2012课堂高考物理大一轮361度全程复习课件：描述运动的基本概念

第一章运动的描述匀变速直线运动的研究第一节描述运动的基本概念1．定义：在描述一个物体的运动时，选来作为的另外的物体．2．对参考系的理解(1)参考系的选取是任意的，但为了观测方便和运动的描述尽可能简单，一般以为参考系．(2)同一运动选择不同参考系时，其运动情况可能．(3)为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的．参考地面不同坐标系1．2010年11月12日第十六届广州亚运会“潮流”火炬传递活动在广州圆满结束．观察图1－1－1中的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰，关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法正确的是(旗杆和甲、乙火炬手在同一地区)()A．甲、乙两火炬手一定向左运动B．甲、乙两火炬手一定向右运动C．甲火炬手可能运动，乙火炬手向右运动D．甲火炬手可能静止，乙火炬手向左运动【解析】旗向左偏，说明有向左吹的风，由甲的火焰向左偏，无法确定甲的运动状态，由于乙的火焰向右偏，所以乙一定向左运动，且速度大于风速．【答案】D1．定义：用来代替物体的有的点叫质点．2．意义：为了使研究问题简化而引入的一个物理模型．3．物体简化为质点的条件：物体的、在所研究的问题中可以忽略．4．物体可视为质点的三种情形(1)物体的各部分运动情况都(平动)，如从斜面上滑下来的木块．(2)问题所涉及的空间位移远远物体本身的大小．如研究地球公转时，地球可视为质点．(3)只研究物体的平动，而不考虑其效果时．如从斜面上滚下的小球，在研究其沿斜面运动的位移、速度、时间等问题时，均可看作质点．质量理想化形状大小相同大于转动2．做下列运动的物体，能当做质点处理的是()A．自转中的地球B．旋转中的风力发电机叶片C．在冰面上旋转的花样滑冰运动员D．匀速直线运动的火车【解析】研究地球的自转时，地球不能看做质点，旋转中的风力发电机叶片不能看做质点，在冰面上旋转的花样滑冰运动员不能看做质点，因为它们各部分的运动状态不尽相同．匀速直线运动的火车可以看做质点．【答案】D位移路程定义位移表示质点的变化，它是质点由指向的有向线段路程是质点的长度区别(1)位移是矢量，方向由位置指向位置(2)路程是标量，没有方向联系(1)在单向直线运动中，位移的大小路程(2)一般情况下，位移的大小路程位置初位置末位置实际运动轨迹初末等于小于3．从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则这段过程中()A．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7mB．小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7mC．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3mD．小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m【解析】题中始末位置高度差为3m，且末位置在初位置下方，故位移是3m，方向竖直向下．总路程往返共7m.【答案】A速度(1)平均速度：运动物体的与所用时间的比值.v＝xt，单位：m/s，方向：与物体的位移方向相同(2)瞬时速度：运动物体在或某一时刻的速度(3)速率：运动物体速度的，是标量加速度(1)定义式：a＝ΔvΔt(2)物理意义：描述速度(3)方向：与相同，单位是位移某一位置大小变化的快慢Δv的方向m/s24．如图1－1－2所示是汽车的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化．开始时指针指示在如图甲所示的位置，经过8s后指针指示在如图乙所示的位置．以下说法正确的是()A．速度计显示的是平均速度B．图甲、乙中显示的是瞬时速度大小即速率C．若汽车是匀加速直线运动，其加速度是1.4m/s2D．若汽车是匀加速直线运动，其加速度是5.0m/s2【解析】速度计指示的是某时刻的速度大小，即速率，B对，A错．甲图所示为初速度，示数约是20km/h≈5.6m/s，乙图所示是末速度，示数约是60km/h≈16.7m/s，则加速度a＝16.7－5.68m/s2≈1.4m/s2，故C对，D错．【答案】BC1.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位移相对应．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．2．瞬时速度的大小叫速率，但平均速度的大小不能称为平均速率，因为平均速率是路程与时间的比值，它与平均速度的大小没有对应关系．(2011·常州月考)时速达到350公里的郑州到西安的高速客运专线开始运营，方便了人们出行．已知郑州到西安线路全长505公里，列车总长200m，动车组运行时间约2小时．根据上述信息可知A．由于动车组列车总长200m，动车组列车在郑州到西安正常运行时不能视为质点B．动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速率约为250km/hC．动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速度约为350km/hD．由题目信息不能求出动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速度【思路点拨】(1)郑州到西安线路全长505km，不是位移大小，是路径长度即路程．(2)平均速率v＝Δst，s为路程．(3)时速350公里，应理解为瞬时速度大小．【自主解答】动车组在途中正常运行时，不是研究列车各部分的运动情况而是考虑列车整体的平动，可以看成质点，A错．郑州到西安线路全长505km是指轨迹长度不是位移大小，运行两小时，只能估算出平均速率而不能估算平均速度，所以B、D对．【答案】BD1.从a＝ΔvΔt可知，加速度是速度的变化率，加速度大，意味着速度变化快，并不表示速度大．2．只要物体的速度在变化，就说明存在加速度；反之，有加速度，物体的速度就在变化．只是加速度衡量了速度变化的快慢程度而已．3．当加速度方向与速度方向一致时，物体做加速直线运动；当加速度方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动．因此，判断物体速度是增大还是减小，要看加速度方向与速度方向的关系，而“增大”或“减小”的快慢就要看加速度的大小了．a＝ΔvΔt是加速度的定义式，而a＝Fm才是加速度的决定式．所以a与Δv、v没有必然联系．有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死亡加速度为500g(g＝10m/s2)，以醒世人，意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，将会达到这一数值．试问：(1)一辆以72km/h的速度行驶的货车与一辆以54km/h行驶的摩托车相向而行发生碰撞，碰撞时间为2.1×10－3s，摩托车驾驶员是否有生命危险？(2)为了防止碰撞，两车的驾驶员同时紧急刹车，货车、摩托车急刹车后到完全静止所需时间分别为4s、3s，货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少？(3)为避免碰撞，开始刹车时，两车距离至少为多少？【标准解答】(1)摩托车与货车相撞瞬间，货车的速度几乎不变，摩托车的速度反向，大小与货车速度相同，因此，摩托车速度的变化Δv＝72km/h－(－54km/h)＝126km/h＝35m/s所以摩托车的加速度大小a＝ΔvΔt＝352.1×10－3m/s2＝16667m/s2＝1666.7g＞500g，因此摩托车驾驶员有生命危险．(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2，根据加速度定义得：a1＝Δv1Δt1，a2＝Δv2Δt2所以a1∶a2＝Δv1Δt1∶Δv2Δt2＝204∶153＝1∶1.(3)x＝x1＋x2＝v12t1＋v22t2＝62.5m所以两车碰前的位移至少为62.5m.解答本题时，常因不能正确分析摩托车碰撞前后速度的大小和方向变化，导致速度变化Δv求解错误．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是()①点火后即将升空的火箭②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车③运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶④太空中的空间站在绕地球做匀速转动A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零B．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．尽管空间站匀速转动，加速度也不为零【解析】选项A中，火箭虽还没动，但火箭所受合外力不为零，故A错；轿车紧急刹车时，根据a＝ΔvΔt，由于Δt很短，故加速度很大，B对；磁悬浮列车的速度很大，但速度变化并不快，故加速度并不大，C错；空间站的速度大小不变，但速度方向不断变化，故加速度并不为零，D对．【答案】BD1.匀速运动特征：轨迹为直线，在任意相等的时间，位移相等．2．规律描述(1)公式：v＝xt，x＝vt.(2)图象(如图1－1－4所示)2010年8月前后，美韩、美越先后联合军演，使我国黄海、南海形势趋紧．对此，我海军在黄海进行了实弹射击演练．一次演练中，一艘鱼雷快艇以30m/s的速度追击前面同一直线上正在匀速逃跑的敌舰．当两者相距L0＝2km时，以60m/s的速度发射一枚鱼雷，经过t1＝50s，艇长通过望远镜看到了鱼雷击中敌舰爆炸的火光，求敌舰逃跑的速度v1多大？【解析】设鱼雷快艇的速度为v，鱼雷的速度为v′.对鱼雷追击敌舰过程有v′t1＝L0＋v1t1解得v1＝v′t1－L0t1＝60×50－200050m/s＝20m/s.【答案】20m/s上题中艇长发现敌舰受击后，仍在继续匀速逃跑，于是马上发出了第二次攻击的命令，第二枚鱼雷以同样的速度发射后，又经t2＝30s，鱼雷再次击中敌舰并将其击沉．求第一枚鱼雷击中后，敌舰逃跑的速度v2为多大？【解析】第一枚鱼雷追击敌舰过程中，快艇和敌舰的距离变为L＝L0－(v－v1)t1对第二枚鱼雷追击敌舰有v′t2＝L＋v2t2解得v2＝v′t2－L0＋v－v1t1t2＝10m/s.【答案】10m/s1．(2009·安徽高考)大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸．除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的．上世纪末，对1A型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀．如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系，大致是图中的哪个图象()【解析】题目提供的信息是宇宙先匀速膨胀，后加速膨胀，反映到R－t图象上就是图象的斜率先是不变的，后来斜率逐渐变大，所以应该选C项．【答案】C2．(2010·广东高考)如图1－1－5是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是()A．0～1s内的平均速度是2m/sB．0～2s内的位移大小是3mC．0～1s内的加速度大于2～4s内的加速度D．0～1s内的运动方向与2～4s内的运动方向相反【解析】由图象可知：质点在0~4s内一直沿正方向运动，故D错.0~2s内的位移x＝12×2×1m＋2×1m＝3m，故B对．由平均速度公式可知0~1s内的平均速度v＝0＋22m/s＝1m/s，故A错.0~1s内的加速度a1＝2m/s2；2~4s内的加速度大小a2＝1m/s2，故C项正确．【答案】BC3．(2010·课标全国卷)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9.69s和19.30s．假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑100m时最大速率的96%.求：(1)加速所用时间和达到的最大速率；(2)起跑后做匀加速运动的加速度．(结果保留两位小数)【解析】(1)设加速时间为t，达到的最大速度为v.根据题意得：12vt＋(9.69s－0.15s－t)v＝100m①12vt＋(19.30s－0.15s－t)×0.96v＝200m②由①②式得t＝1.29s，v＝11.24m/s.(2)设加速度大小为a，由v＝at，得a＝vt＝11.241.29m/s2＝8.71m/s2.【答案】(1)1.29s11.24m/s(2)8.71m/s24．(2012·预测)某人在医院做了一次心电图，结果如图1－1－6所示．如果心电图仪卷动纸带的速度为1.5m/min，图中方格纸每小格长1mm，则此人的