高考物理系統(tǒng)性復習 (考點分析) 第一節(jié) 運動的描述（附解析）

【考點分析】第一節(jié)運動的描述【考點一】物體看成質點的條件【典型例題1】(2021·高考浙江卷)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，貓可視為質點B．研究乙圖中水珠形狀形成的原因時，旋轉球可視為質點C．研究丙圖中飛翔鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒可視為質點D．研究丁圖中馬術運動員和馬能否跨越障礙物時，馬可視為質點【解析】A．研究甲圖貓在地板上行走的速度時，貓的大小可以忽略不計，可將貓看做質點，選項A正確；B．研究乙圖中水珠形狀形成的原因時，旋轉球的大小和形狀不能忽略，旋轉球不能看做質點，選項B錯誤；C．研究圖丙中飛翔鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒的大小和形狀不能忽略，不能將鳥兒看做質點，選項C錯誤；D．研究丁圖中馬術運動員和馬能否跨越障礙物時，馬的大小不能忽略不計，不能把馬看做質點，選項D錯誤。故選A?！敬鸢浮緼【歸納總結】對質點的三點說明：1．質點是一種理想化物理模型,實際并不存在。2．一個物體能否看做質點不是看該物體的大小，而是看這個物體的大小和形狀對我們所研究的問題的影響是否可以忽略．3．質點不同于幾何“點”,是忽略了物體的大小和形狀的有質量的點,而幾何中的“點”僅僅表示空間中的某一位置。 【考點二】相對運動和參考系【典型例題2】2019年10月1日在國慶閱兵式上中國空軍眾多機型整齊劃一的通過天安門上空接受祖國和人民的檢閱．如圖所示，下列關于飛機運動情況的說法不正確的是()A．地面上的人看到飛機飛過，是以地面為參考系B．飛行員看到觀禮臺向后掠過，是以飛機為參考系C．以編隊中某一飛機為參考系，其他飛機是靜止的D．以編隊中某一飛機為參考系，其他飛機是運動的【解析】地面上的人看到飛機飛過，是以地面為參考系，選項A正確；飛行員看到觀禮臺向后掠過，是以飛機為參考系，選項B正確；以編隊中某一飛機為參考系，其他飛機是靜止的，選項C正確，D錯誤．【答案】D【歸納總結】物體是靜止還是運動，都是相對于參考系而言的．選定參考系后，某物體相對于參考系的位置發(fā)生了改變，則該物體就是運動的；某物體相對參考系的位置沒有發(fā)生改變，則該物體為靜止的．參考系的選取原則上是任意的,通常選地面為參考系。比較不同物體的運動必須選同一參考系。【考點三】時刻和時間間隔的理解【典型例題3】關于時刻和時間間隔，下列說法正確的是()A．老師說：“明天早上8時上課，上課45分．”其中“8時上課”指的是時刻，“上課45分”指的是時間間隔B．小王遲到了，老師對他說：“為什么你現(xiàn)在才來？你早該到校了．”其中“你早該到校了”指的是到校的時間間隔C．小王說：“我早就從家里出來了，因為今天公共汽車晚點了．”其中“早就從家里出來了”指的是時間間隔D．老師說：“希望你下次一定要在7時50分以前到校．”其中“7時50分以前”指的是時間間隔【解析】關于時刻和時間間隔，一定要抓住最主要的問題．時刻對應時間軸上的一個點；而時間間隔則對應時間軸上的一段，即一段時間．在A選項中“8時上課”對應時間軸上的一個點，即上課開始的時刻，而“上課45分”指的是上課所經(jīng)歷的時間，因此它對應時間軸上的一段，即時間間隔，因此A正確．在B選項中“你早該到校了”指的是小王應該到校的時刻，對應時間軸上的點，因此B選項錯誤．在C選項中“早就從家里出來了”指的是從家里出來的時刻，對應時間軸上的一個點，因此C選項錯誤．在D選項中，“7時50分以前”對應時間軸上的一段，即時間間隔，因此D選項正確．【答案】AD【歸納總結】時刻對應時間軸上的某一點，是某事件發(fā)生的初、末，或發(fā)生過程中的某個瞬間，對應于運動中的位置；時間間隔對應時間軸上的某條線段，是事件發(fā)展的整個或某段過程，對應于運動中的位移．【考點四】位移和路程的區(qū)別與計算【典型例題4】如圖所示，物體沿兩個半徑為R的圓弧由A運動到C，則它的位移和路程分別為()A．eq\f(5π,2)R，A指向C；eq\r(10)RB．eq\f(5π,2)R，A指向C；eq\f(5π,2)RC．eq\r(10)R，A指向C；eq\f(5π,2)RD．eq\r(10)R，C指向A；eq\f(5π,2)R【解析】由位移定義可知，A到C的位移大小等于A到C的線段長度，故其大小為eq\r(10)R，方向由A指向C；路程是實際運動軌跡的長度，其大小為eq\f(5π,2)R，故選項C正確．【答案】C【歸納總結】位移和路程是運動學中的重要概念，二者的區(qū)別是考查重點，同時還要注意區(qū)分某幾秒內的位移(或路程)與某時刻的位移(或路程)，某時刻的位移(或路程)一般是指該時刻相對計時起點的位移(或路程).【考點五】運動位移的應用【典型例題5】(2022·廣州市高三(下)綜合測試二)如圖，車輪半徑為0.6m的自行車，在水平地面上不打滑并沿直線運動。氣門芯從最高點第一次到達最低點，位移大小約為()A．1.2m B．1.8m C．2.2m D．3.6m【解析】如圖所示，氣門芯從最高點第一次到達最低點過程中水平位移為，，豎直方向位移為，故位移大小約為，故選C?！敬鸢浮緾【歸納總結】位移和路程的比較比較項目位移x路程l決定因素由始、末位置決定由實際的運動軌跡長度決定運算規(guī)則矢量的三角形定則或平行四邊形定則標量的代數(shù)運算比較項目位移x路程l大小關系x≤l(路程是位移被無限分割后,所分的各小段位移的絕對值的和)【考點六】對瞬時速度、平均速度和平均速率的理解【典型例題6】下列所說的物體的速度通常指平均速度的是()A．某同學百米賽跑的速度B．物體豎直上拋到最高點時的速度C．子彈射出槍口時的速度D．物體下落后第2s末的速度【解析】某同學百米賽跑的速度為某一過程的速度，指平均速度，故A正確；物體豎直上拋到最高點時的速度為某一位置的速度，為瞬時速度，故B錯誤；子彈射出槍口時的速度為瞬時速度，故C錯誤；物體下落后第2s末的速度為某一時刻的速度，為瞬時速度，故D錯誤．【答案】A【歸納總結】要明確平均速度與瞬時速度的概念，平均速度描述一個過程中的運動，但不能精確地描述物體在某個時刻或位置的運動；瞬時速度是用來精確描述物體在某個時刻或位置的運動，平均速度與瞬時速度在數(shù)量上沒有確定的關系.【考點七】極限法求瞬時速度【典型例題7】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Δt，測得遮光條的寬度為Δx，eq\f(Δx,Δt)近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度，則下列說法正確的是 ()A．Δt越長，eq\f(Δx,Δt)越接近瞬時速度B．Δt越短，eq\f(Δx,Δt)越接近瞬時速度C．eq\f(Δx,Δt)是否越接近瞬時速度與Δt的長短無關D．為使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時速度，可換用寬度更大的遮光條【解析】eq\f(Δx,Δt)是滑塊通過光電門的平均速度，當時間趨近于0時，可以認為是滑塊通過光電門的瞬時速度，即Δt越短，eq\f(Δx,Δt)越接近瞬時速度，故A、C錯誤，B正確;為使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時速度，可換用寬度更窄的遮光條，故D錯誤?！敬鸢浮緽【歸納總結】極限法的應用1．方法理解：如果把一個復雜的物理全過程分解成幾個小過程，且這些小過程的變化是單一的，選用極限法能使求解過程簡單、直觀．極限法只能用于在選定區(qū)間內所研究的物理量連續(xù)、單調變化(單調增大或單調減小)的情況．2．方法應用：用極限法求瞬時速度和瞬時加速度(1)公式v＝eq\f(Δx,Δt)中當Δt→0時v是瞬時速度．(2)公式a＝eq\f(Δv,Δt)中當Δt→0時a是瞬時加速度．【考點八】平均速度和瞬時速度的求解【典型例題8】如圖所示，一輛汽車在從上海到南京的高速公路上行駛。汽車上的速度計指針在圖中所示位置附近左右擺動，請你根據(jù)生活經(jīng)驗和圖中提供的信息，回答下列問題：(1)圖中A、B兩處相距多遠？其值是指A、B兩處的路程還是位移大小？(2)圖中速度計指針所指的速度表示汽車的平均速度還是瞬時速度？其值為多大？(3)假設汽車在A、B間按速度計指針所指的速度做勻速直線運動，汽車從A處行駛到B處，需要多長時間？【解析】(1)A、B兩地距離Δx＝120km－40km＝80km。因為是在高速公路上相距80km、兩點間的道路不可能是直線，所以該值是指A、B兩地間的路程。(2)圖中速度計指針所指的速度表示汽車的瞬時速度(汽車上常見的速度計都是直接表示車輛在某一時刻或某一位置時的瞬時速度)，其值為100km/h。(3)因為汽車在A、B間做勻速運動，根據(jù)v＝eq\f(Δx,Δt)，可得Δt＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(80,100)h＝0.8h，即汽車從A處行駛到B處需要0.8h。【答案】(1)80km路程(2)瞬時速度100km/h(3)0.8h【考點九】平均速度和平均速率的求解【典型例題9】有一輛汽車沿筆直公路行駛，第1s內通過5m的距離，第2s內和第3s內各通過20m的距離，第4s內通過15m的距離，第5s內反向通過10m的距離，求這5s內的平均速度和平均速率及后2s內的平均速度和平均速率．【解析】在5s內的位移為Δx1＝5m＋20m＋20m＋15m－10m＝50m平均速度為v1＝eq\f(Δx1,t1)＝eq\f(50,5)m/s＝10m/s在5s內的路程為l1＝5m＋20m＋20m＋15m＋10m＝70m.平均速率為v1′＝eq\f(l1,t1)＝eq\f(70,5)m/s＝14m/s.在后2s內的位移及路程分別為：Δx2＝15m－10m＝5m，l2＝15m＋10m＝25m在后2s內的平均速度及平均速率為：v2＝eq\f(Δx2,t2)＝eq\f(5,2)m/s＝2.5m/s.v2′＝eq\f(l2,t2)＝eq\f(25,2)m/s＝12.5m/s.【答案】10m/s14m/s2.5m/s12.5m/s【歸納總結】1．公式：由v＝eq\f(Δx,Δt)算出的是平均速度而不是瞬時速度．2．平均速度與某一過程中的位移、時間對應，而瞬時速度與某一瞬間的位置、時刻對應．3．平均速率是物體運動的路程與所用時間的比值．平均速率與平均速度的大小是兩個完全不同的概念．4．平均速度是粗略描述質點運動快慢的物理量，而瞬時速度能精確地描述質點運動的快慢和方向．5．平均速度的方向與所對應時間內位移方向相同，瞬時速度方向與質點所在位置的運動方向一致.【考點十】對加速度的理解【典型例題10】關于速度、速度的變化和加速度的關系，下列說法中正確的是()A．速度變化的方向為正，加速度的方向也為正B．物體加速度增大，速度一定越來越大C．速度越來越大，加速度一定越來越大D．加速度一定與速度同向【解析】A．由a=eq\f(Δv,Δt)可知，加速度的方向與速度變化量的方向相同，速度變化為正，加速度方向為正，故A正確；B．物體加速度增大，如果加速度和速度方向相反，則速度越來越來小，故B錯誤；C．速度越來越大，只能說明加速度的方向與速度方向相同，而加速度可能越來越小，加速度取決于速度變化的快慢，而不是速度變化的大小，故C錯誤；D．加速度可能與速度方向相同，也可能與速度方向相反，故D錯誤。故選A?！敬鸢浮緼【歸納總結】速度v、速度變化量Δv、加速度a的區(qū)別(1)速度是運動狀態(tài)量，對應于某一時刻(或某一位置)的運動快慢和方向．(2)速度變化Δv＝vt－v0是運動過程量，對應于某一段時間(或某一段位移)，若取v0為正，則Δv>0表示速度增加，Δv<0表示速度減小或表示vt與v0方向相反，Δv＝0表示速度不變．(3)加速度a＝eq\f(Δv,Δt)也稱為“速度變化率”，表示在單位時間內的速度變化量，反映了速度變化的快慢及方向．(4)加速度a與速度v沒有必然關系，與Δv也無直接聯(lián)系，v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大．如：飛機飛行的速度v很大，a也可能等于零；列車由靜止到高速行駛，其速度變化量很大，但經(jīng)歷時間也長，所以加速度并不大.【考點十一】加速度方向與速度的關系(1)加速度與速度同向【典型例題11a】一個質點做方向不變的直線運動，加速度的方向始終與速度的方向相同，但加速度大小先保持不變，再逐漸減小至零，則在此過程中()A．速度先逐漸增大，然后逐漸減小，當加速度減小到零時，速度達到最小值B．速度先均勻增大，然后增大得越來越慢，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．位移先逐漸增大，后逐漸減小，當加速度減小到零時，位移達到最小值【解析】加速度方向與速度方向同向，速度應增大，當加速度不變時，速度均勻增大；當加速度減小時，速度仍增大，但增大得越來越慢；當加速度為零時，速度達到最大值，保持不變，選項A錯誤，B正確．因質點速度方向不變化，始終向同一方向運動，最終做勻速運動，所以位移一直在增大，選項C、D錯誤．【答案】B(2)加速度與速度反向【典型例題11b】如圖所示，汽車向右沿直線運動，原來的速度是v1，經(jīng)過一小段時間之后，速度變?yōu)関2，Δv表示速度的變化量．由圖中所示信息可知()A．汽車在做加速直線運動B．汽車的加速度方向與v1的方向相同C．汽車的加速度方向與Δv的方向相同D．汽車的加速度方向與Δv的方向相反【解析】由于v2＜v1，汽車做減速直線運動，A錯誤．該過程中，加速度的方向與速度反向，與速度變化的方向同向，C正確，B、D錯誤．【答案】C(3)加速度與速度垂直【典型例題11c】物體做勻速圓周運動的過程中，下列說法中正確的是()A．物體處于平衡狀態(tài)