高考物理一輪復(fù)習(xí)精講精練 第1章 質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng) 第一講 運(yùn)動(dòng)的描述

第一章運(yùn)動(dòng)的描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)【考情分析】考點(diǎn)內(nèi)容備考指南1.參考系、質(zhì)點(diǎn)1.了解描述運(yùn)動(dòng)的基本概念。2.重點(diǎn)理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和應(yīng)用以及研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)。3.注意本章內(nèi)容常與生活實(shí)際結(jié)合，要加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)過程的分析和模型的建構(gòu)。2.位移、速度和加速度3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)及其公式、圖象4.實(shí)驗(yàn)---研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)第一講運(yùn)動(dòng)的描述知識(shí)梳理一、質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)是用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)是理想化模型。二、參考系在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，用來做參考的物體，通常以地面為參考系。參考系既可以是靜止的物體，也可以是運(yùn)動(dòng)的物體。三、時(shí)刻和時(shí)間間隔1.時(shí)刻指的是某一瞬時(shí)，對(duì)應(yīng)的是位置、瞬時(shí)速度等狀態(tài)量。2.時(shí)間間隔是兩個(gè)時(shí)刻的間隔，對(duì)應(yīng)的是位移、路程等過程量。在表示時(shí)間的數(shù)軸上，時(shí)刻用點(diǎn)表示，時(shí)間間隔用線段表示。四、路程和位移1.路程指物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，它是標(biāo)量，只有大小沒有方向。2.位移是由初位置指向末位置的有向線段，它是矢量，既有大小又有方向。一維坐標(biāo)系中，做直線運(yùn)動(dòng)的物體兩坐標(biāo)之差表示位移，差為正表示位移方向指向正方向；差為負(fù)表示位移方向指向負(fù)方向。五、平均速度與瞬時(shí)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(shí)間的比值，即，是矢量，其方向就是位移的方向。2.瞬時(shí)速度：物體在某一時(shí)刻或經(jīng)過某一位置的速度，是矢量，其方向是物體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向。瞬時(shí)速度的大小通常叫作速率。六、加速度1.定義：物體速度的變化量和所用時(shí)間的比值。定義式：。單位：m/s22.方向：與Δv的方向一致，由F合的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān)，是矢量。1.加速度a不是反映運(yùn)動(dòng)的快慢，也不是反映速度變化量的大小，而是反映速度變化的快慢，即速度的變化率，越大，a越大。2.加速度a與速度v無直接關(guān)系，與Δv也無直接關(guān)系，v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大。3.速度的方向和加速度的方向如果相同，則速度增大；如果相反，則速度減小。七、速度、速度變化量和加速度的對(duì)比物理量物理意義公式及單位關(guān)系速度v表示運(yùn)動(dòng)的快慢和方向v＝eq\f(Δx,Δt)m/s三者無必然聯(lián)系，v很大，Δv可以很小，甚至為零，a也可大可?。嗤氖侨呔鶠槭噶克俣鹊淖兓喀表示速度變化的大小和方向Δv＝v2－v1m/s加速度a表示速度變化的快慢和方向m/s2知識(shí)練習(xí)一、質(zhì)點(diǎn)、參考系例1、2014年2月中旬國際泳聯(lián)大獎(jiǎng)賽西班牙站女子10m跳臺(tái)賽中，如圖1所示，是比賽中的瞬間照．下列說法正確的是()A．為了研究運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作，不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)B．運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量太大，不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)C．運(yùn)動(dòng)員體積太大，不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)D．運(yùn)動(dòng)員速度太大，不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)【答案】A【解析】因運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作有轉(zhuǎn)動(dòng)情況，不能將正在比賽的運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，A正確；一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，跟自身體積，質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度的大小無關(guān)，B、C、D錯(cuò)誤。例2、下列有關(guān)運(yùn)動(dòng)的描述中，參考系的選取符合描述的是()A．詩句“飛流直下三千尺”是以“飛流”作為參考系的B．“錢塘觀潮時(shí)，觀眾只覺得潮水撲面而來”，是以“潮水”為參考系的C．“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”是以“萬重山”為參考系的D．升國旗時(shí)，觀察到國旗冉冉升起，觀察者是以“國旗”為參考系的【答案】C【解析】在研究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，不能以研究對(duì)象本身作為參考系，故A、B、D錯(cuò)誤；故正確答案為A.二、時(shí)刻和時(shí)間間隔例3、（多選）以下表示時(shí)間間隔的有哪些()A．第3秒B．最后3秒C．第3秒末D．第3秒內(nèi)【答案】ABD【解析】ABD表示一段時(shí)間，屬于時(shí)間間隔，ABD正確；C表示一個(gè)瞬間，屬于時(shí)刻，C錯(cuò)誤。三、位移和路程例4、（多選）一輛汽車向正東方沿直線運(yùn)動(dòng)了300m，接著又返回向正西方運(yùn)動(dòng)了400m，則下列說法正確的是()A．汽車的路程是700mB．汽車的位移大小是700mC．汽車的位移方向是正東方向D．汽車的位移方向是正西方向【答案】AD【解析】汽車的路程是300m+400m=700m，A正確；汽車的位移大小是400m-300m=100m，B錯(cuò)誤；汽車的位移方向是正西方，C錯(cuò)誤，D正確。例5、(2020·遵義檢測(cè))關(guān)于質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的位移和路程，下列說法正確的是()A．位移為零，該質(zhì)點(diǎn)一定是靜止的B．路程為零，該質(zhì)點(diǎn)一定是靜止的C．沿直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，位移大小一定等于其路程D．沿曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，位移大小可能大于其路程【答案】B【解析】質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)一周的位移為零，顯然質(zhì)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)只要運(yùn)動(dòng)，路程就不會(huì)為零，選項(xiàng)B正確；除了單向直線運(yùn)動(dòng)外，在其他的運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的位移大小都小于路程，C、D錯(cuò)誤。四、平均速度與瞬時(shí)速度例6、粗糙水平桌面上，小球正在做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，用照相機(jī)對(duì)著小球每隔0.1s拍照一次，得到一幅頻閃照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如圖所示，已知照片與實(shí)物的比例為1∶10，則()A．圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過8cm距離內(nèi)的平均速度是0.2m/sB．圖中對(duì)應(yīng)的小球在通過8cm距離內(nèi)的平均速度是1.6m/sC．圖中對(duì)應(yīng)的小球通過6cm處的瞬時(shí)速度是2.5m/sD．圖中對(duì)應(yīng)的小球通過6cm處的瞬時(shí)速度是2m/s【答案】D【解析】照相機(jī)每隔0.1s拍照一次，所以圖中0～8cm所用的時(shí)間t＝0.4s；照片與實(shí)物的比例為1∶10，所以圖中8cm對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移x＝80cm＝0.8m。則小球在通過圖中8cm距離內(nèi)的平均速度m/s=2m/s，A、B錯(cuò)誤。圖中對(duì)應(yīng)小球通過6cm處的瞬時(shí)速度可用圖中3.5cm到7.5cm這一段的平均速度近似表示。圖中3.5cm到7.5cm這一段對(duì)應(yīng)的實(shí)際位移x′＝40cm＝0.4m，所用時(shí)間t′＝0.2s，所以圖中6cm處的瞬時(shí)速度v′＝eq\f(0.4,0.2)m/s＝2m/s，C錯(cuò)誤，D正確。例7、如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí)，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt。測(cè)得遮光條的寬度為Δx，用eq\f(Δx,Δt)近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度。為使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是()A．換用寬度更窄的遮光條B．提高測(cè)量遮光條寬度的精確度C．使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門D．增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角【答案】A【解析】eq\f(Δx,Δt)表示的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度，遮光條的寬度Δx越窄，則記錄的遮光時(shí)間Δt越小，eq\f(Δx,Δt)越接近滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，選項(xiàng)A正確。五、加速度例8、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng)，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。在此過程中()A．速度逐漸減小，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，速度達(dá)到最小值B．速度逐漸增大，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，速度達(dá)到最大值C．位移逐漸增大，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，位移將不再增大D．位移逐漸減小，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，位移達(dá)到最小值【答案】B【解析】當(dāng)a與v0方向相同時(shí)，質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)，速度v逐漸增大，并且當(dāng)加速度a減小到零時(shí)，速度v達(dá)到最大值，A錯(cuò)誤，B正確；在此過程中，質(zhì)點(diǎn)的位移逐漸增大，C、D錯(cuò)誤。例9、(多選)一物體做加速度不變的直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度大小為2m/s，2s后速度的大小變?yōu)?0m/s，在這2s內(nèi)該物體的()A．加速度可能為4m/s2，方向與初速度的方向相同B．加速度可能為4m/s2，方向與初速度的方向相反C．加速度可能為6m/s2，方向與初速度的方向相同D．加速度可能為6m/s2，方向與初速度的方向相反【答案】AD【解析】當(dāng)初、末速度方向相同時(shí)，a＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(10－2,2)m/s2＝4m/s2，方向與初速度的方向相同，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)初、末速度方向相反時(shí)，a＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(－10－2,2)m/s2＝－6m/s2，方向與初速度的方向相反，C錯(cuò)誤，D正確。例10、物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，相繼經(jīng)過兩段距離為16m的路程，第一段用時(shí)4s，第二段用時(shí)2s，則物體的加速度是()A．eq\f(8,9)m/s2 B．eq\f(16,9)m/s2C．eq\f(2,3)m/s2 D．eq\f(4,3)m/s2【答案】D【解析】第一段時(shí)間內(nèi)的平均速度為v1＝eq\f(x,t1)＝eq\f(16,4)m/s＝4m/s；第二段時(shí)間內(nèi)的平均速度為v2＝eq\f(x,t2)＝eq\f(16,2)m/s＝8m/s。根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度知，物體在第2s末的瞬時(shí)速度等于v1，第5s末的瞬時(shí)速度等于v2，則根據(jù)加速度的定義得a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v2－v1,Δt)＝eq\f(8－4,3)m/s2＝eq\f(4,3)m/s2，故選D。同步訓(xùn)練1、下列說法中正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際上并不存在B．凡是小的物體，皆可以看作質(zhì)點(diǎn)C．詩句“飛花兩岸照船紅”中的“花”是參考系D．地面上的人看水平飛行的飛機(jī)投彈，炸彈的運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的一種高度抽象，是一種理想化模型，實(shí)際上并不存在，故A正確；并不是只有很小的物體才能被看作質(zhì)點(diǎn)，也不是很大的物體就一定不能被看作質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵是看物體的大小和形狀對(duì)研究的問題而言是否可以忽略，故B錯(cuò)誤；詩句“飛花兩岸照船紅”中指出“花”是移動(dòng)的，可知該詩句是以“船”為參考系，故C錯(cuò)誤；水平飛行的飛機(jī)上落下的炸彈，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，地面上的人看到炸彈的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。2、關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，不可能發(fā)生的是()A．加速度大小逐漸減小，速度也逐漸減小B．加速度方向不變，而速度方向改變C．加速度和速度都在變化，加速度最大時(shí)，速度最小D．加速度為零時(shí)，速度的變化率最大【答案】D【解析】根據(jù)加速度大小等于速度的變化率，可知加速度為零時(shí)，速度的變化率為零，選項(xiàng)D不可能發(fā)生。3、獵豹是陸地上奔跑速度最快的動(dòng)物，最大時(shí)速可達(dá)110公里，為了捕捉正前方的羚羊，它由靜止出發(fā)沿直線加速運(yùn)動(dòng)2.5s后追上羚羊，此時(shí)獵豹的速度為108km/h，假定獵豹的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為勻變速直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．獵豹的加速度大小為43.2m/s2B．2.5s內(nèi)獵豹運(yùn)動(dòng)的距離為75mC．2.5s內(nèi)獵豹運(yùn)動(dòng)的平均速度為15m/sD．1.0s時(shí)刻獵豹運(yùn)動(dòng)的速度為54km/h【答案】C【解析】獵豹的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(108,3.6×2.5)m/s2＝12m/s2，故A錯(cuò)誤；2.5s內(nèi)獵豹運(yùn)動(dòng)的距離x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×12×2.52m＝37.5m，故B錯(cuò)誤；2.5s內(nèi)獵豹運(yùn)動(dòng)的平均速度v＝eq\f(x,t)＝eq\f(37.5,2.5)m/s＝15m/s，故C正確；1.0s時(shí)刻獵豹運(yùn)動(dòng)的速度v＝at＝12×1.0m/s＝12m/s，故D錯(cuò)誤。4、核潛艇是戰(zhàn)略核威懾手段之一，我國自主研制的“094A”核潛艇在世界上處于比較領(lǐng)先的地位。如圖所示，在某次實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練中潛艇遇到情況需要緊急下潛，假設(shè)在某段時(shí)間內(nèi)可視為勻減速下潛，若在這段時(shí)間內(nèi)5s末的速度比2s末的速度小3m/s，則“094A”潛艇在該段時(shí)間內(nèi)的加速度大小為()A．1m/s2 B．1.5m/s2C．2m/s2 D．3m/s2【答案】A【解析】設(shè)5s末的速度為v5,2s末的速度v2＝v5＋3m/s，時(shí)間Δt＝3s，潛艇在該段時(shí)間內(nèi)的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v5－v2,Δt)＝－1m/s2，故潛艇在該段時(shí)間內(nèi)的加速度大小為1m/s2，B、C、D錯(cuò)誤，A正確。5、在高速公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖如圖所示，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差可以測(cè)出被測(cè)物體的速度；某時(shí)刻測(cè)速儀發(fā)出超聲波，同時(shí)汽車在離測(cè)速儀355m處開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)測(cè)速儀接收到反射回來的超聲波信號(hào)時(shí)，汽車在離測(cè)速儀335m處恰好停下，已知聲速為340m/s，則汽車在這20m位移內(nèi)的平均速度為()A．5m/s B．10m/sC．15m/s