1、必考内容第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究-3-考点及要求 命题视角 复习指要 参考系、质点位移、速度和加速度匀变速直线运动及其公式、图象1.高考命题中有关本章内容的题型以选择题为主,或在综合题某一问中考查。1.复习时应通过典型例题强化匀变速直线运动的规律的应用,加深对图象的理解和应用。2.注意本章内容与生活实例的结合,通过对这些实例的分析、物理情景的构建、物理过程的认识,建立起物理模型,再运用相应的规律处理实际问题。3.本章规律较多,同一试题从不同角度分析,都能得到正确答案,因此在复习过程中注意一题多解,对熟练运用公式有很大帮助。-4-考点及要求 命题视角 复习指要 实验:研究匀变速直
2、线运动 2.本章高考命题的热点:匀变速直线运动公式的灵活应用;x-t 图象、v-t 图象的的应用;追及和相遇问题;运动规律和运动图象在实际生活中的应用及图象法处理实验数据。4.特别重视“研究匀变速直线运动”的实验中测定速度和加速度的方法。第1节 描述运动的基本概念 匀速运动-6-基础夯实 自我诊断 一、质点 1.定义:用来代替物体的有质量 的点,是一种理想化模型。2.意义:为了使研究问题简化而引入的一个理想化 的物理模型。3.物体可看作质点的条件:当物体的形状 和大小 对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时,该物体可以看作质点。-7-基础夯实 自我诊断 二、参考系 1.定义:为了描述物体的运动
3、而假定不动、用来作为参考 的物体。2.对参考系的理解(1)参考系的选取是任意 的,但选取的参考系不同,结论往往不同。一般选静止或匀速直线运动的物体为参考系,通常选地面 为参考系。(2)参考系既可以是运动 的物体,也可以是静止 的物体。(3)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。三、坐标系 为了定量地描述物体的位置及位置变化,需在参考系上建立适当的坐标系。-8-基础夯实 自我诊断 四、位移 速度 1.位移和路程 位 移 路 程 定义 位移表示物体的位置变化,可用由初位置 指向末位置 的有向线段表示 路程是物体运动轨迹的长度 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 联
4、系 在单向直线运动中,位移的大小等于 路程的大小;其他情况下,位移的大小小于 路程的大小 -9-基础夯实 自我诊断 2.速度与速率(1)平均速度:在变速运动中,物体所发生的位移与发生这段位移所用时间 的比值,即v=,是矢量,其方向就是对应位移 的方向。(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻 或经过某一位置 的速度,是矢量。方向:物体的运动方向或运动轨迹的切线方向。(3)速率:瞬时速度 的大小,是标量。(4)平均速率:物体运动实际路程 与发生这段路程所用时间 的比值,不一定等于平均速度的大小。2.定义式:,单位:m/s2。-10-基础夯实 自我诊断 五、加速度 1.定义:速度的变化量与发生这一变化所
5、用时间的比值。a=3.方向:与速度变化量 的方向相同(与物体所受合外力方向相同)。4.物理意义:描述速度变化 的快慢。-11-基础夯实 自我诊断 大街上,车辆如梭,有加速的,有减速的,有来有往。(1)汽车做加速运动时,加速度的方向和速度方向有什么特点?减速时呢?(2)汽车的加速度大(或小),对汽车的速度变化有什么影响?提示(1)加速运动时,加速度方向与速度方向相同;减速运动时,加速度方向与速度方向相反。(2)加速度大(或小),说明汽车速度变化的快(或慢)。-12-基础夯实 自我诊断 1.第31届奥运会于2016年8月5日在巴西里约热内卢开幕,运动会共设28个大项,包括田径、体操、柔道等比赛项目
6、。下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的是()A.在撑竿跳比赛中,研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时 B.帆船比赛中研究帆船在大海中的动作时 C.柔道比赛中确定运动员的动作时 D.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时 答案 解析 解析 关闭能被看作质点的物体,其大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计,故A、B、C错误,D正确。答案 解析 关闭D-13-基础夯实 自我诊断 2.(多选)以往公路上用单点测速仪测车速,个别司机由于熟知测速点的位置,在通过测速点前刹车降低车速来逃避处罚,但却很容易造成追尾事故,所以有些地方已开始采用区间测速,如图所示。下列说法正确的是()A.
7、单点测速测的是汽车的瞬时速率 B.单点测速测的是汽车的平均速率 C.区间测速测的是汽车的瞬时速率 D.区间测速测的是汽车的平均速率 答案 解析 解析 关闭区间测速测的是汽车在一段路程的运动快慢,所以是测平均速率;单点测速是汽车在某一位置对应的速率,所以测的是瞬时速率。答案 解析 关闭AD-14-基础夯实 自我诊断 3.(2016广东惠阳检测)如图所示,物体沿两个半径为R的圆弧由A到C,则它的位移和路程分别为()A.52 R,A 指向 C;10RB.52 R,A 指向 C;52 RC.10R,A 指向 C;52 RD.10R,C 指向 A;52 R 答案 解析 解析 关闭从 A到 C的直线距离
8、l=(3)2+2=10R,所以位移大小为 10R方向从 A 指向 C;从 A 到 C 的路径长度为52R,所以路程为52R。答案 解析 关闭C-15-基础夯实 自我诊断 4.(多选)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和v2,v1、v2在各个时刻的大小如下表所示,从表中数据可以看出()t/s 0 1 2 3 4 v1/(ms-1)18.0 17.5 17.0 16.5 16.0 v2/(ms-1)9.8 11.0 12.2 13.4 14.6 A.火车的速度变化较慢 B.汽车的加速度较小 C.火车的加速度大小为0.5 m/s2 D.汽车的加速度大小为1.2 m/s2 答案 解
9、析 解析 关闭由加速度的定义式 a=和题中表格数据可知,火车速度变化较慢,汽车速度变化较快,所以汽车的加速度较大,选项 A 正确,B 错误;火车、汽车的加速度大小分别为 a 火=0.5 m/s2,a 汽=1.2 m/s2,所以选项 C、D正确。答案 解析 关闭ACD-16-考点一 考点二 考点三 考点一 对质点模型和参考系的理解(自主悟透)1.质点(1)质点是一种理想化的物理模型,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来判断。(3)物体可被看作质点主要有两种情况 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,该物
10、体可以看作质点。-17-考点一 考点二 考点三 2.参考系(1)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言的,在没有特殊说明的情况下,一般选大地或相对大地静止的物体作为参考系。(2)在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。-18-考点一 考点二 考点三 突破训练 1.(2016江西抚州一模)在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法,质点就是这种物理模型之一。关于地球能否看作质点,下列说法正确的是()A.地球的质量太大,不能把地球看作质点 B.地球的体积太大
11、,不能把地球看作质点 C.研究地球的自转时可以把地球看作质点 D.研究地球绕太阳公转时可以把地球看作质点 答案 解析 解析 关闭地球能否看成质点,关键是把地球放到所研究的问题中,看地球的大小和形状对所研究的问题是否产生影响,若不产生影响或影响极小,则可以把地球看作质点,否则不能看作质点。故选项D正确。答案 解析 关闭D-19-考点一 考点二 考点三 2.(2016浙江杭州模拟)在研究下述运动时,能把物体看作质点的是()A.研究短跑运动员的起跑动作时 B.研究无人机的飞行快慢时 C.将一枚硬币用力上抛并猜测它落地时正面是朝上还是朝下时 D.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时 答案 解析 解析 关闭
12、研究短跑运动员的起跑动作、抛出硬币落地时的上下面时,所研究对象的大小和形状不能忽略,故运动员和硬币都不能看作质点;研究汽车翻倒是转动问题,不能将其看作质点;研究无人机飞行快慢时,可把无人机看作质点。故B正确。答案 解析 关闭B-20-考点一 考点二 考点三 3.(2016浙江舟山模拟)下列对物体运动的描述,不是以地面为参考系的是()A.大江东去B.轻舟已过万重山 C.夕阳西下 D.飞花两岸照船红 答案 解析 解析 关闭大江东去是以地面为参考系得出的,A错误;轻舟已过万重山是相对山来说的,故参考系是地面及地面上的高山,B错误;夕阳西下是指太阳相对地面的位置变化,故以地面为参考系,C错误;飞花两岸
13、是指花相对于船的运动,是以运动的船为参考系,不是以地面为参考系,D正确。答案 解析 关闭D-21-考点一 考点二 考点三 规律总结物体看作质点的两个关键点(1)明确题目中要研究的问题是什么。质点是对实际物体的科学抽象,是研究物体运动时对实际物体的近似,真正的质点并不存在。(2)分析物体的大小和形状对所研究的问题影响能否忽略。当物体的大小和形状对所研究运动的影响很小,可以忽略不计时,即可将其视为质点。-22-考点一 考点二 考点三 考点二 平均速度和瞬时速度(师生共研)想一想如果一质点沿直线Ox方向做加速运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=3+2t3(m),它的速度随时间变化的关系为v
14、=6t2 m/s。请思考如何求解t=2 s时的瞬时速度和t=0到t=2 s间的平均速度?提示：由速度随时间变化关系式可得,t=2 s 时的速度为v=622 m/s=24 m/s;由x与t的关系得出各时刻对应的位移,再利用平均速度公式可得t=0到t=2 s间的平均速度为m/s=8 m/s。1=19-32 -23-考点一 考点二 考点三 知识整合1.平均速度与瞬时速度的区别 平均速度与位移和时间有关,表示物体在某段位移或某段时间内运动快慢的平均程度;瞬时速度与位置或时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻运动的快慢程度。2.平均速度与瞬时速度的联系(1)瞬时速度是运动过程中时间间隔t0时的平均速度。
15、(2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等。-24-考点一 考点二 考点三 例1(多选)(2016河北衡水中学模拟)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 52 答案 解析 解析 关闭由=可得,=11 m/s=1 m/s,=52 m/s,故 A、B 正确;所选取的过程离 A
16、点越近,其平均速度越接近 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。答案 解析 关闭ABC-25-考点一 考点二 考点三 例2一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间t内的平均速度是v,紧接着 内的平均速度是,则物体在整段时间内的平均速度是()t2t2A.vB.23vC.43vD.56v 答案 解析 解析 关闭由平均速度的定义式=可得,物体在整段时间内的平均速度=+2 2+2=56v,故选项 D 正确。答案 解析 关闭D-26-考点一 考点二 考点三 方法归纳平均速度与
17、瞬时速度的求解方法 1.是平均速度的定义式,适用于所有的运动。2.平均速度的大小与物体的不同运动阶段有关,求解平均速度的大小时,必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度。3.可以用极短时间内的平均速度来表示某时刻的瞬时速度。v=xt-27-考点一 考点二 考点三 突破训练 4.在例2中,若物体在前一半位移的平均速度为v,后一半位移的平均速度为,求物体在整个过程中的平均速度。v2 答案 解析 解析 关闭物体前一半位移所用的时间为 t1=2=2,后一半位移所用的时间为t2=22=,由平均速度的定义式=得,全程的平均速度为=1+2=23v。答案 解析 关闭23v-28-考点一 考点二 考点三 5
18、.(多选)如图所示,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计算出出发地A到目的地B的直线距离为9 km,而实际从A运动到B用时5 min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km。当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150 km/h。那么可以确定的是()A.整个过程中赛车的平均速度为180 km/h B.整个过程中赛车的平均速度为108 km/h C.赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/h D.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B 答案 解析 解析 关闭从 A 到 B 位移为 9 km,用时112 h,由平均速度定义式可得整个过程的平均速度为 108 km/h,故 A 错,B 对;速
19、度计显示的是瞬时速度大小,故 C对;经过 C时速度的方向是沿过 C点切线指向运动方向,故 D错。答案 解析 关闭BC-29-考点一 考点二 考点三 考点三 加速度与速度及速度变化量的关系(师生共研)速度、速度变化量和加速度的对比 速 度 速度变化量 加速度 物理意义 描述物体运动的快慢 描述物体速度的变化 描述物体速度变化的快慢 定义式 v=xt v=v-v0 a=vt=v-v0t 方向 与位移 x同向,即物体运动的方向 同 v-v0 或由 a的方向决定 与 v 的方向一致,由 F 的方向决定,与 v0、v 方向无关 -30-考点一 考点二 考点三 例3(2016四川成都模拟)如图所示,小球以
20、大小为3 m/s的速度v1水平向右运动,与墙壁相碰经t=0.01 s后以大小为2 m/s的速度v2沿同一直线反向弹回,则小球在这0.01 s内的平均加速度是()A.100 m/s2,方向向右B.100 m/s2,方向向左 C.500 m/s2,方向向左D.500 m/s2,方向向右 思维点拨先选定正方向,再确定各速度的符号,然后利用a=计算。vt 答案 解析 解析 关闭选水平向左为正方向,则 v1=-3 m/s,v2=2 m/s,由 a=得,a=2-1=2-(-3)0.01 m/s2=500 m/s2,方向与 v2 方向相同,水平向左,故 C 正确。答案 解析 关闭C-31-考点一 考点二 考
21、点三 例4下列关于速度、速度的变化量、加速度的说法,正确的是()A.物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大 B.速度很大的物体,其加速度可以为零 C.某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大 D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大 思维点拨解答本题的关键是明确速度、速度的变化量、速度变化快慢(加速度)的关系,知道影响各物理量大小的因素。答案 解析 解析 关闭由 a=可知,当 v 很大,但不知道 t 的大小时,无法确定加速度的大小,故 A 错误;高速匀速飞行的飞机,速度很大,但速度变化量为零,加速度为零,所以 B 正确;炮筒中的炮弹,在火药刚刚燃烧的时刻,炮弹的速度为零,但加速度
22、很大,所以 C 错误;加速度很大,说明速度变化很快,速度可能很快变大,也可能很快变小,故 D 错误。答案 解析 关闭B-32-考点一 考点二 考点三 特别提醒1.加速度的大小与速度的大小没有必然联系。2.a=是加速度的定义式。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,加速度的方向由合力的方向决定。3.物体做加速运动还是减速运动,关键是看物体的加速度与速度的方向关系,而不是看加速度的大小。加速度的大小只反映速度变化(增大或减小)的快慢。vtFm(1)a 和 v 同向(加速直线运动)a 不变,v 随时间均匀增大a 增大,v 增大得越来越快a 减小,v 增大得越来
23、越慢(2)a 和 v 反向(减速直线运动)a 不变,v 随时间均匀减小a 增大,v 减小得越来越快a 减小,v 减小得越来越慢-33-考点一 考点二 考点三 突破训练 6.(多选)关于速度和加速度,下列说法正确的是()A.速度变化量越大,加速度就越大 B.速度变化越快,加速度越大 C.加速度保持不变,速度方向可能改变 D.加速度大小不断变小,速度大小也一定不断变小 答案 解析 解析 关闭加速度是表示速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度越大,A错误,B正确;加速度保持不变,如果物体的速度方向与加速度方向相反,物体做匀减速直线运动,速度减为零后,再反方向做匀加速直线运动,C正确;速度大小的变
24、化,由加速度和速度方向间的关系决定,当加速度大小不断减小,若速度与加速度方向相同,物体速度不断增大,只是增加得越来越慢了,D错误。答案 解析 关闭BC-34-考点一 考点二 考点三 7.(多选)一辆汽车从静止开始匀加速直线开出,然后保持匀速直线运动,最后做匀减速直线运动,直到停止,下表中给出了不同时刻汽车的速度,则下列说法正确的是()A.汽车做匀加速运动时,加速度的大小为3 m/s2 B.与匀加速运动时相比,汽车做匀减速运动时速度变化较慢 C.汽车做匀加速运动过程中速度的变化量与匀减速运动过程中速度的变化量相同 D.汽车从开出到停止总共经历的时间是11 s 时刻/s 1.0 2.0 3.0 5
25、.0 7.0 9.5 10.5 速度/(ms-1)3 6 9 12 12 9 3 答案 解析 解析 关闭汽车做匀加速运动时的加速度 a1=6-32-1 m/s2=3 m/s2,选项 A正确;汽车做匀减速运动时的加速度 a2=3-910.5-9.5 m/s2=-6 m/s2,加速度是描述速度变化快慢的物理量,且 a1|a2|,故选项 B错误;汽车做匀加速运动过程中速度的变化量 v1=12 m/s-0=12 m/s,汽车做匀减速运动过程中速度的变化量 v2=0-12 m/s=-12 m/s,速度变化量是矢量,既有大小又有方向,选项 C 错误;汽车做减速运动过程速度从 3 m/s 减小到 0,需经过
26、 0.5 s 时间,故汽车从开出到停止总共经历的时间为 10.5s+0.5 s=11 s,选项 D 正确。答案 解析 关闭AD-35-思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 用极限法求瞬时物理量 瞬时速度是指t0时物体运动的速度,那么怎么求物体运动的瞬时速度呢?提示：用公式v=,当t(x)很小时,可以近似认为物体的平均速度就是物体在某时刻(某位置)的瞬时速度。-36-思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 1.极限法 有些物理问题涉及的因素较多,过程复杂,我们往往难以洞察其变化规律并对其作出迅速准确的判断。但是,如果我们将问题推到极端状态或极端条件下进行分析,问题有时会变得
27、明朗而简单。像这样将问题从一般状态推到特殊状态进行分析处理问题的方法就是极限法,又称极端法。2.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)公式 v=xt中,当 t0 时 v 是瞬时速度。(2)公式 a=vt中,当 t0 时 a 是瞬时加速度。-37-思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 例题(6分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示被物体挡光的时间。图乙中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个毫秒计时器没有画出。让
28、滑块d从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.510-2 s和1.010-2 s,小滑块d的宽度为0.5 cm。则滑块通过光电门1的速度v1=m/s,滑块通过光电门2的速度v2=m/s。答案 解析 解析 关闭因为滑块 d 的宽度比较小,通过每个光电门的时间都很短,所以可认为滑块通过光电门的平均速度等于瞬时速度。由 v=得 v1=0.2m/s,v2=0.5 m/s。答案 解析 关闭0.2 0.5-38-思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 思维点拨滑块通过光电门的时间极短,是否可以认为滑块通过光电门的平均速度就是它通过光电门的瞬时速度?提示：可以。-39
29、-思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 1.用v=求瞬时速度时,求出的是粗略值,t(x)越小,求出的结果越接近真实值。2.对于匀变速直线运动,一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间中间时刻的瞬时速度。xt-40-思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 1.(2016浙江湖州月考)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,不再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t1=0.30 s,通过第二个
30、光电门所用的时间为t2=0.10 s,从第一个光电门计时结束到第二个光电门计时开始经历的时间为t3=0.30 s。则滑块的加速度大小应为()A.0.67 m/s2B.0.14 m/s2 C.0.40 m/s2D.0.22 m/s2 答案 解析 解析 关闭遮光板通过第一个光电门的平均速度大小为 v1=1=3.010-20.30m/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,即第一个光电门计时 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=2=3.010-20.10m/s=0.3m/s,这个速度就是通过第二个光电门中间时刻的
31、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=2-1=0.3-0.10.30+0.15+0.05 m/s2=0.40 m/s2,因此 C 正确。答案 解析 关闭C-41-思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 2.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间t。测得遮光条的宽度为x,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,正确的措施是()A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度 C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角 xtxt 答案 解析 解析 关闭表示的是 t 时间内的平均速度,遮光条的宽度 x 越窄,则记录遮光时间 t 越小,越接近滑块通过光电门时的瞬时速度,选项 A正确。答案 解析 关闭A
