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新教材高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第1节运动的描述课件
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这是一份新教材高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第1节运动的描述课件，共46页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，增素能精准突破，课程标准，核心素养，试题情境，考向预测，某一瞬时，时间间隔，位移和路程等内容，欢迎下载使用。
1.通过实验,探究匀变速直线运动的特点,能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动,理解匀变速直线运动的规律,能运用其解决实际问题,体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。2.通过实验,认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容,认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用
本章是整个物理学科的基础之一,高考中单独考查时以运动图像、匀变速直线运动规律的应用为主,自由落体运动、竖直上抛运动是经常考查的运动形式。近年来,高考试题注重与生活素材相结合,题型多为选择题。 同时,相关内容也常渗透到实验题中。在计算题中,一般与其他知识结合起来综合考查
一、质点、参考系1.质点(1)定义:用来代替物体的有 的点。 (2)条件:物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计。 不以大小论质点(3)实质:质点是一种理想化的模型,实际并不存在。
2.参考系(1)定义:在描述物体的运动时,用来做 的物体。 (2)参考系的选取 不能选自身为参考系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比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。
易错辨析 (1)研究神舟十三号飞船与天和核心舱对接时,可以把天和核心舱看成质点。( )(2)参考系可以任意选取,但一般遵循描述运动方便的原则。( )
应用提升1.(多选)为了提高枪械射击时的准确率,制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽。这样,当子弹在枪管中运动时,会按照旋转的方式前进。子弹离开枪管后,子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响,从而提高子弹飞行的稳定性。下列关于子弹运动的说法正确的是( )A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看作质点B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看作质点C.无论研究什么问题都可以把子弹看作质点D.能否将子弹看作质点,取决于我们所研究的问题
解析 在研究子弹的旋转对飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状,因此不可以把子弹看作质点,选项A错误。研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时,其大小和形状可以忽略,可以把子弹看作质点,选项B正确。能否将子弹看作质点,取决于所研究的问题,只要其大小与形状对所研究问题的影响可以忽略,就可以看作质点,选项C错误,D正确。
二、时刻和时间间隔 位移和路程1.时刻和时间间隔时刻是表示 ,如果以一维坐标表示时间轴,则轴上的点表示 ,而两坐标点之间的线段表示 。
易错辨析 (3)当一个物体做竖直上抛运动返回原抛出点时,位移的大小等于上升高度的两倍。( )(4)一分钟有60个时刻。( )(5)一个物体在运动的过程中位移的大小不会比路程大。( )
应用提升2.一实心圆柱体的轴截面为矩形ABCD,底面直径AB=6 cm,高BC=8 cm,若有一蚂蚁沿圆柱体表面从A点爬到C点觅食,要想全程沿最短路径爬行,下列说法正确的是( )A.位移大小为8 cmB.位移大小为12 cm
D.路程为12 cm
三、速度和速率1.平均速度:物体的位移与发生这段位移所用时间的比值,即 ,是矢量,其方向就是物体 的方向。 当时间足够短时,平均速度可认为等于瞬时速度2.瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一 的速度,是矢量。 3.速率: 的大小,是标量。
易错辨析 (6)平均速度就是速度的平均值。( )(7)瞬时速度的方向与平均速度的方向一定相同。( )
应用提升3.汽车从制动到停止共用了5 s。这段时间内,汽车每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m。汽车运动的最后3 s的平均速度是( )A.9 m/sB.8 m/sC.2 m/sD.3 m/s
速度变化快慢、速度变化率、加速度三者含义相同四、加速度1.物理意义:描述物体速度 的物理量。 2.定义式:a= ,单位为 。 3.方向:加速度为矢量,其方向与 的方向相同,由物体受到的合力方向决定。 易错辨析 (8)一个物体的速度很大,加速度不可能为零。( )(9)加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大。( )
应用提升4.在如图所示的三种情况中,小车是否都有加速度?请说明理由。
答案 都有加速度,理由见解析解析 由题图可知甲中小车速度先增大后减小,故一定有加速度;乙中小车沿道路做圆周运动,速度方向发生变化,一定有加速度;丙中小车速度方向发生变化,故也有加速度。
旁栏边角阅读“科学漫步”——变化率,完成下面题目。电梯、汽车等交通工具在加速时会使乘客产生不适感,其中不适感的程度可用“急动度”来描述。急动度是描述加速度变化快慢的物理量,即 。汽车工程师用急动度作为评判乘客不舒适程度的指标,按照这一指标,具有零急动度的乘客,感觉较舒适。某汽车加速过程的急动度j随时间t的变化规律如图所示。下列说法正确的是( )A.在0~5.0 s时间内,汽车做匀加速直线运动B.在5.0~10.0 s时间内,汽车做匀加速直线运动C.在0~5.0 s时间内,汽车加速度的变化量大小为2.0 m/s2D.在5.0~10.0 s时间内,乘客感觉较舒适
答案 C解析 由急动度的物理意义可知,在0~5.0 s时间内,急动度增加,加速度增加得越来越快,在5.0~10.0 s时间内,急动度不变,则加速度均匀增加,故A、B错误;由急动度的物理意义可知,图像的面积代表加速度的变化量,在0~5.0 s时间内,汽车加速度的变化量大小为 ×0.8×5 m/s2=2.0 m/s2,故C正确;急动度为零时乘客感觉较舒适,在5.0~10.0 s时间内急动度不为零,故D错误。
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:①多数情况下,平动的物体可以被看作质点;②物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略时,该物体可以被看作质点。
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.对位移和路程的理解(1)位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。(2)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。
1.(2021浙江卷)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解析 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,可将猫看作质点,选项A正确;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,旋转球不能看作质点,选项B错误;研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿的大小和形状不能忽略,不能将鸟儿看作质点,选项C错误;研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马的大小和形状不能忽略,不能把马看作质点,选项D错误。
2.(2023广东茂名期末)2023年五一长假期间,泰山景区迎来了一大批游客。游客可以选择乘坐索道登顶,中天门—南天门索道,全长2 078 m,上、下高度差约600 m,单程运行时间约7分钟。沿途风景极其壮观,惊险刺激,可以简化成下图。对于乘坐索道缆车正在观光的某游客来说,下列说法正确的是( )A.以自己为参考系,看到前面的山迎面而来B.计算游客乘坐索道缆车的时间时,不可以将游客看作质点C.“2 078 m”指的是位移D.“7分钟”指的是时刻
解析 计算游客乘坐索道缆车的时间时,游客的形状和大小对所研究的问题可忽略不计,故可以将游客看作质点,选项B错误。“2 078 m”指的是运动轨迹的长度,为路程,选项C错误。“7分钟”指的是时间,选项D错误。
3.(2022辽宁卷)桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成,结构示意图如图所示。在某次作业中桥架沿轨道在水平方向上移动了8 m,小车在桥架上竖直向上移动了6 m。该次作业中小车相对地面的位移大小为( )A.6 mB.8 mC.10 mD.14 m
答案 C 解析 小车随桥架在水平方向上移动了8 m,小车在桥架上竖直向上移动了6 m,所以总的位移为x= m=10 m,故C正确,A、B、D错误。
2.用平均速度法求瞬时速度
3.判断方法和技巧(1)判断是否为瞬时速度,关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”。(2)求平均速度要找准对应的“位移”和发生这段位移所需的“时间”。
4.(2023云南昆明高三月考)物体沿曲线的箭头方向运动,运动轨迹如图所示(小正方格边长为1 m)。AB、ABC、ABCD、ABCDE四段运动轨迹所用的运动时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s。下列说法正确的是( )
A.物体过B点的速度等于AC段的平均速度B.物体过C点的速度大小一定是 m/sC.ABC段的平均速度比ABCD段的平均速度更能反映物体处于B点时的瞬时速度D.物体在ABCDE段运动的速度方向时刻改变
时,物体的平均速度可以替代某点的瞬时速度,时间越短,平均速度越能代表某点的瞬时速度,所以ABC段的平均速度比ABCD段的平均速度更能反映物体处于B点时的瞬时速度,故C正确;物体在BC段的速度方向没有时刻改变,故D错误。
5.(2023广东珠海高三月考)小华吃完晚饭去公园散步,他从公园正门出发,一个小时以后回到公园正门同一位置,在这个过程中( )A.路程不为零,位移为零B.如果数走的步数,可以把小华看作质点C.平均速度不为零D.任何时刻的瞬时速度都不为零
答案 A解析 他从公园正门出发,一个小时以后回到公园正门同一位置,在这个过程中路程是轨迹的长度,不为零,又回到出发点,则位移为零,故A正确;数走的步数时不可以把小华看作质点,否则无法判定跨步的动作,无法数步数,故B错误;平均速度是位移与时间的比值,等于零,故C错误;无法判断任何时刻的瞬时速度,故D错误。
1.速度、速度变化量和加速度的比较
2.判断质点做加速直线运动或减速直线运动的方法
6.(2022河南驻马店期末)2021年5月15日,天问一号着陆器成功着陆火星表面。在靠近火星表面的过程中,着陆器先经过火星的大气层减速,当速度减为4.6×102 m/s时打开降落伞,经过90 s速度进一步减为1.0×102 m/s,此时着陆器与降落伞分离,经过对着陆点的探测后平稳着陆。若着陆器从打开降落伞到与降落伞分离的运动方向是竖直向下的,则从打开降落伞到与降落伞分离这个过程中,着陆器的平均加速度大小与方向分别为( )A.5.1 m/s2,竖直向上B.4 m/s2,竖直向上C.4 m/s2,竖直向下D.1.1 m/s2,竖直向下
7.西成高铁的开通,让蜀道不再难!西成高速铁路,设计速度250 km/h,客运里程643 km。下表记录的是该列车在某次试运行时一段直线运动中的数据,则下列说法正确的是( )
A.题中的643 km是指位移B.题中的250 km/h是指平均速度C.在该段直线运动中,列车的加速度大小约为1.028 m/s2D.在研究列车从西安到成都所用时间时,不能把列车看成质点
1.通过实验,探究匀变速直线运动的特点,能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动,理解匀变速直线运动的规律,能运用其解决实际问题,体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。2.通过实验,认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容,认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用
本章是整个物理学科的基础之一,高考中单独考查时以运动图像、匀变速直线运动规律的应用为主,自由落体运动、竖直上抛运动是经常考查的运动形式。近年来,高考试题注重与生活素材相结合,题型多为选择题。 同时,相关内容也常渗透到实验题中。在计算题中,一般与其他知识结合起来综合考查
一、质点、参考系1.质点(1)定义:用来代替物体的有 的点。 (2)条件:物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计。 不以大小论质点(3)实质:质点是一种理想化的模型,实际并不存在。
2.参考系(1)定义:在描述物体的运动时,用来做 的物体。 (2)参考系的选取 不能选自身为参考系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比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。
易错辨析 (1)研究神舟十三号飞船与天和核心舱对接时,可以把天和核心舱看成质点。( )(2)参考系可以任意选取,但一般遵循描述运动方便的原则。( )
应用提升1.(多选)为了提高枪械射击时的准确率,制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽。这样,当子弹在枪管中运动时,会按照旋转的方式前进。子弹离开枪管后,子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响,从而提高子弹飞行的稳定性。下列关于子弹运动的说法正确的是( )A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看作质点B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看作质点C.无论研究什么问题都可以把子弹看作质点D.能否将子弹看作质点,取决于我们所研究的问题
解析 在研究子弹的旋转对飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状,因此不可以把子弹看作质点,选项A错误。研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时,其大小和形状可以忽略,可以把子弹看作质点,选项B正确。能否将子弹看作质点,取决于所研究的问题,只要其大小与形状对所研究问题的影响可以忽略,就可以看作质点,选项C错误,D正确。
二、时刻和时间间隔 位移和路程1.时刻和时间间隔时刻是表示 ,如果以一维坐标表示时间轴,则轴上的点表示 ,而两坐标点之间的线段表示 。
易错辨析 (3)当一个物体做竖直上抛运动返回原抛出点时,位移的大小等于上升高度的两倍。( )(4)一分钟有60个时刻。( )(5)一个物体在运动的过程中位移的大小不会比路程大。( )
应用提升2.一实心圆柱体的轴截面为矩形ABCD,底面直径AB=6 cm,高BC=8 cm,若有一蚂蚁沿圆柱体表面从A点爬到C点觅食,要想全程沿最短路径爬行,下列说法正确的是( )A.位移大小为8 cmB.位移大小为12 cm
D.路程为12 cm
三、速度和速率1.平均速度:物体的位移与发生这段位移所用时间的比值,即 ,是矢量,其方向就是物体 的方向。 当时间足够短时,平均速度可认为等于瞬时速度2.瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一 的速度,是矢量。 3.速率: 的大小,是标量。
易错辨析 (6)平均速度就是速度的平均值。( )(7)瞬时速度的方向与平均速度的方向一定相同。( )
应用提升3.汽车从制动到停止共用了5 s。这段时间内,汽车每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m。汽车运动的最后3 s的平均速度是( )A.9 m/sB.8 m/sC.2 m/sD.3 m/s
速度变化快慢、速度变化率、加速度三者含义相同四、加速度1.物理意义:描述物体速度 的物理量。 2.定义式:a= ,单位为 。 3.方向:加速度为矢量,其方向与 的方向相同,由物体受到的合力方向决定。 易错辨析 (8)一个物体的速度很大,加速度不可能为零。( )(9)加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大。( )
应用提升4.在如图所示的三种情况中,小车是否都有加速度?请说明理由。
答案 都有加速度,理由见解析解析 由题图可知甲中小车速度先增大后减小,故一定有加速度;乙中小车沿道路做圆周运动,速度方向发生变化,一定有加速度;丙中小车速度方向发生变化,故也有加速度。
旁栏边角阅读“科学漫步”——变化率,完成下面题目。电梯、汽车等交通工具在加速时会使乘客产生不适感,其中不适感的程度可用“急动度”来描述。急动度是描述加速度变化快慢的物理量,即 。汽车工程师用急动度作为评判乘客不舒适程度的指标,按照这一指标,具有零急动度的乘客,感觉较舒适。某汽车加速过程的急动度j随时间t的变化规律如图所示。下列说法正确的是( )A.在0~5.0 s时间内,汽车做匀加速直线运动B.在5.0~10.0 s时间内,汽车做匀加速直线运动C.在0~5.0 s时间内,汽车加速度的变化量大小为2.0 m/s2D.在5.0~10.0 s时间内,乘客感觉较舒适
答案 C解析 由急动度的物理意义可知,在0~5.0 s时间内,急动度增加,加速度增加得越来越快,在5.0~10.0 s时间内,急动度不变,则加速度均匀增加,故A、B错误;由急动度的物理意义可知,图像的面积代表加速度的变化量,在0~5.0 s时间内,汽车加速度的变化量大小为 ×0.8×5 m/s2=2.0 m/s2,故C正确;急动度为零时乘客感觉较舒适,在5.0~10.0 s时间内急动度不为零,故D错误。
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:①多数情况下,平动的物体可以被看作质点;②物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略时,该物体可以被看作质点。
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.对位移和路程的理解(1)位移由始、末位置决定,路程由实际的运动路径决定。(2)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。
1.(2021浙江卷)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解析 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,可将猫看作质点,选项A正确;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,旋转球不能看作质点,选项B错误;研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿的大小和形状不能忽略,不能将鸟儿看作质点,选项C错误;研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马的大小和形状不能忽略,不能把马看作质点,选项D错误。
2.(2023广东茂名期末)2023年五一长假期间,泰山景区迎来了一大批游客。游客可以选择乘坐索道登顶,中天门—南天门索道,全长2 078 m,上、下高度差约600 m,单程运行时间约7分钟。沿途风景极其壮观,惊险刺激,可以简化成下图。对于乘坐索道缆车正在观光的某游客来说,下列说法正确的是( )A.以自己为参考系,看到前面的山迎面而来B.计算游客乘坐索道缆车的时间时,不可以将游客看作质点C.“2 078 m”指的是位移D.“7分钟”指的是时刻
解析 计算游客乘坐索道缆车的时间时,游客的形状和大小对所研究的问题可忽略不计,故可以将游客看作质点,选项B错误。“2 078 m”指的是运动轨迹的长度,为路程,选项C错误。“7分钟”指的是时间,选项D错误。
3.(2022辽宁卷)桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成,结构示意图如图所示。在某次作业中桥架沿轨道在水平方向上移动了8 m,小车在桥架上竖直向上移动了6 m。该次作业中小车相对地面的位移大小为( )A.6 mB.8 mC.10 mD.14 m
答案 C 解析 小车随桥架在水平方向上移动了8 m,小车在桥架上竖直向上移动了6 m,所以总的位移为x= m=10 m,故C正确,A、B、D错误。
2.用平均速度法求瞬时速度
3.判断方法和技巧(1)判断是否为瞬时速度,关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”。(2)求平均速度要找准对应的“位移”和发生这段位移所需的“时间”。
4.(2023云南昆明高三月考)物体沿曲线的箭头方向运动,运动轨迹如图所示(小正方格边长为1 m)。AB、ABC、ABCD、ABCDE四段运动轨迹所用的运动时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s。下列说法正确的是( )
A.物体过B点的速度等于AC段的平均速度B.物体过C点的速度大小一定是 m/sC.ABC段的平均速度比ABCD段的平均速度更能反映物体处于B点时的瞬时速度D.物体在ABCDE段运动的速度方向时刻改变
时,物体的平均速度可以替代某点的瞬时速度,时间越短,平均速度越能代表某点的瞬时速度,所以ABC段的平均速度比ABCD段的平均速度更能反映物体处于B点时的瞬时速度,故C正确;物体在BC段的速度方向没有时刻改变,故D错误。
5.(2023广东珠海高三月考)小华吃完晚饭去公园散步,他从公园正门出发,一个小时以后回到公园正门同一位置,在这个过程中( )A.路程不为零,位移为零B.如果数走的步数,可以把小华看作质点C.平均速度不为零D.任何时刻的瞬时速度都不为零
答案 A解析 他从公园正门出发,一个小时以后回到公园正门同一位置,在这个过程中路程是轨迹的长度,不为零,又回到出发点,则位移为零,故A正确;数走的步数时不可以把小华看作质点,否则无法判定跨步的动作,无法数步数,故B错误;平均速度是位移与时间的比值,等于零,故C错误;无法判断任何时刻的瞬时速度,故D错误。
1.速度、速度变化量和加速度的比较
2.判断质点做加速直线运动或减速直线运动的方法
6.(2022河南驻马店期末)2021年5月15日,天问一号着陆器成功着陆火星表面。在靠近火星表面的过程中,着陆器先经过火星的大气层减速,当速度减为4.6×102 m/s时打开降落伞,经过90 s速度进一步减为1.0×102 m/s,此时着陆器与降落伞分离,经过对着陆点的探测后平稳着陆。若着陆器从打开降落伞到与降落伞分离的运动方向是竖直向下的,则从打开降落伞到与降落伞分离这个过程中,着陆器的平均加速度大小与方向分别为( )A.5.1 m/s2,竖直向上B.4 m/s2,竖直向上C.4 m/s2,竖直向下D.1.1 m/s2,竖直向下
7.西成高铁的开通,让蜀道不再难!西成高速铁路,设计速度250 km/h,客运里程643 km。下表记录的是该列车在某次试运行时一段直线运动中的数据,则下列说法正确的是( )
A.题中的643 km是指位移B.题中的250 km/h是指平均速度C.在该段直线运动中,列车的加速度大小约为1.028 m/s2D.在研究列车从西安到成都所用时间时,不能把列车看成质点
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