2023新教材高考物理一轮第一章运动的描述匀变速直线运动的研究第1讲运动的描述课件

第1讲　运动的描述\n必备知识·自主排查关键能力·分层突破\n必备知识·自主排查\n一、质点、参考系1．质点(1)定义：在某些情况下，确实可以忽略物体的________和________，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点．(2)将物体看成质点的两种情况①物体的大小和形状对所研究问题的影响可以________．②物体上各点的运动情况完全________，整个物体的运动也可以简化为________的运动，把物体的质量赋予这个点．大小形状忽略不计相同一个点\n2．参考系(1)定义：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为________，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随________变化，以及________．这种用来作为参考的物体叫作参考系．(2)选择：在描述一个物体的运动时，参考系可以________选择．(3)结果：选择不同的________来观察同一物体的运动，其结果会有所________．3．时间间隔与时刻(如图所示)参考时间怎样变化任意参考系不同\n二、路程和位移1．路程是物体________的长度，它是标量．2．位移是由________指向________的有向线段，它是________量．3．在单向直线运动中，位移的大小________路程；其他情况下，位移的大小________路程．运动轨迹初位置末位置矢等于小于\n三、平均速度　瞬时速度1．平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用时间______，即v＝，是矢量，其方向就是对应______的方向．2．瞬时速度：运动物体在某一______或经过某一________的速度，是矢量．3．速率：________的大小，是标量．4．平均速率：物体运动的路程s与通过这段路程所用时间t的比值，即v＝.平均速率________(填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小．之比位移时刻位置瞬时速度不一定\n四、加速度1．定义：物理学中把速度的变化量与发生这一变化所用时间________，叫作加速度．2．定义式：a＝________(比值定义法)．3．单位：在国际单位制中，加速度的单位是___________，符号是________或________.4．物理意义：表示________的快慢．5．方向：与________的方向相同，是矢量．之比米每二次方秒m/s2m·s－2速度变化速度变化\n【生活情境】1.在学校标准运动场上，某同学分到第一跑道参加400米比赛，成绩为58s，冲刺速度为8m/s，他在第一个100m直道中所用时间为13s，则(1)记录该同学的比赛成绩时，可以把该同学看作质点．()(2)比赛成绩58s为时刻，13s为时间间隔．()(3)该同学以自己为参考系，看到观众是静止的．()(4)此比赛中该同学的位移为零，路程为400m．()(5)该同学在100m直道中的平均速度为7.69m/s，冲刺速度8m/s则为瞬时速度．()√××√√\n【教材拓展】2.[人教版必修第一册P13T2改编](多选)下列对参考系的理解中正确的是()A．“一江春水向东流”是以河岸为参考系B．“地球的公转”是以太阳为参考系C．“钟表的时针在转动”是以分针为参考系D．“太阳东升西落”是以地球为参考系答案：ABD解析：“钟表的时针在转动”是以表盘为参考系，故C错误．\n3．[人教版必修第一册P31T3改编]两同学在高铁站候车，以下对话，其含义是指时刻还是指时间间隔？是速度还是加速度？写在括号内．问：这G236次车什么时候开？()答：过一会儿就要开了．()问：我离开一下，10min就赶回来，行不？()答：你不能晚过车票上的开车时间．()问：这G236次车运动的快吗？()答：它运动的比轿车快多了，()但它启动的比轿车慢．()时刻时间时间时刻速度速度加速度\n关键能力·分层突破\n考点一　对质点、参考系、位移的理解1．质点质点是一种理想化模型，实际并不存在．类似的理想化模型还有“轻杆”“光滑平面”“点电荷”等，这些都是突出主要因素、忽略次要因素而建立的物理模型，目的是使一些复杂的问题简单化．2．位移和路程的两点区别(1)决定因素不同：位移由初、末位置决定，路程由实际的运动路径决定．(2)运算法则不同：位移应用矢量的平行四边形定则运算，路程应用标量的算数法则运算．\n【跟进训练】1.校运会400m比赛中，终点在同一直线上，但起点不在同一直线上(如图所示)，下列说法正确的是()A.这样做的目的是使参加比赛的同学位移大小相同B．这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同C．这样做的目的是使参加比赛的同学所用时间相同D．这种做法其实是不公平的，明显对外侧跑道的同学有利答案：B解析：因为跑道外圈半径大于里圈，当终点在同一直线上，起点就不在同一直线上，这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同，故选项B正确．\n2.请根据图片中的情况判断下列说法正确的是()A．风可能是向左吹的B．由图中情况可以判断风速大于小红的速度C．小红的头发相对于小红是向右运动的D．小红向左运动，风是向右吹的．但无法判断小红的速度与风速的大小关系答案：D解析：通过烟囱冒出烟的偏向，可以得出风是向右吹的，A错误；小红是向左运动的，但是无法判断小红的速度与风速的大小关系，B错误，D正确；小红的头发相对于小红静止，C错误．\n3．[2021·浙江6月，2]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\n解析：质点是指忽略物体的大小和形状，把其看成有质量的点．一个物体是否能够当成质点的本质在于忽略大小和形状后对所研究的问题是否有影响．当研究猫的运动速度的时候忽略大小形状，可以看成一个点在运动仍能做研究，故可以看成质点，A正确；研究水珠形状形成的原因时，如果把旋转球视为质点，那么球的运动状态不能研究，不能得出水珠形状形成的原因，B错误；鸟停在树桩上，是鸟的脚停上去，如果把鸟看成质点，则问题不能继续研究，C错误；马跨越障碍物是指马的身体各部分都要跨过障碍物，如果把马作为质点会影响问题的研究，D错误．\n考点二　平均速度和瞬时速度1．平均速度与瞬时速度的区别和联系：区别(1)平均速度是过程量，对应一段时间(或某段位移)(2)瞬时速度是状态量，对应某一时刻(或某一位置)联系(1)瞬时速度等于运动时间Δt→0的平均速度(2)对于匀速直线运动，瞬时速度与平均速度相等\n2.计算平均速度的三点注意：\n【跟进训练】4.“区间测速”就是在两个抓拍点安装探头，测出同一辆车通过这两个点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果超过该路段的最高限速，即被判为超速．若抓拍点A、B相距30km，一辆轿车通过抓拍点A的速度为100km/h，通过抓拍点B的速度为110km/h，通过两个点的时间如图所示，该路段最高限速120km/h，下列判断正确的是()A．该轿车通过抓拍点A时会被判为超速B．该轿车通过抓拍点B时不会被判为超速C．该轿车在该区间一直做加速运动D．该轿车在该区间内行驶不会被判为超速答案：B\n解析：根据题意可知，该车在这一区间路段的平均车速如果超过该路段的最高限速，即被判为超速，该轿车通过抓拍点A时的速度是瞬时速度，不能被判为超速，故A错误；通过抓拍点B时的速度是瞬时速度，不能被判为超速，故B正确；该轿车在该区间内的运动情况不明确，可能一直加速，也可能先减速后加速，或者其他情况，故C错误；由题目给出的通过两个抓拍点的时间可知，轿车在该区间内行驶的时间是12分钟，根据v＝，可求出该轿车在这一区间路段的平均速度为150km/h，超过了该路段的最高限速，会被判为超速，故D错误．\n5．物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1＝10m/s，v2＝15m/s，则物体在整个运动过程中的平均速度是()A．12.5m/sB．12m/sC．12.75m/sD．11.75m/s答案：B解析：设整体过程的总位移为2x，则物体通过第一段位移所用时间为t1＝，物体通过第二段位移所用时间为t2＝；则物体在这整个运动过程中的平均速度为＝；代入整理得到＝＝m/s＝12m/s，故选B.\n6．(多选)如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，经过AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹所用的时间分别是1s、2s、3s、4s.下列说法正确的是()A．物体在AB段的平均速度为1m/sB．物体在ABC段的平均速度为m/sC．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段的平均速度答案：ABC\n解析：由＝可得＝m/s＝1m/s，＝m/s，故A、B均正确；所选取的过程离A点越近，其阶段的平均速度越接近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点虽为中间时刻，但其速度不等于AC段的平均速度，D错误．\n7.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Δx，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()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答案：B\n解析：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，故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，故D错误．\n考点三　加速度1．加速度和速度的关系：加速度的大小和速度的大小无直接关系．速度大，加速度不一定大，加速度大，速度也不一定大；加速度为零，速度不一定为零；速度为零，加速度也可以不为零加速度的方向和速度的方向无直接关系．加速度与速度的方向可能相同，也可能相反，两者的方向还可能不在一条直线上\n2.加速度对运动性质的影响：\n角度1速度、速度变化量和加速度的关系例1在一次课外活动中，老师来到学校操场，主持水火箭发射比赛，如图所示是水火箭升空瞬间的照片．这一有趣的比赛活动引起了同学们关于速度和加速度的讨论，下列说法正确的是()A．加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度一定大B．速度变化得越快，加速度就变化得越快C．物体加速度变大，则速度也一定是在变大D．加速度的方向与速度变化量的方向相同答案：D\n解析：加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度不一定大，选项A错误；速度变化得越快，说明加速度越大，选项B错误；物体加速度变大，说明速度变化变快，但速度不一定是在变大，选项C错误；加速度的方向与速度变化量的方向相同，选项D正确．\n角度2加速度的理解及“加速”“减速”的判断例2[2022·河南三门峡市模拟]一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度的方向相同，但加速度大小先保持不变，再逐渐减小至零，则在此过程中()A．速度先逐渐增大，然后逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值B．速度先均匀增大，然后增大得越来越慢，当加速度减小到零时，速度达到最大值C．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大D．位移先逐渐增大，后逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值答案：B\n解析：加速度方向与速度方向同向，速度应增大，当加速度不变时，速度均匀增大；当加速度减小时，速度仍增大，但增大得越来越慢；当加速度为零时，速度达到最大值，保持不变，选项A错误，B正确．因质点速度方向不变化，始终向同一方向运动，最终做匀速运动，所以位移一直在增大，选项C、D错误．\n角度3加速度的计算例3[2022·山东省实验中学月考]如图所示，子弹和足球的初速度均为v1＝10m/s，方向水平向右．设它们与木板作用的时间都是0.1s，那么：\n(1)子弹击穿木板后速度大小变为7m/s，方向不变，求子弹击穿木板时的加速度大小及方向；(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为7m/s，求足球与木板碰撞反弹时的加速度大小及方向．解析：设子弹初速度方向为正方向，则知子弹的初速度为v1＝10m/s，末速度为v2＝7m/s，根据加速度的定义知，此过程中子弹的加速度a1＝＝m/s2＝－30m/s2，负号表示加速度的方向与初速度的方向相反．解析：设足球初速度方向为正方向，则知足球的初速度为v1＝10m/s，末速度为v′2＝－7m/s，根据加速度的定义知，此过程中足球的加速度a2＝＝m/s2＝－170m/s2，负号表示加速度的方向与初速度的方向相反．\n【跟进训练】8．足球以10m/s的速度水平向东飞向一足球运动员，运动员用脚踢球，使足球以15m/s的速度反向飞回，已知脚与球的接触时间为0.5s，这个踢球的过程中足球的加速度为()A．10m/s2；方向水平向西B．10m/s2；方向水平向东C．50m/s2；方向水平向西D．50m/s2；方向水平向东答案：C解析：以水平向东为正方向，则初速度v0＝10m/s，末速度v＝－15m/s，所以足球的加速度为：a＝m/s2＝-50m/s2，负号表示加速度的方向与飞来的方向相反，即为水平向西，故选项C正确．