质点和参考系一轮复习习题

第一章运动的描述匀变速直线运动第1课时运动的描述考纲解读考点一考点二考点三考点四高考模拟练出高分考纲解读1.知道参考系、质点、位移的概念，理解物体看成质点的条件和位移的矢量性.2.知道速度与加速度、平均速度和瞬时速度的区别，并理解二者间的关系．考点一对质点和参考系的理解1．质点(1)用来代替物体的有_______的点叫做质点．(2)研究一个物体的运动时，如果物体的_____和_____对问题的影响可以忽略，就可以看做质点．(3)质点是一种理想化模型，实际并不存在．质量形状大小考点一对质点和参考系的理解2．参考系(1)参考系可以是______的物体，也可以是______的物体，但被选为参考系的物体，我们都假定它是静止的．(2)比较两物体的运动情况时，必须选同一________．(3)选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能______．通常以_______为参考系．静止参考系不同地球运动考点一对质点和参考系的理解[例1]2013年8月15日消息，科学研究表明，在太阳系的边缘可能还有一颗行星——幸神星．这颗可能存在的行星是太阳系现有的质量最大的行星——木星质量的4倍，它的轨道半径是地球轨道的几千倍．根据以上信息，下列说法正确的是()A．幸神星质量太大，不能看做质点B．研究幸神星绕太阳运动，可以将其看做质点物体能否看做质点与质量无关幸神星的形状和大小相对其到太阳的距离来说属于次要的因素，因此可以看做质点考点一对质点和参考系的理解[例1]2013年8月15日消息，科学研究表明，在太阳系的边缘可能还有一颗行星——幸神星．这颗可能存在的行星是太阳系现有的质量最大的行星——木星质量的4倍，它的轨道半径是地球轨道的几千倍．根据以上信息，下列说法正确的是()C．比较幸神星运行速度与地球运行速度的大小关系，可以选择太阳为参考系D．幸神星运行一周的位移要比地球运行一周的位移大比较两个物体运动速度的大小，要选择同一参考系幸神星运行一周的位移和地球运行一周的位移均为零考点一对质点和参考系的理解1.在研究下述运动时，能把物体看做质点的是()A．研究短跑运动员的起跑动作时B．研究飞往火星的宇宙飞船最佳运行轨道时C．将一枚硬币用力上抛并猜测它落地时正面是朝上还是朝下时D．研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时B[变式题组]考点一对质点和参考系的理解2.美国宇航局科学家宣布，1977年9月5日发射升空的“旅行者1号”探测器经过36年的长途跋涉，终于飞出了太阳系，进入星际空间，则以下说法正确的是()A．在分析探测器36年的运动时，不能将其视为质点B．研究探测器的姿态控制问题时，能将其视为质点C．研究探测器的运动时，可选太阳为参考系D．研究探测器的位移时，可将其看作质点CD[变式题组]考点一对质点和参考系的理解[规律总结](1)理想化模型是分析、解决物理问题常用的方法，它是对实际问题的科学抽象，可以使一些复杂的物理问题简单化．(2)物理学中理想化的模型有很多，如“质点”、“轻杆”、“光滑平面”、“自由落体运动”、“点电荷”、“纯电阻电路”等，都是突出主要因素，忽略次要因素而建立的物理模型．对“理想化模型”的理解考点二平均速度和瞬时速度1．平均速度(1)在变速运动中，物体在某段时间内的_______与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即______，其方向与______的方向相同．(2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段时间或一段_____对应．位移位移位移v—＝ΔxΔt考点二平均速度和瞬时速度2．瞬时速度(1)运动物体在________(或某一位置)的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是失量．瞬时速度的大小叫______，是标量．(2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢，它是在运动时间Δt→0时的平均速度，与某一时刻或某一位置相对应．(3)平均速率是_______与时间的比值，它与平均速度的大小没有对应关系．某一时刻速率路程考点二平均速度和瞬时速度[例2]一质点沿直线Ox方向做加速运动，它离开O点的距离x随时间变化的关系为x＝3＋2t3(m)，它的速度随时间变化的关系为v＝6t2m/s.则该质点在t＝2s时的瞬时速度和t＝0到t＝2s间的平均速度分别为()A．8m/s,24m/sB．24m/s,8m/sC．12m/s,24m/sD．24m/s,12m/st＝2s时的瞬时速度：v＝6t2m/s＝6×22m/s＝24m/st0＝0到t2＝2s间的平均速度为：x0＝3＋2t03=3+2×03=3mx2＝3＋2t23=3+2×23=19mv1＝ΔxΔt＝19－32m/s＝8m/s考点二平均速度和瞬时速度[变式题组]3.关于瞬时速度和平均速度，以下说法正确的是()A．一般讲平均速度时，必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度B．对于匀速直线运动，其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动D．瞬时速度是某时刻的速度，只有瞬时速度才能精确描述变速运动的物体运动的快慢ABD考点二平均速度和瞬时速度4.一质点沿一边长为2m的正方形轨道运动，每秒钟匀速移动1m，初始位置在bc边上的中点A，由A向c运动，如图1所示，A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点，则下列说法正确的是()A．第2s末的瞬时速度是1m/sB．前2s内的平均速度为m/sC．前4s内的平均速度为0.5m/sD．前2s内的平均速度为2m/sABC22考点二平均速度和瞬时速度[规律总结]两种速度的比较(1)区别：平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度．(2)联系：瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．v－＝ΔxΔt(3)注意：平均速度的大小与物体运动的不同阶段有关，求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度；是平均速度的定义式，适用于所有的运动．考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系1．速度(1)物理意义：描述物体运动快慢和方向的物理量，是状态量．(2)定义式：v＝(3)决定因素：v的大小由v0、a、Δt决定．(4)方向：与位移同向，即物体运动的方向．2．速度变化量(1)物理意义：描述物体速度改变的物理量，是过程量．(2)定义式：Δv＝v－v0.(3)决定因素：Δv由v与v0进行矢量运算得到，由Δv＝aΔt知Δv由a与Δt决定．(4)方向：由Δv或a的方向决定．考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系3．加速度(1)物理意义：描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是状态量．(2)定义式：a＝＝(3)决定因素：a不是由v、Δt、Δv来决定，而是由来决定．(4)方向：与Δv的方向一致，由F的方向决定，而与v0、v的方向无关．Fm考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系考点三速度、速度变化量和加速度的关系[例3]沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和v2，v1、v2在各个时刻的大小如下表所示，从表中数据可以看出()t/s01234v1/(m·s－1)18.017.517.016.516.0v2/(m·s－1)9.811.012.213.414.6A.火车的速度变化较慢B.汽车的加速度较小C.火车的位移在减小D.汽车的位移在增加由火车=－0.5m/s2汽车=1.2m/s2始终为正，物体做单向直线运动，位移一定增加18考点三速度、速度变化量和加速度的关系[变式题组]5.有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法()A．点火后即将升空的火箭，因火箭还没运动，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．因轿车紧急刹车，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，所以加速度也一定很大D．太空中的“天宫一号”绕地球匀速转动，其加速度为零B考点三速度、速度变化量和加速度的关系6.根据给出的速度和加速度的正负，对下列运动性质的判断正确的是()A．v00，a0，物体做加速运动B．v00，a0，物体做减速运动C．v00，a0，物体做减速运动D．v00，a0，物体做加速运动CD考点三速度、速度变化量和加速度的关系[特别提醒]对速度与加速度关系的三点提醒(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系．(2)速度变化量与加速度没有必然的联系，速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定．(3)物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况．加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢．考点三速度、速度变化量和加速度的关系[特别提醒]对速度与加速度关系的三点提醒①a和v同向加速直线运动a不变，v随时间均匀增加a增大，v增加得越来越快a减小，v增加得越来越慢②a和v反向减速直线运动a不变，v随时间均匀减小a增大，v减小得越来越快a减小，v减小得越来越慢考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用1．模型介绍“匀速运动”是一种理想化模型，是最基本、最简单的运动，且应用广泛．例如：声、光的传播都可以看成匀速，而实际生活中的运动估算，也经常用到这一模型，如计算飞行时间.2．分析方法在这类问题中位移的计算是关键，有时要巧用几何关系(如光波、声波反射、折射问题)，有时要估算长度(如高速摄影)，有时要求相对位移(如动态测速)等．这类问题的核心方程只有一个：v＝.考点四“匀速运动”模型的实际应用[例4]如图所示，一艘海轮用船上天线D向海岸边的信号接收器A发送电磁波脉冲信号．信号接收器和船上天线的海拔高度分别为AB＝H和CD＝h.船上天线某时刻发出一个电磁波脉冲信号，接收器接收到一个较强和较弱的脉冲，前者是直接到达的信号，后者是经海平面反射后再到达的信号，两个脉冲信号到达的时间间隔为Δt，电磁波的传播速度为c，求船上天线发出信号时海轮与海岸的距离L.考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用[解析]由反射定律可知∠DEC＝∠AEB如图：有DE＝EF，GD＝H－h，GF＝H＋h，设信号接收器接收到沿直线DA和折线DEA传播的电磁波脉冲信号所需要的时间分别为t1和t2，则有(ct1)2＝(H－h)2＋L2(ct2)2＝(H＋h)2＋L2根据题意有t2－t1＝Δt联立解得L＝考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用考点四“匀速运动”模型的实际应用[拓展题组][解析]如图所示，则有d＝vt1，2d22＋h2＝vt2，t2－t1＝Δt，得h＝12vΔt2＋2dvΔt，代入数值得h＝2.0×103m.考点四“匀速运动”模型的实际应用8.如图甲所示是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测汽车的速度．图乙中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1、