2020版高考物理一轮复习第一章第1节描述运动的基本概念讲义.pdf

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1、机械运动与物理模型机械运动与物理模型 新课程标准核心知识提炼 质点(物理模型) 位移 速度(极限思想) 加速度 匀变速直线运动的规律 运动图像 自由落体运动规律 1.经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为 质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物 理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。 2.理解位移、速度和加速度。通过实验，探究匀变速直线运动的特 点，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线 运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法 和物理问题研究中的极限方法。 3.定性了解生活中常见的机械运动。 通过实验认识

2、自由落体运动规 律。 结合物理学史的相关内容， 认识实验对物理学发展的推动作用。 实验：研究匀变速直线 运动的特点 第 1 节 描述运动的基本概念 一、质点、参考系 1质点 (1)定义：用来代替物体的有质量的点。 (2)条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可以忽略不计。注 1 (3)实质：质点是一种理想化的模型，实际并不存在。 2参考系 (1)定义：在描述物体的运动时，用来做参考的物体。 (2)参考系的选取注 2 参考系的选取是任意的，既可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考 系的物体应认为是静止的，通常选地面为参考系。 对于同一物体，选择不同的参考系时观察运动结果一般不同。

3、比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系。 二、位移、速度 1位移和路程 (1)二者的定义 位移表示质点的位置变动，它是由质点初位置指向质点末位置的 有向线段 路程质点运动轨迹的长度 (2)二者的区别和联系 区别 位移是矢量，方向由初位置指向末位置 路程是标量，没有方向 联系 在单向直线运动中，位移的大小等于路程 其他情况下，位移的大小小于路程 2速度和速率 (1)平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v ，是矢量，其 x t 方向就是对应位移的方向。 (2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度，是矢量。注 3 (3)速率：瞬时速度的大小，是标量。 三、加速度注

4、4 1物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量。 2定义式：a，单位为 m/s2。 v t 3方向：加速度为矢量，方向与速度变化量的方向相同。 【注解释疑】 注 1 不以“大小”论质点 大的物体不一定不能看成质点； 小的物体不一定能看成质点。 注 2 不能选自身为参考系。 注 3 在实际问题中， 只要时间足够短， 平均速度可认为等于瞬时速度， 如光电门问题。 注 4 速度变化快慢、速度变化率、加速度三者含义相同，速度变化快，也就是速度变 化率大，加速度大。 深化理解 1质点的辨识 物体能否看成质点，关键不在物体本身，而是要看研究的问题，同一个物体在不同情况 下有时可看成质点，有时则不能。 2“速

5、度”的理解 “速度”一词在不同情境下可能表示瞬时速度、平均速度、速率、平均速率，解决具体 问题时需要加以区分。 3平均速度和平均速率 平均速度是位移与所用时间的比值， 平均速率是路程与所用时间的比值， 所以平均速率 不是平均速度的大小。 4加速度的方向 加速度的方向与速度变化量 v的方向相同，由物体受到的合力方向决定(Fma)。 基础自测 一、判断题 (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成质点，而转动的物体不能看成质点。() (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

6、度的两倍。 () (5)加速度为正值，表示速度的大小一定越来越大。() 二、选择题(部分习题选自教材，或为教材习题的改编。教材习题最经典，每练一次都 有新发现。) 1下列关于物理学的基本知识说法正确的是( ) A只有静止的物体才能被选为参考系 B小明早上 6 点 30 分出门去上学，“6 点 30 分”是时间间隔 C地球有时可以看成质点，有时不能看成质点 D国际马拉松比赛的总长 42.195 公里指的是位移 解析：选 C 一切物体都能被选为参考系，A 错误。“6 点 30 分”是时刻，B 错误。研 究地球自转时，地球不能看成质点，研究地球公转时，地球可以看成质点，C 正确。42.195 公里指

7、的是路程，D 错误。 2粤教版必修 1 P16 T1改编下列关于加速度的说法正确的是( ) A加速度的单位读作“米每秒的平方” B物体有加速度说明物体速度在增大 C加速度越大说明物体速度变化越大 D加速度是描述物体速度变化快慢的物理量 解析：选 D 加速度的单位读作“米每二次方秒” ，故 A 错误；物体加速度方向与速度 方向反向时，物体速度在减小，故 B 错误 ； 加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，加速 度大说明速度变化快，故 C 错误，D 正确。 3.如图所示， 在某次越野自行车训练中， 某选手用地图计算出出发地A和目的地B的直 线距离为12 km，实际从A运动到B用时30 min，实际

8、里程表指示的里程数比 直线距离多了8 km，当他经过某路标C时，车上速度计指示的示数为50 km/h，下列说法错误的是( ) A整个过程中自行车的平均速度大小为 24 km/h B整个过程中自行车的平均速率为 40 km/h C经过路标C时自行车的瞬时速度大小为 50 km/h D经过路标C时自行车的速度方向为由A指向B 解析 ： 选 D 从A到B，自行车的位移为 12 km，路程为 20 km，用时 0.5 h，由平均速度 和平均速率的定义可得整个过程中的平均速度大小为 24 km/h， 平均速率为 40 km/h， 故 A、 B 正确；速度计显示的是瞬时速度大小，故 C 正确；经过路标C时

9、自行车的速度方向沿实际运 动路线的切线指向运动方向，故 D 错误。 本节内容为运动学的基本概念，因为简单，高考一般不单独命题。但这些概念是高中物 理知识的基础，不可掉以轻心，复习时应注重对概念的理解。 考点一 对质点和参考系的理解基础自修类 题点全练 1对质点的理解 2017 年 8 月 27 日，第十三届全运会在天津开幕，下列几种比赛项目中的研究对象可视 为质点的是( ) A跳高比赛中研究运动员跳跃的姿势时 B研究男子千米比赛中运动员的位置时 C研究投篮过程中篮球能否进入篮筐时 D100 米终点裁判在分析运动员冲线过程时 解析：选 B 跳高比赛中研究运动员跳跃的姿势，不能将运动员视为质点，故

10、 A 错误； 研究男子千米比赛中运动员的位置时，可以不考虑其体积，能看成质点，故 B 正确 ； 研究投 篮过程中篮球能否进入篮筐时，篮球的大小不能忽略，不能看成质点，故 C 错误；100 米终 点裁判在分析运动员冲线过程时，可以是身体的不同位置接触终点线，此时不能看成质点， 故 D 错误。 2对参考系的理解 钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土， 其附近海域是渔民祖祖辈 辈传统的谋生渔场。如图，中国海监 46 船(甲)和中国海监 49 船(乙)， 在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航。甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移 动，乙船内的船员发现甲船没有动。如果以钓鱼岛为参照物，上述事实说明( )

11、 A甲船向西运动，乙船不动 B乙船向西运动，甲船不动 C甲船向西运动，乙船向东运动 D甲、乙两船以相等的速度都向西运动 解析：选 D 甲船上的船员看见钓鱼岛向东移动，以钓鱼岛为参照物，甲船向西运动， 乙船内的船员发现甲船没有动。甲、乙两船的速度大小、行驶的方向应该是一样的，即甲、 乙两船以相等的速度都向西运动。故 D 正确。 3对质点、参考系的综合考查 (多选)我国第四颗月球探测器“嫦娥四号”于北京时间 2018 年 12 月 8 日 2 时 23 分成 功发射。 与 “嫦娥三号” 在月球西经 19.51 度、 北纬 44.12 度的虹湾以东区域着陆不同， “嫦 娥四号”实现了人类首次月球背面

12、软着陆和巡视探测。下列说法正确的是( ) A“嫦娥四号”绕月球做椭圆运动，是以地球为参考系来描述的 B在观测“嫦娥四号”绕月球运行周期时可将其看成质点 C2018 年 12 月 8 日是时间，2 时 23 分是时刻 D西经 19.51 度、北纬 44.12 度表示位置 解析 ： 选 BD “嫦娥四号” 绕月球做椭圆运动是以月球中心为参考系来描述的， 故 A 错 ； 观测其绕月球飞行周期可将其看成质点， 故 B 对 ； 2018 年 12 月 8 日 2 时 23 分整体表示时刻， 故 C 错；西经 19.51 度、北纬 44.12 度表示位置，故 D 对。 名师微点 1对质点的两点说明 (1)

13、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)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。 2判断质点问题的两个关键 (1)明确题目中要研究的问题是什么。 (2)分析物体的大小和形状对所研究问题的影响能否忽略不计。当物体的大小和形状对 所研究的问题影响很小，可以忽略不计时，不论体积大小均可将其视为质点。 3对参考系的三点提醒 (1)由于运动描述的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对哪个参考系而 言的，在没有特殊说明的情况下，一般选大地作为参考系。 (2)在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一物体在不同阶

14、段的运动，则必须 选取同一个参考系。 (3)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。 考点二 位移和路程基础自修类 题点全练 1对位移和路程的理解 关于位移和路程，下列说法正确的是( ) A在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的 B在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的 C在直线运动中，物体的位移大小一定等于其路程 D在曲线运动中，物体的位移大小可能等于其路程 解析：选 B 物体运动了一段时间后又回到出发点，位移为零，选项 A 错误；物体不运 动， 则它的路程一定为零， 反之物体在某一段时间内运动的路程为零， 则它一定静止， 选项 B

15、正确；物体只有做单向直线运动时，其位移大小才等于路程，选项 C、D 错误。 2位移和路程的计算 如图所示，物体沿两个半径为R的圆弧由A到C，则它的位移和路 程分别为 ( ) A.R，A指向C；R 5 2 10 B.R，A指向C；R 5 2 5 2 C.R，A指向C；R10 5 2 D.R，C指向A；R10 5 2 解析 ： 选C 如图， 物体沿两个半径为R的圆弧由A运动到C， 路程s R 2R R，位移由A指向C，xR，故 3 4 5 2 3R2R210 选项 C 正确。 3利用位置坐标确定位移的大小和方向 (多选)小明在玩“跳跳鼠”手机游戏时，让跳跳鼠在手机屏幕上由点(0,0)出发，沿直 线

16、运动到点(3,1)， 吃到一次食物。 然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4)， 接着又由点(1,4) 沿直线运动到点(5,5)，最后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2)，各吃到一次食物。平面坐 标系横、纵坐标轴的单位长度为 1 cm，则( ) A跳跳鼠的运动轨迹是一条直线 B跳跳鼠不会两次通过同一点 C整个过程中跳跳鼠的位移大小为 2 cm2 D整个过程中跳跳鼠的位移与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反 解析：选 CD 在坐标系中画出跳跳鼠的运动轨迹如图所示，可 见其运动轨迹不是一条直线，图线的交点表示跳跳鼠两次通过同一 点，A、 B 均错误；整个过程中跳跳鼠的位移为从点

17、(0,0)到点(2,2)的有向线段，大小为 2 2 cm，C 正确；(0,0)、(2,2)、(5,5)三个坐标点在一条直线上，故可得出整个过程中跳跳鼠 的位移与由点(5,5)到点(2,2)的位移方向相反，D 正确。 名师微点 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xs 考点三 平均速度与瞬时速度师生共研类 1平均速度与瞬时速度的区别和联系 平均速度是过程量， 表示物体在某段时间或某段位移 内的平均运动快慢程度 区别 瞬时速度是状态量， 表示物体在某

18、一时刻或某一位置 的运动快慢程度 联系瞬时速度是运动时间 t0 时的平均速度 2平均速度与平均速率的区别和大小关系 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。 3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) 是平均速度的定义式，适用于所有的运动。v x t 典例 如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，AB、 ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是：1 s、2 s、3 s、4 s。下列

19、说法不正确的是( ) A物体在AB段的平均速度为 1 m/s B物体在ABC段的平均速度为 m/s 5 2 CAB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AC段的平均速度 解析 由 可得： AB m/s1 m/s，AC m/s，故 A、B 均正确；所选取的v x t v 1 1 v 5 2 过程离A点越近，运动时间越短，其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度，故 C 正确； 由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程，故B点虽为中间时刻，但其速度不等于AC 段的平均速度，D 错误。 答案 D 易错提醒 (1)中间时刻的速度等于这段时间的平均速度， 只

20、适用于匀变速直线运动。 本题中AC 的过程为曲线运动。 (2)所选取的时间或过程越短，平均速度越接近该过程内某时刻或某位置的瞬时速度。 题点全练 1平均速度的计算 某同学在研究一辆汽车的运动时发现，汽车沿直线运动，以速度v120 m/s 行驶了 的 1 3 路程，接着以速度v230 m/s 跑完了其余的 的路程，他根据这些数据算出了汽车在全程的 2 3 平均速度，你看下列哪一个是正确的( ) A25 m/s B24 m/s C23 m/s D25.7 m/s 解析：选 D 由平均速度的公式 ，可得v25.7 m/s。D 正确。v x t x 1 3x v1 2 3x v2 2平均速度与平均速率

21、的比较如图，三个质点A、B、C均同时 从长方体上的M点沿不同路径同时运动至N点，运动轨迹如图所示，下 列说法正确的是( ) A三个质点的路程相同 B三个质点的平均速率相同 CA、B的位移最大，C的位移最小 D三个质点的平均速度相同 解析 ： 选 D 路程是质点运动轨迹的实际长度， 可见A、B的路程相同， 且大于C的路程， A 错。平均速率等于路程与时间的比值，所以 B 错。位移是初位置指向末位置的有向线段，由 此可知， 三者的位移相同， C 错。 平均速度等于位移与时间的比值， 所以平均速度相同， D 对。 3平均速度和瞬时速度的应用 如图所示， 气垫导轨上滑块经过光电门时， 其上的遮光条将光

22、 遮住， 电子计时器可自动记录遮光时间 t。测得遮光条的宽度为 x， 用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接 x t x t 近瞬时速度，正确的措施是( ) A换用宽度更窄的遮光条 B提高测量遮光条宽度的精确度 C使滑块的释放点更靠近光电门 D增大气垫导轨与水平面的夹角 解析：选 A 表示的是 t时间内的平均速度，遮光条的宽度 x越窄，则记录的 x t 遮光时间 t越小，越接近滑块通过光电门时的瞬时速度，选项 A 正确。 x t 考点四 加速度与速度及速度变化量的关系师生共研类 1速度、速度变化量和加速度的对比 速度速度变化量加速度 物理意义描述物体运动的快慢描述物体速度的变化描述物体

23、速度变化的快慢 定义式vx t vvv0a v t vv0 t 方向 与位移 x同向，即物 体运动的方向 由vv0或a的方向决 定 与v的方向一致， 由合力F 的方向决定，而与v0、v的 方向无关 2加速度的定义式和决定式 a是加速度的定义式，a 是加速度的决定式， 即加速度的大小由物体受到的合力 v t F m F和物体的质量m共同决定，加速度的方向由合力的方向决定。 3根据a与v的方向关系判断物体加速还是减速 Error! 1a和v同向 加速直线运动 Error! 2a和v反向 减速直线运动 典例 两个物体A、B的加速度aAaB，则( ) AA的速度一定比B的速度大 BA的速度变化量一定比

24、B的速度变化量大 CA的速度变化一定比B的速度变化快 DA受的合外力一定比B受的合外力大 解析 加速度a， 表示速度变化的快慢， 因此加速度a大， 速度v、 速度变化量 v v t 均不一定大，但速度变化一定快，故选项 A、B 错误，选项 C 正确。根据牛顿第二定律Fma 可知，物体所受合力的大小与质量和加速度两个物理量有关，而题意中未涉及物体A、B质 量的大小关系，因此它们所受合外力的大小关系也无法确定，故选项 D 错误。 答案 C 易错提醒 (1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系。 (2)速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间共同决定。 (3)速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系

25、决定的。 题点全练 1速度、速度变化量与加速度方向间的关系 如图所示，汽车在做直线运动过程中，原来的速度是v1，经过一小段时间 t以后， 速度变为v2，则下列说法正确的是( ) A图中a是矢量，v是标量 B图甲中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相反 C图甲中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相同 D图乙中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相同 解析：选 C 速度、速度变化量以及加速度均是矢量，选项 A 错误；题图甲中汽车做加 速运动，则速度v1的方向与加速度a的方向相同，选项 B 错误，C 正确 ； 题图乙中汽车做减 速运动，则速度v1的方向与加速度a的方向相反，选项 D 错误。 2速度变化

26、量、加速度的大小计算 (多选)如图甲所示，火箭发射时，速度能在 10 s 内由 0 增加到 100 m/s；如图乙所示， 汽车以 108 km/h 的速度行驶，急刹车时能在 2.5 s 内停下来，下列说法中正确的是( ) A10 s 内火箭的速度改变量为 10 m/s B2.5 s 内汽车的速度改变量为30 m/s C火箭的速度变化比汽车的快 D火箭的加速度比汽车的加速度小 解析 ： 选 BD 因火箭发射时，速度在 10 s 内由 0 增加到 100 m/s，故 10 s 内火箭的速 度改变量为 100 m/s， 选项 A 错误 ； 汽车以 108 km/h30 m/s 的速度行驶， 急刹车时

27、能在 2. 5 s 内停下来，则 2.5 s 内汽车的速度改变量为 030 m/s30 m/s，选项 B 正确；火箭 的加速度为：a1 m/s210 m/s2，汽车的加速度为：a2 m/s212 v1 t1 100 10 v2 t2 30 2.5 m/s2，故火箭的速度变化比汽车的慢，火箭的加速度比汽车的加速度小，选项 C 错误，D 正 确。 3速度变化规律分析 (多选)一个物体做变速直线运动，物体的加速度(方向不变)大小从某一值逐渐减小到 零，则在此过程中，关于该物体的运动情况的说法可能正确的是( ) A物体速度不断增大，加速度减小到零时，物体速度最大 B物体速度不断减小，加速度减小到零时，

28、物体速度为零 C物体速度减小到零后，反向加速再匀速 D物体速度不断增大，然后逐渐减小 解析：选 ABC 物体做变速直线运动，速度方向可能与加速度方向相同，加速度逐渐减 小，速度不断增大，当加速度减小到零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动，A 正确； 物体做变速直线运动，速度方向可能与加速度方向相反，加速度逐渐减小，速度不断减小， 当加速度减小到零时，物体速度可能恰好为零，B 正确；物体的加速度方向与初速度方向可 能相反，加速度减小，速度减小，当速度减为零时，加速度不为零，然后反向做加速直线运 动，加速度等于零后，物体做匀速运动，C 正确，D 错误。 “STS 问题”巧迁移与描述运动的概念有关

29、的 STS 问题 考“活”思维的 STS 问题 物理与现实生活结合比较紧密，高考常常命制 STS 问题，此类问题大多以生活常识、体 育运动、交通运输、社会生产、能源环保、现代科技等信息为载体，考查学生活学活用物理 知识的能力。考生之所以常失分，皆因不能准确审题、不会思维迁移造成。本书在一些章节 设此栏目，旨在让考生平时多接触，通过练习进行感悟，消除对 STS 问题的恐惧感。 1在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑 点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示。下 面说法正确的是( ) A地球在金星与太阳之间 B观测“金星凌日”时可将太阳看成质点 C以太阳为参考系，金星

30、绕太阳一周位移不为零 D以太阳为参考系，可以认为金星是运动的 解析：选 D 金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑 色，选项 A 错误 ； 因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日” 时不能将太阳看成质点，选项 B 错误 ； 金星绕太阳一周，起点与终点重合，位移为零，选项 C 错误 ； 金星相对于太阳的空间位置发生了变化， 所以以太阳为参考系， 金星是运动的， 选项 D 正确。 2校运会 400 m 比赛中，终点在同一直线上，但起点不在同一 直线上(如图所示)。关于这样的做法，下列说法正确的是( ) A这样做目的是为了使参加比赛的同学位移大小相

31、同 B这样做目的是为了使参加比赛的同学运动路程相同 C这样做目的是为了使参加比赛的同学所用时间相同 D这样做其实是不公平的，明显对外侧跑道的同学有利 解析 ： 选 B 校运会 400 m 比赛，其跑道是弯的，为了保证参赛同学的路程均为 400 m， 终点在同一直线上，起点则不在同一直线上，故 B 正确。 3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( ) AR B2R C2R DR42 解析：选 D 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 R，故 D 正确。2R2R242