高考物理一轮复习第一章 直线运动 11 描述运动的基本概念 匀速运动 教学案.docx

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高考物理一轮复习第一章直线运动11描述运动的基本概念匀速运动教学案

【2013考纲解读】

考点内容

要求

考纲解读

参考系、质点

Ⅰ

　　1.直线运动的有关概念、规律是本章的重点，匀变速直线运动规律的应用及

v—t图象是本章的难点

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、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题．

3．本章规律较多，同一试题往往可以从不同角度分析，得到正确答案，多练习一题多解，对熟练运用公式有很大帮助.

位移、速度和加速度

Ⅱ

匀变速直线运动及其公式、图象

Ⅱ

实验：

研究匀变速直线运动

注：

各考点要求中罗马数字Ⅰ、Ⅱ的含义如下：

Ⅰ.对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用它们．

Ⅱ.对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用．

第1节描述运动的基本概念匀速运动

【导学目标】

1.掌握参考系、质点、位移和路程的概念.

2.掌握速度与加速度的概念，并理解二者的关系．

【重点知识梳理】

一、质点

【基础导引】

下列情况中所描述的物体可以看做质点的是（　　）

A．研究绕太阳公转时的地球

B．研究自转时的地球

C．研究出站时的火车

D．研究从北京开往上海的火车

【知识梳理】

1．用来代替物体的有________的点叫做质点，研究一个物体的运动时，如果物体的________和________对问题的影响可以忽略，就可以看做质点．

2．质点是一个理想化的物理模型．

物体能否看成质点是由问题的性质决定的．同一物体在有些情况下可以看成质点，而在另一些情况下又不能看成质点．

：

质点的体积一定很小吗？

二、参考系与位移、路程

【基础导引】

1．指出以下所描述的运动的参考系各是什么？

A．太阳从东方升起，西方落下________

B．月亮在云中穿行______

C．车外的树木向后倒退______

D．“小小竹排江中游”______

【知识梳理】

1．参考系和坐标系

（1）为了研究物体的运动而假定______的物体，叫做参考系．

（2）对同一物体的运动，所选择的参考系不同，对它的运动的描述可能会________．通常以________为参考系．

（3）为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的________．

：

选取的参考系一定是静止的物体吗？

2．位移和路程

（1）位移描述物体________的变化，用从__________指向__________的有向线段表示，是矢量．

（2）路程是物体运动________的长度，是标量．

：

什么情况下物体运动的路程等于位移的大小？

三、速度和加速度

【基础导引】

1．关于瞬时速度、平均速度，以下说法中正确的是（　　）

A．瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度

B．做变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度，一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等

C．物体做变速直线运动时，平均速度的大小就是平均速率

D．物体做变速直线运动时，平均速度是指物体通过的总路程与所用总时间的比值

2．关于物体运动的加速度和速度的关系，以下说法中正确的是（　　）

A．速度越大，加速度也一定越大

B．速度变化很快，加速度一定很大

C．加速度的方向保持不变，速度的方向也一定保持不变

D．加速度就是速度的增加量

【知识梳理】

1．速度

物理学中用位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的______，即v＝

，是描述物体运动的________的物理量．

（1）平均速度：

在变速运动中，物体在某段时间内的________与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即

＝________，其方向与________的方向相同．

（2）瞬时速度：

运动物体在__________________________的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量．瞬时速度的大小叫________，是标量．

：

现在汽车上都安装有行车电脑，可以即时显示行车速度、某段时间内平均速度等相关参量，你能仅凭两数字变化快慢来判断哪是瞬时速度，哪是平均速度吗？

2．加速度

加速度是描述________________的物理量，是____________与____________________的比值，即a＝________.加速度是矢量，其方向与____________的方向相同．

3．根据a与v方向间的关系判断物体是在加速还是在减速

（1）当a与v同向或夹角为锐角时，物体速度大小________．

（2）当a与v垂直时，物体速度大小________．

（3）当a与v反向或夹角为钝角时，物体速度大小________．

：

1.速度大的物体加速度一定大吗？

加速度大的物体速度一定大吗？

2．速度变化大，加速度一定大吗？

加速度大，速度变化一定大吗？

【答案】

基础再现

一、

基础导引　AD

知识梳理　1.质量　形状　大小

思考：

不一定．

二、

三、

基础导引　1.A　2.B

知识梳理　1.快慢　快慢　

（1）位移　

　位移　

（2）某一时刻（或某一位置）　速率

思考：

当速度变化时，瞬时速度变化较快，而平均速度变化慢些，因此数字变化快的是瞬时速度，数字变化慢的是平均速度．

2．速度变化快慢　速度的变化量　发生这一变化所用时间　

　速度变化

3．

（1）变大　

（2）不变　（3）变小

思考

【高频考点突破】

考点一　参考系的选取

考点解读

1．参考系可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体，我们假定它是静止的．

2．比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系．

3．选参考系的原则是观测运动方便和描述运动尽可能简单．

典例剖析

跟踪训练1　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

考点二　平均速度与瞬时速度的关系

考点解读

1．平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段时间或一段位移相对应．瞬时速度能精确描述物体运动的快慢，它是在运动时间Δt→0时的平均速度，与某一时刻或某一位置相对应．

2．瞬时速度的大小叫速率，但平均速度的大小不能称为平均速率，因为平均速率是路程与时间的比值，它与平均速度的大小没有对应关系．

典例剖析

例2　2011年5月31日，国际田联挑战赛捷克俄斯特拉发站比赛结束，牙买加“飞人”博尔特以9.91s的成绩赢得100m大战．博尔特也曾以19.30s的成绩获得2008年北京奥运会200m比赛的金牌．关于他在这两次比赛中的运动情况，下列说法正确的是（　　）

A．200m比赛的位移是100m比赛位移的两倍

B．200m比赛的平均速度约为10.36m/s

C．100m比赛的平均速度约为10.09m/s

D．100m比赛的最大速度约为20.18m/s

【思维突破】　物理问题常常与实际生活相联系，本题中跑道200m不是直的，而是弯曲的．这是一个实际生活问题，所以学习物理不能脱离生活．

跟踪训练2　如图2所示，一个人沿着一个圆形轨道运动，由A点开始运

动，经过半个圆周到达B点．下列说法正确的是（　　）

A．人从A到B的平均速度方向由A指向B

B．人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向

C．人在B点瞬时速度方向由A指向B

图2

D．人在B点瞬时速度方向沿B点的切线方向

考点三　速度、速度的变化量和加速度的关系

【考点解读】

物理量

速度v

速度的

变化量Δv

加速度a

物理

意义

表示运动的

快慢和方向

表示速度变化的大小和方向

表示速度变化的快慢，即速度

的变化率

公式及

单位

v＝

m/s

Δv＝（v－v0）

m/s

a＝

m/s2

关系

三者无必然联系，v很大，Δv可以很小，甚至为0，a也可大可

小，也可能为零.

跟踪训练3　关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是（　　）

A．加速度方向为负时，速度一定减小

B．速度变化得越快，加速度就越大

C．加速度方向保持不变，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

例4　做下列运动的物体，能当成质点处理的是（　　）

A．自转中的地球

B．旋转中的风力发电机叶片

C．研究被运动员踢出的旋转足球时

D．匀速直线运动的火车

错解　C

误区警示　错误的认为旋转的足球落地点与踢出点距离很大，而未注意研究的是足球的旋转．

正确解析　在研究地球自转时，地球的形状和大小不能忽略，选项A错；研究风力发电机叶片的旋转时，叶片的形状不能忽略，选项B错；研究足球的旋转时，足球的大小和形状不能忽略，C错；匀速直线运动的火车可作为质点处理，D对．

答案　D

跟踪训练4　在2010年温哥华冬奥会上，经过16天的冰雪大战，中国代表团以5金2银4铜的好成绩跻身金牌榜十强，再创历史新高．其中25日的短道速滑3000米接力赛中王濛、周洋、张会和孙琳琳以4分06秒610的成绩打破世界纪录并夺冠．关于运动项目的下列描述中正确的有（　　）

A．花样滑冰赛中的申雪、赵宏博可以视为质点

B．冬奥会冰壶比赛中的冰壶可视为质点

C．女子3000m短道速滑接力赛中中国队夺金的平均速率最大

D．王濛在500m短道速滑过程中路程和位移在数值上是相等的

2．混淆加速度、速度和速度的变化量

例5　关于速度、速度的变化量、加速度，正确的说法是（　　）

A．物体运动时速度的变化量越大，它的加速度一定越大

B．速度很大的物体，其加速度可以为零

C．某时刻物体速度为零，其加速度不可能很大

D．加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大

错解　AD

误区警示　因为a＝

，所以Δv很大时，a就很大，错选A；加速度很大时，速度变化很快，错误地认为速度一定很快变大，错选D.

正确解析　由a＝

可知，在Δv越大，但不知道Δt的大小时，无法确定加速度的大小，故A错；高速匀速飞行的战斗机，速度很大，但速度变化量为零，加速度为零，所以B对；炮筒中的炮弹，在火药刚刚燃烧的时刻，炮弹的速度为零，但加速度很大，所以C错；加速度很大，说明速度变化很快，速度可能很快变大，也可能很快变小，故D错．

答案　B

特别提醒：

解答直线运动的问题时，一要充分理解概念的内涵与联系，例如在解答有关参考系的题目时应清楚参考系是可以任意选取的，但选取不同物体做参考系，物体的运动情况往往不同，因此所选参考系应尽可能使描述简单和观察方便，且在同一问题中只能选一个参考系；二要分清矢量与标量，正确理解矢量正、负号的含义（表示方向，不表示大小）；三要正确理解速度与加速度，速度、速度变化量、加速度三者大小没有必然联系，加速度方向与速度变化量方向一致，加速度方向与速度方向相同时不论加速度大小怎么变化，速度均增大，相反时不论加速度大小怎么变化，速度均减小.

跟踪训练5　在变速直线运动中，下面关于速度和加速度关系的说法，正确的是（　　）

A．加速度与速度无必然联系

B．速度减小时，加速度也一定减小

C．速度为零时，加速度也一定为零

D．速度增大时，加速度也一定增

1.

（2012·海南）如图，表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上，ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β，且α>β.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑。

在小物块从a运动到c的过程中，可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是

【答案】C

【解析】小物块沿斜面ab向上运动做加速度较大的匀减速运动，从静止开始沿斜面bc下滑做加速度较小的匀加速运动。

上滑时间一定不下滑时间短，所以可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是C。

2．（2012·江苏）将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。

下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是

【答案】C

【解析】皮球竖直向上抛出，速度逐渐减小，受到空气阻逐渐减小，加速度逐渐减小，皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是C。

3.（2010·上海）如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的v-t图象，由图可知

A．在t时刻两个质点在同一位置

B．在t时刻两个质点速度相等

C．在0~t时间内质点B比质点A位移大

D．在0~t时间内合外力对两个质点做功相等

【答案】BCD。

【解析】速度图象的交点说明在t时刻两个质点速度相等，选项B正确；根据速度图象与横轴所夹面积表示位移，显然，在0~t时间内质点

比质点

位移大，在t时刻两个质点不在同一位置，选项A错误C正确；根据动能定理，合外力对质点做功等于动能的变化，在0~t时间内合外力对两个质点做功相等，选项D正确。

4、（2010·天津）质点做直线运动的v-t图象如图2所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为

A．0.25m/s向右

B．0.25m/s向左

C．1m/s向右

D．1m/s向左

【答案】B

【解析】由速度图象与横轴所夹面积表示位移可知，质点在前8s内位移等于x=3m-5m=-2m，负号说明位移方向向左；平均速度的大小v=x/t=2/8m/s=0.25m/s，方向向左，选项B正确。

5.（2009·广东）图1是甲、乙两物体做直线运动的v一t图象。

下列表述正确的是

A．乙做匀加速直线运动

B．0~ls内甲和乙的位移相等

C．甲和乙的加速度方向相同

D．甲的加速度比乙的小

【答案】A

6.（2009·高校招收港澳台和华侨试题）右图是一沿直线运动的质点在t=0到t=4s内的vt图象。

从图中可以看出（）

A.质点的速度方向在0~4s内始终未变

B.质点的加速度方向在0~4s内始终未变

C.在1~2s内质点的加速度数值最小

D.在3~4s内质点运动的距离最大

答案：

A

解析：

速度一直为正值，质点的速度方向在0~4s内始终未变，选项A正确；质点的加速度方向在0~4s内多次改变，选项B错误；在2~3s内质点的加速度为零，数值最小，选项C错误；在3~4s内质点做匀减速直线运动，运动的距离最小，选项D错误。

7.（2010·全国）汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0~60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示。

（1）画出汽车在0~60s内的v-t图线；

（2）求这60s内汽车行驶的路程。

【解析】

（1）设t=10s，40s，60s时刻汽车速度分别为v1，v2，v3，

由图可知，0~10s内汽车做匀加速运动，加速度a=2m/s2，由运动学公式，v1=at=2×10m/s=20m/s；

由图可知，10~40s内汽车做匀速运动，v2=20m/s；

由图可知，40~60s内汽车做匀减速运动，加速度a=-1m/s2，由运动学公式，

v3=v2+at=20m/s-1×20m/s=0；

根据上述分析可以画出汽车速度图象如图所示。

（2）由速度图象可得60s内汽车行驶的路程等于速度图象与横轴所围面积，即s=

×（30+60）×20m=900m。

【当堂巩固】

1.北京时间2011年12月2日5时07分,中国在西昌卫星发射中心用”长征三号甲”运载火箭将第十颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道.北斗卫星导航系统将免费提供定位、测速和授时任务，定位精度10m，测速精度零点0.2m/s，以下说法正确的是（）

【解析】由位置、位移、时间、时刻、速度、速率的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化，A错、B对；北斗导航卫星授时服务提供的是时刻，C对；北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体某时刻的速度的大小即速率，D正确.

【答案】BCD

2.在两条相互垂直的水平直道上,甲正以3m/s的速度自西向东朝十字路口走去,乙正以4m/s的速度通过十字路口向北走去,此时甲、乙之间的距离为100m.则在以后的过程中,甲、乙之间的最小距离是（）

A.100mB.80.8mC.80mD.70.7m

【解析】从乙正以4m/s的速度通过十字路口向北走去时开始计时,t时刻两者的距离

m

m,则当t=12s时,s有最小值为80m,C正确.

【答案】C

3.一物体以初速度

、加速度a做匀加速直线运动,若物体从t时刻起,加速度a逐渐减小至零,则物体从t时刻开始（）

A.速度开始减小,直到加速度等于零为止

B.速度继续增大,直到加速度等于零为止

C.速度一直增大

D.位移继续增大,直到加速度等于零为止

【解析】因为物体原来做匀加速运动,所以a、v同向,虽然a减小,但由于a与v同向,所以v变大,当a=0时加速过程结束,以后做匀速直线运动,所以B选项正确.位移一直变大,所以D错.

【答案】B

4.在日常生活中人们常常把物体运动的路程与运行时间的比值定义为物体运动的平均速率.小李坐汽车外出旅行时,汽车行驶在沪宁高速公路上,两次看到路牌和手表如图所示,则小李乘坐汽车行驶的平均速率为（）

A.16km/hB.96km/h

C.240km/hD.480km/h

【解析】由路牌信息可知,观察到左标牌在先,所以汽车行程为（120-40）km=80km从手表指示值可知,用时50分钟.根据速度公式得出小李乘坐汽车行驶的平均速率为

km/h.

【答案】B

5．下列说法中与人们的日常习惯相吻合的是（　　）

A．测量三楼楼道内日光灯的高度，选择三楼地板为参考系

B．测量井的深度，以井底为参考系，井“深”为0米

C．以卡车司机为参考系，卡车总是静止的

D．以路边的房屋为参考系判断自己是否运动

解析：

在解本题时，很多同学受生活习惯的影响，往往错误地认为参考系只能选地面，

其实不然，如A选项，可以选择与地面相对静止的三楼地板为参考系．参考系的选择没有对错之分，只有合理与不合理的区别，只要有利于问题的研究，选择哪个物体为参考系都可以．

答案：

ACD

6．物体沿一条直线运动，下列说法中正确的有（　　）

A．物体在某时刻的速度为3m/s，则物体在1s内一定走3m

B．物体在某1s内的平均速度是3m/s，则物体在这1s内的位移一定是3m

C．物体在某段时间内的平均速度是3m/s，则物体在1s内的位移一定是3m

D．物体在某段位移内的平均速度是3m/s，则物体某1s内的位移不小于3m

解析：

物体某时刻的速度为3m/s是瞬时速度，下一时刻的速度可能变大，也可能变小，因此它不一定以这个速度维持运动1s，所以A选项不正确．物体在某1s内的平均速度是3m/s，根据定义，则物体在这1s内的位移一定是3m，选项B正确．物体在某段时间内的平均速度是3m/s，有可能先做速度小于3m/s的匀速运动，然后再做速度大于3m/s的匀速运动，因此物体在1s内的位移可能大于3m，也可能小于3m，选项C错误．同理，选项D也错误．

答案：

B

7．

图1－1－11

2009年7月16日，中国海军第三批护航编队16日已从浙江舟山某军港启航，于7月30日抵达亚丁湾、索马里海域如图1－1－11所示，此次护航从舟山启航，经东海、台湾海峡、南海、马六甲海峡，穿越印度洋到达索马里海域执行护航任务，总航程五千多海里．关于此次护航，下列说法正确的是（　　）

A．当研究护航舰艇的运行轨迹时，可以将其看做质点

B．“五千多海里”指的是护航舰艇的航行位移

C．“五千多海里”指的是护航舰艇的航行路程

D．根据题中数据我们可以求得此次航行的平均速度

解析：

将护航舰艇看做质点可较方便的研究其运行轨迹，故A对；由题图可知，“五千多海里”指的是护航舰艇的航行路程，而不是位移故B错，C对；平均速度是位移与所用时间的比值，平均速率是路程与所用时间的比值，故D错．

答案：

AC

8．一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的关系为x＝5＋2t3（m），它的速度随时间t变化关系为v＝6t2（m/s）．该质点在t＝0到t＝2s间的平均速度和t＝2s到t＝3s间的平均速度大小分别为（　　）

A．12m/s,39m/sB．8m/s,38m/sC．12m/s,19.5m/sD．8m/s,12m/s

解析：

平均速度

＝

，t＝0时，x0＝5m；t＝2s时，x2＝21m；t＝3s时，x3＝59m.

故

1＝

＝8m/s，

2＝

＝38m/s.

答案：

B

9.

图1－1－12

在2008年8月16日，牙买加选手博尔特在国家体育场“鸟巢”进行的北京奥运会男子100米决赛中以9秒69的成绩夺得金牌并打破9秒72的世界纪录．设高度为H的博尔特正在进行100米短跑且就要到达比赛的终点处，如图1－1－12所示，有一摄影记者用照相机拍摄下了运动员冲刺的一幕．已知摄影记者使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是16，快门（曝光时间）是1/60秒，得到照片后测得照片中人的高度为h，胸前号码布上模糊部分的宽度是ΔL.则由以上数据可以知道运动员的（　　）

①100米成绩　②冲刺速度　③100米内的平均速度　④冲刺时1/60秒内的位移

A．①②B．①③C．②④D．③④

解析：

照片中模糊部分的宽度就是最后冲刺时的1/60秒运动员号码布对应的运动位移，由放大比例关系可知其大小Δx为

ΔL，对应运动员的最后冲刺速度为v＝

＝

＝

.因此C正确．

答案：

C

10．河岸上有甲、乙两地，一汽艇顺着河流由甲到乙需要时间t1＝3h，逆流返回需要时间t2＝6h．如果汽艇不用发动机，顺流由甲地漂行到乙地需要时间t为多少？

解析：

汽艇不用发动机顺流漂行，即是以水流的速度运动．求时间t，需要求出甲、乙两地的距离和水流的速度．

设汽艇在静水中的速度为u，水流的速度为v，汽艇顺水航行时其运动速度为（u＋v），逆水航行时其运动速度为（u－v），所以有（u＋v）t1＝（u－v）t2＝vt.

整理后有t＝2t1t2/（t2－t1）＝2×3×6/（6－3）h＝12h.

答案：

12h

解析：

设后

路程上的平均速度为v，总路程为s

在前s/3里用时：

t1＝

在后2s/3里用时：

t2＝

所以全程的平均速度为：

＝40km/h

解得v＝80km/h

由结果可知，这位旅行者能完成他的计划，他在后2s/3的路程里，速度应达80km/h.

答案：

80km/h

12．2012年5月南京军区某部进行了一次海上军事演习，一艘鱼雷快艇以30m/s的速度追击前面同一直线上正在逃跑的敌舰．当两者相距L0＝2km时，以60m/s的速度发射一枚鱼雷，经过t1＝50s艇长通过望远镜看到了鱼雷击中敌舰爆炸的火光，同时发现敌舰仍在继续逃跑，于是马上发出了第二次攻击的命令，第二枚鱼雷以同样速度发射后，又经t2＝30s，鱼雷再次击中敌舰并将其击沉．求第一