高中物理必修一人教旧版运动的描述教师版.docx

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高中物理必修一人教旧版运动的描述教师版

运动的描述

知识集结

知识元

参考系和坐标系

知识讲解

1．参考系：

要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化．这种用来做参考的物体称为参考系．

2．参考系对观察结果的影响：

同一个物体的运动，选择不同的参考系，得出的运动结果会有所不同．

例题精讲

参考系和坐标系

例1.两辆汽车在平直的公路上匀速并排行驶，甲车内一个人看见窗外树木向东移动，乙车内一个人发现甲车没有动，以大地为参考系，上述事实说明（）

A．甲车向西运动，乙车不动

B．乙车向西运动，甲车不动

C．甲车向西运动，乙车向东运动

D．甲、乙两车以相同的速度同时向西运动

【答案】D

【解析】

题干解析:

因为甲车的人看到路旁的树木向东运动，说明甲车相对路旁的树木向西运动，则如果以大地为参考系则甲向西运动；乙车内的人看到甲车没有动，则甲和乙的运动情况一致，故甲、乙两车以相同的速度向西运动．故ABC错误，D正确．

例2.如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是（）

A．大地

B．太阳

C．滑板运动员

D．步行的人

【答案】C

【解析】

题干解析:

“追拍法”是跟踪运动的物体，将运动的物体看做是静止的，该图片是运动的滑板运动员被摄影师当做静止的，而用镜头跟踪，故参考系是滑板运动员．故C正确，ABD错误．

质点

知识讲解

一、物体和质点

1．质点：

在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出“物体具有质量”这个要素，把它简化成一个有质量的物质点，这样的点称为质点．

2．把物体看做质点的条件：

如果忽略物体的大小和形状等因素，不影响问题的研究时，就可以把物体看作是质点．

二、理想化模型的四个要点

1．理想化模型是为了研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象，实际并不存在．

2．理想化模型是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的物理模型

3．理想化模型是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种研究方法．

4．在物理研究中，理想化模型的建立，具有十分重要的意义．引入理想化模型，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差．

例题精讲

质点

例1.将近1000年前，宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时写下诗句：

“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”．请问诗句中的“云与我俱东”所对应的参考系是（）

A．两岸

B．船

C．云

D．诗人

【答案】A

【解析】

题干解析:

参考系是为了研究问题方便而假定静止不动的物体．故只要研究对象与参考系的相对位置不发生变化，则观察到的结果是物体静止不动．在本题中船是向东高速行驶，而“卧看满天云不动”是指“云与我”保持相对静止，即“云与我”以相同的速度相对于地球向东运动．所以“云与我俱东”所选择的参考系是地球和地球上相对于地球保持静止不动的物体，故A正确．

例2.质点是一种理想化的物理模型，下面对质点的理解正确的是（）

A．只有体积很小的物体才可以看作质点

B．只有质量很小的物体才可以看作质点

C．研究月球绕地球运动的周期时，可将月球看作质点

D．因为地球的质量、体积很大，所以在任何情况下都不能将地球看作质点

【答案】C

【解析】

题干解析:

体积很小的物体也不一定就能够看成质点，比如原子的体积很小，但是在研究原子的运动时原子是不能看成质点的，所以A错误．B、地球的质量很大，在研究地球绕太阳转动的过程中地球的大小和形状是可以忽略的，能看成质点，所以并不是只有质量很小的物体才可以看作质点，所以B错误．C、研究月球绕地球运动的周期时，月球的体积相对于和地球之间的距离来说是可以忽略的，所以可将月球看作质点，所以C正确．D、根据B的分析可知D错误．

例3.在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是经常采用的一种科学研究方法，质点就是这种物理模型之一、关于地球能否看作质点，下列说法正确的是（）

A．地球的质量太大，不能把地球看作质点

B．地球的体积太大，不能把地球看作质点

C．研究地球的自转时可以把地球看作质点

D．研究地球绕太阳公转时可以把地球看作质点

【答案】D

【解析】

题干解析:

一个物体能不能看成质点，要看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，地球的质量、体积当对所分析研究的问题没有影响时，就可以看成质点，所以A、B选项都不对．C、研究地球的自转时，地球的大小是不能忽略的，没了大小，就没有自转的说法了，所以此时地球不能看成质点，故C错误．D、研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对于地球和太阳之间的距离来说太小了，完全可以忽略，此时可以看成质点，所以D选项正确．

例4.下列情况中的物体，哪些可以看作质点（）

A．研究从北京开往上海的一列火车的运行速度

B．研究汽车后轮上一点运动情况的车轮

C．体育教练员研究百米跑运动员的起跑动作

D．研究地球自转时的地球

【答案】A

【解析】

题干解析:

A、研究从北京开往上海的一列火车的运行速度时，火车大小可以忽略，可以看成质点，所以A正确；B、研究车轮的转动时不能把车轮看成质点，否则就没有转动了，所以B错误；C、研究体育教练员研究百米跑运动员的起跑动作时，要考虑运动员的动作，不能看成质点，所以C错误；D、研究地球的自转时，地球上各个点的运动情况不一样，不能用一个点代替整个地球，所以D错误．

位移和路程

知识讲解

1．物理意义：

路程：

物体运动轨迹的长度．

位移：

由初位置指向末位置的有向线段．

2．大小：

路程：

运动轨迹的实际长度．

位移：

物体初末位置的直线距离，与轨迹无关．

3．联系：

两者单位相同，在国际单位制中都是“米”；同一运动过程的路程不小于位移大小，在单向直线运动中，位移大小等于路程

例题精讲

位移和路程

例1.如图，物体沿两个半径为R的半圆弧由A到C，则它的位移和路程分别是（）

A．4R，2πR

B．4R向东，2πR向东

C．4πR向东，4R

D．4R向东，2πR

【答案】D

【解析】

题干解析:

解；物体沿两个半径为R的半圆弧由A到C，运动轨迹的长度s=2πR，则路程为2πR，首末位置的距离为4R，则位移大小为4R，方向向东．故D正确，A、B、C错误．

例2.如图所示，物体沿边长为x的正方形ABCD由A点沿箭头所示的路径运动到D点，则在这个过程中，它的位移大小和路分别为是（）

A．3x、3x

B．3x、x

C．x、3x

D．x、4x

【答案】C

【解析】

题干解析:

路程表示运动轨迹的长度，所以路程等于3x，位移的大小等于初末位置的距离，为x，方向向上．故C正确，A、B、D错误．

例3.一辆汽车在沿平直公路运动，设想我们以公路为x轴建立直线坐标系，时刻t1汽车处于x1点，坐标是x1=8m，一段时间之后，时刻t2汽车处于x2点，坐标是x2=-8m，则这段时间汽车位移△x为（）

A．0

B．16m

C．8m

D．-16m

【答案】D

【解析】

题干解析:

位移在坐标轴上等于初末两点间的坐标的差值，故x=-8-8=-16m；故D正确ABC错误．

例4.从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面．以抛出点为坐标原点，规定竖直向上为正方向，则小球运动的全过程中通过的路程和位移分别为（）

A．-13m，-3m

B．13m，-3m

C．-13m，3m

D．13m，3m

【答案】B

【解析】

题干解析:

以抛出点为原点建立坐标系，以向上为正方向，抛出点的坐标为0，最高点的坐标为5m，落地点的坐标为-3m，则全过程的位移x=-3-0m=-3m；路程为运动的轨迹的长度，为：

5m+5m+3m=13m．故B正确，A、C、D错误．

时间与时刻

知识讲解

1．时刻：

指某一瞬间；在时间轴上，时刻用点来表示．

2．时间间隔：

指某两个时刻之间的间隔．在时间轴上，时间间隔用线段来表示．

人们在日常生活中所说的时间有时指时刻，有时指时间间隔．在物理学中两者物理意义不同，必须严格区分，物理学上说的时间指的是时间间隔．

例题精讲

时间与时刻

例1.以下的计时数据指时刻的是（）

A．同步卫星绕地球的周期是24小时

B．火车通过铁桥的时间是20s

C．中央电视台新闻联播的时间是30分钟

D．每天上午12：

00放学

【答案】D

【解析】

题干解析:

A、24h是指卫星转动一周的时间，故A错误；B、火车通过桥梁的时间为20s，不是时刻；故B错误；C、30分钟是新闻联播的时间；故C错误；D、12：

00是放学的时刻；故D正确；

例2.2016年里约奥运会中国选手孙杨在男子200米自由泳决赛中以1分44秒65的成绩夺金，这两个物理量分别是（）

A．路程，时刻

B．路程，时间

C．位移，时刻

D．位移，时间

【答案】B

【解析】

题干解析:

“200米”是指选手从起点到终点走过的路程，1分44秒65是通过这段路程需要的时间，故B正确，ACD错误．

例3.下列说法中表示的时间是1s的是（）

A．第3s内

B．第3s末

C．前3s内

D．第2s初到第3s末

【答案】A

【解析】

题干解析:

A、第3s内是指第3个1s的时间，故表示1s；故A正确；B、第3s末表示一个瞬间，故为一个时刻；故B错误；C、前3s内是指3s的时间；故C错误；D、第2s初到第3s末是指2s的时间；故D错误；

例4.下列计时数据指时间间隔的是（）

A．某中学下午14：

10上第五节课

B．中央电视台的新闻联播19：

00点开播

C．某校班级篮球赛于近段时间每周日上午8：

00开始

D．刘翔在第28届奥运会上，以12.91s的成绩获得ll0m栏冠军

【答案】D

【解析】

题干解析:

A、A、下午14：

10上第五节课开始的时刻，故A错误；B、19：

00点是新闻联播开始的时刻，故B错误；C、8：

00是篮球赛开始的时刻，故C错误；D、12.91s是指刘翔在第28届奥运会上，跑完110m所用的时间，故D正确；

矢量和标量

知识讲解

矢量：

既有大小又有方向，如：

位移、力、速度等

标量：

只有大小，没有方向，如：

路程、质量、时间、长度等

例题精讲

速度和速率

知识讲解

1．定义：

位移与发生这个位移所用时间的比值．速度是表示物体运动快慢的物理量．

2．定义式：

v=

.

3．矢量性：

速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向．

例题精讲

速度和速率

例1.《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，中国大地掀起诗词热．唐代诗人李白“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”的诗句，根据“千里江陵一日还”可估算出船速大小约为（）

A．13km/h

B．21km/h

C．68km/h

D．83km/h

【答案】B

【解析】

题干解析:

由题可知，路程为1000里=500km，时间为24h，所以船速为：

km/h．故B正确，ACD错误．

例2.教练员分析运动员百米赛跑的全程录像带，测得运动员在第1s内的位移是8m，前7s跑了63m，跑到终点共用了10s，则（）

A．运动员在第1s内的平均速度是8m/s

B．运动员在第7s内的平均速度是9m/s

C．运动员在第7s末的瞬时速度是9m/s

D．运动员在百米终点冲刺速度为10m/s

【答案】A

【解析】

题干解析:

A、运动员在第1s内的位移是8m，故运动员在第1s内的平均速度：

，故A正确；B、运动员在第7s内的位移不知道，故无法求解运动员在第7s内的平均速度的大小，故B错误；CD、运动员在第7s末的瞬时速度和运动员在百米终点冲刺速度都是瞬时速度，由于运动员的运动不是匀变速运动，故条件不足，无法求解，故C错误，D错误；

例3.一个弹性小球，在光滑水平面上以4m/s的速度向左垂直撞到墙上，碰撞后小球以大小为2m/s速度向右运动．则碰撞前后小球速度变化量△v的大小和方向分别为（）

A．2m/s，向右

B．2m/s，向左

C．6m/s，向右

D．6m/s，向左

【答案】C

【解析】

题干解析:

规定向左做为正方向，则v0=4m/s，v=-2m/s故速度变化量为∆v=v-v0=-2-4m/s=-6m/s，负号说明与规定方向相反，故速度变化量方向向右，故C正确，ABD错误．

例4.下列有关速度的说法中．正确的是（）

A．速度就是路程和通过这段路程所用时间的比值

B．在相同的时间内位移越大，物体运动的平均速度就越大

C．汽车从甲站行驶到乙站的速度为108km/h，指的是平均速度

D．甲的速度为3.2km/h，比乙的速度1m/s快

【答案】B

【解析】

题干解析:

A、速度是位移与通过这段位移所用时间的比值；速率就是路程和通过这段路程所用时间的比值，故A错误；B、在相同的时间内位移越大，物体运动的平均速度就越大，故B正确；C、汽车从甲站行驶到乙站的速度为108km/h，指的是平均速率，故C错误；D、甲的速度为3.2km/h，比乙的速度lm/s=3.6km/h慢，故D错误；

平均速度和平均速率

知识讲解

1．平均速度：

公式v=

，表示的是物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度，称为平均速度．平均速度只能粗略地描述运动的快慢．

2．瞬时速度：

某时刻或某一位置的速度．它可以精确地描述物体运动的快慢．瞬时速度的大小通常叫做速率．

3．匀速直线运动：

匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动.

例题精讲

平均速度和平均速率

例1.下列关于平均速度和瞬时速度的说法，正确的是（）

A．做变速运动的物体在相同时间内的平均速度是相同的

B．瞬时速度就是运动物体在一段较短的时间内的平均速度

C．平均速度就是初、末时刻瞬时速度的平均值

D．某物体在某段时间内的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止

【答案】D

【解析】

题干解析:

A、做变速运动的物体在相同时间间隔里位移不一定相同，平均速度不一定是相同的．故A错误；B、瞬时速度近似等于运动物体在一段较短的时间内的平均速度．故B错误；C、仅对于匀变速直线运动平均速度就是初末时刻瞬时速度的平均值，一般的变速运动的平均速度不一定就是初、末时刻瞬时速度的平均值．故C错误；D、某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，该物体在这段时间内始终静止，故D正确．

例2.弹经过枪口的速度500m/s，下列说法中正确的是（）

A．500m/s是平均速度

B．500m/s是平均速率

C．500m/s是瞬时速度

D．子弹将以500m/s的速度匀速直线运动

【答案】C

【解析】

题干解析:

子弹以速度500m/s的速度从枪口射出，是指瞬时速度，故C正确，ABD错误；

例3.“和谐号”高铁车厢内的电子显示器，某时显示的信息如图所示，其中（）

A．“9：

00”表示的是时间，“301km/h”表示的是平均速度

B．“9：

00”表示的是时间，“301km/h”表示的是瞬时速度

C．“9：

00”表示的是时刻，“301km/h”表示的是瞬时速度

D．“9：

00”表示的是时刻，“301km/h”表示的是平均速度

【答案】C

【解析】

题干解析:

车厢内的电子显示器显示的是时刻；车厢显示器显示的车速为列车的瞬时速度；故C正确，ABD错误；

例4.下列有关速度的说法中．正确的是（）

A．速度就是路程和通过这段路程所用时间的比值

B．在相同的时间内位移越大，物体运动的平均速度就越大

C．汽车从甲站行驶到乙站的速度为108km/h，指的是平均速度

D．甲的速度为3.2km/h，比乙的速度1m/s快

【答案】B

【解析】

题干解析:

A、速度是位移与通过这段位移所用时间的比值；速率就是路程和通过这段路程所用时间的比值，故A错误；B、在相同的时间内位移越大，物体运动的平均速度就越大，故B正确；C、汽车从甲站行驶到乙站的速度为108km/h，指的是平均速率，故C错误；D、甲的速度为3.2km/h，比乙的速度lm/s=3.6km/h慢，故D错误；

加速度

知识讲解

一、加速度

1．定义：

速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值．即a=

2．单位：

国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2或m·s-2.

二、加速度方向与速度方向的关系

1．加速度的方向：

加速度的方向与速度变化量的方向相同．

2．加速度方向与速度方向的关系：

在直线运动中，如果速度增大，加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，加速度的方向与速度的方向相反．

例题精讲

加速度

例1.下列关于速度和加速度的说法中，正确的是（）

A．物体的速度越大，加速度也越大

B．物体的速度为零时，加速度也为零

C．物体的速度变化量越大，加速度越大

D．物体的速度变化越快，加速度越大

【答案】D

【解析】

题干解析:

A、如果物体加速度方向与速度方向相同，加速度在减小，速度却在增大，即速度增大得越来越慢，故A错误；B、物体的速度为零时，加速度不一定为零，例如竖直上抛到最高点，故B错误；C、根据a=可知加速度a由速度的变化量Δv和速度发生改变所需要的时间Δt共同决定，虽然Δv大，但Δt更大时，a可以很小．故C错误；D、加速度是表示速度变化快慢的物理量．物体的速度变化越快，加速度越大．故D正确；

例2.在下面所说的物体运动情况中，不可能出现的是（）

A．物体在某时刻运动速度很大，而加速度为零

B．物体在某时刻运动速度很小，而加速度很大

C．运动的物体在某时刻速度为零，而其加速度不为零

D．作变速直线运动的物体，加速度方向与运动方向相同，当物体加速度减小时，它的速度也减小

【答案】D

【解析】

题干解析:

A、物体在某时刻运动速度很大，而加速度可能为零，比如匀速直线运动．故A正确．B、物体在某时刻运动速度很小，而加速度可能很大，比如火箭刚点火时．故B正确．C、运动的物体在某时刻速度为零，而其加速度可能不为零，比如物体竖直上抛到最高点时，速度为零，加速度不为零．故C正确．D、作变速直线运动的物体，加速度方向与运动方向相同，当物体加速度减小时，它的速度仍在增大，不可能减小．故D错误．

例3.若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则（）

A．汽车的速度也减小

B．汽车的位移也在减小

C．当加速度减小到零时，汽车静止

D．当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大

【答案】D

【解析】

题干解析:

若汽车的加速度方向与速度方向相同，加速度减小，速度仍然增大，由于速度方向不变，则位移逐渐增大，当加速度减小到零，汽车做匀速运动，速度达到最大，故D正确，A、B、C错误．

例4.关于加速度的方向，下列说法正确的是（）

A．一定与初速度方向相同

B．一定与速度变化量的方向相同

C．一定与末速度方向相同

D．一定与速度方向在一条直线上

【答案】B

【解析】

题干解析:

根据a=知，加速度方向与速度变化量的方向相同，与初速度方向、末速度的方向可能相同、可能相反，可能不在同一条直线上．故B正确，A、C、D错误．

当堂练习