描述運動的基本概念

2016高考導航

考綱展示

1．參考係、質點ⅰ

2．位移、速度和加速度ⅱ

3．勻變速直線運動及其公式、圖象ⅱ

實驗一：研究勻變速直線運動

說明：勻變速直線運**象只限於v－t圖象．

熱點視角

1．高考對本章的考查頻率較高，題型既有選擇題、計算題，也有實驗題，但試題難度不大．

2．勻變速直線運動規律的應用、追及相遇問題、速度圖象及圖象法處理實驗資料是本章高考命題的熱點．

第一節描述運動的基本概念

一、質點、參考係

1．質點：用來代替物體的有質量的點．它是一種理想化模型．

2．參考係：為了研究物體的運動而選定用來作為參考的物體．參考係可以任意選取．通常以地面或相對於地面不動的物體為參考係來研究物體的運動．

1.(多選)北京時間2023年10月26日，國際泳聯跳水大獎賽馬來西亞站，我國跳水「夢之隊」持續神奇表現，如圖所示為運動員陳艾森/張雁全在男子雙人十公尺臺比賽中，則下列說法正確的是(　　)

a．教練為了研究兩人的技術動作，可將**中兩人視為質點

b．兩人在下落過程中，感覺水面在上公升

c．陳艾森感覺張雁全是靜止的

d．觀眾**兩人比賽時，可將兩人視為質點

答案：bc

二、位移和速度

1．位移和路程

(1)位移：描述物體位置的變化，用從初位置指向末位置的有向線段表示，是向量．

(2)路程是物體運動路徑的長度，是標量．

2．速度

(1)平均速度：在變速運動中，物體在某段時間內的位移與發生這段位移所用時間的比值，即＝，是向量．

(2)瞬時速度：運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度，是向量．

3．速率和平均速率

(1)速率：瞬時速度的大小，是標量．

(2)平均速率：路程與時間的比值，不一定等於平均速度的大小．

2.(多選)在2023年10月仁川亞運會田徑比賽上，卡達選手奧古諾德以9秒93、20秒14連奪男子100公尺、200公尺兩項冠軍，則(　　)

a．100 m和200 m均為位移

b．200 m為路程

c．100 m的平均速度約為10.07 m/s

d．200 m的平均速度約為9.93 m/s

答案：bc

三、加速度

1．定義式：a＝；單位是m/s2.

2．物理意義：描述速度變化的快慢．

3．方向：與速度變化的方向相同．

3.(單選)下列說法中正確的是(　　)

a．物體有加速度，速度就增加

b．物體的速度變化越快，加速度就越大

c．物體的速度變化量δv越大，加速度就越大

d．物體的加速度等於零，則物體一定靜止

答案：b

考點一對質點模型的理解

1．質點是一種理想化的物理模型，實際並不存在．

2．物體能否被看做質點是由所研究問題的性質決定的，並非依據物體自身大小來判斷．

3．物體可被看做質點主要有三種情況：

(1)多數情況下，平動的物體可看做質點．

(2)當問題所涉及的空間位移遠大於物體本身的大小時，可以看做質點．

(3)有轉動但轉動可以忽略時，可把物體看做質點．

(單選)(2015·杭州模擬)在研究下述運動時，能把物體看做質點的是(　　)

a．研究短跑運動員的起跑動作時

b．研究飛往火星的宇宙飛船最佳執行軌道時

c．將一枚硬幣用力上拋並猜測它落地時正面是朝上還是朝下時

d．研究汽車在上坡時有無翻倒的危險時

[解析]　研究起跑動作、硬幣的上下面時，大小和形狀不能忽略，故運動員和硬幣都不能看做質點；研究汽車翻倒是轉動問題，不能看做質點；研究飛船執行軌道時，可把飛船看做質點．故b正確．

[答案]　b

[總結提公升]　(1)不能以物體的大小為標準來判斷物體是否可以看成質點，關鍵要看所研究問題的性質．

(2)同一物體，有時可看成質點，有時不能．

1.(單選)2023年夏季奧運會將在巴西里約熱內盧舉辦，在以下幾個奧運會比賽專案中，研究物件可視為質點的是(　　)

a．在撐竿跳高比賽中研究運動員手中的支撐竿在支撐地面過程中的轉動情況時

b．確定馬拉松運動員在比賽中的位置時

c．跆拳道比賽中研究運動員動作時

d．桌球比賽中研究桌球的旋轉時

解析：選b.能否把某物體視為質點，關鍵要看忽略物體的大小和形狀後，對所研究的問題是否有影響．顯然a、c、d項中的研究物件的大小和形狀忽略後，所研究的問題將無法繼續，故a、c、d項不符合題意；而b項中的研究物件的大小和形狀忽略後，所研究的問題不受影響，故b項符合題意．

考點二平均速度和瞬時速度

1．平均速度與瞬時速度的區別

平均速度與位移和時間有關，表示物體在某段位移或某段時間內的平均快慢程度；瞬時速度與位置或時刻有關，表示物體在某一位置或某一時刻的快慢程度．

2．平均速度與瞬時速度的聯絡

(1)瞬時速度是運動時間δt→0時的平均速度．

(2)對於勻速直線運動，瞬時速度與平均速度相等．

(多選)(2015·成都模擬)如圖所示，某賽車手在一次野外訓練中，先用地圖計算出出發地a和目的地b的直線距離為9 km，實際從a運動到b用時5 min，賽車上的里程表指示的里程數增加了15 km，當他經過某路標c時，車內速度計指示的示數為150 km/h，那麼可以確定的是(　　)

a．整個過程中賽車的平均速度為180 km/h

b．整個過程中賽車的平均速度為108 km/h

c．賽車經過路標c時的瞬時速度為150 km/h

d．賽車經過路標c時速度方向為由a指向b

[解析]　從a到b位移為9 km，用時小時，由平均速度定義式可得整個過程的平均速度為108 km/h，故a錯b對；速度計顯示的是瞬時速度大小，故c對；經過c時速度的方向為過c點的切線方向，故d錯．

[答案]　bc

[方法總結]　平均速度與瞬時速度的求解方法

(1)平均速度的大小與物體的不同運動階段有關，求解平均速度必須明確是哪一段位移或哪一段時間內的平均速度．

(2)＝是平均速度的定義式，適用於所有的運動．

(3)用極短時間內的平均速度來表示某時刻的瞬時速度．

2.(多選)(2015·河北衡水中學高三模擬)如圖所示，物體沿曲線軌跡的箭頭方向運動，ab、abc、abcd、abcde四段曲線軌跡運動所用的時間分別是：1 s、2 s、3 s、4 s．下列說法正確的是(　　)

a．物體在ab段的平均速度為1 m/s

b．物體在abc段的平均速度為m/s

c．ab段的平均速度比abc段的平均速度更能反映物體處於a點時的瞬時速度

d．物體在b點的速度等於ac段的平均速度

解析：選abc.由＝可得：

ab＝m/s＝1 m/s， ac＝m/s，故a、b均正確；所選取的過程離a點越近，其階段的平均速度越接近a點的瞬時速度，故c正確；由a經b到c的過程不是勻變速直線運動過程，故b點雖為中間時刻，但其速度不等於ac段的平均速度．

考點三速度、速度變化量和加速度的關係

1．速度、速度變化量和加速度的比較

2.物體加、減速的判定

(1)當a與v同向或夾角為銳角時，物體加速．

(2)當a與v垂直時，物體速度大小不變．

(3)當a與v反向或夾角為鈍角時，物體減速．

(單選)(2015·廈門高三質檢)關於速度、速度的變化量、加速度，正確的說法是(　　)

a．物體運動時，速度的變化量越大，它的加速度一定越大

b．速度很大的物體，其加速度可以為零

c．某時刻物體的速度為零，其加速度不可能很大

d．加速度很大時，運動物體的速度一定很快變大

[思路**]　解答本題的關鍵是明確速度、速度的變化量、速度變化快慢(變化率)的關係，知道影響各物理量大小的因素．

[解析]　由a＝可知，在δv越大，但不知道δt的大小時，無法確定加速度的大小，故a錯；高速勻速飛行的戰鬥機，速度很大，但速度變化量為零，加速度為零，所以b對；炮筒中的炮彈，在火藥剛剛燃燒的時刻，炮彈的速度為零，但加速度很大，所以c錯誤；加速度很大，說明速度變化很快，速度可能很快變大，也可能很快變小，故d錯誤．

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11描述運動的基本概念

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