【物理】2019届一轮复习鲁科版第一章运动的描述学案 12页

基础课1　运动的描述 知识点一、参考系　质点 ‎1．参考系 ‎(1)定义：物体运动的描述是相对的，用来描述物体运动的参照物称为参考系。‎ ‎(2)对于同一个运动，选择的参考系不同，观察和描述的结果不同。通常以地面为参考系。‎ ‎2．质点 ‎(1)定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。‎ ‎(2)条件：研究一个物体的运动时，如果物体的大小和形状对问题的影响可以忽略，该物体就可以看做质点。‎ 知识点二、位移、速度和加速度 ‎1．位移 ‎(1)定义：描述物体空间位置的变化，它是由初位置指向末位置的有向线段。‎ ‎(2)与路程的区别：位移是矢量，路程是标量。只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程。‎ ‎2．平均速度和瞬时速度 ‎(1)平均速度：运动物体的位移与所用时间的比值，表达式为＝。‎ ‎(2)瞬时速度：运动物体在某时刻或某位置的速度。‎ ‎(3)平均速度方向与位移的方向相同，瞬时速度方向即物体运动的方向。‎ ‎3．加速度 ‎(1)定义：物体速度变化跟发生这一变化所用时间的比值。‎ ‎(2)定义式：a＝。单位：m/s2。‎ ‎(3)方向：与速度变化的方向一致，由合力的方向决定，而与v0、vt的方向无关。‎ ‎(4)物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量。‎ ‎[思考判断]‎ ‎(1)研究花样游泳运动员的动作时，不能把运动员看成质点。(　　)‎ ‎(2)电台报时说“现在是北京时间8点整”这里的“8点整”实际上指的是时刻。(　　)‎ ‎(3)参考系必须是静止的物体。(　　)‎ ‎(4)做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程。(　　)‎ ‎(5)平均速度的方向与位移方向相同。(　　)‎ ‎(6)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。(　　)‎ ‎(7)物体的速度很大，加速度一定不为零。(　　)‎ ‎(8)物体的加速度增大，其速度一定增大。(　　)‎ 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×‎ ‎　对质点、参考系、位移的理解 ‎1．对参考系“两性”的认识 ‎(1)任意性：参考系的选取原则上是任意的，通常选地面为参考系。‎ ‎(2)同一性：比较不同物体的运动必须选同一参考系。‎ ‎2．对质点的三点说明 ‎(1)质点是一种理想化物理模型，实际并不存在。‎ ‎(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小和形状来判断。‎ ‎(3)质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。‎ ‎3．对位移和路程的辨析 比较项目 位移s 路程l 决定因素 由始、末位置决定 由实际的运动轨迹长度决定 运算规则 矢量的三角形定则或平行四边形定则 标量的代数运算 大小关系 s≤l(路程是位移被无限分割后，所分的各小段位移的绝对值的和)‎ ‎1．[参考系] (多选)甲、乙、丙三人各乘一个热气球(如图1所示)，甲看到楼房匀 速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降。那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是(　　)‎ 图1‎ A．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙停在空中 B．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升 C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙>v甲 D．以上说法均不正确 解析　甲、乙，丙三人在观察其他物体的运动时，是以自己所乘的热气球为参考系的。楼房和地面连为一体，是同一个参考系，甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地面匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙相对于地面也在匀速下降，且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲；甲看到丙匀速上升，则丙的运动有三种可能情况：(1)丙静止；(2)丙匀速上升，(3)丙匀速下降，但v丙＜v甲。而在这三种可能的情况下，丙看到乙一定是匀速下降，符合题意。故选项A、B正确。‎ 答案　AB ‎2．[质点]在考察下列运动员的比赛成绩时，可将运动员看做质点的是(　　)‎ 解析　马拉松赛跑测量的是运动员跑完全程的时间，与运动员的形状和大小无关；跳水、击剑、体操比赛时，要看运动员的肢体动作，所以不能看成质点。‎ 答案　A ‎3．[位移和路程]在田径运动会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2所示)。关于这样的做法，下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A．这样做是为了使参加比赛的同学位移大小相同 B．这样做是为了使参加比赛的同学路程相同 C．这样做是为了使参加比赛的同学所用时间相同 D．这种做法其实是不公平的，明显对外侧跑道的同学有利 答案　B 反思总结 抓住“三点”理解参考系、质点和位移 ‎(1)运动的相对性：选取不同的参考系，对同一运动的描述一般是不同的。‎ ‎(2)质点的模型化：建立模型。一是要明确题目中需要研究的问题；二是看所研究物体的形状和大小对所研究问题是否有影响。‎ ‎(3)位移的矢量性：一是位移只与初、末位置有关；二是位移方向由初位置指向末位置。‎ ‎　平均速度和瞬时速度的理解 平均速度和瞬时速度的辨析 平均速度 瞬时速度 实际应用 意义 大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向 精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢 在实验中通过光电门测速 把遮光条通过光电 门时间内的平均速 度视为瞬时速度 定义式 ＝(s为位移)‎ v＝(t趋于零)‎ 矢量性 矢量，平均速度方向与物体位移方向相同 矢量，瞬时速度方向与物体运动方向相同，沿其运动轨迹切线方向 ‎1．[平均速度和瞬时速度的理解](2017·银川调研)(多选)如图3所示，某赛车手在一次野外训练中，先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9 km，实际从A运动到B用时5 min，赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km，当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为150 km/h，那么可以确定的是(　　)‎ 图3‎ A．整个过程中赛车的平均速度为180 km/h B．整个过程中赛车的平均速度为108 km/h C．赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150 km/h D．赛车经过路标C时速度方向为由A指向B 解析　从A到B位移为9 km，用时 h，由平均速度定义式可得整个过程的平均速度为108 km/h，故选项A错误，B正确；速度计显示的是瞬时速度大小，故选项C正确；经过C时速度的方向为过C点的切线方向，故选项D错误。‎ 答案　BC ‎2．[平均速度的计算]一辆汽车刹车后做匀减速直线运动直到停止，已知汽车在前一半时间内的平均速度为，则汽车在后一半时间内的平均速度为(　　)‎ A. B. C. D. 解析　设汽车初速度为v，减速时间为t，则时刻速度为，前一半时间内的平均速度＝＝，后一半时间内的平均速度为＝，B正确。‎ 答案　B ‎3．[用平均速度法求瞬时速度]用如图4所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s，则滑块经过光电门位置时的速度大小为(　　)‎ 图4‎ A．0.10 m/s B．100 m/s C．4.0 m/s D．0.40 m/s 解析　遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v＝＝ m/s＝0.10 m/s，A正确。‎ 答案　A 方法技巧 ‎(1)当已知物体在微小时间t内发生的微小位移s时，可由v＝粗略地求出物体在该位置的瞬时速度。‎ ‎(2)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。‎ ＝(v0＋vt)只适用于匀变速直线运动。‎ ‎　对速度与加速度关系的理解 ‎1．速度、速度变化、加速度的比较 比较 项目 速度 速度变化 加速度 物理 意义 描述物体运动快慢和方向的物理量，是状态量 描述物体速度改变的物理量，是过程量 描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是状态量 定义 式　‎ v＝ Δv＝vt－v0‎ a＝ 单位 m/s m/s m/s2‎ 方向 与位移s同向，即物体运动的方向 由Δv＝vt－v0或a的方向决定 与速度变化的方向一致，而与v0、vt的方向无关 ‎2.速度和加速度的关系 ‎(1)速度的大小和加速度的大小无直接关系。速度大，加速度不一定大，加速度大，速度也不一定大；加速度为零，速度可以不为零，速度为零，加速度也可以不为零。‎ ‎(2)速度的方向和加速度的方向无直接关系。加速度与速度的方向可能相同，也可能相反，两者的方向还可能不在一条直线上。‎ ‎【典例】　(多选)甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动，a甲＝4 m/s2，a乙＝－4 m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是(　　)‎ A．甲的加速度与乙的加速度大小相等 B．甲做加速直线运动，乙做减速直线运动 C．甲的速度比乙的速度变化快 D．每经过1 s，甲的速度增加4 m/s 解析　加速度的正、负表示方向，绝对值表示大小，甲、乙加速度大小相等，选项A正确；甲的加速度与速度同向，所以做加速运动，乙的加速度与速度方向相反，所以做减速运动，选项B正确；加速度大小表示速度变化的快慢，甲、乙速度变化一样快，选项C错误；由vt－v0＝at可知每经过1 s，甲的速度增加4 m/s，D正确。‎ 答案　ABD 方法技巧 判断质点做加速直线运动或减速直线运动的方法 ‎1．[对加速度的理解]有下列几种情境，其中对情境的分析和判断正确的是(　　)‎ ‎①点火后即将升空的火箭　②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车　③磁悬浮列车在轨道上高速行驶　④太空中的空间站绕地球做匀速圆周运动 A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大 D．因空间站处于完全失重状态，所以空间站内的物体加速度为零 解析　点火后火箭即将升空的瞬间，加速度竖直向上，不为零，A错；轿车紧急刹车时，刹车时间短，速度改变量大，则由a＝知加速度大，B对；磁悬浮列车速度很大，但速度没有变化时，加速度为零，C错；空间站以及里面的物体受万有引力作用，加速度不为零，D错。‎ 答案　B ‎2．[加速度的计算]如图5所示，在气垫导轨上安装有两个光电门A、B，A、B间距离为L＝30 cm。为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一宽度为d＝1 cm的遮光条。现让滑块以某一加速度通过光电门A、B。现记录了遮光条通过两光电门A、B的时间分别为0.010 s、0.005 s，滑块从光电门A到B的时间为0.200 s。则下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．滑块经过A的速度为1 cm/s B．滑块经过B的速度为2 cm/s C．滑块加速度为5 m/s2‎ D．滑块在A、B间的平均速度为3 m/s 解析　vA＝＝1 m/s，vB＝＝2 m/s，A、B错误；加速度为a＝＝5 m/s2，C正确；平均速度＝＝1.5 m/s，D错误。‎ 答案　C ‎3．[加速度与速度关系的理解]关于物体的运动，下列说法正确的是(　　)‎ A．物体的加速度等于零，速度具有最大值 B．物体的速度变化量大，加速度一定大 C．物体具有向东的加速度时，速度的方向可能向西 D．做直线运动的物体，加速度减小，速度也一定减小 解析　物体的加速度等于零时，速度有极值，当物体的加速度方向与速度方向相反时，物体做减速运动，当加速度减小到零时，物体的速度保持不变，有最小值，选项A错误；根据加速度定义可知，速度的变化量大，加速度不一定大，选项B错误；当物体的加速度方向与速度方向相同时物体做加速运动，选项D错误。‎ 答案　C ‎1．(2017·江西七校联考)(多选)为了纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年，铭记历史，警示未来，2015年9月3日在北京举行了隆重的阅兵式，关于甲、乙、丙、丁的图片，下列说法中正确的是(　　)‎ 图6‎ A．图甲中上午10点整李克强宣布纪念大会开始，10点整是时刻 B．图乙中方队沿直线通过检阅台的一段时间内的位移大小与路程相等 C．图丙中计算洲际导弹通过天安门广场(远大于导弹的长度)的时间时，洲际导弹不能看做质点 D．图丁中阅兵预演空中梯队通过天安门上空时，以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的 解析　物理所说的时刻是指某一瞬间，对应的是时间轴上一个点，而时间是指两个不同时刻的间隔，所以选项A正确；图乙中方队沿直线通过检阅台，由于是单方向直线运动，所以一段时间内的位移大小等于路程，选项B正确；由于天安门广场的长度远大于洲际导弹的长度，所以在计算导弹通过天安门广场的时间时，洲际导弹是能看做质点的，选项C错误；阅兵预演空中梯队飞机速度相同，所以以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的，选项D正确。‎ 答案　ABD ‎2．(2016·浦东新区三模)物体做方向不变的直线运动，若在任意相等的位移内速度的变化量均相等，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．若vt－v0＝0，则物体做匀加速直线运动 B．若vt－v0＞0，则物体做匀加速直线运动 C．若vt－v0＞0，则物体做加速度逐渐增大的加速直线运动 D．若vt－v0＜0，则物体做加速度逐渐增大的减速直线运动 解析　若vt－v0＝0，则物体做匀速直线运动，A错误；若vt－v0＞0，则物体做加速运动，通过相等的位移时间减小，根据a＝可知，加速度增大，B错误，C正确；同理可知D错误。‎ 答案　C ‎3．如图7所示，一女同学穿着轮滑鞋以一定的速度俯身“滑入”静止汽车的车底，她用15 s穿越了20辆汽车底部后“滑出”，位移为58 m。假设她的运动可视为匀变速直线运动，从上述数据可以确定(　　)‎ 图7‎ A．她在车底运动时的加速度 B．她在车底运动时的平均速度 C．她刚“滑入”车底时的速度 D．她刚“滑出”车底时的速度 解析　已知该女同学的位移和所用时间，由平均速度公式＝可求出她在车底运动时的平均速度，其余均不能求出。故选项B正确。‎ 答案　B ‎4．(2017·南师附中测试)(多选)一小球在水平桌面上做减速直线运动，用照相机对着小球每隔0.1 s拍照一次，得到一幅频闪照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如图8所示，已知照片与实物的比例为1∶10，则(　　)‎ 图8‎ A．图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是2 m/s B．图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是1.6 m/s C．图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2.5 m/s D．图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2 m/s 解析　照相机每隔0.1 s拍照一次，所以图中0～8 cm所用的时间t＝0.4 s；照片与实物的比例为1∶10，所以图中8 cm对应的实际位移s＝80 cm＝0.8 m。则小球在通过图中8 cm距离内的平均速度＝＝ m/s＝2 m/s，A正确，B错误；图中对应小球通过6 cm处的瞬时速度可用图中3.5 cm到7.5 cm这一段的平均速度近似表示。图中3.5 cm到7.5 cm这一段对应的实际位移s′＝40 cm＝0.4 m，所用的时间t′＝0.2 s，所以图中6 cm处的瞬时速度v′＝m/s＝2 m/s，C错误，D正确。‎ 答案　AD