高考物理大一轮复习第1单元运动的描述与匀变速直线运动学案.doc

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1、1 / 13【2019【2019最新最新】精选高考物理大一轮复习第精选高考物理大一轮复习第1 1单元运动的描述与匀变速直单元运动的描述与匀变速直 线运动学案线运动学案 2014年2015年2016年2017年高考热点统计要求高考基础要求 及冷点统计 匀变速直线运 动及其公式、 图像2414、2 420、2 52521162524、2 525实验:研究匀变 速直线运动2222考情分析1.近年高考对直线运动的考查主要侧重于匀变速直线运动规律及 图像,表现为两种命题形式:其一,以选择题的形式单独命题,主要 考查自由落体运动规律、竖直上抛运动规律以及运动图像问题,题 目一般基础性较强,难度不大;其二,

2、与其他考点(如牛顿运动定律 、电场知识)相结合,命制计算题,一般有一定难度,主要考查匀变 速直线运动规律和运动图像. 2.从整体命题趋势上看,高考对本部分的命题基本会保持原有命题 思路,同时将会越来越突出地考查运动规律、运动图像与实际生活 相结合的问题,在2019年高考复习中应多加关注.参考系、质 点() 位移、速度 和加速度( )以上考点为 高考基础要 求,一般不 单独命题.第1讲 描述直线运动的基本概念 一、质点 质点是用来代替物体的 的点.质点是理想模型. 二、参考系 参考系是研究物体运动时假定 、用作参考的物体.通常以 为参考系. 三、时刻和时间 1.时刻指的是某一瞬时,在时间轴上用一

3、个 来表示,对应的是位置、瞬时速度、动能和动量等状态量. 2.时间是两时刻的间隔,在时间轴上用一段 来表示,对应的是位移、路程、功和冲量等过程量. 四、路程和位移 1.路程指物体 的长度,它是标量. 2.位移是由初位置指向末位置的 ,它是矢量. 五、速度 1.定义:物体运动 和所用时间的比值.定义式:v= . 2.方向:沿物体运动的方向,与 同向,是矢量. 六、加速度 1.定义:物体 和所用时间的比值.定义式:a= . 2.方向:与 一致,由F合的方向决定,而与v0、v的方向无关,是矢量. 【思维辨析】 (1)研究花样游泳运动员的动作时,不能把运动员看成质点. ( ) (2)参考系必须是静止的

4、物体.( ) (3)做直线运动的物体的位移大小一定等于路程.( ) (4)平均速度的方向与位移的方向相同.( ) (5)子弹击中目标时的速度属于瞬时速度.( ) (6)甲的加速度a甲=2 m/s2,乙的加速度a乙=-2 m/s2,甲一定做加速运动,乙一定做减速运动.( ) (7)物体的加速度增大,速度可能减小.( )(8)速度变化率越大,加速度越大. ( ) 考点一 质点、参考系、位移 1.(时刻、质点和参考系)中新网2016年10月19日消息,“神舟十一号”飞船于北 京时间19日凌晨3点30分与“天宫二号”成功实施自动交会对接.在合体3小时后,2 / 13两名航天员已经进驻“天宫二号”,并将

5、按计划开展空间科学实验.下列说法正确 的是 ( ) A.“19日凌晨3点30分”指时间间隔 B.“3小时”指时刻 C.研究“神舟十一号”和“天宫二号”对接的技术细节时,可以把它们看作质点 D.合体后,以“天宫二号”为参考系,“神舟十一号”是静止的 2.(位移与路程)物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐 标的变化量x表示物体的位移.如图1- 1所示,一个物体从A运动到C,它的位移为x1=xC-xA=-4 m-5 m=-9 m;从C运动到B,它的位移为x2=xB-xC=1 m-(-4 m)=5 m.下列说法中正确的是 ( ) 图1-1 A.从C到B的位移大于从A到C的位移,因为

6、正数大于负数 B.从A到C的位移大于从C到B的位移,因为符号表示位移的方向,不表示大小 C.因为位移是矢量,所以从A到C的位移和从C到B的位移的大小无法比较 D.物体从A运动到B的位移为4 m 3.(矢量与标量)关于矢量和标量,下列说法中正确的是( ) A.标量只有正值,矢量可以取负值 B.标量的正负表示大小,矢量的正负表示方向 C.矢量既有大小也有方向 D.当物体做单向直线运动时,路程(标量)和位移(矢量)没有区别 特别提醒 (1)物体能否被看成质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小和 形状来判断. (2)对于同一个物体运动的描述,选用的参考系不同,其运动性质可能不同.在同一

7、个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,则必须选取 同一个参考系. (3)区别标量和矢量不只看是否有方向或正负号,关键看运算是否遵循平行四边形 定则. (4)对位移和路程的辨析如下表 比较项目位移x路程l 决定因素 由始、末位置决定 由实际的运动轨迹决定运算规则矢量的三角形定则或 平行四边形定则代数运算 大小关系xl 考点二 平均速度、瞬时速度 平均速度瞬时速度定义物体在某一段时间 内完成的位移与所 用时间的比值物体在某一时刻或经过某一位置时的速度定义式v=(x为位移) v=(t趋于零)矢量性矢量,平均速度方向 与物体位移方向相 同矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿

8、其运动轨迹 切线方向实际应用物理实验中通过光电门测速,把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时 速度 1 用如图1- 2所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度,已知固定在滑块上的3 / 13遮光条的宽度为4.0 mm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s,则滑块经过光电门位置时的速度大小为( ) 图1-2 A.0.10 m/sB.100 m/s C.4.0 m/s D.0.40 m/s 式题 (多选)如图1- 3所示,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距 离为9 km,实际从A运动到B用时5 min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km.

9、当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是 ( )图1-3 A.整个过程中赛车的平均速度为180 km/h B.整个过程中赛车的平均速度为108 km/h C.赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/h D.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B 特别提醒 “极限法”求瞬时速度 (1)由平均速度公式v=可知,t趋近于零时,这时的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.(2)极限法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续单调变化(单调增大或单调 减小)的情况. 考点三 加速度 1.速度、速度变化量和加速度的对比 比较项目速度速度变化量加速度物理意义描述物体

10、运动快慢 和方向的物理量, 是状态量描述物体速度改变 的物理量,是过程量描述物体速度变化快慢和方向的物 理量,是状态量定义式v=v=v-v0 a=决定因素v的大小由v0、a、 t决定由a与t决定(v= at)由F、m决定(a不是由v、t、v0决定 的)方向与位移同向,即物 体运动的方向由a的方向决定与v的方向一致,由F的方向决定, 与v0、v的方向无关 2.两个公式的说明 a=是加速度的定义式,加速度的决定式是a=,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. 考向一 加速度的理解 1.甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,其加速度分别为a甲=4 m

11、/s2和a乙=-4 m/s2,那么对甲、乙两物体,下列判断错误的是( ) A.甲的加速度与乙的加速度大小相等 B.甲做加速直线运动,乙做减速直线运动 C.甲的速度比乙的速度变化快 D.每经过1 s,甲的速度增加4 m/s 考向二 加速度与速度的关系4 / 132.一个质点做速度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,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 考

12、向三 加速度的计算 3.(多选)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的( ) A.加速度可能为6 m/s2,方向与初速度的方向相同 B.加速度可能为6 m/s2,方向与初速度的方向相反 C.加速度可能为14 m/s2,方向与初速度的方向相同 D.加速度可能为14 m/s2,方向与初速度的方向相反 要点总结 考点四 匀速直线运动规律的应用匀速直线运动是最基本、最简单的运动形式,应用广泛.例如:声、光的传播都可 以看成匀速直线运动.下面是几个应用实例. 实例图示说明计算声音 传播时间声波通过云层反射,视 为匀速直线运动计算

13、子弹 速 度或曝光 时间子弹穿过苹果照片中, 子弹模糊部分的长度 即为曝光时间内子弹 的位移雷达测速通过发射两次(并接收 两次)超声波脉冲测定 汽车的速度由曝光位 移求高度曝光时间内下落石子 的运动视为匀速运动2 如图1- 4所示为一种常见的身高体重测量仪.测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声 波经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔.质量为M0的 测重台置于压力传感器上,传感器输出电压与作用在其上的压力成正比.当测重台 没有站人时,测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为U0,某同学站上测重台,测量 仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则该同学的身高和质量分别为( )

14、图1-4A.v(t0-t),UB.v(t0-t),UC.v(t0-t),(U-U0)5 / 13D.v(t0-t),(U-U0) 式题1 有一个方法可以用来快速估测闪电处至观察者之间的直线距离:只要数出自观察 到闪光起至听到雷声的时间 t秒,就能估算出以千米为单位的闪电处与观察者之间的直线距离x.已知空气中的 声速约为340 m/s,则x约为( ) 图1-5A.t kmB. km 式题2 (多选)2017西安铁一中月考 测速仪安装有超声波发射和接收装置,如图1- 6所示,B为测速仪,A为汽车.某时刻两者相距335 m,B发出超声波,同时A由静止开始做匀加速直线运动,当B接收到反射回来的超声 波

15、信号时, A、B相距355 m.已知声速为340 m/s,则下列说法正确的是( ) 图1-6 A.经2 s,B接收到返回的超声波 B.超声波追上A车时,A车前进了10 m C.A车的加速度大小为10 m/s2 D.A车的加速度大小为5 m/s2 建模点拨 在涉及匀速直线运动的问题中,无论是求解距离、时间、速度中的哪个,其核心方 程都只有一个:x=vt,知道该方程中任意两个量即可求第三个量.解答此类问题的 关键是在以下两个方面:其一,空间物理图景的建立;其二,匀速直线运动模型的建 立.第2讲 匀变速直线运动的规律及应用 一、匀变速直线运动基本规律和重要推论 1.基本规律 (1)速度公式: ; (

16、2)位移公式: ; (3)速度位移关系式: . 这三个基本公式是解决匀变速直线运动的基石,均为矢量式,应用时应规定正方向 . 2.两个重要推论 (1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半,即:= . (2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:x=x2-x1=x3- x2=xn-xn-1= . 二、自由落体运动 1.自由落体运动的特点 (1)从静止开始,即初速度为 . (2)只受重力作用的 直线运动. 2.自由落体运动的公式 (1)速度公式: ; (2)位移公式: ; (3)速度位移关系式: . 【思维辨析】6 / 13(1

17、)做匀变速直线运动的物体的速度均匀变化. ( ) (2)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为6 m/s,1 s后速度大小为10 m/s,加速度的大小一定为4 m/s2.( ) (3)一物体做初速度为零的匀加速直线运动,它在第1 s末、第2 s末、第3 s末的瞬时速度之比为135.( ) (4)某物体从静止开始做匀加速直线运动,速度由0到v时运动距离是速度由v到2v 时运动距离的2倍.( ) (5)对任意直线运动,其中间时刻的瞬时速度一定等于该段时间的平均速度.( ) (6)不计空气阻力,物体从某高度由静止下落,任意两个连续相等的时间间隔T内的 位移之差恒定.( ) 考点一 匀变速直线运动的

18、基本规律 1.“一画,二选,三注”解决匀变速直线运动问题 2.对于运动学公式的选用可参考下表所列方法题目中所涉及的物 理量(包括已知量、 待求量和为解题设 定的中间量)没有涉及 的物理量适宜选用的公式v0、v、a、tx速度公式v=v0+atv0、a、t、xv位移公式x=v0t+ at2v0、v、a、xt速度位移关系式v2-=2axv0、v、t、xa 平均速度公式x=t 3.运动学公式中正、负号的规定 直线运动可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下,我们规定初速度的方向为 正方向,与初速度同向的物理量取正值,与初速度反向的物理量取负值,但当v0=0 时,一般以a的方向为正方向. 1 一个物体从

19、静止开始以加速度a1做匀加速直线运动,经过时间t改为做加速度大小 为a2的匀减速直线运动,又经过时间t物体回到初始位置,求两个加速度大小之比. 题根分析 本题为典型的匀变速直线运动问题,运动过程分为两个阶段,可画出物体运动过程 示意图,选取初速度方向为正方向,根据位移公式和速度公式列方程进行求解.以 本题为题根可以联系动力学、能量和动量等进行知识层级上的纵向变式. 变式网络 式题1 一个物体从静止开始在大小为F1的恒力作用下做匀加速直线运动,经过时间t改为大小为F2的反方向恒力,又经过时间t物体回到初始位置,求两个恒力大小之比. 式题2 一个物体从静止开始在大小为F1的恒力作用下做匀加速直线运

20、动,经过时间t改为 大小为F2的反方向恒力,又经过时间t物体回到初始位置,此时物体的动能大小为4 8 J,求两个恒力做功大小W1、W2.7 / 13式题3 在真空中的光滑绝缘水平面上有一带电小滑块,开始时滑块静止.若在滑块所在空 间加一水平匀强电场E1,持续一段时间后立即换成与E1方向相反的匀强电场E2.当 电场E2与电场E1持续时间相同时,滑块恰好回到初始位置,且具有动能Ek.在上述 过程中,E1对滑块的电场力做功为W1,冲量大小为I1;E2对滑块的电场力做功为W2, 冲量大小为I2,则 ( ) A.I1=I2 B.4I1=I2 C.W1=0.25Ek,W2=0.75Ek D.W1=0.20

21、Ek,W2=0.80Ek 考点二 匀变速直线运动的推论及其应用 1.初速度为零的匀变速直线运动比例关系 (1)T末、2T末、3T末瞬时速度之比为: v1v2v3vn= . (2)T内、2T内、3T内位移之比为: x1x2x3xn= . (3)第一个T内、第二个T内、第三个T内位移之比为: xxxxn= . (4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为: t1t2t3tn= . 2.两类特殊的匀减速直线运动刹车类 问题指匀减速到速度为零后立即停止运动,加速度a突然消 失,求解时要注意确定其实际运动时间双向可 逆类问 题如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点仍能以原加速度匀 加速下滑,全过程加速度大

22、小、方向均不变,故求解时 可对全过程列式,但必须注意x、v、a等矢量的正负号 及物理意义 2 2017合肥一中期中 如图2- 1所示,冰壶以速度v垂直进入四个宽为l的矩形区域,沿虚线做匀减速直线运动,且 刚要离开第四个矩形区域的E点时速度恰好为零,冰壶通过前三个矩形区域的时间 为t,则冰壶通过第四个矩形区域所用的时间是多少?(可选用多种方法) 图2-1 式题1 如图2- 2所示,物体以一定的初速度从斜面底端A点冲上固定的光滑斜面,斜面总长度为l, 物体到达斜面最高点C时速度恰好为零.已知物体运动到距斜面底端l处的B点时所用时间为t,求物体从B点滑到C点所用的时间.(不考虑物体的下滑过程)图2-

23、2 式题2 (多选)某质点做匀减速直线运动,依次经过A、B、C三点,最后停在D点,如图2- 3所示.已知AB=6 m,BC=4 m,从A点运动到B点和从B点运动到C点两个过程速度变化量都为-2 m/s,则下列说法正确的是( ) 图2-3 A.质点到达B点时速度大小为2.5 m/s8 / 13B.质点的加速度大小为2 m/s2 C.质点从A点运动到C点的时间为4 s D.A、D两点间的距离为12.25 m 方法技巧 解答匀变速直线运动问题常用方法如下: 考点三 自由落体运动和竖直上抛运动 1.竖直上抛运动的研究方法 竖直上抛运动的实质是加速度恒为g的匀变速直线运动,处理时可采用两种方法: (1)

24、分段法:将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶段和下降过程的自由落 体阶段. (2)全程法:将全过程视为初速度为v0、加速度为a=- g的匀变速直线运动,必须注意物理量的矢量性.习惯上取v0的方向为正方向,则v 0时,物体正在上升;v0时,物体在抛出点上方;hx0,则相遇两次,设t1时刻两物体 第一次相遇,则t2=2t0- t1时刻两物体第二次相遇 2 甲、乙两辆车在同一直轨道上向右匀速行驶,甲车的速度为v1=16 m/s,乙车的速度为v2=12 m/s,乙车在甲车的前面.当两车相距L=6 m时,两车同时开始刹车,从此时开始计时,甲车以大小为a1=2 m/s2的加速度刹车,6 s后立即改做匀速运动,乙车刹车的加速度大小为a2=1 m/s2.求: (1)甲车第一次追上乙车的时刻; (2)两车相遇的次数; (3)两车速度相等的时刻. 式题1 2017江西南昌十校二模 如图Z1- 10甲所示,A车原来临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发 现后启动A车,以A车司机发现B车为计时起点(t=0),A、B两车的v- t图像如图乙所示.已知B车在第1 s内与A车的距离缩短了x1=12 m. (1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小; (2)若A、B两车不会相撞,则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离s0应满足什么条 件? 图Z1-10