第一章 學(xué)案1 運(yùn)動(dòng)的描述

1、第一章運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究學(xué)案1 運(yùn)動(dòng)的描述一、概念規(guī)律題組1在以下的哪些情況中可將所研究的物體看成質(zhì)點(diǎn)()A研究某學(xué)生騎車由學(xué)?；丶业乃俣菳對這位學(xué)生騎車姿勢進(jìn)行生理學(xué)分析C研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡D研究火星探測器降落火星后如何探測火星的表面答案AC解析質(zhì)點(diǎn)是指有質(zhì)量而不考慮大小和形狀的物體它是我們?yōu)榱搜芯繂栴}方便而引入的一種理想化模型，A、C情景中物體的大小和形狀能忽略，因而可看成質(zhì)點(diǎn)；B、D情景中所研究的問題都涉及物體的不同部分，此時(shí)的物體就不能再看成質(zhì)點(diǎn)，否則問題將無法研究2兩輛汽車在平直公路上行駛，甲車內(nèi)的人看見窗外樹木向東移動(dòng)，乙車內(nèi)的人發(fā)現(xiàn)甲車沒有運(yùn)動(dòng)如果以

2、大地為參考系，上述事實(shí)說明()A甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車不動(dòng)B乙車向西運(yùn)動(dòng)，甲車不動(dòng)C甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車向東運(yùn)動(dòng)D甲、乙兩車以相同的速度都向西運(yùn)動(dòng)答案D3某人站在樓房頂層從O點(diǎn)豎直向上拋出一個(gè)小球，上升的最大高度為20 m，然后落回到拋出點(diǎn)O下方25 m的B點(diǎn)，則小球在這一運(yùn)動(dòng)過程中通過的路程和位移分別為(規(guī)定豎直向上為正方向)()A25 m、25 m B65 m、25 mC25 m、25 m D65 m、25 m答案D解析注意位移正、負(fù)號的意義：正號時(shí)位移方向與規(guī)定的正方向相同，負(fù)號時(shí)位移方向與規(guī)定的正方向相反4下列關(guān)于瞬時(shí)速度和平均速度的說法中正確的是()A若物體在某段時(shí)間內(nèi)每時(shí)刻的瞬時(shí)速度都等

3、于零，則它在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定等于零B若物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于零，則它在這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度一定等于零C勻速直線運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于它任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度D變速直線運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度答案AC解析由于各時(shí)刻的瞬時(shí)速度都等于零，即物體靜止，因此平均速度也一定等于零，故A正確；物體從某點(diǎn)沿一曲線運(yùn)動(dòng)又回到原出發(fā)點(diǎn)，則平均速度為零，但各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度不為零，故B錯(cuò)誤；勻速直線運(yùn)動(dòng)中速度不變(包括大小、方向)，平均速度與瞬時(shí)速度相等，故C正確；由于運(yùn)動(dòng)情況不確定，一段時(shí)間的平均速度可能等于某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故D錯(cuò)誤二、思想方

4、法題組5甲、乙兩個(gè)物體沿同一直線向同一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，取物體的初速度方向?yàn)檎椎募铀俣群銥? m/s2，乙的加速度恒為3 m/s2，則下列說法中正確的是()A兩物體都做加速直線運(yùn)動(dòng)，乙的速度變化快B甲做加速直線運(yùn)動(dòng)，它的速度變化快C乙做減速直線運(yùn)動(dòng)，它的速度變化率大D甲的加速度比乙的加速度大答案C解析因?yàn)閮晌矬w的運(yùn)動(dòng)方向相同，即速度方向相同，加速度一正一負(fù)，說明加速度方向相反，兩者只有一個(gè)是做加速運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)；加速度的負(fù)號說明加速度的方向與所取的正方向相反，比較加速度的大小時(shí)，應(yīng)比較加速度的絕對值乙的加速度的絕對值大，所以它的速度變化快，B、D錯(cuò)；所以本題應(yīng)選C.二、思想方法題組6如圖1所示是

5、一輛汽車做直線運(yùn)動(dòng)的xt圖象，對相應(yīng)的線段所表示的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()圖1AAB段表示靜止BBC段發(fā)生的位移大于CD段發(fā)生的位移CCD段運(yùn)動(dòng)方向和BC段運(yùn)動(dòng)方向相反DCD段運(yùn)動(dòng)速度大小大于BC段運(yùn)動(dòng)速度大小答案ACD解析分析題圖可知：AB段表示汽車靜止；BC段表示汽車向正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)生的位移為8 m，vBC m/s4 m/s；CD段表示汽車反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)生的位移為12 m，vCD m/s6 m/s，負(fù)號表示運(yùn)動(dòng)方向與正方向相反7做直線運(yùn)動(dòng)的物體，其vt圖象如圖2所示，試根據(jù)vt圖象判斷：圖2(1)第1秒內(nèi)，物體的加速度為多大？(2)第2秒和第4秒內(nèi)的加速度是否相同？(

6、3)在第4秒內(nèi)，物體做什么運(yùn)動(dòng)？答案(1)4 m/s2(2)加速度相同(3)物體做沿負(fù)方向的加速度為負(fù)且不變的加速直線運(yùn)動(dòng)解析(1)物體在第1秒內(nèi)，速度從0增加到4 m/s，故加速度大小a1v/t m/s24 m/s2.(2)第2秒和第3秒內(nèi)的加速度相同，該過程中物體的加速度a2a3 m/s22 m/s2.在第4秒內(nèi)，物體的速度從0至2 m/s，故該過程中加速度a4 m/s22 m/s2.可見，第2秒和第4秒內(nèi)的加速度相同(3)在第4秒內(nèi)，物體做沿負(fù)方向的加速度為負(fù)且不變的加速直線運(yùn)動(dòng)思維提升1能否把一個(gè)物體看做質(zhì)點(diǎn)，并不是由物體的形狀和大小來決定的，而是由它的形狀和大小對所研究問題的影響程度

7、決定的一般來說，如果在研究的問題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運(yùn)動(dòng)的差異是次要的或不起作用的因素時(shí)，物體就可看做質(zhì)點(diǎn)2(1)描述物體是否運(yùn)動(dòng)首先要選擇一個(gè)參考系，以此為標(biāo)準(zhǔn)來衡量物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止的，參考系一旦確定，對物體運(yùn)動(dòng)描述也唯一確定(2)參考系的選擇是任意的，但應(yīng)以觀測方便和使運(yùn)動(dòng)的描述簡單為原則研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選地面為參考系3位移是由初始位置指向末位置的有向線段，是矢量；路程是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡的長度，是標(biāo)量，位移的方向常常用正、負(fù)號表示4(1)位移和發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值稱為這段時(shí)間內(nèi)的平均速度(2)物體在某一時(shí)刻的速度稱為瞬時(shí)速度，瞬時(shí)速度與位置、時(shí)刻對應(yīng)；平均速度

8、與位移、時(shí)間間隔對應(yīng)5在xt圖象中，圖線反映了質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律在t軸上方的位移為正，表示位移方向與規(guī)定的正方向相同；t軸下方位移為負(fù)，表示位移方向與規(guī)定的正方向相反；斜率表示速度，斜率為正表示物體沿正方向運(yùn)動(dòng)，斜率為負(fù)表示物體沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)6根據(jù)題意把抽象復(fù)雜的物理過程表示成物理圖象，將物理量之間的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀侮P(guān)系，運(yùn)用圖象直觀、簡明的特點(diǎn)來分析解決物理問題，能達(dá)到化難為易的目的.一、質(zhì)點(diǎn)的概念1質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的物理模型；是對實(shí)際物體科學(xué)的抽象；是研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)抓住主要因素，忽略次要因素，對實(shí)際物體進(jìn)行的近似2物體能否看成質(zhì)點(diǎn)是由問題的性質(zhì)決定的，同一物體在有些問題中能看做質(zhì)點(diǎn)

9、，而在另一些問題中又不能看做質(zhì)點(diǎn)如研究火車過橋的時(shí)間時(shí)就不能把火車看做質(zhì)點(diǎn)，但研究火車從北京到上海所用的時(shí)間時(shí)就可把火車看做質(zhì)點(diǎn)3物體可看做質(zhì)點(diǎn)的條件是：(1)平動(dòng)的物體通?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)，如水平傳送帶上的物體隨傳送帶的運(yùn)動(dòng)(2)物體的大小和形狀對所研究的問題沒有影響或影響很小【例1】 (2009廣東理科基礎(chǔ)2)做下列運(yùn)動(dòng)的物體，能當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)處理的是()A自轉(zhuǎn)中的地球B旋轉(zhuǎn)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片C在冰面上旋轉(zhuǎn)的花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員D勻速直線運(yùn)動(dòng)的火車答案D解析A、B、C選項(xiàng)中對所研究的問題，物體各部分的運(yùn)動(dòng)情況不一樣，且大小和形狀對研究問題有影響， 所以不能看做質(zhì)點(diǎn)，D可以規(guī)范思維判斷物體是否可看做質(zhì)點(diǎn)應(yīng)注意

10、以下兩點(diǎn)：(1)明確題目中所要研究的問題是什么；(2)分析物體的大小和形狀對所研究的問題而言能否忽略二、位移、平均速度和瞬時(shí)速度1位移是矢量，其大小等于由初位置指向末位置的有向線段的長度；路程是標(biāo)量，其大小等于物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中位移大小才等于路程2平均速度公式中的“x”是指物體的位移，而不是路程；只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)；求 時(shí)一定要注意x與t的對應(yīng)關(guān)系；3平均速度的方向與位移方向相同；瞬時(shí)速度的方向與那一時(shí)刻物體運(yùn)動(dòng)方向相同【例2】 (2010江蘇啟東中學(xué)期末)如圖3所示，博爾特在男子100 m決賽和男子200 m決賽中分別以9.69 s和19.3 s的成績破兩項(xiàng)世界紀(jì)錄，

11、獲得兩枚金牌關(guān)于他在這兩次決賽中的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是()圖3A200 m決賽中的位移是100 m決賽的兩倍B200 m決賽中的平均速度約為10.36 m/sC100 m決賽中的平均速度約為10.32 m/sD200 m決賽中的最大速度約為20.64 m/s答案C解析由于200 m決賽的跑道有彎曲部分，100 m決賽的跑道是直道，所以200 m決賽的位移不是100 m決賽的兩倍，A錯(cuò)誤；由可知，100 m決賽的平均速度 m/s10.32 m/s,200 m決賽的位移不是200 m，故平均速度 m/s10.36 m/s，故C正確，B錯(cuò)誤；因運(yùn)動(dòng)員的跑動(dòng)過程不是初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，故20

12、0 m決賽的最大速度不等于210.32 m/s20.64 m/s，故D錯(cuò)誤規(guī)范思維平均速度，而不是；只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，位移大小才等于路程，一般情況下位移大小小于路程針對訓(xùn)練(2010天星原創(chuàng)題)“水立方”的泳池長50 m，在100米蝶泳比賽中，測得菲爾普斯在10 s末的速度為1.8 m/s、50 m時(shí)的速度為2.2 m/s、經(jīng)過50.58 s到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的速度為2.4 m/s，則他在全程中的平均速度為()A1.98 m/s B2.4 m/s C2.2 m/s D0 m/s答案D解析平均速度是表示位移變化快慢的物理量，大小等于位移與時(shí)間的比值本題中要注意泳道長50米，運(yùn)動(dòng)員在100米蝶泳比賽中

13、要游一個(gè)來回，位移為0，故平均速度為0.三、對加速度的理解和計(jì)算1加速度a是加速度的定義式，而非決定式，即加速度與v和t無關(guān)，與速度v也無關(guān)v很大，a可能很小甚至為0；a很大，v可能很大，可能很小，也可能為0(某瞬時(shí))2物體是否做加速運(yùn)動(dòng)，決定于加速度a與速度v的方向關(guān)系(1)當(dāng)a與v同向時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)若a增大，表明速度增加得越來越快；若a減小，表明速度增加得越來越慢(仍然增大)(2)當(dāng)a與v反向時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)若a增大，速度減小得越來越快，若a減小，速度減小得越來越慢3由牛頓第二定律知，a的大小決定于物體受到的合外力F和物體的質(zhì)量m，a的方向由合外力F的方向決定【例3】 一個(gè)做變速直線

14、運(yùn)動(dòng)的物體，加速度逐漸減小到零時(shí)，那么該物體的運(yùn)動(dòng)情況可能是()A速度不斷增大，到加速度為零時(shí)，速度達(dá)到最大，而后做勻速直線運(yùn)動(dòng)B速度不斷減小，到加速度為零時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)停止C速度不斷減小到零，然后向相反方向做加速運(yùn)動(dòng)，而后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)D速度不斷減小，到加速度為零時(shí)速度減小到最小，而后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案ABCD解析當(dāng)加速度的方向與初速度同向時(shí)，物體的速度增大，加速度減小，只是速度增加得慢了，A項(xiàng)正確加速度的方向與初速度反向時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)，有可能加速度減為零時(shí)，速度v0，然后做勻速運(yùn)動(dòng)；有可能加速度減到零后，速度恰好減到零；也有可能速度減為零時(shí)，加速度沒有減為零，物體將反向做加速運(yùn)動(dòng)

15、，所以B、C、D項(xiàng)均正確規(guī)范思維要明確物體做加速或減速運(yùn)動(dòng)的條件：加速度與初速度同向做加速運(yùn)動(dòng)，反向做減速運(yùn)動(dòng)速度增大還是減小與a大小怎樣變化無關(guān)【例4】 有些國家的交通管理部門為了交通安全，特別制定了死亡加速度為500g(g10 m/s2)，以醒世人，意思是如果行車加速度超過此值，將有生命危險(xiǎn)，那么大的加速度，一般情況下車輛是達(dá)不到的，但如果發(fā)生交通事故時(shí)，將會達(dá)到這一數(shù)值試問：(1)一輛以72 km/h的速度行駛的汽車在一次事故中撞向停在路上的大貨車上，設(shè)大貨車沒有被撞動(dòng)，汽車與大貨車的碰撞時(shí)間為2.0103 s，汽車駕駛員是否有生命危險(xiǎn)？(2)若汽車內(nèi)裝有安全氣囊，緩沖時(shí)間為1102 s

16、，汽車駕駛員是否有生命危險(xiǎn)？答案(1)有生命危險(xiǎn)(2)無生命危險(xiǎn)解析選汽車運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?1)汽車的加速度：a m/s2104 m/s2因加速度大小為104 m/s2500g，所以駕駛員有生命危險(xiǎn)(2)在裝有氣囊的情況下汽車的加速度a m/s22 000 m/s2因加速度大小為2 000 m/s2500g所以駕駛員無生命危險(xiǎn)規(guī)范思維求解加速度時(shí)要注意物體的初速度、末速度的方向，若選定正方向，則可用正負(fù)號表示它們的方向.【基礎(chǔ)演練】1(2010杭州月考)兩輛汽車在平直的公路上勻速并排行駛，甲車內(nèi)一個(gè)人看見窗外樹木向東移動(dòng)，乙車內(nèi)一個(gè)人發(fā)現(xiàn)甲車沒有動(dòng)，以大地為參考系，上述事實(shí)說明()A甲車向西

17、運(yùn)動(dòng)，乙車不動(dòng)B乙車向西運(yùn)動(dòng)，甲車不動(dòng)C甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車向東運(yùn)動(dòng)D甲、乙兩車以相同的速度同時(shí)向西運(yùn)動(dòng)答案D2下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)會的各種比賽中，能將人或物體看做質(zhì)點(diǎn)的是()A研究乒乓球比賽中王皓的旋球技術(shù)時(shí)B研究劉子歌在200米蝶泳比賽中的手臂動(dòng)作時(shí)C研究萬米冠軍在長跑中的位置時(shí)D研究跳水冠軍郭晶晶在跳水比賽中的美妙姿態(tài)時(shí)答案C3關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說法正確的是()A加速度方向?yàn)檎龝r(shí)，速度一定增加B速度變化得越快，加速度就越大C加速度方向保持不變，速度方向也保持不變D加速度大小不斷變小，速度大小也不斷變小答案B42010年1月17日我國自行研制的“長江三號丙”運(yùn)載火箭成功地將我國第三顆北斗導(dǎo)

18、航衛(wèi)星成功送入太空預(yù)定軌道，圖4是火箭點(diǎn)火升空瞬間時(shí)的照片在這一瞬間關(guān)于火箭的速度和加速度的判斷，下列說法正確的是()圖4A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，但加速度一定很小答案A解析火箭點(diǎn)火升空瞬間速度很小，火箭得到高速氣體的反沖力，加速度可以較大，A正確，B、D錯(cuò)誤；加速度的大小與速度的大小無必然聯(lián)系，故C錯(cuò)誤5如圖5所示是汽車的速度計(jì)，某同學(xué)在汽車中觀察速度計(jì)指針位置的變化開始時(shí)指針指示在如圖5甲所示的位置，經(jīng)過8 s后指針指示在圖乙所示的位置，若汽車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，那么它的加速度約為()圖5A11 m

19、/s2 B5.0 m/s2 C1.4 m/s2 D0.6 m/s2答案C解析題圖甲所示為汽車的初速度，示數(shù)約為20 km/h5.6 m/s，題圖乙所示為汽車的末速度，約為60 km/h16.7 m/s，則加速度a m/s21.4 m/s2，故C選項(xiàng)正確6(2011鞏義五中高三期中)如圖6所示是火炬手攀登珠峰的線路圖，請根據(jù)此圖判斷下列說法正確的是()圖6A由起點(diǎn)到終點(diǎn)火炬手所走線路的總長度是火炬手的位移B線路總長度與火炬手所走時(shí)間的比等于登山的平均速率C在計(jì)算登山運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)可以把火炬手當(dāng)成質(zhì)點(diǎn)D若火炬手選擇其他線路到達(dá)相同地點(diǎn)，則兩次的路程和位移一定相同答案BC解析由起點(diǎn)到終點(diǎn)火炬手所走線路

20、的總長度是火炬手走過的路程線路總長度與火炬手所走時(shí)間的比等于登山的平均速率火炬手在運(yùn)動(dòng)中，能夠忽略其大小，可以看做質(zhì)點(diǎn)若選擇不同路線，路程一般是不同的，但位移相同綜上，選項(xiàng)B、C正確7在闖關(guān)東中，從山東龍口港到大連是一條重要的闖關(guān)東路線假設(shè)有甲、乙兩船同時(shí)從龍口港口出發(fā)，甲船路線是龍口旅順大連，乙船路線是龍口大連兩船航行兩天后都在下午三點(diǎn)到達(dá)大連，以下關(guān)于兩船航程的描述中正確的是()A兩船的路程相同，位移不相同B兩船的平均速度相同C“兩船航行兩天后都在下午三點(diǎn)到達(dá)大連”一句中，“兩天”指的是時(shí)間，“下午三點(diǎn)”指的是時(shí)刻D在研究兩船的航行問題時(shí)，可以把船視為質(zhì)點(diǎn)答案BCD【能力提升】8在排球比賽

21、中，扣球手抓住一次機(jī)會找了一個(gè)“探頭球”，已知來球速度為10 m/s，球被擊回時(shí)速度大小為20 m/s，擊球時(shí)間為0.05 s，假設(shè)速度方向均為水平方向求：擊球過程中排球的加速度答案600 m/s2方向與初速度方向相反解析以初速度方向?yàn)檎较?，則有v010 m/s，v20 m/s所以a m/s2600 m/s2即加速度大小為600 m/s2，方向與初速度方向相反9為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為3.0 cm的遮光板，如圖7所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為t10.30 s，通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為t20.10 s，遮光板從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間為t3.0 s試估算：圖7(1)滑塊的加速度多大？(2)兩個(gè)光電門之間的距離是多少？答案(1)0.067 m/s2(2)0.6 m解析(1)遮光板通過第一個(gè)光電門的速度v1 m/s0.10