2021高考物理沪科版新课程一轮复习关键能力·题型突破1.1　描述运动的基本概念

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关键能力·题型突破

考点一　对质点、参考系和位移的理解

1.如图所示，四轮马达纳米车是用纳米技术制造的一种新型药物输送系统，它可在血管中穿行而不会受到人体免疫系统的攻击，下列情况中可以把纳米车看作质点的是              (　　)

A.研究纳米车的组成时

B.研究纳米车马达的工作时

C.研究纳米车如何治疗疾病时

D.研究纳米车运动的距离时

【解析】选D。研究纳米车的组成时，涉及纳米车的形状与大小，所以不可以将纳米车看作质点，选项A错误；研究纳米车马达的工作时，马达是纳米车的一部分，纳米车的形状不能忽略，不能看作质点，选项B错误；研究纳米车如何治疗疾病时，要考虑纳米车的动作，不能用一个点代替，不能看作质点，选项C错误；研究纳米车运动的距离时，纳米车的形状、大小能忽略，能看作质点，选项D正确。

2.(多选)2019年10月1日庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式在北京天安门广场举行。参加此次阅兵的“轰油—6”空中加油机是中国自主研制的第一款空中加油机。图为加、受油机梯队保持在预对接状态，飞越天安门接受检阅。下列说法中正确的是              (　　)

A.选地面为参考系，受油机是静止的

B.选加油机为参考系，受油机是静止的

C.参考系必须选静止不动的物体

D.任何物体都可以作为参考系

【解析】选B、D。选地面为参考系，受油机是运动的，故A错误；选加油机为参考系，受油机相对于加油机是静止的，故B正确；参考系可以任意选取，可以是静止的物体，也可以是运动的物体，任何物体都可以作为参考系，故C错误，D正确。所以B、D正确，A、C错误。

3.物理的发展，科技的进步给人民生活带来很多便利，如图所示为某款出行软件给“不识路”的驾车一族提供的导航界面，下列说法正确的是              (　　)

A.图中推荐的三种方案位移都相同

B.图中的“90公里”“103公里”“96公里”指的是位移的大小

C.图中推荐的第一种方案驾车距离最短，则位移大小等于路程

D.图中研究汽车在导航图中的位置时，不可以把汽车看作质点

【解析】选A。由于初位置与末位置相同，所以三种方案位移都相同，选项A正确；图中的“90公里”“103公里”“96公里”指的是路程，选项B错误；由于汽车行驶的轨迹不是直线，所以位移大小不等于路程，选项C错误；由于距离比汽车大小大得多，所以研究汽车在导航图中的位置时，可以将汽车看作质点，选项D错误。

4.如图所示是某公园水平地面上半径为R的中国古代八卦图,中央“S”形部分是两个直径都为R的半圆,马大爷在晨练时,从A点出发沿曲线ABCOADC行进,当他走到D点时,他的路程和位移的大小分别为(　　)

A.πR　R     B.πR　πR

C.2πR　R     D.2πR　2R

【解析】选A。从A点出发沿曲线ABCOADC行进。当他走到D点时，路程等于轨迹的长度： s=πR+2π+R=πR，位移大小等于首末位置的距离x==

R，方向由A指向D，选项A正确，B、C、D错误。

1.四步法定质点：

2.参考系选取的“五性”：

3.位移与路程的计算方法：

【加固训练】

1.下列各个事例中，研究对象(加下划线)可以看作质点的是 (　　)

A.研究110 m栏比赛时，谢文骏跨栏的技术动作

B.研究鲸鱼在大洋中的长途迁徙路线

C.我国的“神舟八号”与“天宫一号”实现空中对接

D.为研究相对运动，测量列车A和列车B在平行的双向轨道上交会的时间

【解析】选B。研究谢文骏跨栏时的技术动作，如果把他看作质点，就无法分辨他的动作和姿势，所以不能把他看作质点，选项A错误； 研究鲸鱼在大洋中的长途迁徙路线，可以把鲸鱼看作质点，选项B正确；我国的“神舟八号”与“天宫一号”实现空中对接，如果把它看作质点，就无法分辨具体的对接，所以不能把它看作质点，选项C错误；为研究相对运动，测量列车A和列车B在平行的双向轨道上交会的时间，如果把列车看作质点，就没有交会的时间，选项D错误。

2.宋代诗人陈与义乘船出游时赋诗一首：“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风，卧看满天云不动，不知云与我俱东。”从物理学的角度分析，下列说法正确的是              (　　)

A.诗中 “飞花”是以“两岸”作参考系而言的

B.诗中 “满天云不动”是以“两岸”作参考系而言的

C.“百里榆堤半日风”描述的物理过程中，船可以看作质点

D.诗中的描述体现了运动是相对的、静止是绝对的

【解析】选C。在本题中船是向东行驶，而“飞花两岸照船红”是指花是运动的，即诗人选取的参考系为船或者人，选项A错误；从 “不知云与我俱东”可知，相对于地面来说，诗人与云都是向东运动的，二者的运动状态相同，相对静止。所以诗人以自己为参照物看云时，会认为“卧看满天云不动”的效果，选项B错误； “百里榆堤半日风”描述的物理过程中，船的自身大小可以忽略，则可看成质点，选项C正确；诗中的描述体现了运动是绝对的、静止是相对的，选项D错误。

考点二　平均速度和瞬时速度

平均速度和瞬时速度的计算

【典例1】如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，沿AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹运动所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s。图中方格的边长均为1 m。下列说法不正确的是              世纪金榜导学号(　　)

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点时的速度大小等于物体在ABC段的平均速度大小

【通型通法】

1.题型特征：轨迹→位移→平均速度。

2.思维导引：

【解析】选D。物体在AB段的位移为1 m,因此平均速度为== m/s=1 m/s,选项A正确;物体在ABC段的位移大小为:s2= m= m,所以有== m/s,选项B正确;当物体位移无限小,时间无限短时,物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度,位移越小,平均速度越能代表某点的瞬时速度,选项C正确;物体做曲线运动,物体在B点的速度不等于ABC段的平均速度,选项D错误。

【多维训练1】如图所示，每个小方格都是边长为1 m的正方形，甲、乙、丙、丁四个物体在相等的时间内的运动轨迹分别为曲线AB、ABC、ABCD、ABCDE，则下列说法正确的是              (　　)

A.丁物体的平均速度最小，乙物体平均速度最大

B.丁物体的平均速度最小，丙物体平均速度最大

C.甲物体的平均速度最小，丁物体平均速度最大

D.甲物体的平均速度最小，丙物体平均速度最大

【解析】选D。由图可知，AD之间的距离最大，AB之间的距离最小，可知在相等的时间内，甲物体的位移最小，丙物体位移最大，所以甲物体的平均速度最小，丙物体平均速度最大，选项A、B、C错误，D正确。

【多维训练2】如图所示,甲同学以大小v=3.14 m/s的速度沿半径R=100 m的圆形跑道逆时针运动,途径A点时,乙同学从A点出发沿直径AB由静止开始做匀加速直线运动,并恰好在甲同学运动了半个圆周时和甲同学在B点相遇,取π=3.14。求:

(1)甲同学从A点运动到B点过程中的位移大小x;

(2)乙同学从A点运动到B点过程中的平均速度大小。

【解析】(1)甲从A到B的位移等于圆的直径,

所以大小为x=2R=2×100 m=200 m

(2)甲从A到B的路程:

s=πR=3.14×100 m=314 m

甲到达B的时间:t== s=100 s

乙与甲同时到达B点,所用的时间t′也是100 s,乙的位移大小等于直径200 m。

乙的平均速度:== m/s=2 m/s

答案:(1)200 m　(2)2 m/s

用平均速度求解瞬时速度——极限思想

【典例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Δt,测得遮光条的宽度为Δs,近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,则下列说法正确的是              (　　)

世纪金榜导学号

A.Δt越长,越接近瞬时速度

B.Δt越短,越接近瞬时速度

C.是否越接近瞬时速度与Δt的长短无关

D.为使更接近瞬时速度,可换用宽度更大的遮光条

【解析】选B。是滑块通过光电门的平均速度,当时间趋近于0时,可以认为是滑块通过光电门的瞬时速度,即Δt越短,越接近瞬时速度,选项A、C错误,B正确;为使更接近瞬时速度,可换用宽度更窄的遮光条,选项D错误。

1.平均速度的计算方法：

2.平均速度与瞬时速度的区别和联系：

【加固训练】

1.汽车从制动到停止共用时5 s，而且每1 s前进的距离分别为9 m、7 m、5 m、3 m和1 m。在这段时间内，汽车前1 s和前2 s的平均速度分别为v1和v2。下列说法正确的是              (　　)

A.v1更接近汽车开始制动时的瞬时速度v0，且v1小于v0

B.v1更接近汽车开始制动时的瞬时速度v0，且v1大于v0

C.v2更接近汽车开始制动时的瞬时速度v0，且v2小于v0

D.v2更接近汽车开始制动时的瞬时速度v0，且v2大于v0

【解析】选A。变速直线运动中某一点的瞬时速度可以取该点为起点的一极小时间内的平均速度，时间越小越接近该点的瞬时速度，则本题应取前1 s的速度v1，因是减速运动，则v1<v0，选项A正确，B、C、D错误。

2.机器人大赛中，为研究机器人的运动建立平面直角坐标系。某机器人在平面内由点(0，0)出发，沿直线运动到点(1，3)，紧接着又由点(1，3)沿直线运动到点(3，4)，所用总时间是10 s。平面直角坐标系横、纵坐标轴的单位长度为1 m。则在整个过程中              (　　)

A.机器人的运动轨迹是一条直线

B.机器人的路程为6 m

C.机器人的位移大小为7 m

D.机器人的平均速度大小为0.5 m/s

【解析】选D。画出机器人运动的轨迹如图，

可知，机器人的轨迹不是直线，选项A错误；

机器人的轨迹为两段直线，前一段长度

s1= m= m，

后一段的长度s2= m= m，

总路程s=s1+s2=(+) m，选项B错误；

机器人的位移x= m=5 m，选项C错误；

平均速度大小为== m/s=0.5 m/s，选项D正确。

考点三　加速度

速度、速度变化量和加速度的关系

【典例3】有下列几种情形，正确的是 (　　)世纪金榜导学号

A.点火后即将升空的火箭，因为火箭还没运动，所以加速度一定为零

B.高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车，因紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大

C.高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度一定很大

D.100米比赛中，甲比乙跑得快，说明甲的加速度大于乙的加速度

【通型通法】

1.题型特征：速度、速度变化量、加速度。

2.思维导引：

(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系。

(2)速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间共同决定。

(3)速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的。

【解析】选B。点火后即将升空的火箭，火箭还没运动，但由于合外力不为零，加速度不为零，选项A错误；轿车紧急刹车，速度变化很快，根据加速度的定义式a= 可知，加速度很大，选项B正确；高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，但速度变化较小，加速度较小，选项C错误；100米比赛中，甲比乙跑得快，说明甲的速度大于乙的速度，选项D错误。

【多维训练】猎豹起跑时在4 s内速度能达到30 m/s。军用喷气式飞机着陆时在10 s内速度600 m/s降为540 m/s。下列对二者运动的分析正确的有(　　)

A.猎豹用时较短,所以猎豹的加速度更大

B.飞机速度变化量大,所以飞机的加速度更大

C.单位时间内猎豹的速度变化量大,所以猎豹的加速度更大

D.猎豹的速度在增加,所以猎豹的加速度更大

【解析】选C。猎豹起跑的末速度为v1=30 m/s,加速度为a1== m/s2=

7.5 m/s2;军用喷气式飞机着陆,初速度v2=600 m/s,末速度v3=540 m/s,加速度为a2== m/s2=-6 m/s2,加速度大小为6 m/s2;综上所述,猎豹加速度更大,选项A、B、D错误,C正确。

加速度的计算

【典例4】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个运动员从高处自由落下，以大小为8 m/s的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回，已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s，那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为              世纪金榜导学号(　　)

A.2.0 m/s2，向下　　 B.8.0 m/s2，向上

C.10.0 m/s2，向下  D.18 m/s2，向上

【通型通法】

1.题型特征：计算加速度。

2.思维导引：

【解析】选D。

方法一：取初速度的方向为正方向，即取着网前的速度方向为正方向，则v1=

8 m/s，v2=-10 m/s，则a== m/s2=-18 m/s2，负号说明加速度的方向与正方向相反，即向上，选项D正确。

方法二：取末速度的方向为正方向，即着网后的速度方向为正方向，则v1=-8 m/s，v2=10 m/s，则a== m/s2=18 m/s2，说明加速度的方向与正方向相同，选项D正确。

【多维训练1】2019年6月6日，中国科考船“科学”号对马里亚纳海沟南侧系列海山进行调查，船上搭载的“发现”号遥控无人潜水器完成了本航次第10次下潜作业，“发现”号下潜深度可达6 000 m以上。潜水器完成作业后上浮，上浮过程初期可看作匀加速直线运动。今测得潜水器相继经过两段距离为8 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则其加速度大小是              (　　)

A. m/s2　     B. m/s2

C. m/s2      D. m/s2

【解析】选A。根据中间时刻的速度等于平均速度可知：v1= m/s=2 m/s ；v2=

m/s=4 m/s，再根据加速度的定义可知：a== m/s2= m/s2，故选A。

【多维训练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

【解析】选B、C。若2 s后物体的速度仍向上,则有a== m/s2=-1 m/s2,若2 s后速度方向向下,则有a== m/s2=-4 m/s2,负号说明加速度向下,选项B、C正确。

1.速度、速度变化量、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：

3.计算加速度的方法：

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