由a的方向决定。

2.加速度

(1)物理意义:描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量。

(2)定义式:a

(3)决定因素:a不是由vΔtΔv来决定,而是由来决定。

(4)方向:与Δv的方向一致,由合外力的方向决定,而与v0v的方向无关。

命题点(一)对质点和参考系的理解 

1.对质点的三点说明

(1)质点是一种理想化物理模型,实际并不存在。

(2)物体能否被看作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)质点不同于几何中的,质点是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的仅仅表示空间中的某一位置。 

2.对参考系两性的认识

(1)任意性:参考系的选取原则上是任意的,通常选地面为参考系。

(2)同一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系。

3.理解质点、参考系的2点注意

 (1)注意看作质点的常见三种情况

多数情况下,平动的物体可看作质点。

当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时,可以看作质点(如第1题中,研究马拉松比赛中运动员的运动时间时,可以将运动员看作质点)

转动的物体一般不可看作质点,但转动可以忽略时,可把物体看作质点。

(2)注意运动的相对性:选取不同的参考系,对同一运动的描述一般是不同的。 

命题点(二)位移和速度

1.位移和路程的比较

比较项目

位移x

路程l

决定因素

由始、末位置决定

由实际的运动轨迹长度决定

运算规则

矢量的三角形定则或平行四边形定则

标量的代数运算

大小关系

xl(路程是位移被无限分割后,所分的各小段位移的绝对值的和)

 

2.平均速度、平均速率、瞬时速度的比较

物理量

平均速度

平均速率

瞬时速度

物理意义

描述物体在一段时间(或一段位移)内位置变化快慢及方向的物理量

描述物体沿轨迹运动平均快慢的物理量

描述物体在某一时刻(或某一位置)运动快慢的物理量

标矢性

矢量

标量

矢量

大小与

方向

对应一段位移或一段时间

(1)平均速度=

(2)方向与位移的方向相同

(1)平均速率=,注意:不一定等于平均速度的大小;

(2)无方向

(1)v,当Δt很小时,物体在t时刻的速度大小,通常可用其他运动学公式计算;

(2)方向就是物体运动的方向

3. 理解平均速度、瞬时速度时的3点注意

(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(如第4题中的平均速度指位移为“60、相应时间为“647”时的平均速度)

(2)是平均速度的定义式,适用于所有的运动,而(v0v)只适用于匀变速直线运动。

(3)当已知物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx时,可由v粗略地求出物体在该位置的瞬时速度(如第5题中的C选项)

命题点(三)位移和速度

1.速度、速度变化量、加速度的比较



2.加速度对物体运动的影响


3.加速度、加速度变化与速度变化的3点注意

 (1)加速度是描述速度变化快慢的物理量,与速度大小没有直接的关系,加速度变化只说明速度变化快慢发生改变(如典例1中的B)

(2)速度增大还是减小取决于速度和加速度的方向关系,若加速度与速度方向一致,不管加速度大小如何变化,速度都增大,反之若加速度和速度方向相反,不管加速度大小如何变化,速度都减小。 

(3)加速度、速度及速度的变化量都是矢量,涉及这些物理量的计算,要注意其方向性(如典例2中加速度的计算)

命题点(一)对质点和参考系的理解 

1.第32届夏季奥林匹克运动会,原定于2020724日至89日在日本东京举行,但受COVID19疫情影响延迟至2021723日至88日。延期后的奥运会仍保留“2020东京奥运会的名称。如图所示的奥运会运动项目,在考查运动员比赛成绩时,可将运动员视为质点的是(  )

解析:跳水比赛中要考虑运动员的动作,故不能将其视为质点,故A错误;双杠比赛中要考虑运动员的动作,故不能将其视为质点,故B错误;体操要考虑运动员的姿态,故不能将其看成质点,故C错误;马拉松比赛中,运动员的大小和体积可以忽略不计,故可以将其视为质点,故D正确。

答案:D

2.中国是掌握空中加油技术的少数国家之一。如图所示是我国自行研制的第五代战斗机20”在空中加油的情景。以下列的哪个物体为参照物,可以认为加油机是运动的(  )

A20”战斗机

B.地面上的房屋

C.加油机中的飞行员

D20”战斗机里的飞行员

说明: E:\胡方庆\课件\2022\一轮\优化探究\人教物理\教师用书word\5.TIF




解析:加油机相对于20”战斗机位置不变,以20”战斗机为参照物,加油机是静止的,故A错误;加油机相对于地面上的房屋位置不断变化,以地面上的房屋为参照物,加油机是运动的,故B正确;加油机相对于加油机中的飞行员位置不变,以加油机中的飞行员为参照物,加油机是静止的,故C错误;加油机相对于20”战斗机里的飞行员位置不变,以20”战斗机里的飞行员为参照物,加油机是静止的,故D错误。

答案:B

3.受COVID19疫情影响,2020五一黄金周,很多人都选择就近步行登山或逛公园的方式来代替出门旅游。如图为某地生态公园的登山步行道线路图,从图中可以看出,从丁家楼子村到目的地九仙山观景台可以选择不同的路线,小王和小张两人选择了不同的路线,结果小王比小张先到达目的地。对于此过程,下列说法正确的是(  )

A.小王与小张的路程相同

B.小王的位移小于小张的位移

C.小王的平均速度大于小张的平均速度

D.在比较平均速度时,两人不能看成质点

解析:路程是物体运动实际轨迹的长度,小王和小张两人的路线不同,故路程不同,但两人的初、末位置相同,故两人的位移相同,选项AB错误;因小王先到达,所用时间较短,小王的平均速度较大,选项C正确;研究平均速度只考虑位移和时间,人的形状和大小可以忽略,故两人可看成质点,选项D错误。

答案:C

命题点(二)位移和速度

4.原定于20203月举办的南京世界室内田径锦标赛,因新冠疫情影响将延期举行。在某次训练中,假定某运动员在起跑后10 m处的速度是8 m/s,到达终点时的速度是9.6 m/s,则他在全程中的平均速度约为(  )

A9.3 m/s           B9.6 m/s

C8.8 m/s                               D4.8 m/s

解析:根据平均速度的定义得 m/s9.3 m/s

答案:A

5(多选)如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,ABABCABCDABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是1 s2 s3 s4 s。下列说法正确的是(  )

A.物体在AB段的平均速度为1 m/s

B.物体在ABC段的平均速度为  m/s

CAB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:由可得AB m/s1 m/sAC m/s,故AB均正确;所选取的过程离A点越近,该阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度,故C正确;由ABC的过程不是匀变速直线运动过程,故B点虽为中间时刻,但其速度不等于AC段的平均速度,故D错误。

答案:ABC

命题点(三)位移和速度

6(多选)根据给出的速度和加速度的正负,对下列运动性质的判断正确的是(  )

Av00a0,物体做加速运动

B.v00a0,物体做减速运动

Cv00a0,物体做减速运动

Dv00a0,物体做加速运动

解析:当速度方向和加速度方向相同时,物体做加速运动;当速度方向和加速度方向相反时,物体做减速运动。速度和加速度的正方向是任意规定的,不能只根据加速度的正负来判断物体是做加速运动还是减速运动,故选项CD正确。

答案:CD

7(2020·广东省七校联合体高三第二次联考)一质点以初速度v0沿x轴正方向运动,已知加速度方向沿x轴正方向,且加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零,则该质点(  )

A.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止

B.位移先增大后减小,直到加速度等于零为止

C.位移一直增大,直到加速度等于零为止

D.速度一直增大,直到加速度等于零为止

解析:在加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度一直增大,故A错误,D正确;由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,故B错误;由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,加速度等于零时质点做匀速运动,位移仍然增大,故C错误。

答案:D

8(多选)(2020·河南开封期末检测)如图所示,物体以5 m/s的初速度沿足够长的光滑斜面向上做减速运动,经过2 s速度大小变为3 m/s,则物体的加速度可能是(  )

A.大小为1 m/s2,方向沿斜面向上

B.大小为1 m/s2,方向沿斜面向下

C.大小为4 m/s2,方向沿斜面向下

D.大小为4 m/s2,方向沿斜面向上

说明: E:\胡方庆\课件\2022\一轮\优化探究\人教物理\教师用书word\10.TIF





解析:取初速度方向为正方向,则v05 m/s。若2 s后的速度方向沿斜面向上,v3 m/s,则a m/s2=-1 m/s2,即加速度大小为1 m/s2,方向沿斜面向下;若2 s后的速度方向沿斜面向下,v=-3 m/s,则a m/s2=-4 m/s2,即加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下,故选项AD错误,BC正确。

答案:BC

网友评论
置顶