备战2020年高考物理一轮复习第一节 描述运动的基本概念讲义 下载本文

第一节 描述运动的基本概念

【基础梳理】

【自我诊断】 判一判

(1)研究物体的运动时,不能选择变速运动的物体作为参考系.( )

(2)研究里约奥运会跳水冠军陈艾森的动作时,不能把运动员看做质点.( ) (3)在直线运动中,物体的位移大小一定等于其路程.( ) (4)子弹击中目标的速度属于瞬时速度.( ) (5)加速度是描述速度变化大小的物理量.( )

(6)加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大.( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)×

提示:质量 大小 形状 同一 不同 有向线段 直线距离 初位置 末位置 比值

ΔvΔx

运动 快慢 速度变化量 ΔtΔt

做一做

2017年4月20日天舟一号首发成功,如图所示是火箭点火升空瞬间的照片,关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是( )

A.火箭的速度很小,但加速度可能较大

1

B.火箭的速度很大,加速度可能也很大 C.火箭的速度很小,所以加速度也很小 D.火箭的速度很大,但加速度一定很小 提示:选A.火箭点火升空瞬间速度很小,火箭得到高速气体的反冲力,加速度可能较大,A正确,B、D错误;加速度的大小与速度的大小无必然联系,故C错误. 想一想

以恒定的速率做圆周运动的物体有加速度吗?为什么? 提示:有,因为速度的方向在变化.

对质点和参考系的理解 【知识提炼】

1.建立质点模型的两个关键点

(1)明确题目中要研究的问题是什么,质点是对实际物体的科学抽象,是研究物体运动时对实际物体进行的近似,真正的质点并不存在.

(2)分析物体的大小和形状对所研究的问题产生的影响能否忽略不计,当物体的大小和形状对所研究运动的影响很小,可以忽略不计时,就可将其视为质点.

2.参考系的选取原则:以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则. (1)研究地面上物体的运动时,常选地面或相对地面静止的物体作为参考系.

(2)研究某一系统中物体的运动时,常选该系统为参考系.例如:研究宇航舱内物体的运动情况时,选取宇航舱为参考系.

【跟进题组】

1.(多选)《中国诗词大会》第二季于2017年春节期间在央视一套、十套播出,备受广大观众喜欢,在中国大地掀起诗词热.在这些脍炙人口的诗词中包含着许多物理知识,下列说法正确的是( )

A.宋代诗人陈与义的诗句“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。”其中“云与我俱东”意思是说诗人和云都向东运动,诗人以两岸或两岸的红花、榆树为参考系

B.唐代诗人李白的诗句“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还”,根据“千里江陵一日还”可估算出诗人李白的平均速度

C.辛弃疾描写月亮的诗句“飞镜无根谁系?姮娥不嫁谁留?”说明万有引力的存在 D.毛泽东诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”说明地球在自转

解析:选ACD.宋代诗人陈与义的诗句“卧看满天云不动,不知云与我俱东”中“云与我俱东”意思是说诗人和云都向东运动,根据诗的前两句我们可以推测出诗人是以两岸或两岸的红花、榆树为参考系的,选项A正确;由于李白诗中只给出了时间“一日”和路程“千里”,而没有给出白帝到江陵的位移,所以不能估算出诗人李白的平均速度,选项B错误;辛弃疾描写月亮的诗句“飞镜无根谁系?姮娥不嫁谁留?”诗句中的“飞镜”指月亮,月亮绕地球运动,说明万有引力的存在,选项C正确;毛泽东诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”,说明地面上的人随地球自转运动,可以看到日月星辰,这说明地球在自转,选项D正确.

2.(多选)为了提高枪械射击时的准确率,制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽.这样,当子弹在枪管中运动时,会按照旋转的方式前进.离开枪管后,子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响,从而提高子弹飞行的稳定性.下列关于子弹运动的说法中正确的是( ) A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看做质点 B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看做质点 C.无论研究什么问题都可以把子弹看做质点

D.能否将子弹看做质点,取决于我们所研究的问题

解析:选BD.研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时,子弹不能看成质点,A错误;当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时,子弹的大小和形状可以忽略,可以看成质点,B正确;当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看做质点,所以能否将子弹看做质点,取决于我们所研究的问题,C错误,D正确.

2

位移与路程的区别与联系

【知识提炼】

比较项目 决定因素 运算规则 大小关系 位移x 由始、末位置决定 矢量的三角形定则或平行四边形定则 路程l 由实际的运动轨迹长度决定 标量的代数运算 x≤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) 【跟进题组】

1.(多选)2018年8月16日在清华大学举办第三届“登峰杯”机器人大赛中,某机器人在平面内由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3,1),然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4),然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5),最后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2),平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为1 m.整个过程中机器人所用时间是22 s,则下列说法正确的是( ) A.机器人的运动轨迹是一条直线 B.机器人不会两次通过同一点

C.整个过程中机器人的位移大小为22 m

D.整个过程中机器人的位移方向与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反

解析:选CD.在坐标系中画出机器人的运动轨迹如图所示,可见其运动轨迹不是一条直线,图线的交点表示机器人两次通过同一点,A、B均错误;整个过程中机器人的位移为从点(0,0)到点(2,2)的有向线段,大小为22 m,C正确;(0,0)、(2,2)、(5,5)三个坐标点在一条直线上,故可得出整个过程中机器人的位移方向与由点(5,5)到点(2,2)的位移方向相反,D正确.

2.如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,气门芯位移的大小为( )

A.πR

B.2R

C.2πR D.R4+π2

解析:选D.当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,车轮向前运动半个周长,气门芯的初位置与末位置如图所示,由几何知识得,气门芯的位移大小x=(2R)2+(πR)2=R4+π2.

平均速度与瞬时速度的区别和联系

【知识提炼】

比较项目 定义 定义式 平均速度 物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值 xv=(x为位移) t瞬时速度 物体在某一时刻或经过某一位置时的速度 Δxv=(Δt趋于零) Δt3