高三物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運動的描述1

第一章運動的描述探究勻變速直線運動規(guī)律◆最新考綱◆1．參考系、質(zhì)點Ⅰ2．位移、速度和加速度Ⅱ3．勻變速直線運動及其公

式、圖象Ⅱ?qū)嶒炓唬貉芯縿蜃兯僦本€

運動◆熱點提示◆1．區(qū)分位移和路程、速度和加速度的概念及其關(guān)系．2．熟練掌握勻變速直線運動的規(guī)律及其應(yīng)用．3．理解s－t圖象和v－t圖象及應(yīng)用．Ⅱ第一節(jié)描述運動的基本概念1．定義：在描述一個物體的運動時，選來作為

的另外的物體．參考參考系2．對參考系的理解(1)參考系的選取是任意的，但為了觀測方便和運動的描述盡可能簡單，一般以

為參考系．(2)同一運動選擇不同參考系時，其運動情況可能．(3)為了定量地描述物體的位置及位置變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)模孛娌煌鴺?biāo)系1．2010年11月12日第十六屆廣州亞運會“潮流”火炬?zhèn)鬟f活動在廣州圓滿結(jié)束．觀察圖中的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰，關(guān)于甲、乙兩火炬手相對于靜止旗桿的運動情況，下列說法正確的是(旗桿和甲、乙火炬手在同一地區(qū))(

)圖1－1－1A．甲、乙兩火炬手一定向左運動B．甲、乙兩火炬手一定向右運動C．甲火炬手可能運動，乙火炬手向右運動D．甲火炬手可能靜止，乙火炬手向左運動【解析】

旗向左偏，說明有向左吹的風(fēng)，由甲的火焰向左偏，無法確定甲的運動狀態(tài)，由于乙的火焰向右偏，所以乙一定向左運動，且速度大于風(fēng)速．【答案】

D質(zhì)點1．定義：用來代替物體的有

的點叫質(zhì)點．2．意義：為了使研究問題簡化而引入的一個

的物理模型．3．物體簡化為質(zhì)點的條件：物體的

、

在所研究的問題中可以忽略．質(zhì)量理想化形狀大小4．物體可視為質(zhì)點的三種情形(1)物體的各部分運動情況都

(平動)，如從斜面上滑下來的木塊．(2)問題所涉及的空間位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)

物體本身的大?。缪芯康厍蚬D(zhuǎn)時，地球可視為質(zhì)點．(3)只研究物體的平動，而不考慮其

效果時．如從斜面上滾下的小球，在研究其沿斜面運動的位移、速度、時間等問題時，均可看作質(zhì)點．相同大于轉(zhuǎn)動2．做下列運動的物體，能當(dāng)做質(zhì)點處理的是(

)A．自轉(zhuǎn)中的地球B．旋轉(zhuǎn)中的風(fēng)力發(fā)電機葉片C．在冰面上旋轉(zhuǎn)的花樣滑冰運動員D．勻速直線運動的火車【解析】

研究地球的自轉(zhuǎn)時，地球不能看做質(zhì)點，旋轉(zhuǎn)中的風(fēng)力發(fā)電機葉片不能看做質(zhì)點，在冰面上旋轉(zhuǎn)的花樣滑冰運動員不能看做質(zhì)點，因為它們各部分的運動狀態(tài)不盡相同．勻速直線運動的火車可以看做質(zhì)點．【答案】

D位移和路程位移路程定義位移表示質(zhì)點的

變化，它是質(zhì)點由

指向

的有向線段路程是質(zhì)點

的長度區(qū)別(1)位移是矢量，方向由

位置指向

位置(2)路程是標(biāo)量，沒有方向聯(lián)系(1)在單向直線運動中，位移的大小

路程(2)一般情況下，位移的大小

路程位置實際運動軌跡末等于小于初位置位置3．從高為5m處以某一初速度豎直向下拋出一個小球，在與地面相碰后彈起，上升到高為2m處被接住，則這段過程中(

)A．小球的位移為3m，方向豎直向下，路程為7mB．小球的位移為7m，方向豎直向上，路程為7mC．小球的位移為3m，方向豎直向下，路程為3mD．小球的位移為7m，方向豎直向上，路程為3m【解析】

題中始末位置高度差為3m，且末位置在初位置下方，故位移是3m，方向豎直向下．總路程往返共7m.【答案】

A速度與加速度速度(1)平均速度：運動物體的

與所用時間的比值.

，單位：m/s，方向：與物體的位移方向相同(2)瞬時速度：運動物體在

某一時刻的速度(3)速率：運動物體速度的

，是標(biāo)量加速度(1)定義式：(2)物理意義：描述速度

.

(3)方向：與

相同，單位是.位移某一位置大小變化的快慢Δv的方向m/s24．(雙選)(2010·深圳調(diào)研)如圖1－1－2所示是汽車的速度計，某同學(xué)在汽車中觀察速度計指針位置的變化．開始時指針指示在如圖甲所示的位置，經(jīng)過8s后指針指示在如圖乙所示的位置．以下說法正確的是(

)

圖1－1－2

A．速度計顯示的是平均速度B．圖甲、乙中顯示的是瞬時速度大小即速率C．若汽車是勻加速直線運動，其加速度是1.4m/s2D．若汽車是勻加速直線運動，其加速度是5.0m/s2【解析】

速度計指示的是某時刻的速度大小，即速率，B對，A錯．甲圖所示為初速度，示數(shù)約是20km/h≈5.6m/s，乙圖所示是末速度，示數(shù)約是60km/h≈16.7m/s，則加速度a＝m/s2≈1.4m/s2，故C對，D錯．【答案】

BC

區(qū)別平均速度、瞬時速度、平均速率1.平均速度反映一段時間內(nèi)物體運動的平均快慢程度，它與一段時間或一段位移相對應(yīng)．瞬時速度能精確描述物體運動的快慢，它是在運動時間Δt→0時的平均速度，與某一時刻或某一位置相對應(yīng)．2．瞬時速度的大小叫速率，但平均速度的大小不能稱為平均速率，因為平均速率是路程與時間的比值，它與平均速度的大小沒有對應(yīng)關(guān)系．(雙選)(2011·杭州月考)時速達到350公里的鄭州到西安的高速客運專線開始運營，方便了人們出行．已知鄭州到西安線路全長505公里，列車總長200m，動車組運行時間約2小時．根據(jù)上述信息可知圖1－1－3A．由于動車組列車總長200m，動車組列車在鄭州到西安正常運行時不能視為質(zhì)點B．動車組列車在鄭州到西安正常運行時的平均速率約為250km/hC．動車組列車在鄭州到西安正常運行時的平均速度約為350km/hD．由題目信息不能求出動車組列車在鄭州到西安正常運行時的平均速度【思路點撥】

(1)鄭州到西安線路全長505km，不是位移大小，是路徑長度即路程．(2)平均速率，s為路程．(3)時速350公里，應(yīng)理解為瞬時速度大?。咀灾鹘獯稹縿榆嚱M在途中正常運行時，不是研究列車各部分的運動情況而是考慮列車整體的平動，可以看成質(zhì)點，A錯．鄭州到西安線路全長505km是指軌跡長度不是位移大小，運行兩小時，只能估算出平均速率而不能估算平均速度，所以B、D對．【答案】

BD對加速度的理解1.從a＝可知，加速度是速度的變化率，加速度大，意味著速度變化快，并不表示速度大．2．只要物體的速度在變化，就說明存在加速度；反之，有加速度，物體的速度就在變化．只是加速度衡量了速度變化的快慢程度而已．3．當(dāng)加速度方向與速度方向一致時，物體做加速直線運動；當(dāng)加速度方向與速度方向相反時，物體做減速直線運動．因此，判斷物體速度是增大還是減小，要看加速度方向與速度方向的關(guān)系，而“增大”或“減小”的快慢就要看加速度的大小了．a(chǎn)＝是加速度的定義式，而a＝才是加速度的決定式．所以a與Δv、v沒有必然聯(lián)系．

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(g＝10m/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，那么大的加速度，一般情況下車輛是達不到的，但如果發(fā)生交通事故時，將會達到這一數(shù)值．試問：(1)一輛以72km/h的速度行駛的貨車與一輛以54km/h行駛的摩托車相向而行發(fā)生碰撞，碰撞時間為2.1×10－3s，摩托車駕駛員是否有生命危險？(2)為了防止碰撞，兩車的駕駛員同時緊急剎車，貨車、摩托車急剎車后到完全靜止所需時間分別為4s、3s，貨車的加速度與摩托車的加速度大小之比為多少？(3)為避免碰撞，開始剎車時，兩車距離至少為多少？【標(biāo)準(zhǔn)解答】

(1)摩托車與貨車相撞瞬間，貨車的速度幾乎不變，摩托車的速度反向，大小與貨車速度相同，因此，摩托車速度的變化Δv＝72km/h－(－54km/h)＝126km/h＝35m/s所以摩托車的加速度大小解答本題時，常因不能正確分析摩托車碰撞前后速度的大小和方向變化，導(dǎo)致速度變化Δv求解錯誤．(雙選)有下列幾種情景，請根據(jù)所學(xué)知識選擇對情景的分析和判斷正確的是(

)①點火后即將升空的火箭②高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事故緊急剎車③運動的磁懸浮列車在軌道上高速行駛④太空中的空間站在繞地球做勻速轉(zhuǎn)動A．因火箭還沒運動，所以加速度一定為零B．轎車緊急剎車，速度變化很快，所以加速度很大C．高速行駛的磁懸浮列車，因速度很大，所以加速度也一定很大D．盡管空間站勻速轉(zhuǎn)動，加速度也不為零【解析】

選項A中，火箭雖還沒動，但火箭所受合外力不為零，故A錯；轎車緊急剎車時，根據(jù)a＝，由于Δt很短，故加速度很大，B對；磁懸浮列車的速度很大，但速度變化并不快，故加速度并不大，C錯；空間站的速度大小不變，但速度方向不斷變化，故加速度并不為零，D對．【答案】

BD勻速直線運動規(guī)律的應(yīng)用1.勻速運動特征：軌跡為直線，在任意相等的時間，位移相等．2．規(guī)律描述(1)公式：v＝，s＝vt.(2)圖象(如圖1－1－4所示)圖1－1－4(2010·增城調(diào)研)2010年8月前后，美韓、美越先后聯(lián)合軍演，使我國黃海、南海形勢趨緊．對此，我海軍在黃海進行了實彈射擊演練．一次演練中，一艘魚雷快艇以30m/s的速度追擊前面同一直線上正在勻速逃跑的敵艦．當(dāng)兩者相距L0＝2km時，以60m/s的速度發(fā)射一枚魚雷，經(jīng)過t1＝50s，艇長通過望遠(yuǎn)鏡看到了魚雷擊中敵艦爆炸的火光，求敵艦逃跑的速度v1多大？【解析】

設(shè)魚雷快艇的速度為v，魚雷的速度為v′.對魚雷追擊敵艦過程有v′t1＝L0＋v1t1

【答案】

20m/s上題中艇長發(fā)現(xiàn)敵艦受擊后，仍在繼續(xù)勻速逃跑，于是馬上發(fā)出了第二次攻擊的命令，第二枚魚雷以同樣的速度發(fā)射后，又經(jīng)t2＝30s，魚雷再次擊中敵艦并將其擊沉．求第一枚魚雷擊中后，敵艦逃跑的速度v2為多大？【解析】

第一枚魚雷追擊敵艦過程中，快艇和敵艦的距離變?yōu)長＝L0－(v－v1)t1對第二枚魚雷追擊敵艦有v′t2＝L＋v2t2【答案】

10m/s

用圖象表示運動過程1．(2009·安徽高考)大爆炸理論認(rèn)為，我們的宇宙起源于137億年前的一次大爆炸．除開始瞬間外，在演化至今的大部分時間內(nèi)，宇宙基本上是勻速膨脹的．上世紀(jì)末，對1A型超新星的觀測顯示，宇宙正在加速膨脹，面對這個出人意料的發(fā)現(xiàn)，宇宙學(xué)家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量組成，它們的排斥作用導(dǎo)致宇宙在近段天文時期內(nèi)開始加速膨脹．如果真是這樣，則標(biāo)志宇宙大小的宇宙半徑R和宇宙年齡t的關(guān)系，大致是圖中的哪個圖象(

)【解析】題目提供的信息是宇宙先勻速膨脹，后加速膨脹，反映到R－t圖象上就是圖象的斜率先是不變的，后來斜率逐漸變大，所以應(yīng)該選C項．【答案】

C

結(jié)合圖象考查平均速度、加速度2．(雙選)(2010·廣東高考)如圖1－1－5是某質(zhì)點運動的速度圖象，由圖象得到的正確結(jié)果是(

)圖1－1－5A．0～1s內(nèi)的平均速度是2m/sB．0～2s內(nèi)的位移大小是3mC．0～1s內(nèi)的加速度大于2～4s內(nèi)的加速度D．0～1s內(nèi)的運動方向與2～4s內(nèi)的運動方向相反【解析】

由圖象可知：質(zhì)點在0～4s內(nèi)一直沿正方向運動，故D錯.0～2s內(nèi)的位移s＝×2×1m＋2×1m＝3m，故B對．由平均速度公式可知0～1s內(nèi)的平均速度m/s＝1m/s，故A錯.0～1s內(nèi)的加速度a1＝2m/s2；2～4s內(nèi)的加速度大小a2＝1m/s2，故C項正確．【答案】

BC

結(jié)合勻速、勻變速過程考查平均速度、加速度的公式應(yīng)用3．(2010·課標(biāo)全國卷)短跑名將博爾特在北京奧運會上創(chuàng)造了100m和200m短跑項目的新世界紀(jì)錄，他的成績分別是9.69s和19.30s．假定他在100m比賽時從發(fā)令到起跑的反應(yīng)時間是0.15s，起跑后做勻加速運動，達到最大速率后做勻速運動.200m比賽時，反應(yīng)時間及起跑后加速階段的加速度和加速時間與100m比賽時相同，但由于彎道和體力等因素的影響，以后的平均速率只有跑100m時最大速率的96%.求：(1)加速所用時間和達到的最大速率；(2)起跑后做勻加速運動的加速度．(結(jié)果保留兩位小數(shù))【解析】

(1)設(shè)加速時間為t，達到的最大速度為v.【答案】

(1)1.29s

11.24m/s

(2)8.71m/s2

利用平均速度公式估算4．(2012·預(yù)測)某人在醫(yī)院做了一次心電圖，結(jié)果如圖1－1－6所示．如果心電圖儀卷動紙帶的速度為1.5m/min，圖中方格紙每小格長1mm，則此人的心率為(

)圖1－1－6A．80次/min

B．70次/minC．60次/minD．50次/min【解析】

由心電圖可知兩次心跳時間內(nèi)紙帶運動了25格即s＝25×10－3m．由此可求心跳間隔時間Δt＝所以心率

【答案】

C位移、速度、加速度的矢量性(雙選)一物體做勻變速直線運動，某時刻速度的大小為4m/s，1s后速度的大小變?yōu)?0m/s.在這1s內(nèi)物體的A．位移的大小可能小于2mB．位移的大小可能大于10mC．加速度的大小可能小于8m/s2D．加速度的大小可能大于10m/s2【解析】由于速度是矢量，處理同一直線上的矢量運算，必須先選定正方向，將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算．取初速度方向為正方向，因物體做勻變速直線運動，有兩種可能：【答案】

CD1．跳水是一項優(yōu)美的水上運動，圖1－1－14是2010年11月25日在第十六屆廣州亞運會女子雙人10m跳臺跳水決賽中，中國組合陳若琳和汪皓以360.06分總成績奪冠的情景．若只研究運動員入水前及入水的下落過程，下列說法中正確的是(

)圖1－1－14A．為了研究運動員的技術(shù)動作，可將正在比賽的運動員視為質(zhì)點B．運動員在下落過程中，感覺水面在勻速上升C．以陳若琳為參考系，汪皓做豎直上拋運動D．跳水過程中陳若琳和汪皓的重心位置相對她們自己是變化的【解析】

跳水比賽時要觀察運動員在空中翻騰的動作，不能視為質(zhì)點，A錯．運動員下落過程中，以自己為參考系，所以感覺水面加速上升，B錯．以其中任意一個運動員為參考系，另一個運動員都是相對靜止的，C項錯誤．由于跳水比賽中重要的一個內(nèi)容就是旋轉(zhuǎn)，所以兩運動員的形體變化導(dǎo)致重心變化，D項正確．【答案】

D2．甲、乙兩人同時由相同位置A沿直線運動到同一位置B，甲先以速度v1勻速運動了一半路程，然后以速度v2勻速走完了剩下的后一半路程；乙在由A地運動到B地的過程中，前一半時間內(nèi)運動速度為v1，后一半時間內(nèi)運動速度為v2，若v1＜v2，則甲與乙相比較(

)A．甲先到達B地B．乙先到達B地C．只要v1、v2取值合適，甲、乙兩人可以同時到達D．以上情況都有可能【解析】【答案】

B3．一個質(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．在此過程中(

)A．速度逐漸減小，當(dāng)加速度減小到零時，速度達到最小值B．速度逐漸增大，當(dāng)加速度減小到零時，速度達到最大值C．位移逐漸增大，當(dāng)加速度減小到零時，位移將不再增大D．位移逐漸減小，當(dāng)加速度減小到零時，位移達到最小值【解析】

因加速度與速度方向相同，故物體速度要增大，只是速度增大變慢一些，最后速度達到最大值．因質(zhì)點沿直線運動方向不變，所以位移一直增大．【答案】

B4．北京奧運火炬實現(xiàn)了成功登上珠峰的預(yù)定目標(biāo)，如圖1－1－15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1