2019屆高考物理復習運動的描述勻變速直線運動的研究第一節(jié)描述運動的基本概念測習題.docx

第一節(jié) 描述運動的基本概念 學生用書P1【基礎梳理】一、質(zhì)點和參考系1質(zhì)點：用來代替物體的有質(zhì)量的點它是一種理想化模型2參考系：為了研究物體的運動而選定用來作為參考的物體參考系可以任意選取通常以地面或相對于地面不動的物體為參考系來研究物體的運動二、位移和速度1位移和路程(1)位移：描述物體(質(zhì)點)的位置的變化，用從初位置指向末位置的有向線段表示，是矢量(2)路程是物體運動軌跡的長度，是標量2速度(1)平均速度：在變速運動中，物體在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，即，是矢量(2)瞬時速度：運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度，是矢量3速率和平均速率(1)速率：瞬時速度的大小，是標量(2)平均速率：路程與時間的比值，不一定等于平均速度的大小三、加速度1定義式：a，單位是m/s2.2物理意義：描述速度變化的快慢3方向：與速度變化的方向相同【自我診斷】 判一判(1)研究物體的運動時，不能選擇變速運動的物體作為參考系()(2)研究里約奧運會跳水冠軍陳艾森的動作時，不能把運動員看做質(zhì)點()(3)在直線運動中，物體的位移大小一定等于其路程()(4)子彈擊中目標的速度屬于瞬時速度()(5)加速度是描述速度變化大小的物理量()(6)加速度為正值，表示速度的大小一定越來越大()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做2017年4月20日天舟一號首發(fā)成功，如圖所示是火箭點火升空瞬間時的照片，關(guān)于這一瞬間的火箭的速度和加速度的判斷，下列說法正確的是()A火箭的速度很小，但加速度可能較大B火箭的速度很大，加速度可能也很大C火箭的速度很小，所以加速度也很小D火箭的速度很大，但加速度一定很小提示：選A.火箭點火升空瞬間速度很小，火箭得到高速氣體的反沖力，加速度可能較大，A正確，B、D錯誤；加速度的大小與速度的大小無必然聯(lián)系，故C錯誤 想一想以恒定的速率做圓周運動的物體有加速度嗎？為什么？提示：有，因為速度的方向在變化對質(zhì)點和參考系的理解學生用書P2【知識提煉】1物體可被看做質(zhì)點主要有三種情況(1)多數(shù)情況下，平動的物體可看做質(zhì)點(2)當問題所涉及的空間位移遠大于物體本身的大小時，可以看做質(zhì)點(3)轉(zhuǎn)動的物體一般不可看做質(zhì)點，但轉(zhuǎn)動可以忽略時，可把物體看做質(zhì)點2參考系的選取原則：以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則(1)研究地面上物體的運動時，常選地面或相對地面靜止的物體作為參考系(2)研究某一系統(tǒng)中物體的運動時，常選該系統(tǒng)為參考系例如：研究宇航艙內(nèi)物體的運動情況時，選取宇航艙為參考系【跟進題組】1(多選)第31屆夏季奧林匹克運動會于2016年8月5日21日在巴西里約熱內(nèi)盧舉行運動會包括射箭、體操、田徑、擊劍等39個比賽項目下列關(guān)于運動項目的描述正確的是()A研究馬拉松運動員跑步的過程，評判比賽成績時，可將運動員視為質(zhì)點B在雙人同步跳水運動中，以其中一名運動員為參考系，另一名運動員是相對靜止的C在評判擊劍運動員的比賽成績時，運動員可視為質(zhì)點D研究體操運動員的體操動作時，可將其視為質(zhì)點解析：選AB.C、D兩項中都要關(guān)注運動員的動作細節(jié)，故這兩個項目中的運動員不能看做質(zhì)點；A項中評判成績不用關(guān)注跑步動作細節(jié)，故該項中的運動員可看做質(zhì)點；B項中在雙人同步跳水運動中，兩人動作完全一致，故以其中一名運動員為參考系，另一名運動員是相對靜止的2某人劃船逆流而上，當船經(jīng)過一座橋時，船上一小木塊掉在河水里(木塊掉入水中后立刻與水流速度相同)，但一直航行至上游某處時此人才發(fā)現(xiàn)，便立即返航追趕，當他返航經(jīng)過1 h追上小木塊時，發(fā)現(xiàn)小木塊距離橋有5 400 m 遠，若此人向上游和下游航行時船在靜水中前進的速率相等，求河水的流速為多大解析：法一：以河水為參考系，小木塊是靜止的相對小木塊，船以恒定不變的速率運動，到船追上小木塊，船往返時間相等，各為1 h，共2 h這段時間內(nèi)，相對水，橋向上游運動，到船追上小木塊，橋向上游運動了5 400 m，其相對水的速度為v m/s0.75 m/s即河水的流速為0.75 m/s.法二：以地面為參考系設船的靜水速度為v1，水流速度為v2，船向上游航行時間為t1，返航時間為t2，則：(v1v2)t2(v1v2)t1v2(t1t2)解得：t1t21 h由xv2(t1t2)得：v2 m/s0.75 m/s.答案：0.75 m/s位移和速度學生用書P2【知識提煉】平均速度、平均速率、瞬時速度的比較平均速度平均速率瞬時速度物理意義描述物體在一段時間(或一段位移)內(nèi)位置改變的快慢及方向描述物體沿軌跡運動的平均快慢描述物體在某一時刻(或某一位置)的運動快慢標矢性矢量標量矢量大小與方向?qū)欢挝灰苹蛞欢螘r間(1)平均速度(2)方向與位移的方向相同(1)平均速率，注意：不一定等于平均速度的大小(2)無方向(1)v，當t很小時，物體在t時刻的速度大小，叫瞬時速率通?？捎闷渌\動公式計算(2)方向就是物體運動的方向【典題例析】(多選)如圖所示，物體沿曲線軌跡的箭頭方向運動，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運動所用的時間分別是：1 s、2 s、3 s、4 s下列說法正確的是()A物體在AB段的平均速度大小為1 m/sB物體在ABC段的平均速度大小為 m/sCAB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體處于A點時的瞬時速度D物體在B點的速度等于AC段的平均速度審題指導(1)應用求平均速度時，要注意x與t的對應(2)時間t越短，平均速度 越接近某位置的瞬時速度(3)一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，只適用于勻變速直線運動解析由可得：AB m/s1 m/s，AC m/s，故A、B均正確；所選取的過程離A點越近，其階段的平均速度越接近A點的瞬時速度，故C正確；由A經(jīng)B到C的過程不是勻變速直線運動過程，故B點雖為中間時刻，但其速度不等于AC段的平均速度，故D錯誤答案ABC(1)無論什么運動，瞬時速率都等于瞬時速度的大小(2)只有在單向直線運動中，平均速率才等于平均速度的大?。辉谄渌\動中，平均速率大于平均速度的大小 【遷移題組】 遷移1對位移的理解和計算1(多選)2017年8月6日在清華大學舉辦第二屆“登峰杯”機器人大賽中，某機器人在平面內(nèi)由點(0，0)出發(fā)，沿直線運動到點(3，1)，然后又由點(3，1)沿直線運動到點(1，4)，然后又由點(1，4)沿直線運動到點(5，5)，最后又由點(5，5)沿直線運動到點(2，2)，平面坐標系橫、縱坐標軸的單位長度為1 m整個過程中機器人所用時間是2 s，則()A機器人的運動軌跡是一條直線B機器人不會兩次通過同一點C整個過程中機器人的位移大小為2 mD整個過程中機器人的位移與由點(5，5)運動到點(2，2)的位移方向相反解析：選CD.在坐標系中畫出機器人的運動軌跡如圖所示，可見其運動軌跡不是直線，圖線的交點表示機器人兩次通過同一點，A、B均錯誤；整個過程中機器人的位移為從點(0，0)到點(2，2)的有向線段，大小為2 m，C正確；(0，0)、(2，2)、(5，5)三個坐標點在一條直線上，故可得出整個過程中機器人的位移與由點(5，5)到點(2，2)的位移方向相反，D正確 遷移2平均速度的計算2(多選)2017年達喀爾拉力賽中，如圖所示為某選手在一次訓練中的路線圖，他先用地圖計算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9 km，實際從A運動到B用時5 min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15 km，當他經(jīng)過某路標C時，車內(nèi)速度計指示的示數(shù)為150 km/h，那么可以確定的是()A整個過程中賽車的平均速率大小為108 km/hB整個過程中賽車的平均速度大小為108 km/hC賽車經(jīng)過路標C時的瞬時速度大小為150 km/hD賽車經(jīng)過路標C時速度方向為由A指向B解析：選BC.從A到B位移為9 km，路程為15 km，用時 h，可得整個過程的平均速率為180 km/h、平均速度大小為108 km/h，故A錯、B對；速度計顯示的是瞬時速度大小，故C對；經(jīng)過C時速度的方向為沿運動軌跡在C點的切線方向，故D錯 遷移3極限法求瞬時速度3(2018北京西城區(qū)模擬)用如圖所示的計時裝置可以近似測出氣墊導軌上滑塊的瞬時速度已知固定在滑塊上遮光條的寬度為4.0 mm，遮光條經(jīng)過光電門的遮光時間為0.040 s，則滑塊經(jīng)過光電門位置時的速度大小為()A0.10 m/sB100 m/sC4.0 m/s D0.40 m/s 解析：選A.遮光條經(jīng)過光電門的遮光時間很短，所以可以把遮光條經(jīng)過光電門的平均速度當做滑塊經(jīng)過光電門位置時的瞬時速度，即v m/s0.10 m/s，選項A正確加速度學生用書P3【知識提煉】1速度、速度的變化量和加速度的比較速度速度的變化量加速度物理意義描述物體運動的快慢，是狀態(tài)量描述物體速度的變化，是過程量描述物體速度變化的快慢，是狀態(tài)量定義式vvvv0a方向與位移x同向，即物體運動的方向由vv0或a的方向決定與v的方向一致，由F的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān)2.a是加速度的定義式當t0時，a是瞬時加速度；加速度的決定式是a，即加速度的大小由物體受到的合力F和物體的質(zhì)量m共同決定，加速度的方向由合力的方向決定3物體加、減速的判定(1)當a與v同向或夾角為銳角時，物體加速(2)當a與v垂直時，物體速度大小不變(3)當a與v反向或夾角為鈍角時，物體減速【典題例析】為了測定氣墊導軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為L3.0 cm的遮光板，如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個光電門，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t10.30 s，通過第二個光電門的時間為t20.10 s，遮光板從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間間隔為t3.0 s試估算：(1)滑塊的加速度多大(保留兩位有效數(shù)字)?(2)兩個光電門之間的距離是多少？審題突破遮光板通過光電門的時間非常短，可以把遮光板經(jīng)過光電門的平均速度當做滑塊經(jīng)過光電門位置時的瞬時速度解析(1)遮光板通過第一個光電門的速度v1 m/s0.10 m/s遮光板通過第二個光電門的速度v2 m/s0.30 m/s故滑塊的加速度a0.067 m/s2.(2)兩個光電門之間的距離xt0.6 m.答案(1)0.067 m/s2(2)0.6 m(1)速度的大小與加速度的大小沒有必然聯(lián)系，加速度的大小和方向由合力決定(2)速度變化量的大小與加速度的大小沒有必然聯(lián)系，速度變化量的大小由加速度和速度變化的時間決定(3)物體做加速運動還是減速運動，關(guān)鍵是看物體的加速度與速度的方向關(guān)系，而不是看加速度的變化情況加速度的大小只反映速度變化(增加或減小)的快慢 【遷移題組】 遷移1加速度與速度及速度變化之間的制約關(guān)系1(2018杭州模擬)關(guān)于速度、速度變化量、加速度，正確的說法是()A物體運動時，速度的變化量越大，它的加速度一定越大B速度很大的物體，其加速度可能為零C某時刻物體的速度為零，其加速度不可能很大D加速度很大時，運動物體的速度一定很快變大解析：選B.由a可知， 在v越大，但不知道t的大小時，無法確定加速度的大小，故A錯誤；高速勻速飛行的戰(zhàn)斗機，速度很大，但速度變化量為零，加速度為零，所以B正確；炮筒中的炮彈，在火藥剛剛?cè)紵臅r刻，炮彈的速度為零，但加速度很大，所以C錯誤；加速度很大，說明速度變化很快，速度可能很快變大，也可能很快變小，故D錯誤 遷移2加速度的大小計算及方向判斷2.如圖所示，小球以大小為3 m/s的速度v1水平向右運動，碰一墻壁經(jīng)t0.01 s后以大小為2 m/s的速度v2沿同一直線反向彈回，則小球在這0.01 s內(nèi)的平均加速度是()A100 m/s2，方向向右B100 m/s2，方向向左C500 m/s2，方向向左 D500 m/s2，方向向右解析：選C.法一：取末速度的方向為正方向，由a得，a m/s2500 m/s2，方向與v2方向相同，水平向左，故選項C正確法二：取初速度的方向為正方向，由a得，a m/s2500 m/s2，方向與v2方向相同，水平向左，故選項C正確 遷移3極限思想在加速度求解中的應用3(2018浙江湖州中學月考)如圖所示，為了測定氣墊導軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為4.0 cm的遮光板滑塊向右做勻加速直線運動依次通過兩個光電門A和B.光電門上的黑點處有極細的激光束，當遮光板擋住光束時開始計時，不遮擋光束時停止計時現(xiàn)記錄了遮光板通過第一個光電門所用的時間為t10.30 s，通過第二個光電門所用的時間為t20.10 s，光電門從第一次計時結(jié)束到第二次計時開始經(jīng)歷的時間為t30.30 s，則滑塊的加速度大小應為()A0.67 m/s2B0.14 m/s2C0.54 m/s2 D0.22 m/s2解析：選C.遮光板通過第一個光電門的平均速度大小為v1 m/s0.13 m/s(d為遮光板的寬度)，這個速度就是滑塊通過第一個光電門中間時刻的速度，即計時0.15 s時的瞬時速度；遮光板通過第二個光電門的平均速度大小為v2 m/s0.4 m/s，這個速度就是通過第二個光電門中間時刻的速度，即第二個光電門計時0.05 s時的瞬時速度；因此加速度大小為a m/s20.54 m/s2，因此C正確學生用書P41.(2015高考廣東卷)如圖所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向運動，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板為參照物()A帆船朝正東方向航行，速度大小為vB帆船朝正西方向航行，速度大小為vC帆船朝南偏東45方向航行，速度大小為vD帆船朝北偏東45方向航行，速度大小為v解析：選D.以帆板為參照物，帆船具有朝正東方向的速度v和朝正北方向的速度v，兩速度的合速度大小為v，方向朝北偏東45，故選項D正確2(2016高考浙江卷)如圖所示為一種常見的身高體重測量儀測量儀頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測量儀接收，測量儀記錄發(fā)射和接收的時間間隔質(zhì)量為M0的測重臺置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比當測重臺沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為t0，輸出電壓為U0，某同學站上測重臺，測量儀記錄的時間間隔為t，輸出電壓為U，則該同學身高和質(zhì)量分別為()Av(t0t)，UBv(t0t)，UCv(t0t)，(UU0) Dv(t0t)，(UU0)解析：選D.設測量儀高度和人的身高分別為H和h，根據(jù)題意，沒有站人時有Hv，站人時有Hhv，得hv；又由傳感器輸出的電壓與作用在其上的壓力成正比，則沒有站人時U0kM0g，站人時Uk(M0m)g，得m(UU0)，故D項正確3一個質(zhì)點做方向不變的直線運動，加速度的方向始終與速度方向相同，但加速度大小逐漸減小直至為零，則在此過程中()A速度逐漸減小，當加速度減小到零時，速度達到最小值B速度逐漸增大，當加速度減小到零時，速度達到最大值C位移逐漸增大，當加速度減小到零時，位移將不再增大D位移逐漸減小，當加速度減小到零時，位移達到最小值解析：選B.加速度方向與速度方向相同，物體做加速運動，加速度減小到零，速度達到最大，由于速度方向不變，則位移逐漸增大，加速度減小到零，位移繼續(xù)增大故B正確，A、C、D錯誤42017年8月24日中越“跨越2017”聯(lián)合軍事演習在東海空域舉行假設有一架直升機以加速度a從地面由靜止開始豎直向上起飛，已知直升機在上升過程中每秒鐘的耗油量Vpaq(p、q均為常數(shù))，若直升機欲加速上升到某一高度處，且耗油量最小，則其加速度大小應為()A. BC. D解析：選B.由hat2知直升機的運動時間t，則其上升過程中耗油總量V總Vt(paq) ，由數(shù)學知識得要使V總最小，應有p2a，即a，B正確學生用書P275(單獨成冊)(建議用時：60分鐘)一、單項選擇題1在“金星凌日”的精彩天象中，觀察到太陽表面上有顆小黑點緩慢走過，持續(xù)時間達六個半小時，那便是金星，這種天文現(xiàn)象稱為“金星凌日”，如圖所示下面說法正確的是()A地球在金星與太陽之間B觀測“金星凌日”時可將太陽看成質(zhì)點C以太陽為參考系，金星繞太陽一周位移不為零D以太陽為參考系，可以認為金星是運動的解析：選D.金星通過太陽和地球之間時，我們才看到金星沒有被太陽照亮的一面呈黑色，選項A錯誤；因為太陽的大小對所研究問題起著至關(guān)重要的作用，所以觀測“金星凌日”不能將太陽看成質(zhì)點，選項B錯誤；金星繞太陽一周，起點與終點重合，位移為零，選項C錯誤；金星相對于太陽的空間位置發(fā)生了變化，所以以太陽為參考系，金星是運動的，選項D正確2據(jù)中央氣象臺消息： 2017年第1號臺風“梅花(Muifa)”于4月26日在距離菲律賓馬尼拉以東方向1 640公里的西北太平洋海面上生成(東經(jīng)136.1，北緯13.4)，中心附近最大風速達18 m/s(8級風，熱帶風暴級)預計“梅花”將以12 km/h左右的速度向西北方向移動，強度變化不大關(guān)于上述消息中的“18 m/s、12 km/h”，下述理解中正確的是()A分別指平均速度和瞬時速度的大小B分別指瞬時速度和平均速度的大小C均指平均速度的大小D均指瞬時速度的大小解析：選B.根據(jù)瞬時速度和平均速度的概念可知，“18 m/s”是指某位置的瞬時速度；“12 km/h”是指平均速度，故選B.3小磊同學沿著半徑為R的圓形跑道跑了1.75圈時，他的()A路程和位移的大小均為3.5RB路程為3.5R、位移的大小為RC路程和位移的大小均為RD路程為0.5R、位移的大小為R解析：選B.本題考查的是路程與位移小磊同學的路程為2R1.753.5R，位移大小為R，故選項B正確4關(guān)于物體的運動，下面說法不可能的是()A加速度在減小，速度在增加B加速度方向始終改變而速度不變C加速度和速度大小都在變化，加速度最大時速度最小，速度最大時加速度最小D加速度方向不變而速度方向變化解析：選B.當物體做加速度越來越小的加速運動時，速度越來越大，故A正確；加速度是描述速度變化快慢的物理量，所以只要加速度不為零，速度就一定變化，故B錯誤；如果物體先做加速度增大的減速運動，后做加速度減小的加速運動，則就會有加速度最大時速度最小，速度最大時加速度最小，故C正確；物體做勻減速運動，速度減為0后，方向改變，但加速度方向不變，例如豎直上拋運動，故D正確5一個朝著某方向做直線運動的物體，在時間t內(nèi)的平均速度是v，緊接著內(nèi)的平均速度是，則物體在這段時間內(nèi)的平均速度是()AvBvC.v Dv解析：選D.由平均速度的定義式可得物體在這段時間內(nèi)的平均速度v，故選項D正確6(2015高考浙江卷)如圖所示，氣墊導軌上滑塊經(jīng)過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間t.測得遮光條的寬度為x，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度為使更接近瞬時速度，正確的措施是()A換用寬度更窄的遮光條B提高測量遮光條寬度的精確度C使滑塊的釋放點更靠近光電門D增大氣墊導軌與水平面的夾角解析：選A.表示的是t時間內(nèi)的平均速度，遮光條的寬度x越窄，則記錄遮光時間t越小，越接近滑塊通過光電門時的瞬時速度，選項A正確二、多項選擇題7根據(jù)給出的速度和加速度的正負，對下列運動性質(zhì)的判斷正確的是()Av00，a0，物體做加速運動Bv00，a0，物體做減速運動Cv00，物體做減速運動Dv00，a0，物體做加速運動解析：選CD.當速度方向和加速度方向相同或夾角為銳角時，物體做加速運動；當速度方向和加速度方向相反或夾角為鈍角時，物體做減速運動不能只根據(jù)加速度的正負來判斷物體是做加速運動還是減速運動選項C、D正確8.某人騎自行車在平直道路上行進，圖中的實線記錄了自行車開始一段時間內(nèi)的vt圖象，某同學為了簡化計算，用虛線作近似處理，下列說法正確的是()A0t1這段時間內(nèi)的平均速度一定小于B0t3這段時間內(nèi)的平均速度一定小于C在t1時刻，實際加速度一定大于D在t3t4時間內(nèi)，自行車的速度恒定解析：選AC.設t1時刻對應的速度為v0，0t1這段時間內(nèi)的位移小于自行車做勻變速直線運動的位移(題圖中虛線)，因而平均速度.根據(jù)幾何知識有，則v0，則，選項A正確；若自行車做勻變速直線運動，則0t3這段時間內(nèi)的平均速度為，由題圖可知，車的實際位移不一定小于虛線所圍面積，選項B錯誤；圖線在t1時刻的斜率大于虛線在該處的斜率，表明實際加速度一定大于，選項C正確；在t3t4時間內(nèi)，速度圖線為曲線，說明速度是變化的，選項D錯誤9一物體做勻變速直線運動，某時刻速度大小為4 m/s，1 s 后速度大小為10 m/s，在這1 s內(nèi)物體的加速度大小為()A可能小于4 m/s2 B可能等于6 m/s2C可能大于6 m/s2 D一定等于6 m/s2解析：選BC.設物體在某時刻的速度為v1，1 s后物體速度為v2，若v1與v2同向，a m/s26 m/s2；若v1與v2反向，a m/s214 m/s2，故B、C正確，A、D錯誤10(2018臺州模擬)酒后駕駛會導致許多安全隱患，這是因為駕駛員的反應時間變長反應時間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間下表中“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車的行駛距離；“制動距離”是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設汽車制動加速度都相同)速度(m/s)思考距離(m)制動距離(m)正常酒后正常酒后157.