新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第1章第1講運動的描述（含解析）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

目標要求 1.了解質(zhì)點和位移的概念，知道把物體看成質(zhì)點的條件.2.了解參考系的作用，會在實例中選擇合適的參考系.3.掌握速度、加速度，體會比值定義法和極限思想．
考點一質(zhì)點、參考系和位移
1．質(zhì)點
(1)質(zhì)點是用來代替物體的具有質(zhì)量的點，質(zhì)點是一種理想化模型．
(2)把物體看作質(zhì)點的條件：物體的形狀和大小對所研究問題的影響可以忽略不計．
2．參考系
在描述物體運動時，用來作為參考的物體，通常以地面為參考系．
3．路程和位移
(1)路程是物體運動軌跡的長度，它是標量．
(2)位移是由初位置指向末位置的有向線段，它是矢量．
(3)在單向直線運動中，位移的大小等于路程；其他情況下，位移的大小小于路程．
1．質(zhì)點是一種理想化模型，實際并不存在．( √ )
2．體積很大的物體，一定不能視為質(zhì)點．( × )
3．參考系必須選擇靜止不動的物體．( × )
4．做直線運動的物體，其位移大小一定等于路程．( × )
例1 (2021·浙江6月選考·2)用高速攝影機拍攝的四張照片如圖所示，下列說法正確的是( )
A．研究甲圖中貓在地板上行走的速度時，貓可視為質(zhì)點
B．研究乙圖中水珠形狀形成的原因時，旋轉(zhuǎn)球可視為質(zhì)點
C．研究丙圖中飛翔鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒可視為質(zhì)點
D．研究丁圖中馬術(shù)運動員和馬能否跨越障礙物時，馬可視為質(zhì)點
答案 A
解析研究題圖甲中貓在地板上行走的速度時，貓的大小可忽略不計，可將貓視為質(zhì)點，選項A正確；研究題圖乙中水珠形狀形成的原因時，旋轉(zhuǎn)球的大小和形狀不能忽略，旋轉(zhuǎn)球不能視為質(zhì)點，選項B錯誤；研究題圖丙中飛翔鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒的大小不能忽略，不能將鳥兒視為質(zhì)點，選項C錯誤；研究題圖丁中馬術(shù)運動員和馬能否跨越障礙物時，馬的大小不能忽略不計，不能把馬視為質(zhì)點，選項D錯誤．
例2 2021年9月17日8：00整，第十四屆全國運動會鐵人三項比賽在陜西省漢中市正式開賽．選手們依次進行了1.5 km游泳、40 km自行車和10 km跑步三項不間斷比賽，李明旭以01：52：24的成績攬獲男子個人冠軍．下列說法正確的是( )
A．40 km是指位移
B．8：00整是指時間
C．01：52：24的成績是指時刻
D．研究李明旭10 km跑步的時間時，可以將李明旭看作質(zhì)點
答案 D
解析 40 km自行車的運動軌跡不是直線，40 km指路程，故A錯誤；8：00整對應(yīng)某一瞬間，即為時刻，故B錯誤；01：52：24對應(yīng)一段時間，即為時間間隔，故C錯誤；研究李明旭10 km跑步的時間時，由于李明旭的大小和形狀可以忽略，所以可以將其看成質(zhì)點，故D正確．
考點二平均速度瞬時速度
1．平均速度：物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時間之比，即eq \x\t(v)＝eq \f(Δx,Δt)，是矢量，其方向就是對應(yīng)位移的方向．
2．瞬時速度：運動物體在某一時刻或經(jīng)過某一位置的速度，是矢量，其方向是物體在這一時刻的運動方向或運動軌跡的切線方向．
3．速率：瞬時速度的大小，是標量．
4．平均速率：物體運動的路程與通過這段路程所用時間的比值，不一定(填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小．
1．瞬時速度的方向就是物體在該時刻或該位置的運動方向．( √ )
2．一個物體在一段時間內(nèi)的平均速度為0，平均速率也一定為0.( × )
1．平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系
(1)區(qū)別：平均速度表示物體在某段時間或某段位移內(nèi)運動的平均快慢程度，瞬時速度表示物體在某一時刻或某一位置運動的快慢程度．
(2)聯(lián)系：瞬時速度是運動時間Δt→0時的平均速度，公式v＝eq \f(Δx,Δt)中，當(dāng)Δt→0時v是瞬時速度．
2.eq \x\t(v)＝eq \f(Δx,Δt)是平均速度的定義式，適用于所有的運動，求平均速度要找準“位移”和發(fā)生這段位移所需的“時間”；而eq \x\t(v)＝eq \f(v0＋v,2)只適用于勻變速直線運動．
考向1 平均速度和瞬時速度的理解
例3 (2022·浙江衢州市模擬)如圖是高速上某一“區(qū)間測速”的標牌，該路段全長66 km、全程限速100 km/h，一輛汽車通過監(jiān)測起點和終點的速度分別為95 km/h和90 km/h，通過測速區(qū)間的時間為30 min.下列判斷正確的是( )
A．全長66 km表示位移
B．通過起點的速度95 km/h表示瞬時速度
C．該汽車全程的平均速度是92.5 km/h
D．該汽車沒有超速
答案 B
解析全長66 km表示路程，故A錯誤；通過起點和終點的速度均是瞬時速度，故B正確；因位移未知，故不能求解平均速度，故C錯誤；由v＝eq \f(s,t)可知，平均速率為v＝eq \f(66 km,0.5 h)＝132 km/h，大于全程限速100 km/h，該汽車超速，故D錯誤．
考向2 平均速度和瞬時速度的計算
例4 小李在網(wǎng)絡(luò)上觀看“神舟十一號”飛船發(fā)射視頻，分別截取火箭發(fā)射后第6 s末和第8 s末的圖片，如圖所示，他又上網(wǎng)查到運載“神舟十一號”的長征二號FY11運載火箭全長58 m，則火箭發(fā)射后第6 s末至第8 s末的平均速度最接近( )
A．20 m/s B．10 m/s
C．5 m/s D．2 m/s
答案 A
解析由題圖可知火箭在第6 s末到第8 s末的位移大小約為火箭的eq \f(4,5)，則平均速度eq \x\t(v)＝eq \f(x,t)＝eq \f(\f(4,5)L,t)＝eq \f(\f(4,5)×58,2) m/s＝23.2 m/s，最接近20 m/s，故選A.
例5 用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計時器更能精確地測量物體的瞬時速度．如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為Δt1＝0.19 s，通過第二個光電門的時間Δt2＝0.05 s，遮光板的寬度為2.0 cm.下列問題(2)、(3)中計算結(jié)果均保留兩位小數(shù)．
(1)滑塊經(jīng)過光電門的速度可用遮光板擋光時間內(nèi)的________速度表示；
(2)滑塊經(jīng)過第一個光電門的速度大小為______ m/s；
(3)滑塊經(jīng)過第二個光電門的速度大小為______ m/s.
(4)若用寬度是1 cm的遮光板，對測量誤差有何影響？
_______________________________________________________________________________.
答案 (1)平均 (2)0.11 (3)0.40 (4)見解析
解析 (1)由于滑塊經(jīng)過光電門時遮光板的擋光時間較短，所以滑塊經(jīng)過光電門的速度可用遮光板擋光時間內(nèi)的平均速度表示．
(2)經(jīng)過第一個光電門的速度大小v1＝eq \f(d,Δt1)＝eq \f(2.0×10－2,0.19) m/s≈0.11 m/s
(3)經(jīng)過第二個光電門的速度大小v2＝eq \f(d,Δt2)＝eq \f(2.0×10－2,0.05) m/s＝0.40 m/s
(4)遮光板寬度越小，擋光時間越短，平均速度越接近瞬時速度，誤差越小．
用極限法求瞬時速度
由平均速度eq \x\t(v)＝eq \f(Δx,Δt)可知，當(dāng)Δt→0時，平均速度就可以認為是某一時刻或某一位置的瞬時速度．測出物體在微小時間Δt內(nèi)發(fā)生的微小位移Δx，就可求出瞬時速度，這樣瞬時速度的測量便可轉(zhuǎn)化為微小時間Δt和微小位移Δx的測量．
考點三加速度
1．物理意義：描述物體速度變化快慢的物理量．
2．定義：物體速度的變化量和發(fā)生這一變化所用時間之比．
定義式：a＝eq \f(Δv,Δt)，單位：m/s2.
3．方向：與Δv的方向一致，由合力的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，是矢量．
1．物體的速度很大，加速度一定不為零．( × )
2．物體的速度為零，加速度可能很大．( √ )
3．甲的加速度a甲＝2 m/s2，乙的加速度a乙＝－3 m/s2，a甲>a乙．( × )
4．物體的加速度增大，速度一定增大．( × )
1．速度、速度的變化量和加速度的對比
2．對加速度大小和方向的進一步理解
考向1 對加速度的理解
例6 在下列幾種情景中，對情景的分析和判斷正確的是( )
A．點火后即將升空的火箭，因火箭還沒運動，所以加速度一定為零
B．高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事故緊急剎車，因轎車緊急剎車時速度變化很快，所以加速度很大
C．高速行駛的磁懸浮列車，因速度很大，所以加速度也一定很大
D．太空中的“天宮一號”繞地球勻速轉(zhuǎn)動，其加速度為零
答案 B
解析點火后即將升空的火箭的速度為零，但是加速度不為零，故A錯誤；轎車緊急剎車，速度變化很快，即加速度很大，故B正確；磁懸浮列車高速行駛，速度很大，若做勻速直線運動，加速度為零，故C錯誤；太空中的“天宮一號”繞地球勻速轉(zhuǎn)動，有向心加速度，其加速度不為零，故D錯誤．
考向2 加速度的計算
例7 在一次蹦床比賽中，運動員從高處自由落下，以大小為8 m/s的豎直速度著網(wǎng)，與網(wǎng)作用后，沿著豎直方向以大小為10 m/s的速度彈回，已知運動員與網(wǎng)接觸的時間Δt＝1.0 s，那么運動員在與網(wǎng)接觸的這段時間內(nèi)加速度的大小和方向分別為( )
A．2.0 m/s2，豎直向下
B．8.0 m/s2，豎直向上
C．10.0 m/s2，豎直向下
D．18 m/s2，豎直向上
答案 D
解析規(guī)定豎直向下為正方向，v1方向與正方向相同，v2方向與正方向相反，根據(jù)加速度定義式得a＝eq \f(－10－8,1.0) m/s2＝－18 m/s2，負號表示與正方向相反，即加速度方向豎直向上．故選D.
考向3 物體“加速”“減速”的判斷
例8 (多選)一個做變速直線運動的物體，加速度逐漸減小到零，那么該物體的運動情況可能是( )
A．速度不斷增大，到加速度為零時，速度達到最大，而后做勻速直線運動
B．速度不斷減小，到加速度為零時，物體做勻減速直線運動，而后物體運動停止
C．速度不斷減小到零，然后向相反方向做加速運動，而后物體做勻速直線運動
D．速度不斷減小，到加速度為零時速度減小到最小，而后物體做勻速直線運動
答案 ACD
解析如圖線①，如果物體的初速度與加速度方向相同，在加速度逐漸減小的過程中，物體速度不斷增大，當(dāng)加速度為零時，速度達到最大，以后做勻速運動，選項A正確；如圖線②，如果物體的初速度與加速度反向，在加速度逐漸減小的過程中，物體速度也逐漸減小，當(dāng)加速度為零時，物體的速度沒減速至零，則以后以較小的速度勻速運動；如圖線③，如果速度減為零，而加速度沒減為零，則物體將反向加速，加速度減為零后，做勻速直線運動．綜上所述，可知選項C、D正確，B錯誤．
課時精練
1．(2022·河南省南陽中學(xué)月考)2019年1月3日10：26，嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸．嫦娥四號探測器在距離月面100米處稍稍懸停，接著豎直緩緩降落，約10分鐘后，嫦娥四號自主降落在月球背面南極—艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑內(nèi)．下列說法正確的是( )
A．“2019年1月3日10：26”和“約10分鐘”指的都是時間間隔
B．在降落過程中，以嫦娥四號探測器為參考系，月球靜止不動
C．任何情況下都可以將嫦娥四號探測器看作質(zhì)點
D．從懸停到著陸，探測器通過的位移大小和路程都是100米
答案 D
解析 “2019年1月3日10：26”對應(yīng)時間軸上的點，為時刻；“約10分鐘”指的是時間間隔，A錯誤；在降落過程中，以嫦娥四號探測器為參考系，月球做直線運動，B錯誤；當(dāng)探究嫦娥四號探測器的姿態(tài)、轉(zhuǎn)動等情況時，不能將嫦娥四號探測器看作質(zhì)點，C錯誤；由題知探測器的運動是相對于月球的，以月球為參考系，探測器豎直緩緩降落，做的是單向直線運動，所以從懸停到著陸，探測器通過的位移大小和路程都是100米，D正確．
2．(2022·廣東佛山市模擬)智能手機上裝載的眾多軟件改變著我們的生活．如圖所示為某地圖軟件顯示的一張導(dǎo)航截圖，關(guān)于圖中顯示的三個信息：95 km/h,7.6公里，15分鐘．下列說法正確的是( )
A．95 km/h表示此次行程的平均速率
B．15分鐘表示到目的地還需要的時間
C．7.6公里表示剩余行程的位移大小
D．根據(jù)“7.6公里，15分鐘”這兩個數(shù)據(jù)，可以算出剩余行程的平均速度
答案 B
解析 95 km/h表示的是速率，A錯誤；15分鐘表示到目的地還需要的時間，B正確；7.6公里表示剩余行程的路程，C錯誤；根據(jù)“7.6公里，15分鐘”這兩個數(shù)據(jù)，可以算出剩余行程的平均速率，D錯誤．
3.如圖所示，一小球在光滑水平面上從A點開始向右運動，經(jīng)過3 s與距離A點6 m的豎直墻壁碰撞，碰撞時間很短，可忽略不計，碰后小球按原路以原速率返回．取小球在A點時為計時起點，并且取水平向右的方向為正方向，則小球在0～7 s內(nèi)的位移和路程分別為( )
A．2 m,6 m B．－2 m,14 m
C．0,3 m D．2 m,14 m
答案 B
解析小球運動的速率不變，則v＝eq \f(x1,t1)＝2 m/s，由題意可知，小球6 s末回到了出發(fā)點，第7 s內(nèi)小球向左運動，位移x＝－2×1 m＝－2 m,0～7 s內(nèi)的路程s＝vt＝2×7 m＝14 m，選項B正確．
4．關(guān)于速度的描述，下列說法中正確的是( )
A．電動車限速20 km/h，指的是平均速度大小
B．子彈射出槍口時的速度大小為500 m/s，指的是平均速度大小
C．蘇炳添在東京奧運會百米半決賽的成績是9.83 s，則他沖刺時的速度大小一定為10.17 m/s
D．某列車在通滬鐵路跑出的最高時速為220 km/h，指的是瞬時速度大小
答案 D
解析 A項指的是瞬時速度不超過20 km/h；B項500 m/s指的是子彈離開槍口時的瞬時速度大小；C項蘇炳添的平均速度大小為10.17 m/s；D項指的是瞬時速度大小為220 km/h，故D正確．
5．關(guān)于加速度的理解，下列說法錯誤的是( )
A．高速行駛的賽車，加速度可能為零
B．汽車啟動的一瞬間，加速度一定不為零
C．汽車啟動得越快，加速度越大
D．汽車的加速度為－5 m/s2，表明汽車在做減速運動
答案 D
解析由a＝eq \f(Δv,Δt)可知，加速度是描述物體運動速度變化快慢的物理量，所以高速行駛的賽車，加速度可能是零，也可能不是零，A正確，不符合題意；汽車啟動的一瞬間，汽車由靜止開始運動，汽車的速度一定產(chǎn)生變化，所以加速度一定不為零，B正確，不符合題意；汽車啟動得越快，說明汽車的速度變化越快，加速度越大，C正確，不符合題意；汽車的加速度為－5 m/s2，加速度中的正、負號表示加速度方向，若汽車運動方向與加速度方向相同，汽車做加速運動，若不同，汽車做減速運動，D錯誤，符合題意．
6．(多選)沿直線做勻變速運動的一列火車和一輛汽車的速度分別為v1和v2，v1、v2在各個時刻的大小如表所示．從表中數(shù)據(jù)可以看出( )
A.火車的速度變化較慢B．汽車的加速度較小
C．火車的位移在減小D．汽車的位移在增加
答案 AD
解析從表格中可得0～4 s內(nèi)火車加速度a火＝eq \f(Δv,Δt)＝eq \f(－0.5,1) m/s2＝－0.5 m/s2，汽車的加速度a汽＝eq \f(Δv′,Δt)＝eq \f(1.2,1) m/s2＝1.2 m/s2，故火車的加速度較小，速度變化比較慢，A正確，B錯誤；由于汽車和火車的速度一直為正值，速度方向不變，則位移都在增加，C錯誤，D正確．
7．(多選)一物體做勻變速直線運動，當(dāng)t＝0時，物體的速度大小為12 m/s，方向向東；當(dāng)t＝2 s時，物體的速度大小為8 m/s，方向仍向東，則當(dāng)物體的速度大小變?yōu)? m/s時，t可能為( )
A．3 s B．5 s C．7 s D．9 s
答案 BC
解析取向東為正方向，物體做初速度v0＝12 m/s的勻變速直線運動，加速度a＝eq \f(v2－v0,t)＝－2 m/s2；若速度大小為2 m/s、方向向東，則t1＝eq \f(v1－v0,a)＝5 s；若速度大小為2 m/s、方向向西，則t2＝eq \f(－v1－v0,a)＝7 s，故選項B、C正確，A、D錯誤．
8.某國產(chǎn)車型啟用全新動力標識，新的命名方式直接與車輛的加速性能聯(lián)系起來，如圖，TFSI前面的那組數(shù)字稱為G值，單位為m/s2，計算公式為“G＝eq \f(Δv,Δt)×10”，式中Δv為從靜止加速到100公里每小時的速度變化量，Δt為不同車型的百公里加速時間．則以下說法正確的是( )
A．G值越大，車輛的速度變化量越大
B．G值越大，車輛的動力越強勁
C．100公里每小時是指車輛百公里加速的平均速度
D．標識為45TFSI的車輛百公里加速時間約為7.3 s
答案 B
解析由題設(shè)所給的G值的公式可知，G值越大，該車的加速度越大，速度的變化率越大，由牛頓第二定律可知車輛的動力越強勁，故A錯誤，B正確；題中100公里每小時為瞬時速度，故C錯誤；100 km/h≈27.8 m/s，根據(jù)公式可得Δt≈eq \f(27.8,45)×10 s≈6.2 s，故D錯誤．
9．(多選)一段高速公路上限速120 km/h，為監(jiān)控車輛是否超速，設(shè)置了一些“電子警察”系統(tǒng)，其工作原理如圖所示：路面下，距離L埋設(shè)兩個傳感器線圈A和B，當(dāng)有車輛經(jīng)過線圈正上方時，傳感器能向數(shù)據(jù)采集器發(fā)出一個電信號；若有一輛汽車(在本題中可看作質(zhì)點)經(jīng)過該路段，兩傳感器先后向數(shù)據(jù)采集器發(fā)送信號，時間間隔為Δt，經(jīng)微型計算機處理后得出該車的速度，若超速，則計算機將控制架設(shè)在路面上方的照相機C對汽車拍照，留下違章證據(jù)．根據(jù)以上信息，下列說法正確的是( )
A．計算汽車速度的表達式v＝eq \f(L,Δt)
B．計算汽車速度的表達式v＝eq \f(2L,Δt)
C．若L＝5 m，Δt＝0.2 s，照相機將會拍照
D．若L＝5 m，Δt＝0.2 s，照相機不會拍照
答案 AD
解析計算汽車速度的原理是利用短時間內(nèi)的平均速度來代替瞬時速度，故汽車速度的表達式為v＝eq \f(L,Δt)，A正確，B錯誤；若L＝5 m，Δt＝0.2 s，則汽車的速度為v＝eq \f(L,Δt)＝25 m/s＝90 km/h

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