第一章 运动的描述【思维导图+考点通关】-2022-2023学年高一物理单元复习（人教版2019必修第一册）

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第一章   运动的描述 一、思维导图二、考点通关01  质点1．对质点的理解(1)质点是用来代替物体的有质量的点，只占有位置而不占有空间，具有被代替物体的全部质量．(2)质点是一种“理想化模型”，它是对实际物体的一种科学抽象．2．物体能看成质点的条件(1)物体的大小、形状对研究结果没有影响或影响可以忽略时．(2)平动的物体．(3)当所研究物体的运动涉及的空间远大于物体的尺寸时．注意：物体能否被看成质点，与物体本身的形状、大小和质量大小无关．例1．下图描绘了一名运动员在跳远中助跑、起跳、飞行、落坑几个瞬间的动作。下列情况中可以把运动员看成质点的是（　　）A．研究运动员的跳远成绩时 B．研究运动员的助跑动作时C．研究运动员的起跳动作时 D．研究运动员的飞行动作时例2．如图所示，2021年10月16日0时23分，神舟十三号成功发射，随后与天和核心舱交会对接，3名航天员成功抵达天和核心舱，开始长达6个月的太空任务。则以下说法正确的是（　　）A．神舟十三号与天和核心舱对接的过程，可将它们视为质点B．研究飞船姿态控制问题时，能将其视为质点C．航天员在核心舱外执行任务时，可以将核心舱视为质点D．研究飞船对接后的运动时，可选地球为参考系02  参考系1．选取参考系的意义静止是相对的，运动是绝对的．要描述一个物体的运动时，首先必须选定参考系，之后才能确定物体的位置、研究物体的运动．对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果往往不同．2．参考系的选取原则(1)参考系的选取可以是任意的，但在实际问题中，参考系的选取应以使研究问题尽可能方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．例如研究火车上物体的运动时，一般选取火车作为参考系；研究地面上物体的运动时，一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系．(2)在比较不同物体的运动时，应选择同一参考系．例3．下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是（　　）A．诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的B．钱塘观潮时，观众觉得潮水扑面而来是以“潮水”为参考系的C．“桥流水不流”中的“桥流”是以水为参考系的D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的例4．开始时，两列火车平行地停在某一站台上；过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树木在向西运动，乙车内的乘客发现甲车仍没有动。如以地面为参考系，上述事实说明（　　）A．甲车向东行驶，乙车不动 B．乙车向东行驶，甲车不动C．甲车向西行驶，乙车向东运动 D．甲、乙两车以相同的速度向东行驶03  时刻和时间间隔时刻与时间间隔的比较 时刻时间间隔在时间轴上的表示用点表示用线段表示描述关键词“初”“末”“时”，如“第1 s末”“第2 s初”“3 s时”“内”，如“第2 s内”“前3 s内”联系两个时刻之间为一段时间间隔，时间间隔能表示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片例5．如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是　　A．表示时间间隔，称为第内B．表示时刻，称为第末或第初，也可以称为前C．表示时间，称为最初内或第内D．表示时间，称为第内例6．如图所示是一位同学坐出租车收到单据的部分内容，其中（　　）车费明细11.50元里程费（4.30千米）       9.50元时长费          2.00元××支付                    11.50元 A．4.30千米表示位移，10分钟表示时间间隔 B．4.30千米表示位移，10分钟表示时刻C．4.30千米表示路程，10分钟表示时间间隔 D．4.30千米表示路程，10分钟表示时刻04  位移和路程　矢量和标量1．位移和路程的区别与联系项目比较位移路程区别物理意义描述物体的位置变化，是由初位置指向末位置的有向线段描述物体运动轨迹的长度矢标性矢量标量相关因素由物体的初、末位置决定，与物体运动路径无关既与物体的初、末位置有关，也与物体运动路径有关联系(1)都是过程量(2)位移的大小不大于相应的路程，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程2．矢量和标量(1)标量标量是指只有大小而没有方向的物理量．如长度、质量、路程等．(2)矢量矢量是指既有大小又有方向的物理量，如位移、力等．矢量可以用带箭头的有向线段表示，在一维坐标系中可以用正负表示它的方向．例7．如图所示，在距离地面1.8 m高的位置竖直向上抛出一枚网球，观测到网球上升3.2 m后回落，最后落回地面。空气阻力忽略不计，规定竖直向上为正方向。以抛出点为坐标原点建立一维坐标系，下列说法正确的是（   ）A．最高点的位置坐标为3.2 m，落地点的位置坐标为1.8 mB．网球从抛出点到最高点的位移为5.0 mC．网球从抛出点到落地点的路程为8.2 mD．网球从最高点到落地点的位移为5.0 m例8．下列关于矢量和标量的说法正确的是（　　）A．矢量和标量没有严格的区别，同一个物理量可以是矢量，也可以是标量B．矢量都是有方向的C．时间、时刻是标量，路程是矢量D．初中学过的电流是有方向的量，所以电流是矢量05  坐标系　位移－时间图像1．直线运动中的位置和位移（1）位置在一维坐标系中的表示在一维坐标系中，物体的位置用它的坐标表示，坐标的绝对值表示物体到坐标原点的距离．（2）位移在一维坐标系中的表示用初、末坐标的差值即Δx＝x2－x1表示位移．Δx的绝对值表示位移大小，Δx的正负表示方向，正为沿x轴正方向，负则沿x轴负方向．（3）建立一维坐标系时，选择不同的坐标原点，物体的位置坐标不同，但在同一运动过程中物体位移却是相同的．2．从位移—时间图像(x－t图像)中获得的信息(1)任一时刻质点的位置图像中的每一个点表示质点某时刻的位置．(2)质点在某段时间内发生的位移．(3)两图线的交点表示两质点在这一时刻位于同一位置，即相遇了．(4)截距若图像不过原点，如图中图线甲所示，表示质点的出发位置不在坐标原点，图线乙则代表t＝t1时刻质点才开始运动．提醒：（1）x－t图像中的图线表示的是位移随时间变化的规律，不是质点运动的轨迹．（2）x－t图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例9．如图所示，一只篮球从距离地面2.0 m高的位置落下，被地面弹回，在距离地面1.0 m高的位置被接住。以距离地面2.0 m高的位置为坐标原点建立一维坐标系，以竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　）A．篮球开始下落时的位置坐标为2.0 m B．篮球被接住时的位置坐标为1.0 mC．篮球从落下到被接住通过的位移为 D．篮球从落下到被接住通过的路程为1.0 m例10．（多选）一质点运动的x—t图象如图所示，下列说法正确的是（　　）A．0～6s内位移为mB．2～4s内位移为4mC．0～6s内路程为4mD．2～6s内质点一直向同一方向运动06  速度　平均速度和瞬时速度1．对v＝的理解(1)公式v＝中的Δx是物体运动的位移，不是路程．(2)v＝是速度的定义式，v的大小与Δx及Δt无关．不能认为v与位移成正比、与时间成反比．2．速度是矢量(1)速度既有大小，又有方向，是矢量．(2)比较两个物体的速度是否相同时，既要比较速度的大小是否相等，又要比较速度的方向是否相同．3．平均速度和瞬时速度 平均速度瞬时速度物理意义描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度和方向，与一段时间或一段位移对应描述物体在某时刻运动的快慢和方向，与某一时刻或某一位置对应大小由v＝求出当Δt→0时可由v＝求出方向与位移的方向相同，不一定与物体瞬时运动的方向相同就是该时刻物体运动的方向说明(1)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等(2)当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就等于瞬时速度例11．关于速度，下列说法中正确（　　）A．速度是表示物体位置变化快慢的物理量，既有大小，又有方向，是矢量B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小，没有方向，是标量C．速度大小不变的运动是匀速直线运动D．汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器例12．某同学在赛跑中，到达终点的速度是，全程的速度约为。以上描述中（　　）A．“”和“”都表示平均速度B．“”和“”都表示瞬时速度C．“”表示平均速度，“”表示瞬时速度D．“”表示瞬时速度，“”表示平均速度07  平均速度与平均速率1．平均速度(1)定义式：平均速度＝，即v＝.(2)意义：粗略描述物体位置变化的快慢，与物体运动的路径无关．2．平均速率(1)定义式：平均速率＝，即v＝.(2)意义：粗略地描述物体运动的快慢，与物体运动的路径有关．3．速率(1)概念：速率是瞬时速度的大小，是瞬时速率的简称．(2)意义：精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢．注意：①平均速度是矢量，方向与位移的方向相同．②平均速率和速率是标量，无方向．③平均速度的大小一般不等于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率．例13．某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为，下山的平均速率为，则往返的平均速度的大小和平均速率是（　　）A．， B．， C．0， D．0，14．关于速度与速率，下列说法错误的是（　　）A．瞬时速度的大小叫作速率，平均速度的大小叫作平均速率B．速度是表示物体运动快慢的物理量，既有大小，又有方向，是矢量C．运动物体在某一时刻或某一位置的速度，叫作瞬时速度，它是矢量D．汽车上的速度计是用来测量汽车的速率的仪器08  速度变化量和加速度1．对加速度的理解（1）加速度是表示速度变化快慢的物理量，加速度越大，速度变化越快，加速度越小，速度变化越慢．（2）a＝是加速度的定义式，不能说a与Δv成正比，与Δt成反比，速度变化量Δv大，加速度a不一定大，比如列车由静止到高速行驶，速度变化量很大，但经历时间也长，所以加速度并不大．（3）速度v大，速度变化量Δv不一定大，比如匀速飞行的飞机速度很大，速度变化量Δv为零，加速度a等于零．速度v小，加速度a不一定小，比如射击瞬间的子弹．所以v、Δv、a大小无直接关系．（4）叫速度变化率，表示单位时间速度变化大小．2．加速度的计算（1）规定正方向．一般选初速度v1的方向为正方向．（2）判定v2的方向，确定v2的符号．（3）利用公式a＝计算．要注意速度反向情况下速度变化量的计算．3．加速度的方向（1）加速度是矢量，它的方向与速度的变化量Δv的方向相同．（2）速度变化量Δv可通过作图确定，把表示物体初、末速度有向线段的箭尾放在同一点，以初速度箭头端为起点，以末速度的箭头端为终点，作出的有向线段就表示Δv(如图所示)，确定了Δv的方向也就确定了a的方向．（3）在直线运动中，加速度方向与速度方向相同时，物体做加速直线运动．如图甲所示．加速度方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动，如图乙所示．（4）在直线运动中，末速度v与初速度v0之差就是物体速度的变化量，即Δv＝v－v0，规定正方向，把v、v0代入可得Δv，由Δv的正负可知Δv的方向，即与规定的正方向相同还是相反．（5）在直线运动中，当a＝0时，v不随时间发生变化，物体做匀速运动．例15．在实验条件下，复兴号从静止开始加速到350 km/h，用时65 s；在实际情况下，复兴号从静止开始加速到350 km/h，需用时8 min。关于复兴号的两次加速过程，下列说法正确的是 （　　）A．速度变化量的大小在实验条件下更大B．单位时间内速度变化量在实验条件下更小C．实验条件下的平均加速度约为1.5 m/s2D．实际情况下的加速度大小恒为0.2 m/s2例16．某辆汽车启动后经过10s，速度表指针位置如图所示，则（　　）A．此时汽车的瞬时速度大小是70km/hB．启动10s内汽车的加速度为7m/s2C．启动后10s内汽车的平均速度是70km/hD．启动后10s内汽车行驶的路程是70km9  v－t图像1．v－t图像的物理意义反映做直线运动的物体的速度随时间变化的规律．2．v－t图像的应用(1)由图像能看出每一时刻对应的瞬时速度．(2)由图像能看出速度方向，速度为正，如图线1、3、5表示物体的速度方向与规定的正方向相同；速度为负，如图线2、4表示物体速度方向与规定的正方向相反．(3)可判断物体的运动性质①图线平行于t轴表示做匀速运动，图线1、2分别向正、负方向做匀速运动；②图线3向正方向做加速运动，图线4向负方向做加速运动；图线5沿正方向做减速运动．3．从v－t图像看加速度（1）根据a＝＝可计算加速度．a的正、负表示加速度方向，其绝对值表示加速度的大小．（2）v－t图线为倾斜直线时，表示斜率不变，物体加速度不变，倾斜程度越大，加速度越大，如图甲，a的加速度比b的加速度大；（3）v－t图像为曲线时，则切线的斜率表示加速度，如图乙，切线斜率变小，加速度变小．（4）图甲中图线a、b斜率为正，代表a＞0.图中图线c、d斜率为负，代表a＜0.图线d 在0～t0内，v＞0，a＜0，物体做减速运动；在t＞t0时，v＜0，a＜0，物体做加速运动．例17．有一物体做直线运动，其v-t图象如图所示，从图中可以看出（　　）A．0-2s内和6-8s内物体的加速度大小相等，方向相同B．0-2s内和4-5s内物体的运动方向相反C．6-8s内物体的加速度方向与运动方向相同D．前8s内物体的位移大小是10m例18．如图所示是某质点运动的v-t图象，计算在0~4 s内、8~10 s内、10~12 s内质点的加速度。例19．已知某物体做直线运动的v－t图象如图所示（1）文字说明物体在第1s内和第4s内的运动情况；（2）求第1s内和第4s内物体的加速度。