步步高大一轮复习讲义 物理 第一章 第1课时

第一章运动的描述匀变速直线运动的研究第1课时运动的描述课前考点自清1．质点用来代替物体的有的点叫做质点，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，就可以看作质点．2．参考系为了研究物体的运动而假定的物体，叫做参考系．对同一物体的运动，所选择的参考系不同，对它的运动的描述就会．通常以为参考系来研究物体的运动．质量形状大小不动不同地面3．位移位移描述物体的变化，用从指向的有向线段表示，是矢量．4．速度物理学中用位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的，即v＝ΔxΔt，是描述物体运动的的物理量．(1)平均速度：在运动中，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v＝xt，其方向与的方向相同．(2)瞬时速度：运动物体在的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向，是矢量．瞬时速度的大小叫，是标量．位置初位置末位置快慢快慢位移位移某一时刻(或某一位置)速率答案当速度变化时瞬时速度变化较快，而平均速度变化慢些，因此数字变化快的是即时速度，数字变化慢的是平均速度．思考：现在汽车上都安装有行车电脑，可以即时显示行车速度、某段时间内平均速度等相关参量，你能仅凭两数字变化快慢来判断哪是即时速度，哪是平均速度吗？5．加速度加速度是描述的物理量，是与的比值，即a＝．加速度是矢量，其方向与的方向相同．ΔvΔt速度变化快慢速度的变化量发生这一变化所用时间速度变化核心考点突破考点一对质点的进一步理解【问题展示】研究分析下列物体能否可以看成质点．(1)研究跳水运动员在空中做转体运动时，运动员(“能”或“不能”，下同)看做质点．(2)研究自行车的车轮转动的快慢时，自行车看做质点．(3)用GPS定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考队员的位置时，该队员看做质点．不能不能能(4)子弹的质量、体积都很小，所以在研究子弹穿过一张薄纸所需要的时间时，子弹看做质点．(5)研究乒乓球在空中飞旋的轨迹时，乒乓球看做质点．(6)研究一列货车列车通过黄河大桥的时间时，列车看做质点．不能能不能【归纳提练】(1)质点是一个理想化的物理模型．(2)物体能否看成质点是由问题的性质决定的．同一物体在有些情况下可以看成质点，而在另一些情况下又不能看成质点．如研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点，但研究火车从北京到上海所用时间时就可把火车看成质点．(3)物体可视为质点主要有以下三种情形①物体各部分的运动情况都相同时(如平动)；②当问题所涉及的空间位移远远大于物体本身的大小时，通常物体自身的大小忽略不计，可以看作质点；③物体有转动，但转动对所研究的问题影响很小(如研究小球从斜面上滚下的运动)．特别提醒(1)物体的大小并不是判断物体能否看成质点的标准．看成质点的物体，可能体积很大(如公转中的地球)，也可能很小(如运动的电子)．(2)质点并不是质量很小的点，也不同于几何图形中的“点”．【高考佐证1】(2009·广东理基)做下列运动的物体，能当作质点处理的是()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．做匀速直线运动的火车D考点二平均速度与瞬时速度的区别与联系【问题展示】2010年11月24日晚，广州亚运会，男子110米栏决赛鸣枪开赛，刘翔不负众望，以13秒09的成绩夺得冠军，实现亚运三连冠．(1)比赛中刘翔的位移是．(2)13秒09是刘翔夺冠的(选填“时间”或“时刻”)．(3)比赛中刘翔的平均速度是m/s．(4)比赛中刘翔的平均速率是m/s．110m时间8.408.40【归纳提炼】(1)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．【高考佐证2】(2008·广东)某人骑自行车在平直道路上行进，图1中的实线记录了自行车开始一段时间内的v—t图象．某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是()A．在t1时刻，虚线反映的加速度比实际的大B．在0～t1时间内，由虚线计算出的平均速度比实际的大C．在t1～t2时间内，由虚线计算出的位移比实际的大D．在t3～t4时间内，虚线反映的是匀速直线运动图1答案BD解析v－t图线在某点切线的斜率表示那一时刻的加速度，而t1时刻实际图象在该处切线的斜率大于虚线的斜率，所以虚线反映的加速度小于实际加速度，A错误；v－t图线与t轴所围“面积”表示位移大小，而在0～t1时间内，虚线表示的位移大于实际运动的位移，t1～t2时间内虚线表示的位移小于实际运动的位移，所以B正确，C错误；t3～t4时间内虚线表示速度不变，D正确．考点三速度、速度变化和加速度的关系比较项目速度速度的变化量加速度物理意义描述物体运动快慢的物理量，是状态量描述物体速度改变的物理量，是过程量描述物体速度变化快慢的物理量定义式v＝xtΔv＝v2－v1a＝v2－v1Δt＝ΔvΔt单位m/sm/sm/s2决定因素v的大小由x、t共同决定Δv由v2和v1决定，而且Δv＝aΔta由合力F和质量m共同决定方向表示物体运动的方向由Δv＝v2－v1或Δv＝aΔt决定与Δv方向一致，而与v2和v1方向无关大小位移与时间的比值直线运动时Δv＝v2－v1速度的变化量与所用时间的比值【高考佐证3】(2009·江苏)在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，下列描绘下落速度的水平分量大小vx、竖直分量大小vy与时间t的图象，可能正确的是()答案B解析降落伞在下降的过程中水平方向速度不断减小，为一变加速运动，加速度不断减小．竖直方向先加速后匀速，在加速运动的过程中加速度不断减小，从图象上分析B是正确的．题型互动探究题型一基本概念的考查例1在下列情况下，物体可以看成质点的是()A．研究一列火车全部通过桥所需的时间B．研究人造地球卫星绕地球飞行C．研究地球自转规律D．研究跳高运动员从起跳到落地的过程答案B解析火车通过桥，车身的长度不能忽略，火车不能视为质点，A错误；人造地球卫星的大小与所研究的空间范围相比是一个很小的量，可以把卫星看成质点，B正确；研究地球自转时，地球上各点的运动情况是不同的，故不能看成质点，C错误；运动员跳高时身体各部分的运动情况也是不同的，因此也不能看成质点，D错误．答题技巧——直接判断法通过观察，直接从题中所给出的条件，根据所学知识和规律推出正确结果，做出判断，确定正确的选项．本法适合于基本不转弯且推理简单的题目，例如概念理解或物理学史方面的选择题，一般用此法判定．针对本题，只要正确理解质点这一理想化的物理模型，就能选出正确选项B．例2如图2所示，在2008年8月8日晚举行的北京奥运会开幕式上，李宁高举着被点燃的“祥云”火炬，在钢丝吊绳悬吊下缓缓升到空中，沿徐徐展开的“祥云”卷轴做出跑步姿势，以“空中飞人”的方式点燃了设在国家体育场“鸟巢”的北京奥运主火炬．我们看到李宁在空中运动时选择的参考系可能是()A．李宁B．观察者C．展开后的“祥云”图案D．“祥云”火炬图2答案BC解析不能选取要研究的物体自身作为参考系，因为一个物体相对于自身总是静止的，A错误；当李宁以“空中飞人”的方式点燃了北京奥运主火炬时，我们看到李宁运动是因为李宁和背景(展开后的“祥云”图案)之间有相对运动，选取展开后的“祥云”图案为参考系，李宁就是运动的，C正确；选观察者为参考系，李宁也是运动的，B正确；“祥云”火炬相对李宁总是静止的，D错误．即学即练1如图3所示，一辆汽车在马路上行驶，t＝0时，汽车在十字路口中心的左侧20m处，过了2s，汽车正好到达十字路口的中心，再过3s，汽车行驶到了十字路口中心右侧30m处，如果把这条马路抽象为一条坐标轴x，十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x轴的正方向，试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表，并说出前2s、后3s汽车的位移分别为多少？这5s的位移又是多少？观测时刻t＝0时过2s再过3s位置坐标x1＝x2＝x3＝图3答案见解析解析将马路演化为坐标轴，因为向右为x轴的正方向，所以，在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值，右侧的点的坐标为正值，即：x1＝－20m，x2＝0，x3＝30m前2s的位移Δx1＝x2－x1＝0－(－20m)＝20m后3s的位移Δx2＝x3－x2＝30m－0＝30m这5s的位移Δx3＝x3－x1＝30m－(－20m)＝50m上述位移方向都向右，即与x轴同方向．题型二平均速度的应用例3用同一张底片对着小球运动的路径每隔110s拍一次照，得到的照片如图4所示，试估算小球通过1cm处的速度．图4答案0.26m/s解析计算(1)位置的速度，尽管可以用计算(1)(2)、(1)(3)、(1)(4)之间的任意一段平均速度替代，但考虑到时间取得越短，这段时间内的平均速度越与(1)位置的瞬时速度接近，故应取(1)(2)之间的平均速度作为(1)位置的瞬时速度．Δx12＝3．6cm－1cm＝2．6cm，Δt12＝110s＝0．1s，v1＝v12＝Δx12Δt12＝2.6×10－20.1m/s＝0．26m/s．方法归纳平均速度反映的是物体在整个运动过程中的整体运动情况，而瞬时速度反映的是物体在运动过程的某一时刻或某一位置的运动情况．粗略计算时我们可以用很短时间内的平均速度来求某时刻的瞬时速度．即学即练2如图5所示，一个人沿着一个圆形轨道运动，由A点开始运动，经过半个圆周到达B点．下列说法正确的是()A．人从A到B的平均速度方向由A指向BB．人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向C．人在B点瞬时速度方向由A指向BD．人在B点瞬时速度方向沿B点的切线方向图5答案AD解析物体在某段时间内平均速度的方向与位移的方向相同，所以人从A到B的平均速度方向由A指向B，A正确，B错误．物体在某一点的瞬时速度的方向就是物体在该点的运动方向，人在B点时的运动方向就沿B点的切线方向，所以人在B点瞬时速度方向沿B点的切线方向，C错误，D正确．题型三加速度与速度的关系问题例4(2009·广东卷)某物体运动的速度—时间图象如图6所示.根据图象可知()A．0～2s内的加速度为1m/s2B．0～5s内的位移为10mC．第1s末与第3s末的速度方向相同D．第1s末与第5s末的加速度方向相同图6答案AC解析v－t图象反映的是速度v随时间t的变化规律，其斜率表示的是加速度，A正确；图中图象与坐标轴所围成的梯形面积表示的是0～5s内的位移，为7m，B错误；在前5s内物体的速度都大于零,即运动方向相同,C正确；0～2s加速度为正，4s～5s加速度为负，方向不同，D错误．即学即练3(2009·广东理基)图7是甲、乙两物体做直线运动的v一t图象．下列表述正确的是()A．乙做匀加速直线运动B．0～1s内甲和乙的位移相等C．甲和乙的加速度方向相同D．甲的加速度比乙的小图7答案A解析甲、乙两物体在速度—时间图象里的图形都是倾斜的直线，表明两物体都是做匀变速直线运动，甲是匀减速直线运动，乙是匀加速直线运动，加速度方向不同，A正确，C错误．根据在速度—时间图象里面积表示位移的方法可知在0～1s内甲通过的位移大于乙通过的位移,B错误;根据斜率表示加速度可知甲的加速度大于乙的加速度，D错误．随堂巩固训练1．如图8所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船运动状态是()A．A船肯定是向左运动的B．A船肯定是静止的C．B船肯定是向右运动的D．B船可能是静止的图8答案C解析图中河岸是静止的，由旗帜向右飘，可知此时风向向右(相对河岸而言)．A船上的旗帜向右飘表明，A船可能有以下三种可能：一是A船不动，风把旗帜吹向右方；二是A船向左运动，风相对A船向右吹，风把旗帜吹向右方；三是A船向右运动，但船速小于风速，风仍能把旗帜吹向右方．对B船，则只有B船向右运动并大于风速，风才能把旗帜吹向左方．C正确．2．乘客坐在“女王”号游轮中，如图9所示，游轮沿长江顺流行