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2014名师一号高考物理一轮课件:第一章 第1讲 描述运动的基本概念(80张PPT)


必考部分 必修1

天下行动最迟慢的,以蜗牛为第一。然而在一星期中, 它若不止地向前爬,可达三里之远。所以读书做事,不怕迟 慢,最怕停顿。 ——宣永光

第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究

考 纲 展 示
1.参考系、质点(Ⅰ) 2.位移、速度和加速度(Ⅱ) 3.匀变速直线运动及其公式和图象(Ⅱ

) 4.实验:研究匀变速直线运动

命 题 规 律
综合分析近三年新课标地区高考试题,命题有以下规律: (1)从题型上看,既有选择题,又有计算题,试题较新颖,与 生活联系紧密,难度中等. (2)考查频率较高的知识点有:运动规律、运动图象的理解和 应用,运动规律与牛顿第二定律、平抛运动等的综合运用等.

备 考 建 议
1.在复习过程中不要死记硬背概念、公式和规律,要领会概念 的实质,把握公式、规律的来龙去脉,以及它们之间的内在联 系. 2.注意本章内容与生活实例的结合,通过对这些实例的分 析,认识物理情境、理清物理过程、构建物理模型,再选择合适 的规律、方法处理实际问题.

3.本章规律较多,同一试题可以从不同角度分析,得 到相同的结果.多练习一题多解,对熟练运用公式有很大帮 助,多总结多题一解(解法),对把握运动模型有益.

第一讲

描述运动的基本概念

回扣教材

题型归类

误区反思

双基限时练

回扣教材?自主学习

知 识 梳 理
一、参考系和质点 1.机械运动是指物体的空间位置随时间变化.机械运动是自 然界中最简单、最基本的运动形态.

2.参考系:在描述一个物体的运动时,选来作为参考 的另外的物体. (1)同一运动选择不同参考系时,其运动情况可能不同. (2)参考系的选取是任意的,但为了观测方便和对运动的 描述尽可能简单,一般以地面为参考系. 3.坐标系:为了定量地描述物体的位置及位置变化, 需要在参考系上建立适当的坐标系.

4.质点. (1)定义:用来代替物体的有质量的点叫质点. (2)质点是为了使研究问题简化而引入的一个理想化的物 理模型,物体简化为质点的条件:物体的形状、大小在所研 究的问题中可以忽略.

二、时刻和时间 1.时刻:指某一瞬时,在时间的数轴上,用点表示. 2.时间:指两个时刻之间的时间间隔,在时间的数轴 上用线段表示.

三、位移和路程
位移 位移表示质点的位置变动, 它是 定义 质点由初位置指向末位置的有 向线段 区别 路程 路程是质点轨迹的 长度

(1)位移是矢量,方向由初位置指向末位置 (2)路程是标量,没有方向

联系

(1)在单向直线运动中,位移的大小等于路程 (2)一般情况下,位移的大小小于路程

四、速度 1.平均速度:位移与发生这段位移所用时间的比值, - 表示,即 - = x .平均速度是矢量,方向与位移方向相 用 v v t 同. 2.瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速 度.瞬时速度是矢量,方向沿轨迹上该点的切线方向且指向 前进的一侧.

3.速率. (1)定义:物体瞬时速度的大小. (2)标矢性:速率是标量,只有大小,没有方向.

五、加速度 1.物理意义:描述速度变化快慢的物理量. Δv 2.定义式:a= ,其中Δv指速度变化量,Δt指时间 Δt 间隔. 3.方向:与Δv的方向相同,单位是m/s2. 4.标矢性:加速度是矢量.

5.根据a与v方向间的关系确定物体的运动. (1)当a与v同向或夹角为锐角时,物体做加速运动. (2)当a与v反向或夹角为钝角时,物体做减速运动. (3)当a与v垂直时,物体速度的大小不变,方向改变.

六、匀速直线运动 1.匀速直线运动:物体做直线运动,如果在任意相等 的时间内通过的位移相等,这种运动称为匀速直线运动. 2.运动的特点:速度恒定,加速度为零. 3.规律:v=v0,x=v0t.

考 点 自 测
考点一 质点

1.(原创题)以下情景中的人物或物体可看成质点的是( A.研究一列火车通过隧道所用的时间 B.跳水运动员在纠正自己的动作 C.航天员刘旺在调整飞船的飞行姿态 D.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置

)

解析

物体的大小、形状对所研究的问题影响很小,可

以忽略时,物体可以看成质点.研究火车通过隧道的时间 时,火车的长度不能忽略,火车不能被看成质点;跳水运动 员的身体姿态和飞船的飞行姿态均不能忽略,所以跳水运动 员和飞船均不能被看成质点;用GPS确定舰艇的位置时可以 看成质点,只有选项D正确.

答案

D

考点二

参考系

2.甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动.甲 说:“它在做匀速运动.”乙说:“它是静止的.”丙说: “它在做加速运动.”这三个人的说法( A.在任何情况下都不对 B.三人中总有一人或两人的说法是错误的 )

C.如果选择同一参考系,那么三个人的说法都对 D.如果各自选择自己的参考系,那么三个人的说法就可 能都对

解析 选择的参考系不同,对物体运动的描述也就不 同,故选项D正确.

答案

D

考点三

位移和路程

3.(多选题)关于位移和路程,下列说法正确的是(

)

A.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移 B.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移 的大小 C.物体通过一段路程,其位移可能为零 D.物体通过的路程可能不等,但位移可能相同

解析

位移是矢量,路程是标量,不能说这个标量就是

这个矢量,所以A项错误,B项正确;路程是物体运动轨迹 的实际长度,而位移是从物体运动的起始位置指向终止位置 的有向线段,如果物体做的是单向直线运动,路程就和位移 的大小相等.如果物体在两位置间沿不同的轨迹运动,它们 的位移相同,路程可能不同.如果物体从某位置开始运动, 经一段时间后回到起始位置,位移为零,但路程不为零,所 以C、D两项正确. 答案 BCD

考点四

速度

4.(多选题)某班同学去参加野外游戏.该班同学分成甲、 乙、丙三个小组,同时从营地A出发,沿各自的路线搜寻目 标,要求同时到达营地B,如图1-1-1所示为其运动轨迹, 则关于他们的平均速度和平均速率的说法正确的是( )

图1-1-1

A.甲、乙、丙三组的平均速度大小相同 B.甲、乙、丙三组的平均速率大小相同 C.乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大 D.甲组的任一时刻的速率均最大

解析

三组同学的位移相同,则平均速度相同,A项正

确;甲组的路程最大,平均速率最大,乙组的路程最小,平 均速率最小,B项错,C项对;虽然甲组的平均速率最大, 但并不是任一时刻的速率都最大,D项错误.

答案

AC

考点五

加速度

5.足球以8m/s的速度飞来,运动员把它以12m/s的速度反 向踢出,踢球时间为0.2s,设球飞来的方向为正方向,则足 球在这段时间内加速度是( A.-200m/s2 C.-100m/s2 )

B.200m/s2 D.100m/s2

解析 100m/s2.

-12-8 Δv 由加速度定义,得a= = m/s2=- Δt 0.2

答案

C

6.关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是 ( ) A.速度变化越大,加速度就越大 B.速度变化越快,加速度越大 C.加速度大小不变,速度方向也保持不变 D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小

解析

Δv 根据a= ,可知Δv越大,加速度不一定越大, Δt

Δv 速度变化越快,则表示 越大,故加速度也越大,B项正 Δt 确.加速度和速度方向没有直接联系,加速度大小不变,速 度方向可能不变,也可能改变.加速度大小变小,速度可以 不断增大.故此题应选B项.

答案

B

题型归类?深度剖析

疑 难 辨 析
疑难点一 被选作参考系的物体一定处于静止状态吗?选取

参考系的原则是什么? 名师在线 不管是静止的物体还是运动的物体都可以被选作

参考系,但是,一旦被选为参考系后均认为是静止的,这也说明 静止是相对的.

选取参考系时,应以观测方便和对运动的描述尽可能简 单为原则.一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决 定.例如研究地球公转的运动情况,一般选太阳作为参考 系;研究地面上物体的运动时,通常选地面或相对地面静止 的物体为参考系;研究物体在运动的火车上的运动情况时, 通常选火车为参考系.在今后的学习中如不特别说明,均认 为是以地面作为参考系.

疑难点二

定义质点的概念时用到了哪种思维方法?哪

些情况下可将物体看成质点? 名师在线 质点是一个理想化的物理模型,尽管不是实

际存在的物体,但它是实际物体的一种近似反映,是为了研 究问题的方便而进行的科学抽象.它突出了事物的主要特 征,抓住了主要因素,忽略了次要因素.使所研究的复杂问 题得到了简化,这是一种重要的科学研究方法.

物体可视为质点主要有以下三种情形: (1)如果一个物体的各部分运动情况都相同,物体上任何 一点都能反映物体的运动,可把此物体视为质点.例如,从 斜面上滑下来的木块. (2)问题所涉及的空间位移远远大于物体本身的大小时, 通常物体自身的大小可以忽略不计,可以看作质点.

(3)只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时,物体即 使是转动的,通常也可以看作质点.例如,从斜面上滚下的 小球,在研究其沿斜面运动的位移、速度、时间等问题时, 均可看作质点.

疑难点三

你了解速度v、速度变化量Δv、加速度a的

关系吗?试说明. 名师在线 (1)三个物理量的对比:

Δv F (2)a= 是加速度的定义式,加速度的决定式是a=m, Δt 即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决 定,加速度的方向由合力的方向决定.

典 例 剖 析
题型一 参考系与运动的描述

【例1】

(多选题)甲、乙、丙三人各乘一个热气球,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( )

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.以上说法均不对

[思路分析]

选取不同的参考系,运动的描述也不同,

将这些运动转化为以地面为参考系即可得到正确结果.

[解析]

楼房和地面相当于同一参考系,所以,甲是匀

速下降.乙看到甲匀速上升,说明乙匀速下降,且v乙>v甲.甲 看到丙匀速上升,丙有三种可能:①丙静止;②丙匀速上 升;③丙匀速下降,且v丙<v甲.丙看到乙匀速下降,丙也有三 种可能:①丙静止;②丙匀速上升;③丙匀速下降,且v丙<v
乙.

经上述分析,A、B两项均有可能.

[答案] AB

【变式训练1】

在平直公路上行驶的汽车内,一乘客

以自己的车为参考系向车外观察,他看到的下列现象中肯定 错误的是( )

A.与汽车同向行驶的自行车,车轮转动正常,但自行 车向后行驶 B.公路两旁的树因为有根扎在地里,所以是不动的 C.有一辆汽车总在自己的车前不动 D.路旁的房屋是运动的

解析

当汽车在自行车前方以大于自行车的速度行驶

时,乘客观察到自行车的车轮转动正常,自行车向后退,故 A项正确;以行驶的汽车为参考系,公路两旁的树、房屋都 是向后退的,故B项错误,D项正确;当另一辆汽车与乘客 乘坐的汽车以相同的速度行驶时,乘客观察到前面的汽车静 止不动,故C项正确.

答案

B

题型二

对质点概念的理解

【例2】 ( )

(多选题)以下运动物体可以视为质点的是

A.裁判眼中的体操运动员(正在体操比赛) B.火车从上海开往北京,计算其行车时间时 C.火车通过某一路标,计算所用时间时 D.绕太阳公转的地球,研究其公转情况时

[思路分析]

质点是一个理想化的物理模型,是解决物

理问题的一种科学研究方法.物体能否被看成质点,关键是 看其形状、大小在研究的问题中是主要因素还是次要因素, 若为次要因素则可以看成质点.

[解析]

影响体操运动员比赛成绩高低的一个重要因素

是身体各部分动作是否协调一致,故在裁判看来体操运动员 不能视为质点;由于从上海到北京的距离远远大于火车本身 的长度,在测算其行车时间时可以忽略火车的长度,故能视 为质点;但在测量整列火车通过某一路标的时间时,必须考 虑火车的长度,故不能视为质点;研究地球的公转时,由于 日地间距离远远大于地球本身的直径,可以忽略地球的大 小、形状,故能视为质点.

[答案] BD

【变式训练2】

(多选题)无人战斗机由无人侦察机发展

而来,但其复杂程度远高于无人侦察机.下列可将无人战斗 机视为质点的是( )

A.研究人员观察测试无人战斗机的飞行速度时 B.研究人员观察无人战斗机飞行姿势、测各项技术参 数时 C.敌方确定无人战斗机位置时 D.敌方欲对无人战斗机关键部位实施打击时

解析 测试无人战斗机的飞行速度和确定战斗机的位置 时,其大小是次要因素,可忽略,可将其看成质点,A、C 两项正确;但要观察其飞行姿势或敌人欲对其关键部位实施 打击时,其大小、形状不能忽略,不能看成质点,B、D两 项错误.

答案

AC

题型三

平均速度的理解和计算

【例3】

汽车沿直线从甲地开往乙地,若在前一半路

程的平均速度为v1,后一半路程的平均速度为v2,且 v1≠v2,则汽车全程的平均速度 - 为多少?若汽车在全程前 v 一半时间的平均速度为v1,后一半时间的平均速度为v2,则 全程的平均速度 - ′为多少?两种情况下的平均速度哪个大 v 呢?

[思路分析]

求解平均速度应采用平均速度的定义式 - v

Δx = ,且要明确是哪一段时间内的平均速度. Δt

[解析]

(1)设前一半路程为x,所用时间为t1,后一半路

程所用时间为t2,则 x x t1= ,t2= , v1 v2 全程的平均速度 -= 2x = 2v1v2 . v t1+t2 v1+v2

(2)设全程所用时间为t,前一半时间的位移为 t x1=v1·, 2 t 后一半时间的位移为x2=v2·. 2 全程平均速度 -′=x1+x2=v1+v2. v t 2

(3)两平均速度作差,有 ?v1-v2?2 -′--= v v >0, 2?v1+v2? 即后一种情况的平均速度大.

[答案]

2v1v2 v1+v2 2 v1+v2

后一种情况的平均速度大

【变式训练3】 如图1-1-2所示,在第12届柏林田径世锦赛中,牙买 加选手博尔特是公认的世界飞人,在400m环形赛道上,博 尔特在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.58s和 19.19s的成绩破两项世界纪录,获得两枚金牌.关于他在这 两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )

图1-1-2

A.200m决赛中的位移是100m决赛的两倍 B.200m决赛中的平均速度约为10.42m/s C.100m决赛中的平均速度约为10.44m/s D.100m决赛中的最大速度约为20.88m/s

解析

200m的赛道有弯道,位移不等于200m,所以选

项A、B错误.由平均速度定义知选项C正确.

答案

C

题型四

速度、速度变化和加速度的理解

【例4】

关于物体的运动,下面说法不可能的是(

)

A.加速度在减小,速度在增加 B.加速度的方向始终改变而速度不变 C.加速度和速度大小都在变化,加速度最大时速度最 小,速度最大时加速度最小 D.加速度的方向不变而速度方向变化

[思路分析]

加速度与速度没有直接关系,因此分析时

不要认为加速度随速度的变化而变化.

[解析] 对于加速直线运动,当加速度减小时,速度还 在增加,只不过增速变慢,A项可能;加速度方向发生改 变,即加速度存在,有加速度存在速度就改变,B项不可 能;加速度仅反映速度改变的快慢,若加速度方向与速度方 向相反,加速度最大时,速度减小得最快,当然速度可能最 小,若加速度方向与速度方向相同,当加速度最小时,速度

增大得最慢,加速度为零时,速度取得最大值,C项可能; 加速度方向不变,物体可能做初速度不为零的匀减速运动, 而后做反向的匀加速运动,D项可能.故选B项.

[答案] B

【变式训练4】

一个质点做方向不变的直线运动,加

速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直 至为零,则在此过程中( )

A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最 小值

B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最 大值 C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再 增大 D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最 小值

解析

加速度方向与速度方向相同,物体做加速运动,

加速度减小说明物体速度增加得越来越慢,当加速度减为零 时,速度达到最大值,故B项正确.

答案

B

误区反思?感悟提高

易错点一

不能正确提取信息导致出错

【例1】

北京到上海的高速动车G11全程用时4小时55

分钟.下面是G11列车时刻表,列车在济南西到南京南区间 段运行过程中的平均速率为________km/h.

G11次列车时刻表 站名 北京南 济南西 南京南 上海虹 桥 12:55 到达时刻 -- 09:32 11:46 开车时刻 08:00 09:34 11:48 -- 里程(km) 0 406 1 023 1 318

[解析]

运动路程l=1 023 km-406 km=617 km,运行

-=l=280.5 km/h. 时间t=2.2 h,则平均速度 v t

[答案]

280.5

[误区警示]

涉及知识、方法都很简单,但要能看懂列

车时刻表,从中正确提取路程和时间是解题的关键,并要注 意单位.

易错点二

忽视速度的矢量性导致出错

【例2】

(多选题)一物体做匀变速直线运动,某时刻速

度的大小为4m/s,1s后速度大小变为10m/s.在1s内该物体的 ( ) A.速度变化的大小可能小于4m/s B.速度变化的大小可能大于10m/s C.加速度的大小可能小于4m/s2 D.加速度的大小可能大于10m/s2

[解析]

取初速度方向为正方向,则v0=4m/s.

(1)若初、末速度方向相同,则v=10m/s, Δv=v-v0=6m/s, v-v0 10-4 由a= = m/s2=6m/s2. Δt 1

(2)若初、末速度方向相反,则v=-10m/s, Δv=v-v0=-14m/s, v-v0 由a= =-14m/s2. Δt 综合以上两种情况,故选项B、D正确.

[答案] BD

[误区警示]

题中给出1s初、末速度的大小,两时刻的

速度方向可能相同,可能相反,若对速度的矢量性认识不够 就容易漏选.


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