人教版高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动第1讲描述运动的基本概念课件
展开第1讲 描述运动的基本概念
1 知识梳理·双基自测
1.参考系(1)定义:在描述物体的运动时,选来作为_______的另外的物体。(2)参考系的选取①参考系的选取是任意的,但为了观测方便和运动的描述尽可能简单,一般以_______为参考系。②参考系既可以是静止的物体,也可以是_______的物体。③比较两物体的运动情况时,必须选_____________。注意:不能选本身为参考系。
2.质点(1)定义:用来代替物体的有_______的点叫质点。(2)质点是为了使研究问题简化而引入的一个_________的物理模型,物体简化为质点的条件:物体的_______、_______在所研究的问题中可以忽略。注意:不以大小论质点:大的物体不一定不能看作质点;小的物体不一定能看作质点。
1.位移和路程位移只表示位置的变动, 与运动路径无关。
(2)瞬时速度运动物体在某一_______(或某一位置)的速度。瞬时速度是矢量,方向沿轨迹上该点的_______方向且指向前进的一侧。在实际问题中,只要时间足够短,平均速度可认为等于瞬时速度,如光电门问题。(3)速率①定义:物体瞬时速度的_______。②标、矢性:速率是_______,只有大小,没有方向。
1.物理意义:描述速度___________的物理量。2.定义式a=_____。3.方向:与Δv的方向_______。4.标、矢性:加速度是_______。
思考:2020年国庆节,为加强安保巡逻,警务人员乘用电动平衡车在天安门广场巡逻(如图)。(1)平衡车做加速直线运动时,加速度的方向有什么特点?减速直线运动时呢?(2)平衡车的加速度大(或小),对平衡车的速度变化有什么影响?
[答案] (1)加速直线运动时,加速度方向与速度方向相同;减速直线运动时,加速度方向与速度方向相反。(2)加速度大(或小),说明平衡车速度变化得快(或慢)。
一、堵点疏通1.质点是一种理想化模型,实际并不存在。( )2.参考系必须是静止不动的物体。( )3.做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程。( )4.瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。( )
5.物体的速度很大,加速度不可能为零。( )6.甲的加速度a甲=2 m/s2,乙的加速度a乙=-3 m/s2,a甲>a乙。( )7.物体的加速度增大,速度就增大。( )
二、对点激活1.(2021·江西南昌联考)下列说法中正确的是( )A.质点是一个理想化模型,实际上并不存在B.凡是小的物体,皆可以看作质点C.诗句“飞花两岸照船红”中的“花”是参考系D.地面上的人看水平飞行的飞机投弹,炸弹的运动是直线运动
[解析] 本题考查质点与参考系,质点是实际物体的一种高度抽象,是一种理想化模型,实际上并不存在,故A正确;并不是只有很小的物体才能被看作质点,也不是很大的物体就一定不能被看作质点,关键是看物体的大小和形状对研究的问题而言是否可以忽略,故B错误;诗句“飞花两岸照船红”中指出“花”是移动的,可知该诗句是以“船”为参考系,故C错误;水平飞行的飞机上落下的炸弹,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,地面上的人看到炸弹的运动是平抛运动,故D错误。
2.(2021·河南郑州铁六中月考)关于瞬时速度和平均速度,下列说法中错误的是( )A.一般讲平均速度,必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度B.对于匀速直线运动,其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述物体的运动D.只有瞬时速度才可以精确描述变速运动中物体运动的快慢情况
[解析] 本题考查瞬时速度和平均速度。平均速度为位移和时间之比,对应一段时间或一段位移,所以讲平均速度时,必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度,故A正确;物体做匀速直线运动时速度不变,平均速度与瞬时速度相等且不发生改变,所以匀速直线运动中其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关,故B正确;平均速度是指物体运动过程中的平均快慢程度,瞬时速度是指物体在某一时刻或某一位置的快慢程度,所以只有瞬时速度才能精确描述变速运动中物体运动的快慢情况,故C错误,D正确。本题选错误的选项,故选C。
3.(2021·江西上饶模拟)下列关于加速度的描述中,正确的是( )A.加速度在数值上等于单位时间内速度的变化B.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动C.物体的速度变化量越大,加速度越大D.速度变化越来越快,加速度越来越小
[解析] 本题考查对加速度的理解。加速度是反映物体速度变化快慢的物理量,数值上等于单位时间内速度的变化,故A正确;当加速度方向与速度方向相同时物体做加速运动,加速度减小时,物体速度仍然增加,只是增加得越来越慢,故B错误;物体的速度变化量大,速度变化不一定快,加速度不一定大,故C错误;速度变化快,加速度就一定大,故D错误。
2 核心考点·重点突破
1.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要研究的问题决定的,并非依据物体自身的大小和形状来判断。(3)质点不同于几何“点”,质点有质量,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
对质点、参考系和位移的理解
2.对参考系的三点提醒(1)由于运动具有相对性,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物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。(3)对于复杂运动的物体,应选取最能简单描述物体运动情况的物体为参考系。3.物体的位移与路径无关,只与初、末位置有关,方向总是由初位置指向末位置
(原创)2020年4月19日,历时三天的2020年中国跳水达标赛在国家体育总局跳水馆收官,这是受疫情影响,东京奥运会正式宣布延期后,中国跳水队首次举行队内大练兵。若只研究运动员入水前的下落过程,下列说法中正确的是( )A.为了研究运动员的技术动作,可将正在比赛中的运动员视为质点B.运动员在下落过程中,感觉水面在加速上升C.10 m跳台比赛中,从开始起跳到入水的整个过程中,运动员的位移大于10 mD.跳水过程中运动员的重心位置相对自己是不变的
[解析] 研究运动员的技术动作时,运动员的大小和形状不能忽略,故不可将正在比赛中的运动员视为质点,A错误;运动员在下落过程中做匀加速下降,故感觉水面在加速上升,B正确;位移是初位置到末位置的有向线段,从开始起跳到入水的整个过程中,运动员的路程大于10 m,但位移不会大于10 m,C错误;跳水过程中运动员由于不断改变姿势,故重心位置相对自己是改变的,D错误。
1.平均速度与瞬时速度的区别和联系(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢。(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度。2.平均速度与平均速率的区别平均速度的大小不能称为平均速率,因为平均速率是路程与时间的比值。只有当路程与位移的大小相等时,平均速率才等于平均速度的大小。
1.速度、速度变化量和加速度的对比:
加速度与速度及速度变化量的关系
(多选)一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小到零,那么该物体的运动情况可能是( )A.速度不断增大,到加速度为零时,速度达到最大,而后做匀速直线运动B.速度不断减小,到加速度为零时,物体做匀减速直线运动,而后物体运动停止C.速度不断减小到零,然后向相反方向做加速运动,而后物体做匀速直线运动D.速度不断减小,到加速度为零时速度减小到最小,而后物体做匀速直线运动
[解析] 如果物体的初速度方向与加速度方向相同,在加速度逐渐减小的过程中,物体速度不断增大,当加速度为零时,速度达最大,以后做匀速运动,选项A正确;如果物体的初速度与加速度反向,在加速度逐渐减小的过程中,如果物体速度也逐渐减小,当加速度为零时,如果物体的速度没减速到零,则以后以较小的速度匀速运动,如果速度减为零,而加速度没减为零,则物体将反向加速,加速度为零后,再做反向匀速直线运动。综上所述,可知选项C、D正确,B错误。
(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系。(2)速度变化量与加速度没有必然的联系,速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定。(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,而不是看加速度的变化情况。加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢。
对速度与加速度关系的三点提醒
〔变式训练2〕(多选)如图所示,物体以5 m/s的初速度沿光滑的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( )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
3 名师讲坛·素养提升
方法2 利用打点计时器测速度根据匀变速直线运动中,某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,计算瞬时速度。某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,使用的是照明电路中“220 V、50 Hz”的交流电,记录的纸带如图所示,在纸带上确定A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
(1)根据数据计算出B和F点的瞬时速度,vB=_______ m/s、vF=_______ m/s。(要求保留两位有效数字)(2)如果交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
方法3 利用超声波测车速如图是用超声波测速仪测量车速的示意图,固定的测速仪B发出和接收超声波信号,并记录了不同时刻发射和接收波的情况。在t=0时刻,B第一次发出超声波,t=0.4 s时刻,收到汽车的反射波。t=1.6 s时刻,B第二次发出超声波,t=2.2 s时刻,再次收到反射波。超声波在空气中传播的速度v=340 m/s,汽车是匀速行驶的。求:
(1)汽车在第一次接收到超声波时离测速仪B的距离;汽车在第二次接收到超声波时离测速仪B的距离;(2)汽车的速度。
[答案] (1)68 m 102 m (2)20 m/s
4 2年高考·1年模拟
1.(2021·辽宁模拟)2020年8月27日10时,中央气象台发布台风蓝色预警:今年第8号台风“巴威”已于今天(27日)上午8点30分前后在朝鲜平安北道沿海登陆,登陆时中心附近最大风力12级(35米/秒),中心最低气压970百帕。预计,“巴威”将以每小时50公里左右的速度向北偏东方向移动,即将于今天中午前移入辽宁省境内。关于上述消息中的“35米/秒、每小时50公里”,下述理解中正确的是( )A.分别指平均速度和瞬时速度的大小B.分别指瞬时速度和平均速度的大小C.均指平均速度的大小D.均指瞬时速度的大小
[解析] 35米/秒是指最大风速,对应一个瞬间的速度,故为瞬时速度;而每小时50公里是指台风在某段时间内的平均速度,故B正确,A、C、D错误。
2.(2021·浙江模拟)某校举行教职工趣味运动会,其中一项比赛项目——“五米三向折返跑”活动场地如图所示。AB=AC=AD=5 m,参赛教师听到口令后从起点A跑向B点,用手触摸折返线后再返回A点,然后依次跑向C点、D点,最终返回A点。若人可视为质点,现测得某参赛教师完成活动的时间为7.50 s,则( )A.该教师从A到B和从A到C的位移相同B.该教师全程的平均速度为零C.该教师通过的总位移为30 mD.7.5 s指的是该教师回到起点的时刻
[解析] 本题借助实际问题考查位移、平均速度、时间与时刻。位移是矢量,从A到B与从A到C位移的方向不同,故A错误;初、末位置相同,则整个过程中教师位移为零,平均速度为位移与时间的比值,则该教师全程的平均速度为零,故B正确,C错误;7.5 s是指该教师完成活动所用的时间,是时间间隔,不是时刻,故D错误。
3.(2021·河北定州中学调研)物体做匀变速直线运动,已知第1 s初的速度大小是6 m/s,第2 s末的速度大小是10 m/s,则该物体的加速度不可能是( )A.2 m/s2 B.16 m/s2C.-2 m/s2 D.-8 m/s2
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