一、考綱要求
1.機械運動、參考係、質點為ⅰ級要求
2.位移和路程為ⅱ級要求
3.勻速直線運動、速度、速率、位移公式、運**象為ⅱ級要求
4.變速直線運動、平均速度為ⅱ級要求
5.勻變速直線運動、(平均)加速度公式為ⅱ級要求
二、知識網路
第1講描述運動的基本概念勻速直線運動
★一、考情直播
1.考綱解讀
2.考點整合
考點1 機械運動、參考係、位置、位移和路程
1、機械運動:乙個物體相對於另乙個物體位置的改變.包括平動、轉動和振動等形式.參考係:為了研究物體的運動而假設為不動的物體. 參考係的選取是任意的,對同一物體的運動,選取的參考係不同,對物體的運動描述結果不同.
2、位移描述物體位置的變化,是從物體運動的初位置指向末位置的向量,即位移大小和方向由始、末位置決定,與物體運動路徑無關;路程是物體運動軌跡的長度,是標量. 既有大小又有方向,運算遵循平行四邊形定則的物理量,叫做向量; 只有大小而沒有方向的物理量,叫做標量.
【例1】關於位移和路程,以下說法正確的是( )
a.位移是向量,路程是標量
b.物體的位移是直線,而路程是曲線
c.在直線運動中,位移與路程相同
d.只有在質點做單向直線運動時,位移的大小才等於路程
解析:位移描述物體位置的變化,它是從物體初位置指向末位置的物理量,它是向量;路程是從物體初位置到末位置所經過的路徑軌跡長度.路程是標量.a正確.位移和路程都是物理量,不存在直線或曲線問題,b錯.位移和路程是兩個不同的物理量,前者是向量後者是標量,即使大小相等也不能說二者相同,c錯,d正確.
答案:ad.
[規律總結]①抓住運動軌跡有直線和曲線運動之分;②位移和路程是兩個不同性質的物理量;③位移是初位置指向末位置的有向線段,而路程是軌跡的長度.
【例2】[易錯題]對參考係的理解,以下說法正確的是
a.不選參考係,就無法研究某一物體是怎樣運動的
b.參考係一定要選取不動的物體
c.研究車輪邊緣上一點的運動時,只能以輪軸為參考係
d.同一物體的運動,對不同的參考係有相同的觀察結果
解析:研究物體運動必須選擇參考係,參考係的選擇是任意的,對同一物體的運動,選取的參考係不同,對物體的描述結果不同,故只有a項正確.
答案:a.
[方法技巧]選擇參考係其實是選擇乙個用來與所描述的物件進行比較的物體,任何物體都可以選做參考係,但選擇不同的參考係,所描述的運動簡易情況不同.當求解的問題涉及兩個運動物件時,通過可通過巧妙地選擇參考係,簡化研究運動情景.
考點2速度、速率、平均速度與平均速率
速度:是描述物體運動快慢的物理量,是向量.物體速度方向與運動方向相同. 物體在某段時間內的位移跟發生這段位移所用的時間的比值,叫做這段位移內(或這段時間內)的平均速度,即定義式為:,平均速度方向與方向相同,平均速度是向量.瞬時速度是運動物體在某一時刻的速度,瞬時速度方向沿物體運動軌跡上相應點的切線指向前進方向一側的方向.平均速率是質點在某段時間內通過的路程與的比值,是標量,不一定等於平均速度的大小.速率:
速度的大小就是速率,只有大小,沒有方向,是標量.
【例3】騎自行車的人沿直線以速度行駛了三分之二的路程,接著以的速度跑完其餘三分之一的路程.若全程的平均速度為,則是多少?
解析:由平均速度的定義式可求得.設總位移為,前一段運動所需時間為,後一段運動所需時間為,則:,,;
又,即:,解得:
答案:.
[誤區警示]不同時間段的平均速度可能不同,求解平均速度時要用位移和對應的時間來計算,另外平均速度是向量要注意方向.
【例4】[拓展題]甲、乙兩輛汽車沿平直公路從某地同時駛向同一目標,甲車在前一半時間內以速度v1做勻速直線運動,後一半時間內以速度v2做勻速直線運動;乙車在前一半路程中以速度v1做勻速直線運動,後一半路程中以速度v2做勻速直線運動,則:
a.甲先到達;b.乙先到達; c.甲、乙同時到達; d.不能確定.
解析:設甲、乙車從某地到目的地距離為s,則對甲車有;對於乙車有
,所以,由數學知識知,故t甲答案:a.
考點3加速度
加速度是描述速度變化快慢的物理量,它是速度改變量與對應時間的比值,即加速度是速度對時間的變化率,即定義式:,它的方向與速度改變量方向相同,它是向量.
[例5]有下列①、②、③、④所述的四種情景,請根據所學知識從a、b、c、d四個選項中選擇對情景的分析和判斷的正確說法( )
①點火後即將公升空的火箭
②高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事故緊急剎車
③執行的磁懸浮列車在軌道上高速行駛
④太空的空間站在繞地球勻速轉動
a.因火箭還沒運動,所以加速度一定為零
b.轎車緊急剎車,速度變化很快,所以加速度很大
c.高速行駛的磁懸浮列車.因速度很大,所以加速度也一定很大
d.儘管空間站做勻速轉動,但加速度也不為零
解析:加速度是描述速度變化快慢的物理量,它是速度改變量與對應時間的比值,即加速度是速度對時間的變化率,速度變化快,則加速度一定大,故b正確.乙個物體速度大,但速度不發生變化,如勻速直線運動,它的加速度就等於零,所以c錯.曲線運動的速度方向不斷改變,即速度變化了,一定有加速度,d正確.速度為零,加速度不一定為零,加速度和速度的大小沒有關係,所以a錯誤.
答案:bd.
[誤區警示](1)加速度是描述速度變化快慢的物理量,不是描述速度大小的物理量,所以與速度的大小沒有必然聯絡;(2)加速度實質是由物體的受力和物體的質量決定的.從運動量的角度來看,加速度由速度的變化與變化所用時間的比值來度量,說明加速度不是僅僅由速度的變化決定的;(3)加速度的方向與速度的方向沒有必然聯絡,但與速度變化的方向一致,其實質是與物體所受到的合外力方向一致.
【例6】[拓展題] 下列說法中,正確的是
a.物體在一條直線上運動,如果在相等的時間裡變化的位移相等,則物體的運動就是勻變速直線運動
b.加速度大小不變的運動就是勻變速直線運動
c.勻變速直線運動是加速度不變的運動
d.加速度方向不變的運動一定是勻變速直線運動
解析:勻變速運動的特點是加速度不變,即加速度大小和方向均不變,故c正確.
答案:c.
★二、高考重點、熱點題型**
參考係、質點雖然是ⅰ級要求,但有時也有單獨的命題,位移、速度、平均速度和加速度作為ⅱ級要求,是高考的重點內容之一.高考真題中,這些考點一般以選擇題出現.
重點1:勻速直線運動公式的應用
[真題1](05廣東理綜)「大洋一號」配備有一種聲吶探測系統,用它可測量海水深度.其原理是:用超聲波發生器垂直向海底發射超聲波,超聲波在海底會反射回來,若已知超聲波在海水中的波速,通過測量從發射超聲波到接受到反射波的時間,就可推算出船所在位置的海水深度.現已知超聲波在海水中的波速為1500m/s,船靜止時,測量從發射超聲波到接受到反射波的時間為8s,試計算該船所在位置的海水深度.
[解析] 海水深度
[答案]6000m
[名師指引]考點:勻速運動位移公式及要用.注意該題所用時間為超聲波往返時間.
重點1:建構直線運動的物理模型,再現直線運動的物理情景
[真題2](2006全國ⅰ)天空有近似等高的濃雲層.為了測量雲層的高度,在水平地面上與觀測者的距離為d=3.0km處進行一次**,觀測者聽到由空氣直接傳來的**聲和由雲層反射來的**聲時間上相差δt=6.0s.試估算雲層下表面的高度.已知空氣中的聲速v=km/s.
[解析] 如圖1-1-1,a表示**處,o表示觀測者所在處,h表示雲層下表面的高度,用t1表示**聲直接傳到o處所經時間,則有 d=v t1 ①
用t2表示**聲經雲層反射到達o處所在經時間,因為入射角等於反射角,故有
②已知t2- t1=δt ③
聯立①、②、③,可得
④代入數值得 ⑤
[答案]
[名師指引]考點:勻速運動規律及要用.高考常用超聲波、聲波、光、無線電波等測量距離,求解時畫出示意圖能快速確定求解思路.
[新題導練](原創題)以下說法中,正確的是( )
a.槍膛中的子彈的加速度約為,射出時速度可達左右,所以加速度大,速度變化就大
b.質子在加速器中可獲得加速度,所以質子在加速器中加速1s後可獲得的的速度
c.汽車的加速效能是反映汽車質量優劣的一項重要指標,因為加速度大,汽車速度變化快,啟動效能好
d.嫦娥一號衛星在離月球表面200km的軌道上繞月球作勻速圓周運動,因此它的加速度等於零
【解析】c.速度變化量是由加速度和加速過程所用的時間共同決定的,選項a錯誤;當速度達到一定值時,速度增加,物體的質量也相應會增加,物體的速度不會超過光速,另外,質子在加速器中可獲得加速度,只是說明在加速這段時間內速度變化的快慢,相當於每秒增加,但由於質子加速的時間遠遠小於1s,故選項b錯誤;作勻速圓周運動,因速度的方向不斷改變,物體具有向心加速度.
★三、搶分頻道
◇限時基礎訓練(20分鐘)
班級姓名成績
1.如圖1-1-6所示為高速攝影機拍攝到的子彈穿過蘋果瞬間的**.該**經過放大後分析出,在**時間內,子彈影響前後錯開的距離約為子彈長度的1%~2%.已知子彈飛行速度約為500m/s,因此可估算出這幅**的**時間最接近( )
a.10-3s b.10-6s c.10-9s d.10-12s
2.對於平均速度、即時速度與速率,正確的說法是( )
a.平均速度的大小等於平均速率
b.平均速度大小等於初速度和末速度的平均值
c.瞬時速度大小等於瞬時速率
d.極短時間內的平均速度就是瞬時速度
3.(原創題)2023年10月24日18時29分,搭載中國首枚繞月探測衛星「嫦娥一號」的「長征三號甲」火箭成功地將嫦娥一號衛星送入大空,在嫦娥一號衛星飛向38萬公里外月球的漫長旅途中,需要進行一系列高度複雜又充滿風險的動作,即三次繞地球變軌,然後進入月地轉移軌道,再三次繞月球變軌,最後繞月球做圓周運動,如圖1-1-3所示,是「嫦娥一號」公升空路線圖,下列說法正確的是( )
第二章勻變速直線運動公式 規律總結
1 勻變速直線運動的基本公式 速度公式 vt v0 at 位移公式 速度位移公式 平均速度公式 任何運動都適用 注意 勻變速直線運動中涉及到v0 vt a s t五個物理量,其中只有t是標量,其餘都是向量。上述四個公式都是向量式。通常選定v0的方向為正方向,其餘向量的方向依據其與v0方向相同或是相反...
第二章勻變速直線運動的研究B
一.選擇題 1 12單選,12 15多選 1 某質點做直線運動時位移x與時間t的關係為x 5 3t t2 各物理量均採用國際單位 則該質點 a 在第1s內發生的位移為9m b 任意1s內的速度增量的大小都是3m s c 前3s內的平均速度的大小是6m s d 任意相鄰的ls內位移之差都是1m 2 汽...
第二章勻變速直線運動的研究經典例題解析
例1 圖所示為在直線上運動的汽車圖線,則下列答案正確的是 a 汽車在4小時內的位移為120千公尺。b 汽車在第2小時至第5小時的平均速度為 40千公尺 小時。c 汽車在第1小時末的的瞬時速度為60千公尺 小時。d 汽車在第5小時末回到原出發點,其瞬時速度為 120千公尺 小時。e 汽車在開始運動後1...