2020届高考物理总复习 第1章 直线运动 第1课时 描述运动的基本概念课件 教科版

第一章直线运动高考考纲备考建议内容要求说明匀变速直线运动在全国卷中出现频率较高,既有选择题、计算题的单独命题,又有依托物理模型结合其他知识的综合考查.选择题中主要是v-t图像的理解和应用,计算题中主要考查匀变速直线运动规律的应用.考生要熟记匀变速直线运动规律及重要推论,熟练掌握解决此类问题的六种方法及其解题思路.参考系、质点Ⅰ匀变速直线运动图像只限于v-t图像位移、速度和加速度Ⅱ匀变速直线运动及其公式、图像Ⅱ实验一:研究匀变速直线运动第1课时描述运动的基本概念基础回顾核心探究演练提升基础回顾自主梳理·融会贯通知识梳理一、质点、参考系1.质点(1)定义:用来代替物体的有的点.(2)条件:物体的和形状对研究问题的影响可以忽略.2.参考系(1)定义:要确定一个物体的位置并描述它的运动情况,就要选定某个其他物体做参考,这个被选作参考的物体叫做参照物,也称为参考系.质量大小(2)选取①参考系的选取是的,且认为静止不动;②比较不同物体的运动时,选参考系;③选不同参考系,同一物体的运动描述可能.任意同一不同二、位移、速度1.位移和路程位移路程定义物体在一段时间内位置的变化质点运动的轨迹.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)其他情况下,位移的大小路程长度初末等于小于2.速度和速率(1)平均速度:在变速运动中,物体所发生的位移与发生这段位移所用的比值,即v=,是矢量,其方向由的方向决定.时间xt位移(2)瞬时速度:运动物体在某一或经过某一的速度,是矢量,其方向为物体的方向,反映运动物体在某一瞬时的运动快慢.(3)速率:的大小,是标量.时刻位置运动瞬时速度三、加速度1.物理意义:描述变化的快慢.速度2.定义式:a=.vt3.方向:与方向相同.速度变化量拓展思考甲的加速度a甲=3m/s2,乙的加速度a乙=-4m/s2,谁的加速度大?为什么?答案:乙的加速度大.“+”“-”号只表示加速度的方向,不表示大小.自主检测1.思考判断(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做质点,而转动的物体不能看做质点.()(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.()(5)加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大.()答案:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×2.(多选)为使交通有序、安全,高速公路设立了许多交通标志,(甲)、(乙)两幅图是高速公路指示牌,下列说法中正确的是()A.(甲)图中“25km”是指从此处到下一个出口的位移是25kmB.(甲)图中“25km”是指从此处到下一个出口的路程是25kmC.(乙)图中“80km/h”是指要求汽车在该路段行驶的瞬时速度小于80km/hD.(乙)图中“80km/h”是指要求汽车在该路段行驶的平均速度小于80km/hBC解析:公路指示牌(甲)图中“下一出口25km”,指的是此处到下一个出口的路程是25km,(乙)图中80km/h指的是要求该路段行驶的瞬时速度小于“80km/h”,故B,C正确.3.下列说法正确的是()A.物体的速度变化越快,加速度就越大B.物体有加速度,速度就增大C.物体的速度变化量Δv越大,加速度就越大D.物体运动的加速度等于零,则物体一定静止A解析:由a=可知,速度变化越快,加速度就越大,而Δv越大,加速度不一定越大,故A正确,C错误.物体有加速度,速度可能减小,故B错误.加速度等于零,物体处于静止或匀速直线运动状态,故D错误.vt核心探究分类探究·各个击破考点一质点位移参考系1.质点(1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小、形状、体积,与几何中的“点”有本质的区别.(2)能否把一个物体看做质点,关键是看物体的大小、形状在所研究的问题中是否为次要因素.2.参考系选取不同的参考系,对同一运动的描述一般不同,对于复杂运动的物体,应选取能最简单描述物体运动情况的物体为参考系.3.位移与路程的区别项目位移路程物理意义不同描述质点的位置变化,是从初位置指向末位置的有向线段描述质点实际运动轨迹的长度决定因素不同由质点的初、末位置决定,与质点运动路径无关既与质点的初、末位置有关,也与质点运动路径有关运算法则不同位移是矢量,遵循平行四边形定则路程是标量,遵循代数运算计算方法不同找出研究过程的初位置和末位置,则由初位置指向末位置的有向线段就是位移画出物体在运动过程中的运动轨迹示意图,则实际路径的总长度就是路程【典例1】曲阜市的孔府、孔庙和泰安市的泰山是世界闻名的旅游胜地,它们美丽的景色和醇厚的文化吸引了大批国内外游客.设游客甲驾车从孔府大门去泰山大门,行驶72.8km;游客乙驾车从泰山大门赶往孔府大门行驶74.5km.若两人恰好同时出发且同时到达,则甲、乙在两地之间运动的过程中()A.研究甲车的行驶路程时不能将车看做质点B.甲车、乙车的位移相同C.甲车、乙车的平均速度不相同D.游客乙驾车行驶“74.5km”指的是位移C〚核心点拨〛(1)游客甲、乙初、末位置恰好相反.(2)甲、乙游客虽然所经路程不同,但始、末位置间的距离大小相等.解析:游客甲驾车行驶的路程为72.8km,远远大于汽车的尺寸,所以研究甲的行驶路程时可将车看做质点,故A错误;甲与乙运动的方向相反,所以位移的方向相反,故B错误,C正确;游客乙驾车行驶“74.5km”指的是路程,故D错误.方法技巧抓住“三点”理解质点、参考系和位移(1)质点的模型化:建立模型.一是要明确题目中需要研究的问题;二是看所研究物体的形状和大小对所研究问题是否有影响.(2)运动的相对性:选取不同的参考系,对同一运动的描述一般是不同的.(3)位移的矢量性:一是位移只与初末位置有关;二是位移方向由初位置指向末位置.多维训练1.[质点的理解]以下情景中,人或物体可以看成质点的是()A.研究一列火车通过长江大桥所需的时间B.乒乓球比赛中,运动员发出的旋转球C.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作D.用北斗导航系统确定“辽宁舰”在西太平洋中的位置D解析:长江大桥虽长,但在研究火车通过的时间时,火车长度与之相比不能忽略,火车不能看做质点,选项A错误;既然是“旋转球”,就是要研究球的旋转情况,如果把它看成质点,则掩盖了其旋转的特点,故不能把它看做质点,选项B错误;研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时,突出的是看清“挥动国旗的动作”,不能把翟志刚看成质点,选项C错误;用北斗导航系统确定“辽宁舰”在西太平洋中的位置时,突出它的“位置”,可以把“辽宁舰”看成质点(舰的大小与西太平洋相比,其大小可以忽略),故选项D正确.2.[对位移和路程的理解](2018·湖北宜城月考)在运动会上,甲、乙两名运动员均参加了400m比赛,其中甲在第2跑道起跑,乙在第3跑道起跑,最后都通过终点线,则甲、乙通过的位移大小x甲,x乙和通过的路程x甲′,x乙′之间的关系是()A.x甲x乙,x甲′x乙′B.x甲x乙,x甲′x乙′C.x甲x乙,x甲′=x乙′D.x甲x乙,x甲′x乙′C解析:因为400米比赛中,起点不同,但是终点相同,根据位移定义可知,他们的位移不同,外侧跑道的运动员位移较大,但是路程都是400米,因此路程是相同的,故A,B,D错误,C正确.考点二速度平均速度瞬时速度1.公式v=的理解(1)v=是平均速度的定义式,适用于所有的运动.xtxt(2)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.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.粗略计算时我们可以用较短时间内的平均速度来求某时刻的瞬时速度.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.【典例2】(2018·山东潍坊检测)如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,在AB,ABC,ABCD,ABCDE四段轨迹上运动所用的时间分别是1s,2s,3s,4s.下列说法不正确的是()A.物体在AB段的平均速度大小为1m/sB.物体在ABC段的平均速度大小为m/sC.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度D.物体在B点的速度等于ABC段的平均速度52D〚核心点拨〛(1)不同阶段物体的平均速度是不相同的.某段的平均速度等于该段的位移与所用时间的比值.(2)用平均速度法求某时刻的瞬时速度时,时间越短的平均速度越能反映该时刻的瞬时速度.解析:由图可知,AB段位移为1m,由平均速度公式得v=xt=1m/s,故选项A正确;同理,ABC段位移为5m,平均速度为52m/s,故选项B正确;Δt越小,该时间段内的平均速度越接近该位移内的某点瞬时速度,故选项C正确;只有做匀变速直线运动的物体,中间时刻的瞬时速度才等于该段位移的平均速度,故选项D错误.误区警示(1)解题时应首先注意审题,认清是计算平均速度还是平均速率,前者涉及位移,后者涉及路程.(2)解题时特别注意是否涉及往返过程,也就是位移是否会为零.【典例3】甲、乙两车沿平直公路通过同样的位移,甲车在前半段位移上以v1=40km/h的速度运动,后半段位移上以v2=60km/h的速度运动;乙车在前半段时间以v1=40km/h的速度运动,后半段时间以v2=60km/h的速度运动,则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小关系是()A.v甲=v乙B.v甲v乙C.v甲v乙D.条件不全,无法比较C解析:设总位移为x,则甲车运动的时间为t甲=12xv+22xv=2x·1212vvvv,所以甲车的平均速度为v甲=xt甲=12122+vvvv=240604060km/h=48km/h;乙车的平均速度v乙=xt乙,又12vt乙+22vt乙=x,则v乙=122vv=50km/hv甲,故C正确.多维训练1.[用平均速度法求瞬时速度]用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0mm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.040s,则滑块经过光电门位置时的速度大小为()A.0.10m/sB.100m/sC.4.0m/sD.0.40m/sA解析:遮光条经过光电门的遮光时间很短,所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度,即v=dt=34.0100.040m/s=0.10m/s,A正确.2.[往返过程中平均速度的分析和计算](多选)一物体以v1=4m/s的速度向东运动了5s后到达A点,在A点停了5s后又以v2=6m/s的速度沿原路返回,运动了5s后到达B点.则()A.前5s的平均速度为4m/s,方向水平向东B.前10s的平均速度为4m/s,方向水平向东C.物体在全程的平均速度为m/s,方向水平向西D.物体在全程的平均速率为m/s2323AC解析:前5s内物体一直向东运动,平均速度等于瞬时速度,即1v=v1=4m/s,方向水平向东,故A正确.前10s内物体的位移大小x1=v1t1=4×5m=20m,平均速度大小2v=11xt=2m/s,方向水平向东,故B错误.物体全程的位移大小x2=v2t2-v1t1=6×5m-4×5m=10m,全程用时t=5s+5s+5s=15s,故全程的平均速度大小3v=2xt=23m/s,方向水平向西,故C正确.物体全程的路程s=v2t2+v1t1=6×5m+4×5m=50m,故平均速率v′=st=103m/s,故D错误.考点三加速度与速度及速度变化量的关系1.速度、速度变化量和加速度的对比速度(v)速度变化量(Δv)加速度(a)物理意义描述运动的快慢和方向,是状态量描述速度的变化,是过程量描述速度变化快慢和方向,是状态量v=xt