《课堂新坐标》2014届高考物理一轮复习配套word版文档：第一章

第1讲 描述运动的基本概念

(对应学生用书第1页)

参 考 系 1.定义

在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体． 2．对参考系的理解

(1)参考系的选取是任意的，但为了观测方便和运动的描述尽可能简单，一般以地面为参考系．

(2)同一运动选择不同参考系时，其运动情况可能不同． 如坐在高铁中的乘客，以车为参考系，乘客是静止的；以地面为参考系，乘客是运动的． (3)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． 【针对训练】 1.

图1－1－1

中国是掌握空中加油技术的少数国家之一．如图1－1－1是我国自行研制的第三代战斗机“歼－10”在空中加油的情景，以下列的哪个物体为参考系，可以认为加油机是运动的( )

A．“歼－10”战斗机 B．地面上的房屋 C．加油机中的飞行员

D．“歼－10”战斗机里的飞行员 【解析】 空中加油时两飞机保持相对静止，以“歼－10”战斗机、加油机中的飞行员、“歼－10”战斗机里的飞行员为参考系，加油机都是静止的；以地面上的房屋为参考系，加油机是运动的，本题选B.

【答案】 B

质 点 1.定义

用来代替物体的有质量的点叫质点． 2．意义

为了使研究问题简化而引入的一个理想化的物理模型． 3．物体可以当做质点的情况

(1)物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略．

(2)物体各点的运动情况都完全相同(如做平动的物体)，一般都可以看成质点． (3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动．

错误!

【针对训练】

2．第30届奥运会于2012年7月27日至8月12日在伦敦举行．中国代表团以38金、27银、23铜名列奖牌榜第2名．下列与体育运动有关的叙述中，研究对象可以看做质点的有( )

A．讨论运动员参加10 000 m比赛的时间时 B．研究体操运动员动作的规范性时 C．研究乒乓球的旋转角度和受力点时 D．研究铁饼在空中的运动轨迹时 【答案】 AD 位移和路程 概念 区别 联系 位移表示质点的相对位置 位移 的变化，它是从初位置指向末位置的有向线段 路程是物体实际运动的轨(1)位移是矢量，方向由初 路程 迹长度 位置指向末位置 (2)路程是标量，没有方向 (1)一般情况下，位移的大小小于路程 (2)在单向直线运动中，位 移大小等于路程 【针对训练】 3．一个物体从A点运动到B点，下列结论正确的是( ) A．物体的位移一定等于路程

B．物体的位移与路程的方向相同，都从A指向B C．物体的位移的大小总是小于或等于它的路程 D．物体的位移是直线，而路程是曲线 【答案】 C 速度与速率 1.平均速度

(1)定义：运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所需时间的比值．

s

(2)定义式：v＝. t

(3)方向：跟物体位移的方向相同． 2．瞬时速度

(1)定义：运动物体在某位置或某时刻的速度．

(2)物理意义：精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢． (3)速率：物体运动的瞬时速度的大小．

错误!

【针对训练】

4．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 【答案】 A

加 速 度 vt－v0

1.定义式：a＝；单位是m/s2.

t

2．物理意义：描述速度变化的快慢． 3．方向：与速度变化的方向相同． 4．判断物体加速或减速的方法

(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体加速． (2)当a与v垂直时，物体速度大小不变． (3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速． 【针对训练】

5．(2013届延安大学附中模拟)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，加速度也一定增大

【解析】 速度和加速度无必然联系，A对；速度减小时，加速度也可以增大或不变，B错；速度为零时，加速度不一定为零，C错；速度增大，加速度也可以不变或减小，D错．

【答案】 A

(对应学生用书第2页)

区别平均速度、瞬时速度、平均速率 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．

(1)不管物体做什么运动，其瞬时速度的大小等于其瞬时速率． (2)平均速度的大小和平均速率一般不相等，当物体做单方向的直线运动时，两者大小相等；若物体做曲线运动或做往复运动时，平均速率大于平均速度的大小．

(2013届安康中学检测)如图1－1－2所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，

AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是：1 s,2 s,3 s,4 s．下列说法正确的是( )

图1－1－2

A．物体沿曲线A→E的平均速率为1 m/s

5

B．物体在ABC段的平均速度为 m/s

2

C．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点的瞬时速度 D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度

【审题视点】 题图为轨迹图，已知每个坐标方格线度1 m，可求出各段位移大小，但不能计算出轨迹长度．

【解析】 平均速率是路程与时间的比值，图中信息不能求出ABCDE段轨迹长度，故不能求出平均速率，A错．

s5

由v＝可得：vAC＝ m/s，故B正确．

t2

所选取的过程离A点越近，其过程的平均速度越接近A点的瞬时速度，故C正确． 由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程，故B点虽为中间时刻，但其速度不等于AC段的平均速度，D错误．

【答案】 BC 【即学即用】 1.

图1－1－3

2012年伦敦奥运会中，牙买加飞人博尔特在男子100 m决赛和男子200 m决赛中分别以9.63 s和19.32 s的成绩卫冕成功，获得两枚金牌，成为历史上连续两次卫冕男100 m和200 m双项奥运冠军的第一人．如图1－1－3为博尔特在比赛中的英姿．对于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是( )

A．200 m决赛中的位移是100 m决赛的两倍 B．200 m决赛中的平均速度约为10.35 m/s C．100 m决赛中的平均速度约为10.38 m/s

D．100 m决赛中的最大速度约为20.64 m/s

【解析】 200 m决赛的跑道有一段弯道，所以200 m决赛的位移小于200 m，所以A

200 m

错；200 m决赛的平均速度v2<＝10.35 m/s，故B错；100 m决赛的平均速度v1＝

19.32 s

100 m

＝10.38 m/s，而最大速度无法确定，故C对，D错． 9.63 s

【答案】 C

速度、速度的变化、加速度的比较 物理量 物理意义 公式及单位 关系 s 速度v 表示运动的快慢和方向 v＝ tm/s 速度的变 化量Δv 表示速度变化的大小和方向 Δv＝vt－v0 m/s Δv表示速度变化的快慢和方向，即速度的 加速度a a＝ Δt变化率 m/s2 三者无必然 联系，v很 大，Δv可以 很小，甚至 为零，a也可 大可小．相 同的是三者 均为矢量

加速度是速度的变化率，大小反映速度变化的快慢．而速度大小的改变关键是看速度的方向和加速度的方向是否相同，如果相同，则速度增大，如果相反，则速度减小(记忆口诀“同加反减”)．

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，加速度就越大 C．加速度不变，速度方向也保持不变 D．加速度不断变小，速度也不断变小

【解析】 速度变化大，可能所用时间也很大，则加速度不一定大，故选项A错误．由加速度的物理意义可知选项B正确．速度的变化包括大小和方向，可知选项C错误，加速度的方向和速度方向相同时，速度不断变大，加速度方向和速度方向相反时，速度不断变小，故选项D错误．

【答案】 B

对加速度的进一步理解

(1)加速度a不是反映运动的快慢，也不是反映速度变化量的大小，而是反映速度变化

Δv

的快慢，即速度的变化率，越大，a越大．

Δt

(2)加速度a与速度v无直接关系，与Δv也无直接关系，v大a不一定大；Δv大，a也不一定大．如高速行驶的汽车，v很大，a一般很小，甚至等于零；机车由静止到高速行驶，其速度变化量很大，但经历的时间也很长，所以加速度并不一定大．

【即学即用】

2．有关加速度方向的理解，下列说法中正确的是( )

Δv

A．由a＝知，a的方向与Δv的方向相同

Δt

B．a的方向与初速度v0的方向相同 C．只要a>0，物体就做加速运动

D．a的方向与初速度的方向相同，则物体做加速运动

【解析】 由于正方向是人为规定的，可以规定初速度方向为正方向，也可以规定与初速度方向相反的方向为正方向，这样，当a>0时，物体不一定做加速运动；要分析是加速运动还是减速运动，应分析加速度方向与速度方向的关系．故正确答案为A、D.

【答案】 AD

(对应学生用书第3页)

“匀速运动”模型的实际应用 “匀速运动”是一种理想化模型，是最基本、最简单的运动，且应用广泛．例如：声、光的传播都可以看成匀速，而实际生活中的运动估算，也经常用到这一模型，如计算飞行时间，在这类问题中位移的计算是关键，有时要巧用几何关系(如光波、声波反射、折射问题如图1－1－4)，有时要估算长度(如高速摄影见图1－1－5)，有时要求相对位移(如动态测速)

s

等．这类问题的核心方程只有一个：v＝，对应图象如图1－1－6.

t

声波通过云层反射 高速摄影子弹穿苹果 图1－1－4 图1－1－5

图1－1－6

(2013届吴中中学质检)如图1－1－7所示，是在高速公路上用超声波测速仪测

量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，

测出被测物体的速度．图1－1－8中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1、p2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0 s，超声波在空气中传播的速度是v＝340 m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图1－1－8可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是______m，汽车的速度是________m/s.

图1－1－7 图1－1－8

【规范解答】 测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔为1.0 s，由题图可知p1、p2

1.0 s1

之间有30小格，故每一小格对应的时间间隔t0＝＝ s，p1、n1间有12个小格，说明

3030

1

p1、n1之间的间隔t1＝12t0＝12× s＝0.4 s．同理p2、n2之间的间隔t2＝0.3 s.

30

t1t2因而汽车接收到p1、p2两个信号时离测速仪的距离分别为s1＝v·，s2＝v·. 22

汽车这段时间内前进的距离为

t1－t2

s＝s1－s2＝v()＝17 m.

2

汽车在接收到p1、p2两个信号的时刻应分别对应于题图中p1、n1之间的中点和p2、n2

之间的中点，其间共有28.5个小格，故接收到p1、p2两个信号的时间间隔t＝28.5t0＝0.95 s，

s

所以汽车速度为v车＝≈17.9 m/s.

t

【答案】 见规范解答 【即学即用】

3．天空有近似等高的浓云层．为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离d＝3.0 km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时

1

间上相差t＝6.0 s．试估算云层下表面的高度．(已知空气中的声速v＝km/s.)

3

【解析】 如图所示，A表示爆炸处，O表示观测者，h表示云层下表面的高度．用t1

表示爆炸声直接传到O处所经历的时间，则有d＝vt1①

则t2表示爆炸声经云层反射到达O处所经历的时间，因为入射角等于反射角，故有

d2 ??2＋h2＝vt2②

2

已知t2－t1＝Δt③

代入数值得h＝2.0×103 m. 【答案】 2.0×103 m

(对应学生用书第4页)

●理解参考系，位移等概念 1．(2012·宝鸡模拟)湖中O处有一观察站，一小船从O处出发向东行驶4 km，又向北行驶3 km，则下列说法中正确的是( )

A．相对于O处的观察员，小船向东北方向运动了7 km B．相对于小船，O处的观察员始终处于静止状态 C．相对于O处的观察员，小船最终位于东偏北37°方向5 km处

D．相对于湖岸上的另一观察员，小船不可能是静止的

【解析】 在O处的观察员看来，小船最终离自己的距离为32＋42 km＝5 km，方向

3

为东偏北θ，满足sin θ＝，即θ＝37°，A错，C对；由运动的相对性可知B错；若湖岸上

5

的观察员运行速度大小、方向均与小船一样，则小船相对其而言是静止的，D错．

【答案】 C

●“匀速运动”模型应用 2．(2012·山东高考基本能力)图1－1－9是一种应用传感器监测轨道车运行的实验装置．在轨道某处设置监测点，当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录仪记录．

图1－1－9

假如轨道车长度为22 cm，记录仪记录的信号如图1－1－10所示，则轨道车经过该监测点的速度为( )

图1－1－10

A．0.20 cm/s B．2.0 cm/s C．22 cm/s D．220 cm/s

s

【解析】 由题图可知，轨道车通过监测点用时1 s，由v＝知，v＝22 cm/s，C项正

t

确．

【答案】 C

●平均速度的理解与计算

3．为提高百米赛跑运动员的成绩，教练员分析了运动员跑百米全程的录像带．测得：运动员在前7 s跑了61 m,7 s末到7.1 s末跑了0.92 m，跑到终点共用10.8 s．则下列说法正确的是( )

A．运动员在百米全过程的平均速度约是9.26 m/s B．运动员在前7 s的平均速度约是9.2 m/s C．运动员在7 s末的瞬时速度约为0.92 m/s D．无法估算运动员在7 s末的瞬时速度

位移

【解析】 平均速度＝，可算得运动员在百米全过程的平均速度是9.26 m/s，选项

时间

A正确．在前7 s的平均速度是8.71 m/s；在7 s末的瞬时速度约等于7 s末到7.1 s末的平均速度，约为9.2 m/s，故B、C、D三项错误．

【答案】 A

●加速度大小求解 4．(2011·安徽高考)一物体做匀加速直线运动，通过一段位移Δx所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移Δx所用时间为t2.则物体运动的加速度为( )

2Δx?t1－t2?Δx?t1－t2?A. B. t1t2?t1＋t2?t1t2?t1＋t2?

2Δx?t1＋t2?Δx?t1＋t2?C. D. t1t2?t1－t2?t1t2?t1－t2?

【解析】 方法一 物体做匀加速直线运动，在前一段位移Δx所用的时间为t1，平均

Δxt1速度为v1＝，即为时刻的瞬时速度；物体在后一段位移Δx所用的时间为t2，平均速度

t12

t1＋t2Δxt2为v2＝，即为时刻的瞬时速度．速度由v1变化到v2的时间为Δt＝，所以物体运动t222

v2－v12Δx?t1－t2?

的加速度为a＝＝，A对．

Δtt1t2?t1＋t2?

方法二 令物体的初速度为v0，由匀变速直线运动规律知：

2Δx?t1－t2?112

Δx＝v0t1＋at2及Δx＝(v＋at)t＋at两式联立消去v可得a＝. 0120

2122t1t2?t1＋t2?

【答案】 A

●结合图象考查平均速度、加速度 5．(2010·广东高考)如图1－1－11是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是( )

图1－1－11

A．0～1 s内的平均速度是2 m/s B．0～2 s内的位移大小是3 m

C．0～1 s内的加速度大于2～4 s内的加速度

D．0～1 s内的运动方向与2～4 s内的运动方向相反

【解析】 由图象可知：质点在0～4 s内一直沿正方向运动，故D错.0～2 s内的位移

0＋21

s＝×2×1 m＋2×1 m＝3 m，故B对．由平均速度公式可知0～1 s内的平均速度v＝ 22m/s＝1 m/s，故A错.0～1 s内的加速度a1＝2 m/s2；2～4 s内的加速度大小a2＝1 m/s2，故C项正确．

【答案】 BC

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