專題01 描述運(yùn)動(dòng)的基本概念 （解析版）

專題01描述運(yùn)動(dòng)的基本概念專題導(dǎo)航目錄TOC\o"1-3"\h\u1、質(zhì)點(diǎn)、參考系 12、加速度 33、平均速度和平均速率 54、瞬時(shí)速度 75、考點(diǎn)拓展練習(xí) 8?？键c(diǎn)歸納?？键c(diǎn)01質(zhì)點(diǎn)【典例1】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)不是真實(shí)存在的，所以沒(méi)有實(shí)際意義 B．描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有體積小的物體才能視為質(zhì)點(diǎn)，體積大的物體不能視為質(zhì)點(diǎn) C．研究火車過(guò)隧道的時(shí)間時(shí)可以把火車視為質(zhì)點(diǎn) D．研究地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的快慢時(shí)可以把地球視為質(zhì)點(diǎn)【答案】D【解析】A、質(zhì)點(diǎn)是只計(jì)質(zhì)量、不計(jì)大小、形狀的一個(gè)幾何點(diǎn)，是實(shí)際物體在一定條件的科學(xué)抽象，不是真實(shí)存在的，但在研究問(wèn)題時(shí)，可以把問(wèn)題簡(jiǎn)化，故A錯(cuò)誤；BD、描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，體積小的物體能視為質(zhì)點(diǎn)，體積大的物體在一定的條件下也能視為質(zhì)點(diǎn)，如研究地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的快慢時(shí)，地球的大小可以忽略不計(jì)，可以把地球視為質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤，D正確；火車過(guò)隧道時(shí)，火車的長(zhǎng)度不能忽略，不能看作質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤。【典例2】2020年12月22日，美國(guó)“麥凱恩”號(hào)驅(qū)逐艦在未經(jīng)允許的情況下，就擅闖我國(guó)南沙島礁鄰近海域，在發(fā)現(xiàn)之后，我國(guó)南部戰(zhàn)區(qū)立即組織海空兵力用“054A”型護(hù)衛(wèi)艦對(duì)其予以警告和驅(qū)離。如圖所示是某網(wǎng)站發(fā)布的當(dāng)天兩艦的衛(wèi)星圖片和“054A”型護(hù)衛(wèi)艦圖片，假設(shè)在圖示時(shí)刻兩艦正沿同一方向勻速前進(jìn)，并保持固定的距離，則下列說(shuō)法正確的是（）A．以我國(guó)海軍054A型護(hù)衛(wèi)艦為參考系，“麥凱恩”號(hào)是靜止的 B．以我國(guó)海軍054A型護(hù)衛(wèi)艦為參考系，附近的南沙島礁是靜止的 C．以附近的我國(guó)南沙島礁為參考系，兩艘軍艦均做豎直向下的運(yùn)動(dòng) D．以“麥凱恩”號(hào)驅(qū)逐艦為參考系，地球同步衛(wèi)星是靜止的【答案】A【解析】A、圖示時(shí)刻兩艦正沿同一方向勻速前進(jìn)，并保持固定的距離，以我國(guó)海軍054A型護(hù)衛(wèi)艦為參考系，“麥凱恩”號(hào)的位置沒(méi)有變化，是靜止的，故A正確；B、054A型護(hù)衛(wèi)艦在海面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則相對(duì)于附近的南沙島礁是運(yùn)動(dòng)的，故B錯(cuò)誤；C、以附近的我國(guó)南沙島礁為參考系，兩艘軍艦均在海平面上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、“麥凱恩”號(hào)驅(qū)逐艦在海面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則相對(duì)于地球是運(yùn)動(dòng)的，以“麥凱恩”號(hào)驅(qū)逐艦為參考系，地球同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的，故D錯(cuò)誤。【技巧點(diǎn)撥】一、質(zhì)點(diǎn)1．質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型，實(shí)際并不存在．2．物體能否被看做質(zhì)點(diǎn)是由所研究問(wèn)題的性質(zhì)決定的，并非依據(jù)物體自身大小來(lái)判斷．3．物體可被看做質(zhì)點(diǎn)主要有三種情況：(1)多數(shù)情況下，平動(dòng)的物體可看做質(zhì)點(diǎn)．(2)當(dāng)問(wèn)題所涉及的空間位移遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，可以看做質(zhì)點(diǎn)．(3)有轉(zhuǎn)動(dòng)但轉(zhuǎn)動(dòng)可以忽略時(shí)，可把物體看做質(zhì)點(diǎn)．二、參考系1.參考系可以是運(yùn)動(dòng)的物體，也可以是靜止的物體，但被選為參考系的物體，我們都假定它是靜止的．2.比較兩物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，必須選同一參考系．3.選取不同的物體作為參考系，對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同．研究地球上物體的運(yùn)動(dòng)，通常以地面為參考系．【變式演練1】下列說(shuō)法正確的是（）A．研究跳高運(yùn)動(dòng)員過(guò)桿動(dòng)作時(shí)應(yīng)把運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn) B．運(yùn)動(dòng)員在某次比賽中用25s跑完200m，“25s”是時(shí)間，“200m”是位移大小 C．位移為矢量，位移的方向即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向 D．物體通過(guò)的路程不相等，但位移可能相同【答案】D【解析】：A、研究跳高運(yùn)動(dòng)員過(guò)桿動(dòng)作時(shí)肢體的形狀不能忽略不計(jì)，不能看成質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B、運(yùn)動(dòng)員在某次比賽中用25s跑完200m，“25s”是時(shí)間，“200m”是路程，故B錯(cuò)誤；C、位移為矢量，位移的方向由初位置指向末位置，故C錯(cuò)誤；D、兩個(gè)不同的物體經(jīng)過(guò)不同的軌跡，但起點(diǎn)與終點(diǎn)相同時(shí)，可能出現(xiàn)物體通過(guò)的路程不相等，但位移可能相同。故D正確。?？键c(diǎn)02加速度【典例1】沿直線運(yùn)動(dòng)的一列火車和一輛汽車速度分別為v1和v2，v1、v2在各個(gè)時(shí)刻的大小如表所示，從表中數(shù)據(jù)可以看出（）t/s01234v1/（m?s﹣1）18.017.517.016.516.0v2/（m?s﹣1）9.811.012.213.414.6A．火車的速度變化較慢 B．汽車的加速度較小 C．火車的位移在減小 D．汽車的位移在減小【答案】A【解析】AB、火車做減速運(yùn)動(dòng)，加速度為，汽車做加速運(yùn)動(dòng)，加速度為：，可知汽車的加速度大于火車的加速度，火車速度變化較慢，故A正確，B錯(cuò)誤。C、火車的速度方向不變，位移在增加，故C錯(cuò)誤。D、汽車的速度方向不變，位移在增加，故D錯(cuò)誤?！炯记牲c(diǎn)撥】比較項(xiàng)目速度速度變化量加速度物理意義描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量描述物體速度改變的物理量，是過(guò)程量描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量定義式v＝eq\f(Δx,Δt)Δv＝v－v0a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v－v0,t)決定因素v的大小由v0、a、Δt決定由a與Δt決定(Δv＝aΔt)由F、m決定(a不是由v、t、v0決定的)方向與位移同向，即物體運(yùn)動(dòng)的方向由a的方向決定與Δv的方向一致，由F的方向決定，與v0、v的方向無(wú)關(guān)對(duì)加速度大小和方向的進(jìn)一步理解直線運(yùn)動(dòng)中加速度的作用

v/m·v/m·s－1=2\*GB3②=1\*GB3①=3\*GB3③t/sv/m·s－1=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③t/s【變式演練1】雨滴從高空下落，由于空氣阻力作用，其加速度逐漸減小，直到為零，在此過(guò)程中雨滴的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．速度不斷減小，加速度為零時(shí)，速度最小 B．速度不斷增大，加速度為零時(shí)，速度最大 C．速度一直保持不變 D．速度的變化率越來(lái)越小【答案】BD【解析】解：A、雨滴的加速度方向與速度方向相同，所以雨滴做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小到零，此時(shí)速度最大，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。故A、C錯(cuò)誤，B正確。D、加速度的大小反映速度變化率的大小，加速度越來(lái)越小，則速度變化率越來(lái)越小。故D正確。常考點(diǎn)03平均速度和平均速率【典例1】如圖所示是三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B、C的軌跡，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從N點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．從N到M過(guò)程中，A的平均速率最大 B．三質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速率相同 C．三質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速度不相同 D．到達(dá)M點(diǎn)時(shí)A的瞬時(shí)速率最大【答案】A【解析】平均速率＝，平均速率不同，路程越大，平均速率越大，故A正確，B錯(cuò)誤；C、三個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿著不同的軌跡從N點(diǎn)到M點(diǎn)的位移相同，時(shí)間相同，根據(jù)平均速度＝，平均速度相同，故C錯(cuò)誤；D、瞬時(shí)速率是瞬時(shí)速度的大小，表示某個(gè)時(shí)刻的快慢，條件不足，無(wú)法判斷到達(dá)M點(diǎn)時(shí)A的瞬時(shí)速率的大小，故D錯(cuò)誤?！炯记牲c(diǎn)撥】平均速度、瞬時(shí)速度、平均速率、速率比較平均速度平均速率瞬時(shí)速度速率定義位移與時(shí)間的比值路程與時(shí)間的比值時(shí)間無(wú)限小時(shí)的平均速度瞬時(shí)速度的大小矢標(biāo)性矢量標(biāo)量矢量標(biāo)量方向位移的方向無(wú)運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)大小比較平均速度的大小不大于平均速率瞬時(shí)速度的大小等于瞬時(shí)速率平均速度和平均速率的理解(1)平均速度的大小與物體不同的運(yùn)動(dòng)階段有關(guān)，求解平均速度必須明確是哪一段位移或哪一段時(shí)間內(nèi)的平均速度．(2)v＝eq\f(Δx,Δt)是平均速度的定義式，適用于所有的運(yùn)動(dòng)．(3)平均速度的大小不是平均速率，平均速率是路程與時(shí)間的比值．【變式演練1】如圖所示，在氣墊導(dǎo)軌上安裝有兩個(gè)光電門(mén)A、B，A、B間距離為L(zhǎng)＝30cm．為了測(cè)量滑塊的加速度，在滑塊上安裝了一寬度為d＝1cm的遮光條．現(xiàn)讓滑塊以某一加速度通過(guò)光電門(mén)A、B．現(xiàn)記錄了遮光條通過(guò)兩光電門(mén)A、B的時(shí)間分別為0.010s、0.005s，滑塊從光電門(mén)A到B的時(shí)間為0.200s．則下列說(shuō)法正確的是（）A．滑塊經(jīng)過(guò)A的速度為1cm/s B．滑塊經(jīng)過(guò)B的速度為2cm/s C．滑塊加速度為5m/s2 D．滑塊在A、B間的平均速度為3m/s【答案】C【解析】A、滑塊經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、滑塊加速度，故C選項(xiàng)正確；D、滑塊在A、B間的平均速度，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。?？键c(diǎn)04瞬時(shí)速度如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)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△t，測(cè)得遮光條的寬度為△x，近似代表滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度，則下列說(shuō)法正確的是（）A．△t越長(zhǎng)，越接近瞬時(shí)速度 B．△t越短，越接近瞬時(shí)速度 C．是否越接近瞬時(shí)速度與△t的長(zhǎng)短無(wú)關(guān) D．為使更接近瞬時(shí)速度，可換用寬度更大的遮光條【答案】B【解析】A、是滑塊通過(guò)光電門(mén)的平均速度，當(dāng)時(shí)間趨向于0時(shí)，可以認(rèn)為是滑塊通過(guò)電門(mén)的瞬時(shí)速度，即△t越短，越接近瞬時(shí)速度，故AC錯(cuò)誤，B正確；D、為使更接近瞬時(shí)速度，可換用寬度更窄的遮光條，故D錯(cuò)誤?！炯记牲c(diǎn)撥】用極限思想理解兩種速度關(guān)系1．兩種速度的關(guān)系(1)瞬時(shí)速度是運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt→0時(shí)的平均速度．(2)對(duì)于勻速直線運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)速度與平均速度相等．2．關(guān)于用平均速度法求瞬時(shí)速度(1)方法概述：由平均速度公式v＝eq\f(Δx,Δt)可知，當(dāng)Δx、Δt都非常小，趨向于極限時(shí)，這時(shí)的平均速度就可認(rèn)為是某一時(shí)刻或某一位置的瞬時(shí)速度．(2)選用思路：當(dāng)已知物體在微小時(shí)間Δt內(nèi)發(fā)生的微小位移Δx時(shí)，可由v＝eq\f(Δx,Δt)粗略地求出物體在該位置的瞬時(shí)速度．【變式演練1】如圖所示，為了測(cè)定氣墊導(dǎo)軌上滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度，在滑塊上安裝了寬度為d的遮光條。滑塊在牽引力作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)，配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間△t1，通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間△t2，遮光條從開(kāi)始遮住第一個(gè)光電門(mén)到開(kāi)始遮住第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間t，則可估算滑塊加速度的大小為（）A．（﹣） B． C．（﹣） D．【答案】【解析】在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度的大小，則物塊經(jīng)過(guò)第一光電門(mén)的速度大小為：經(jīng)過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的速度大小為：據(jù)加速度公式可知：a＝，故ABD錯(cuò)誤，故C正確。考點(diǎn)拓展練習(xí)1．（2019秋?山西期末）中國(guó)“飛人”蘇炳添在國(guó)際田聯(lián)世界挑戰(zhàn)賽馬德里站男子100m比賽中用時(shí)9.91s，以10.45m/s速度沖線獲得冠軍；他在男子200m比賽中的最好成績(jī)是21.23s。關(guān)于蘇炳添的比賽，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．100m比賽中的平均速度約為10.09m/s B．100m比賽中的平均速率約為10.45m/s C．200m比賽中的位移小于100m比賽的兩倍 D．200m比賽中的平均速率約為9.42m/s【答案】B【解析】AB、100m賽跑為直道，可以認(rèn)為位移大小等于路程，平均速率等于平均速度的大小，即v＝＝m/s＝10.09m/s，故A正確，B錯(cuò)誤。C、由于200m跑道有彎道，所以位移不是100m比賽位移的兩倍，小于100m比賽的兩倍，故C正確。D、平均速率等于路程與時(shí)間的比值，則200m比賽的平均速率v＝＝m/s＝9.42m/s，故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的。2．如圖所示，小球以v1＝2m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰一墻壁經(jīng)△t＝0.01s后以v2＝1m/s的速度沿同一直線反向彈回，小球在這0.01s內(nèi)的平均加速度是（）A．100m/s2，方向向右 B．100m/s2，方向向左 C．300m/s2，方向向右 D．300m/s2，方向向左【答案】D【解析】規(guī)定向右為正方向，則小球的初速度v1＝2m/s，末速度v2＝﹣1m/s，小球的平均加速度為：a＝＝m/s2＝﹣500m/s2；負(fù)號(hào)說(shuō)明小球的加速度方向向左。故D正確，ABC錯(cuò)誤。3．（2021?定遠(yuǎn)縣模擬）在勻速上升的電梯里，一小球從電梯地板被豎直向上彈出后又落回地板，這一過(guò)程中小球沒(méi)有觸碰電梯天花板，不計(jì)空氣阻力，下列對(duì)這一過(guò)程的分析正確的是（）A．小球在空中運(yùn)動(dòng)的位移大小等于路程 B．小球在空中運(yùn)動(dòng)的平均速度大于電梯的速度 C．小球在空中運(yùn)動(dòng)的平均速度小于電梯的速度 D．小球在運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻離天花板最近【答案】D【解析】A、小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，存在向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程，因此位移一定小于路程，故A錯(cuò)誤；BC、因小球與電梯的位移相同，所以小球的平均速度一定等于電梯的平均速度，故B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；D、電梯向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為0；將小球運(yùn)動(dòng)分解為豎直向上的與電梯的速度相等的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則小球相對(duì)于電梯做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球相對(duì)于電梯的速度為0時(shí)，即小球的速度與電梯的速度相等時(shí)小球到天花板的距離最近，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，在小球運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻離天花板最近，故D正確。4．（2014?江西一模）一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)一段8m的位移所用的時(shí)間為4s，緊接著通過(guò)下一段8m的位移所用時(shí)間為2s．則物體的運(yùn)動(dòng)加速度為（）A．m/s2 B．m/s2 C．m/s2 D．m/s2【答案】B【解析】物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)在前一段x所用的時(shí)間為t1，平均速度為：v1＝＝＝2m/s，即為2s時(shí)刻的瞬時(shí)速度；物體在后一段△x所用的時(shí)間為t2，平均速度為：v2＝＝4m/s，即為5s末速度，所以加速度為：a＝m/s2。5．（2018秋?鄭州期末）一輛汽車在平直公路上行駛，若以速度v1勻速行駛?cè)痰囊话?，接著以v2＝20km/h完成剩下的一半路程，若它全程的平均速度＝24km/h，則v1應(yīng)為（）A．28km/h B．30km/h C．32km/h D．36km/h【答案】B【解析】全程平均速度為：，代入數(shù)據(jù)得：v1＝30km/h。故B正確，ACD錯(cuò)誤。6．（2021春?浙江月考）某同學(xué)從網(wǎng)上找到幾幅照片，根據(jù)照片所示情景請(qǐng)你判斷下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)火藥爆炸炮彈還沒(méi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)瞬間，炮彈的加速度一定為零 B．轎車緊急剎車時(shí)速度變化很快，但加速度可以很小 C．高速行駛的磁懸浮列車的加速度可能為零 D．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求出110m欄比賽中任一時(shí)刻的速度【答案】C