文档内容
第 01 讲 运动的描述
目录
复习目标 知识点1 平均速度
知识点2 瞬时速度
网络构建
【提升·必考题型归纳】
考向1 平均速度的计算方法
考点一 质点和参考系 位移和路程
考向2 平均速度和瞬时速度的区别
【夯基·必备基础知识梳理】 考向3 平均速度与平均速率的比较
知识点1 质点
知识点2 参考系 考点三 加速度
知识点3 时间和时刻 位移和路程
【提升·必考题型归纳】 【夯基·必备基础知识梳理】
考向1 物体看做质点的条件 知识点 加速度
考向2 参考系的选取 【提升·必考题型归纳】
考向3 位移与路程的不同 考向1 加速度的计算
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系
考向3 物体速度变化规律分析
考点二 平均速度与瞬时速度
考向4 利用图像分析加速度
【夯基·必备基础知识梳理】
真题感悟
1、知道物体抽象为质点的条件。
2、理解参考系的意义。
3、理解位移和路程。
4、理解速度、平均速度和瞬时速度。5、理解加速度。
质点 条件:物体大小和形状对研究问题的影响可以忽略
参考系 特性:任意性、同一性、差异性
大小:初位置到末位置的有向线段的长度
位移与路程
运动的描述 方向:有初位置指向末位置
速度 物体运动位移与对应时间的比值
物理意义:描述速度变化的快慢
加速度 定义:a=
∆𝒗/∆𝒕
方向:与速度变化的方向相同
考点一 质点和参考系 位移和路程
知识点1 质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点。
2.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“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。
知识点2 参考系
1.定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。
2.参考系的选取:
①参考系的选取是任意的,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体应认为是
的,通常选地面为参考系。
②对于同一物体,选择不同的参考系时观察到的运动结果一般不同。
3.对参考系“两性”的认识:
(1)任意性:参考系的选择原则上是任意的,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。
知识点3 时间和时刻 位移和路程
1.时间和时刻:
时刻是表示某一瞬间,如果以一维坐标表示时间轴,则轴上的点表示时刻,而两坐标点之间的线段表示时间
间隔。
2.位移和路程
项目 概念 区别 联系
位移表示质点的位置变化,它是
(1)位移是矢量,方向由初位置指向末
位移 从初位置指向末位置的有向线 (1)一般情况下,位移的
位置;运算法则是平行四边形定则或三
段 大小小于路程;
角形定则;
(2)在单向直线运动中,
(2)路程是标量,没有方向,运算符合代
路程是物体实际运动轨迹的长 位移大小等于路程
路程
度 数 运算法则
【特别提醒】
1.决定因素不同:位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。
2.运算法则不同:位移应用矢量的平行四边形定则运算,路程应用标量的代数运算法则运算。
考向1 物体看做质点的条件
1.在北京冬奥会比赛项目中,下列说法正确的是( )
A.研究图甲中冰壶运动员的推壶技术时,冰壶可以看成质点
B.研究图乙中自由滑雪运动员的落地动作时,运动员可以看成质点C.研究图丙中短道速滑1000米的运动轨迹时,运动员可以看成质点
D.研究图丁中花样滑冰双人滑旋转时,女运动员身体各部分的速度可视为相同
【答案】C
【详解】A.在研究冰壶运动员的推壶技术时,需要注意与冰壶的接触位置,冰壶的大小和形状不可忽略,
不可看成质点,A错误;
B.在研究自由滑雪运动员的落地动作时,运动员的形状不可忽略,不能看成质点,B错误;
C.短道速滑1000米的运动轨迹时,运动员可以看成质点,C正确;
D.花样滑冰双人滑旋转时,女运动员身体各部分的运动状态不同,速度不可视为相同,D错误。
故选C。
2.下列关于航天领域的说法正确的是( )
A.图甲,观察王亚平在“天宫课堂”做实验时,可将她看成质点
B.图乙,“天舟四号”飞船与空间站自主对接时,可将飞船视为质点
C.图丙,“神舟十四号”飞船发射后,在研究飞船与火箭分离过程时,飞船可以看成质点
D.图丁,“问天”实验舱与空间站对接组合后,研究组合体轨迹时,组合体可视为质点
【答案】D
【详解】A.观察王亚平在“天宫课堂”做实验时,需观察王亚平的动作,故不能看成质点,故A错误;
B.“天舟四号”飞船与空间站自主对接时,需观察对接的方位和角度等,两物体的形状、大小不能忽略,
故不能看成质点,故B错误;
C.“神舟十四号”飞船发射后,在研究飞船与火箭分离过程时,两物体的形状、大小不能忽略,故C错
误;
D.研究组合体轨迹时,飞船的大小和形状可以忽略,可以看做质点,故D正确。
故选D。
考向2 参考系的选取
3.中国的传统文化博大精深,新时代的我们要坚持文化自信。以下从物理的角度对古诗词中的描绘的现
象理解正确的是( )
A.“花气袭人知骤暖,雀声穿树喜新晴”,“花气袭人”的成因是由于分子的扩散运动引起的
B.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”,“青山相对出”是以河岸为参考系来研究的
C.“可怜九月初三夜,露似珍珠月似弓”,“露似珍珠”的形成是由于露水所受表面张力作用的结果
D.“半亩方塘一鉴开,天光云影共徘徊”,“天光云影”的形成是由于光的衍射引起的
【答案】AC
【详解】A.“花气袭人知骤暖,雀声穿树喜新晴”,“花气袭人”的成因是由于分子的扩散运动引起的,选项A正确;
B.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”,“青山相对出”中运动的是青山,是以帆船作为参考系来研
究的,选项B错误;
C.“可怜九月初三夜,露似珍珠月似弓”,“露似珍珠”的形成是由于露水所受表面张力作用的结果,
选项C正确;
D.“半亩方塘一鉴开,天光云影共徘徊”,“天光云影”的形成是由于光的反射引起的,选项D错误。
故选AC。
4.甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙
看到乙匀速下降。那么在地面上的人看来,甲、乙、丙的运动情况可能是( )
A.甲、乙匀速下降, ,丙停在空中
B.甲、丙匀速下降, ,乙匀速上升
C.甲、乙匀速下降, ,丙匀速下降,且
D.甲、乙匀速下降, ,丙匀速下降,且
【答案】A
【详解】AB.甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地匀速下降。乙看到甲匀速上升,说明乙匀速下降,而
且v >v ,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙可能停在空中,也可能匀速上升或下降,故A正确,
乙 甲
B错误;
CD.甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙可能匀速下降,且v 0且恒定时,a随v增大而变大;
②当A<0且恒定时,a随v减小而变小;
(3)a-t图像中的“急动度”
急动度: 即加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。
,
考向1 加速度的计算
1.一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度大小为2m/s,2s后速度的大小变为10m/s,在这2s内该
物体的( )
A.加速度可能为 ,方向与初速度的方向相反
B.加速度可能为 ,方向与初速度的方向相同
C.加速度可能为 ,方向与初速度的方向相同
D.加速度可能为 ,方向与初速度的方向相反
【答案】BD
【详解】AB.当初、末速度方向相同时,则有 加速度大小为 ,方向
与初速度的方向相同,B正确, A错误;
CD.当初、末速度方向相反时,则有 加速度大小为 ,方向与初速
度的方向相反,C错误,D正确。
故选BD。
【易错提醒】加速度是矢量,计算时一定要注意公式中速度方向的变化,可以在计算前规定正方向,可以
很好的避错。
2.有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别规定了死亡加速度为500g(g=10m/s2),以警告世人,
意思是如果行车加速度超过此值将有生命危险。同时按照相关规定,卡车在市区行驶的速度不得超过
40km/h,则下列说法正确的是( )
A.以36 km/h的速度行驶的汽车撞向障碍物停下,碰撞时间0.001s,驾驶员有生命危险
B.以36km/h的速度行驶的汽车撞向障碍物停下,碰撞时间为0.01s,驾驶员有生命危险
C.一卡车的刹车过程在路面擦过的痕迹为9m,刹车后经1.5s停止,则该卡车超速D.一卡车的刹车过程在路面擦过的痕迹为5m,刹车后经1.5s停止,则该卡车超速
【答案】AC
【详解】A.已知v=36 km/h=10 m/s ,v=0m/s。则车碰撞时驾驶员的加速度大小为
0
因此摩托车驾驶员有生命危险。故A正确;
B.同理可得,当碰撞时间是0.01s时,驾驶员的加速度为
因此摩托车驾驶员没有生命危险。故B错误;
C.根据公式 可得 则该卡车超速,故C正确;
D.同理根据公式 可得 则该卡车未超速,故D错
误。
故选AC。
考向2 速度、速度变化量和加速度的关系
3.关于速度、速度的变化量和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A.速度的变化量Δv越大,则加速度也越大
B.做加速运动的物体,当加速度减小时,物体的速度增大
C.当速度的变化量的方向为正方向时,加速度的方向可能为负方向
D.物体的速度很大,则其加速度一定也很大
【答案】B
【详解】A.根据加速度定义式 可知,速度的变化量大,加速度不一定大,还要看时间的长短,故
A错误;
B.做加速运动的物体,速度的方向与加速度的方向相同,当加速度减小时,物体的速度继续增大,故B
正确;
C.根据加速度的定义式可知,速度的变化量的方向与加速度的方向相同,所以当速度的变化量的方向为
正方向时,加速度的方向也为正方向,故C错误;
D.物体以很大的速度匀速运动时,速度很大,加速度为零,故D错误。
故选B。
【易错提醒】加速度是大小与速度、速度的变化无关,其大小取决于速度变化的快慢或者速度的变化率。
4.火箭发射时,速度能在10s内由0增加到100m/s;汽车以108km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5s内停
下来,初速度的方向为正方向,下列说法中正确的是( )
A.10s内火箭的速度改变量为10m/s B.2.5s内汽车的速度改变量为-30m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快 D.火箭的加速度比汽车的加速度大
【答案】B
【详解】A.10s内火箭的速度改变量为100m/s,故A错误;B.2.5s内汽车的速度改变量为 故B正确;
CD.火箭的加速度 汽车加速度 正负号表示方向,故火箭的速度变化比汽
车的慢,火箭的加速度比汽车的加速度小,故CD错误。故选B。
考向3 物体速度变化规律分析
5.一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v>0,加速度a>0,a值不断减小直至为零的过程中,质点的
0
( )
A.速度不断减小,位移一定减小
B.速度不断减小,位移一定增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,速度与加速度同向,质点做加速度减小的加速运动,速度增大,位移增大,故
AB错误;
CD.速度增大的过程中,位移不断增大,速度的变化越来越慢,当加速度等于零时,速度达到最大值,接
下来做匀速直线运动,位移继续增大,故C正确,D错误。
故选C。
【易错提醒】物体加速还是减速,取决于速度和加速度方向的关系,与加速度的大小无关。
6.一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,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,位移将还要增大
D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移将不再减少
【答案】BC
【详解】AB.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,在此过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度逐渐增大,当加速度减小到
零时,物体将做匀速直线运动,速度不变,而此时速度达到最大值,故A错误,B正确。
CD.由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不为零,所以位移
继续增大,故C正确,D错误。故选BC。
考向4 利用图像分析加速度
7.如图所示,分别为汽车甲的位移-时间图像和汽车乙的速度-时间图像,则( )A.甲的加速度大小为 B.乙的加速度大小为
C.甲在 内的位移大小为 D.乙在 内的位移大小为
【答案】B
【详解】A.由图可知,甲做匀速直线运动,加速度为零,A错误;
B.由图可知,乙的加速度大小为 ,B正确;
C.由图可知甲在 内的位移大小为 ,C错误;
D.由图可知乙在 内的位移大小为 ,D错误。故选B。
8.物块在水平面上在外力作用下发生运动,其速度随位移变化的规律如图所示,则下列说法正确的是(
)
A.物块做匀加速直线运动
B.物块的加速度逐渐减小
C.物块的加速度逐渐增大
D.物块的加速度先逐渐增大后保持不变
【答案】C
【详解】在任意时间取一段很短的距离Δx,对应的时间为Δt,速度的变化量为Δv,则物块此时的加速度
为 .因速度随位移变化的图线的斜率是个定值,而物块的瞬时速度越来越大,所以
物块运动的加速度越来越大,即选项C正确,故选C.
9.宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车和电梯的设计等多种工作都用到急动度的概念,急动度用 表示,
用来描述加速度变化的快慢,其方向与加速度的变化方向相同,一质点从静止开始做直线运动,其加速度
随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )A. 时质点的急动度是
B. 时质点的急动度和 时质点的急动度等大反向
C. 时质点的速度方向改变
D. 末质点的速度大小为
【答案】D
【详解】A.加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同,在a-t图像中图线的斜
率等于急动度,所以 时急动度为 故A错误;
B.2s~6s内的a-t图象的斜率相同,所以 时质点的急动度和 时质点的急动度相同,故B错误;
C.由v-t图线与t轴所围成的面积表示位移类比可知:a-t图线与t轴所围成的面积表示速度变化量,又
由题知质点从静止开始做直线运动,则0~4s内质点做加速度方向不变的加速运动,4~6s做加速度反向但
速度方向不变的减速运动,因此 时质点的速度方向未改变,故C错误;
D.由于质点从静止开始做直线运动,根据a-t图线与t轴所围成的面积表示速度变化量可得
,故选D。
【特别提醒】对于运动学图像分析,必须明确各种图像斜率或者面积的物理含义。
1.(2022·河北·统考高考真题)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,
速度v与时间t的关系图像如图所示。由图像可知( )
A. 时间内,训练后运动员的平均加速度大
B. 时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
C. 时间内,训练后运动员的平均速度小D. 时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
【答案】D
【详解】A.根据 图像的斜率表示加速度,由题图可知 时间内,训练后运动员的平均加速度比训
练前的小,故A错误;
B.根据 图像围成的面积表示位移,由题图可知 时间内,训练前运动员跑过的距离比训练后的大,
故B错误;
C.根据 图像围成的面积表示位移,由题图可知 时间内,训练后运动员的位移比训练前的位移大,
根据平均速度等于位移与时间的比值,可知训练后运动员的平均速度大,故C错误;
D.根据 图像可直接判断知, 时刻后,运动员训练前速度减小,做减速运动; 时刻后,运动员训练
后速度增加,做加速运动,故D正确。故选D。
2.(2021·浙江·高考真题)用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示,下列说法正确的是( )
A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫可视为质点
B.研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球可视为质点
C.研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿可视为质点
D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马可视为质点
【答案】A
【详解】A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫的大小可忽略不计,可将猫看做质点,选项A正确;
B.研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球的大小和形状不能忽略,旋转球不能看做质点,选项B错
误;
C.研究图丙中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿的大小不能忽略,不能将鸟儿看做质点,选项C错误;
D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马的大小不能忽略不计,不能把马看做质点,选项D
错误。故选A。
3.(2020·浙江·高考真题)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
【详解】AB.甲和乙相对静止,所以以甲为参考系,乙是静止的,相反以乙为参考系,甲是静止的,故
AB错误;
C.观众相对甲有位置变化,所以以甲为参考系,观众是运动的,故C错误;
D.乙和编队中的直升机是相对静止的,因此以乙为参考系,编队中的直升机都是静止的,故D正确。
故选D.