创新设计-2019届高三物理一轮复习教师用书

1第1课时描述运动的基本概念考点考级命题点考查频率质点(Ⅰ)、参考系(Ⅰ)和位移(Ⅲ)的理解命题点1：对质点的深入理解命题点2：参考系的巧妙选取命题点3：对位移的理解————速度、平均速度和瞬时速度(Ⅱ)命题点1：速度的求解命题点2：对瞬时速度的理解————加速度(Ⅱ)命题点1：加速度与速度及速度变化之间的制约关系命题点2：加速度的大小计算及方向判断命题点3：极限思想在求解加速度中的应用————考点一质点、参考系和位移的理解1.2.3.[诊断小练](1)只有质量和体积都很小的物体才能看成质点．()(2)平动的物体都可以看作质点，而转动的物体不能看作质点．()(3)参考系可以任意选取，但一般遵循描述运动方便的原则．()(4)当一个物体做竖直上抛运动返回原抛出点时，位移的大小等于上升高度的两倍．()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×命题点1对质点的深入理解1．第13届全国运动会于2017年8月5日～21日在天津举行．运动会包括射箭、体操、田径、击剑等39个比赛项目．下列关于运动项目的描述正确的是()A．研究马拉松运动员跑步的过程，评判比赛成绩时，可将运动员视为质点B．在双人同步跳水运动中，以其中一名运动员为参考系，另一名运动员是相对静止的C．在评判击剑运动员的比赛成绩时，运动员可视为质点D．研究体操运动员的体操动作时，可将其视为质点【解析】C、D两项中都要关注运动员的动作细节，故这两个项目中的运动员不能看做质点；A项中评判成绩不用关注跑步动作细节，故该项中的运动员可看做质点；B项中在双人同步跳水运动中，两人动作完全一致，故以其中一名运动员为参考系，另一名运动员是相对静止的．【答案】AB1．对质点的三点说明(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在．(2)物体能否被看成质点是由要研究的问题决定的，并非依据物体自身的大小和形状来判断．(3)质点不同于几何“点”，质点有质量，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置．2．建立质点模型的两个关键(1)明确要研究的问题是什么．(2)判断物体的大小和形状对所研究问题的影响能否忽略．命题点2参考系的巧妙选取2．紧贴天花板处吊一根长度L＝1m的木棒，当它自由下落时，地面上有一小球竖直上抛．已知小球抛出后经过t1＝0.5s与木棒的下端在同一高度，且小球经过木棒的时间Δt＝0.1s．求天花板离地面的高度h.【解析】木棒自由下落，小球竖直上抛，它们的加速度均为g，方向竖直向下．设小球竖直上抛的初速度为v0，如果我们选取自由落体的木棒为参考系，则小球相对于木棒的加速度等于零，故小球相对于木棒做速度为v0的匀速直线运动．由于小球经过木棒的时间Δt＝0.1s，相对于木棒运动的距离Δs＝L＝1m，由此可知小球上抛的初速度为：v0＝ΔsΔt＝10m/s.由题意可知，小球从抛出到与木棒上端相遇所需的时间为：t＝t1＋Δt＝0.6s因此天花板离地面的高度为：h＝v0t＝6m.【答案】6m命题点3对位移的理解23.如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为()A．πRB．2RC．2πRD．R4＋π2【解析】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯的初位置与末位置如图所示，由几何知识得，气门芯的位移大小x＝2R2＋πR2＝R4＋π2，故选D.【答案】D位移与路程的区别和联系位移x路程s物理意义描述物体位置的变化表示物体运动轨迹的长度决定因素由初、末位置决定由实际的运动路径决定运算规则矢量的平行四边形定则标量的代数运算大小关系x≤s3考点二速度、平均速度和瞬时速度1.2．平均速度与瞬时速度的区别与联系(1)区别：平均速度是过程量，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度是状态量，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．3．平均速度与平均速率的区别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，只有当路程与位移的大小相等时，平均速率才等于平均速度的大小．4．计算平均速度时应注意的两个问题(1)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关，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．(2)v＝ΔxΔt是平均速度的定义式，适用于所有的运动．[诊断小练](1)速度仅仅是描述运动快慢的物理量．()(2)速度的方向也就是运动方向，与位移方向相同．()(3)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向．()(4)平均速度能精确地描述物体运动的快慢．()【答案】(1)×(2)√(3)√(4)×命题点1速度的求解4．2017年达喀尔拉力赛中，如图所示为某选手在一次训练中的路线图，他先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9km，实际从A运动到B用时5min，赛车上的里程表指示的里程数增加了15km，当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为150km/h，那么可以确定的是()A．整个过程中赛车的平均速率大小为108km/hB．整个过程中赛车的平均速度大小为108km/hC．赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150km/hD．赛车经过路标C时速度方向为由A指向B【解析】从A到B位移为9km，路程为15km，用时112h，可得整个过程的平均速率为180km/h，平均速度大小为108km/h，故A错，B对；速度计显示的是瞬时速度大小，故C对；经过C时速度的方向为沿运动轨迹在C点的切线方向，故D错．【答案】BC命题点2对瞬时速度的理解5．如图所示是做直线运动某物体的位移—时间图象，根据图中数据可以求出P点的瞬时速度．下面四个选项中哪一项更接近P点瞬时速度的真实值()A．2m/sB．2.2m/sC．2.21m/sD．2.211m/s【解析】根据公式v＝ΔrΔt，时间Δt取得越短，平均速度越接近瞬时速度，A项的时间段是1s，B项的时间段是0.1s，C项的时间段是0.01s，因此C正确．D项没有依据，是臆造的，D错误．【答案】C极限思维法的妙用1．极限思维法：如果把一个复杂的物理全过程分解成几个小过程，且这些小过程的变化是单一的．那么，选取全过程的两个端点及中间的极限来进行分析，其结果必然包含了所要讨论的物理过程，从而能使求解过程简单、直观，这就是极限思想方法．极限思维法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续、单调变化(单调增大或单调减小)的情况．2．用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)公式v＝ΔxΔt中当Δt→0时v是瞬时速度．(2)公式a＝ΔvΔt中当Δt→0时a是瞬时加速度.考点三加速度41.2．速度与加速度的关系(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系．(2)速度变化量大小与加速度大小没有必然的联系，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．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[诊断小练](1)速度的变化量越大，加速度就越大．()(2)物体的速度很大时，加速度不可能为零．()(3)甲的加速度a甲＝2m/s2，乙的加速度a乙＝－3m/s2，则a甲＞a乙．()(4)物体的加速度增大，速度就增大．()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×命题点1加速度与速度及速度变化之间的制约关系6．(2018·山东烟台高三上学期期中)有关速度和加速度的关系，下列说法中正确的是()A．速度变化很大，加速度一定很大B．速度变化越来越快，加速度越来越小C．速度方向为正，加速度方向可能为负D．速度变化量的方向为正，加速度方向可能为负【解析】速度变化很大，加速度不一定很大，A错误；速度变化越来越快，加速度越来越大，B错误；当匀减速运动时速度方向和加速度方向相反，C对；速度变化量的方向即为加速度的方向，D错误．【答案】C命题点2加速度的大小计算及方向判断7.如图所示，小球以大小为3m/s的速度v1水平向右运动，碰一墙壁经Δt＝0.01s后以大小为2m/s的速度v2沿同一直线反向弹回，则小球在这0.01s内的平均加速度是()A．100m/s2，方向向右B．100m/s2，方向向左C．500m/s2，方向向左D．500m/s2，方向向右【解析】解法一：取末速度的方向为正方向，由a＝ΔvΔt得，a＝v2－－v1Δt＝2－－30.01m/s2＝500m/s2，方向与v2方向相同，水平向左，故选项C正确．解法二：取初速度的方向为正方向，由a＝ΔvΔt得，a＝－v2－v1Δt＝－2－30.01m/s2＝－500m/s2，方向与v2方向相同，水平向左，故选项C正确．【答案】C命题点3极限思想在求解加速度中的应用8.(2018·浙江湖州中学月考)如图所示，为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板．滑块向右做匀加速直线运动依次通过两个光电门A和B.光电门上的黑点处有极细的激光束．当遮光板挡住光束时开始计时，不遮挡光束时停止计时，现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1＝0.30s，通过第二个光电门所用的时间为Δt2＝0.10s，光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt3＝0.30s，则滑块的加速度大小应为()A．0.67m/s2B．0.14m/s2C．0.40m/s2D．0.22m/s2【解析】遮光板通过第一个光电门的平均速度大小为v1＝dΔt1＝3.0×10－20.30m/s＝0.1m/s(d为遮光板的宽度)，这个速度就是滑块通过第一个光电门中间时刻的速度，即计时0.15s时的瞬时速度；遮光板通过第二个光电门的平均速度大小为v2＝dΔt2＝3.0×10－20.10m/s＝0.3m/s，这个速度就是通过第二个光电门中间时刻的速度，即第二个光电门计时0.05s时的瞬时速度；因此加速度大小为a＝v2－v1Δt＝0.3－0.10.30＋0.15＋0.05m/s2＝0.40m/s2，因此C正确．【答案】C物理建模系列(一)匀速直线模型及应用1．模型特点“匀速直线运动”是一种理想化过程模型，是最基本、最简单的运动，且应用广泛，例如：声、光在同种介质中的传播都可以看成匀速直线运动，而实际生活中的运动估算，也经常用到这一模型，其核心方程只有一个：x＝vt.2．应用实例实例计算声音传播时间雷达测速由曝光位移求高度5图示说明声波通过云层反射，视为匀速直线运动通过发射两次(并接收两次)脉冲超声波测定汽车的速度下落石子曝光时间内的运动视为匀速运动例利用超声波遇到物体发生反射的现象，可测定物体运动的有关参量．如图甲中仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A为B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形．现固定装置B，并将它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0发射一短促的超声波脉冲，图乙中1、2、3为B发射的超声波信号，1′、2′、3′为对应的反射波信号．接收的反射波滞后时间已在图中标出，其中T0和ΔT为已知量．又知该测定条件下超声波在空气中的速度为v0，则根据所给信息可判断小车的运动方向和速度大小为()甲乙A．向右，v0ΔT2T0＋ΔTB．向左，2v0ΔTT0＋ΔTC．向右，2v0ΔTT0＋2ΔTD．向左，v0ΔTT0＋2ΔT【思路点拨】画出运动示意图【解析】若小车不动，发射超声波脉冲后到接收回波的时间应恒定。而从图形看，接收时间正在逐渐增大，故可知小车C速度方向与超声波发射方向一致，即小车向右运动．运动示意图如图所示．设超声波发射装置在H点，此时小车在M点，其运动速度为v.经过T2，超声波发出的第一次脉冲传至N点，此时小车也运动至N点，MN＝vT2.再经过T2，超声波返回，此时小车已运动至O点，NO＝vT2.间隔T0，超