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2014届高考物理单元知识章节考点总复习33






要求 Ⅰ Ⅱ Ⅱ

说明 非惯性参考 系不作要求

质点、参考系和坐标系 路程和位移 时间和时刻 匀速直线运动 速度和速率

内 容
变速直线运动 平均速度和瞬时速度 速度随时间变化规律 (实验、探究) 匀变速直线运动 自由落体运动 加速度

r />要求 Ⅰ

说明





力和运动的关系问题是力学的中心问题,而 运动学问题是力学部分的基础,在整个力学中的 地位是很重要的。本章研究物体做直线运动的规 律,即物体的位移、速度、加速度等概念,贯穿 几乎整个高中物理内容,近年出现单纯考运动学 题目不多,更多时候在力、电、磁综合问题渗透 了对本章知识点的考查。

1.近年高考考查的重点是匀变速直线运 动的规律及图象。近些年高考中图象问题频频 出现,且要求较高,它属于数学方法在物理中 应用的一个重要方面。

2.本章知识较多与牛顿运动定律、电场、 磁场中带电粒子的运动等知识结合起来进行考 查。
3.近年试题的内容与现实生活和生产实 际的结合逐步密切。

在复习这部分内容时应着重于概念、规律 的形成过程的理解和掌握,搞清知识的来龙去 脉,弄清它的物理实质,而不仅仅是记住几个 条文背几个公式。例如,复习“质点”概念时, 不是仅去记住定义,更重要的是领会物理实质, 它包含了如何建立理想化的模型,去除次要因 素抓住本质去研究问题的科学方法。要把所学 到的知识应用到生动的实例中去,这些知识就 不会再是枯燥的、生硬的结论,而是生动的物 理现象、物理情境、物理过程。

如平均速度学习时,学生常犯的错误是不管 ? ?? 什么性质的变速运动都用 ? = (只适合匀变 2 速直线运动)求平均速度,可以通过练习求生活中 的自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、圆 周运动中某段时间内的平均速度来体会平均速度 的意义。复习中不但要从物理量的数学公式去研 究,还要尽可能用图象语言准确地描述它。通过 一些具体的实例,通过对这些实例中物理现象的 分析、物理情景的构建、物理过程的认识去形成 物理概念和规律,这样有生动的物理实例做基础 形成的概念和规律,就能更好地被理解。
0

直线运动

一 、 基 本 概 念

直线运动
二 、 基 本 规 律 接下页

直线运动

接上页

1.机械运动: 一个物体相对于其他物体的位 置随时间发生变化 叫做机械运动,常简称为运动。 2.参考系: 为了研究物体的运动而假定不动 的物体 。同一个运动,如果选不同的物体做参考系, 观察的结果可能不同.研究地面上物体的运动时,通 常取 地面或相对地面静止的物体 做参考系比较方 便。

3.质点: 用来代替物体的有质量的点 叫做 质点.质点是一种理想模型,是一种科学抽象,可以 使物体运动问题的分析得到简化,这是研究物理问题 的一种重要方法。

4.时间和时刻:(1)时间和时刻都可以在时间轴 上表示出来,在时间轴上,每一个点都表示一个 时 刻 ,每两点之间的线段表示一段 时间 。我们可 以理解为时刻就是时间“点”,时间是时间“段”
(2)时间的计量单位是 秒、分、时 .在实验室 中常用 秒表 和 打点计时器 来测量时间。

5.位移是表示 质点位置的变化 的物理量, 符号是 x ,它既有 大小 、又有 方向 ,所 以是矢量,路程是 质点运动轨迹的长度 ,只有 大小,没有方向,是 标量 。 6.匀速直线运动: 动。 7.速度 (1)速度是表示 物体运动的快慢和方向 的物 理量,它等于 位移Δx与发生这段位移所用时间Δt ?x 的比值,用公式表示为 v= 。
?t

瞬时速度

保持不变的运

(2)速度的单位是

米每秒



(3)速度是矢量,既有大小,又有方向,速度的 方向是物体运动方向。 (4)平均速度:做变速运动的物体的位移Δx跟发 生这段位移所用时间Δt的比值.在变速直线运动中, 不同时间(或不同位移)内的平均速度一般是不同的, 因此,在谈到平均速度时一定要指明是 哪段时间 或 哪段位移 的平均速度。 (5)瞬时速度能精确地描述做变速直线运动的物 体经过某一时刻(或某一位置)时的快慢程度。

8.加速度 (1)物理意义:加速度是表示 速度变化快慢 的 物理量。 (2)定义: 速度的变化量与发生这一变化所用的 ?x 时间 的比值,叫加速度,用公式 a= 表示。
?t

(3)单位:加速度的单位是 米每二次方秒 。 (4)加速度是矢量,加速度的方向跟 速度变化量 的方向相同,在匀加速直线运动中,加速度方向跟初速 度方向相同。若规定初速度方向为正方向,则a 取 正 ,在匀减速直线运动中,加速度方向与初速度的方 向相反,则a 取负 ,加速度的正负号只表示加速度 的方向与规定的正方向相同或相反,不表示加速度大小。

一、质点和参考系

问题: 何种情况下物体可以看成质点?
解答:用质点代替物体,可以使问题简化,便于 研究。这种建立理想模型的方法是一种重要的科学研 究方法。但把物体抽象成质点来研究是有条件的:① 从运动学的角度认识,物体上各点的运动状态相同或 可视为相同时,可以将物体视为质点。如果一个或几 个物体的加速度相同时一般也可以处理为质点。②物 体的线度、形状、大小对所研究的问题可忽略不计, 则物体可被当做质点来处理。

比如,当研究地球的自转时,地球不能被当 做质点;而研究地球的公转时,地球的大小跟公 转的半径比较可以忽略不计,因此可以把地球当 做质点。

问题: 参考系选取的原则是什么?

解答:(1)对同一运动物体,选取不同的物体做 参考系时,对物体的观察结果往往是不同的。
(2)在研究实际问题时,选取参考系的基本原则 是能对研究对象的运动情况的描述得到简化,能够使 解题更简捷。

(3)因为我们主要讨论地面上的物体的运动,所 以通常取地面作为参考系。

例1: 下列说法中正确的是(

)

A.我们只能选静止的物体作为参考系
B.参考系是可以任意选择的,但我们选定参考 系后,就必须把它看成是运动的 C.研究物体是否运动时,有时可以不选参考系

D.运动是绝对的,而运动的描述是相对的
答案: D

点评: 在选择参考系时,往往错误地认为只 有静止的物体才能被选为参考系。实际上,运动 的物体照样可以被选为参考系,一个物体不管是 运动的还是静止的,只要被选为参考系后,就假 定它是不动的,然后以它为标准,分析周围的研 究对象相对于它的位置是否发生了改变。

警示: 比较两个物体的运动情况时,必须选 择同一个参考系。

二、路程和位移 问题:位移和路程有何区别?
解答:(1)位移是矢量,可以用初位置指 向末位置的一条有向线段来表示。因此,位移 的大小等于物体的初位置到末位置的直线距离。 路程是标量,它是质点运动轨迹的长度.因此 其大小与实际运动路径有关。

(2)一般情况下,运动物体的路程与位移 大小是不同的。只有当质点做单一方向的直线 运动时,路程与位移的大小才相等。如图1-1 -1中质点轨迹ACB的长度是路程,AB是位移。

(3)在研究机械运动时,位移才是能用来描述位 置变化的物理量,路程不能用来表达物体的确切位置。 比如说某人从O点起走了50m路,我们不知道确切位 置在何处。

例2:在运动场的一条直线跑道上,每隔5m放 置一个空瓶,运动员在进行折返跑训练时,从中间 某个瓶子处出发,跑向最近的空瓶将其扳倒后返回 再扳倒出发点处的空瓶子,之后再折返扳倒前面最 近处的瓶子,依次下去,当他扳倒第6个空瓶时,他 跑过的路程是多少?位移是多大?

解析:本题主要考查对位移和路程的理解,作 出运动员运动的示意图。

设从O处出发其运动情景如图所示,由路程是轨 迹的长度得:L=(5+5+10+15+20+25)m=80m, 由位移的概念有:x=10m。

点评:在计算位移大小时,首先应确定质点的初 始位置和末位置,然后根据线段之间的关系得出位移 的大小,再结合所选取的正方向,确定位移的正负。 关于路程的计算,则先要明确质点的实际运动轨迹, 然后再计算其总的大小。 警示:本题牵涉到的运动过程较多,虽然都是匀 速运动,但要弄清它们的关系并不容易,因而做这类 题要画运动示意图,使运动的过程直观形象。

三、速度、平均速度和瞬时速度 问题: 瞬时速度和平均速度的区别和联系。 解析:瞬时速度是运动物体在某一时刻或某 一位置的速度,而平均速度是指运动物体在某一 段时间Δ t或某段位移Δ x的平均速度,它们都是矢 量。当Δ t→0时,平均速度的极限值,就是该时 刻的瞬时速度。

例3: 如图1-1-2所示,图线a、b、c是三 个质点同时同地开始沿直线运动的位移—时间图 象,则0~t0时间内( ) A.三质点的平均速度相等
B.a的平均速度最大

C.三质点的平均速率相等
D.b的平均速率最小

解析:首先要清楚:平均速度=位移÷时间, 平均速率=路程÷时间.0~t0内,三质点位移相 同,则平均速度均相同,而三个质点的路程有 sa>sb=sc,则b与c的平均速率相等,a的平均速率 最大,综述A项正确。
答案: A

点评:平均速度应该严格按照定义计算。

警示:(1)不要把速度的平均值当成平均速 度。平均速度是指物体在整个运动过程中的平 均快慢程度,而速度的平均值是指物体在各段 路程上速度的平均值。
(2)一个过程的平均速度与它在这个过程中 各阶段的平均速度没有直接的关系,也不能直 接套用公式 ,因为它仅适用于匀变速

直线运动。

四、 加速度 问题: 如何理解速度v、速度的变化量Δ v、速
度变化率 解析:速度是表示物体运动快慢的物理量;速 度变化量是表示速度变化大小和方向的物理量,其 值Δv=v2-v1;速度的变化率表示了速度的变化快 慢及方向,即物体运动的加速度。加速度a= 中, a的大小是由Δ v与Δ t的比值决定的,与v、Δ v的大 小无关,v、Δ v大,加速度a不一定大,v、Δ v小, 加速度a不一定小。
?x ?t

以及加速度a?

例4:关于速度和加速度的关系,下列论述正 确的是( )

A.加速度大,则速度也大
B.速度的变化量越大,则加速度也越大

C.物体的速度变化越快,则加速度就越大
D.速度的变化率越大,则加速度越大

解析:对于A选项来说,由于速度和加速度无必 然联系,加速度大,速度不一定大,因此A选项错误。 B选项,a= ,速度变化量越大,有可能Δt更大,a 不一定大,B选项也错。C选项,加速度a是描述物体 速度变化快慢的物理量,速度变化越快,a越大,所 以C选项对。D选项, 答案应选C、D。 称为速度变化率,a= ,

故有速度的变化率越大,加速度越大,所以D对。故 答案:CD

点评:本题往往会误将A、B选项作为正确选项 而选择,原因是没有弄清楚a与v、Δv的关系。而D 选项部分同学却认为不正确而漏选,其原因是没有 把握好加速度定义式a= 造成错解。 警示:物体做加速运动还是减速运动,主要决 定于加速度和速度的方向关系,而与加速度的大小 无关。加速度增大或减小只表示速度变化快慢程度 增大或减小,不表示速度增大或减小。 所包含的本质意义,

(1)当加速度方向与速度方向相同时,物体 做加速运动,速度增大;若加速度增大,速度 增大得越来越快;若加速度减小,速度增大得 越来越慢(仍然增大)。
(2)当加速度方向与速度方向相反时,物体 做减速运动,速度减小;若加速度增大,速度 减小得越来越快;若加速度减小,速度减小得 越来越慢(仍然减小)。

1.(单选)做下列运动的物体,能当做质点处 理的是( D ) A.自转中的地球

B.旋转中的风力发电机叶片
C.在冰面上旋转的花样滑冰运动员

D.匀速直线运动的火车

2.(单选)田径选手刘翔以12秒91的成绩获得雅典 奥运会男子110米栏金牌,实现了我国田径运动员在 短跑比赛项目中多年的梦想.针对这次夺冠和所给数 据,下列叙述正确的是( D )

A.可以求出刘翔撞线时的速度大小
B.可以求出刘翔在中间时刻的速度大小 C.刘翔撞线速度一定最大 D.刘翔的平均速度一定最大 解析:所有选手的位移是相同的,刘翔所用的 时间最短,故平均速度最大。

3.(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻 速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s。 在这1s内该物体的( )

A.位移的大小可能小于7m
B.位移的大小可能大于10m

C.加速度的大小可能小于4m/s2
D.加速度的大小可能大于10m/s2

解析:规定初速度v0的方向为正方向,则仔细分析 “1s后速度的大小变为10m/s”这句话,可知1s后物体 速度可能是10m/s,也可能是-10m/s,因而有:
同向时,

反向时,

式中负号表示方向与规定正方向相反.因此正确答案 为 AD 。

4.甲向南走100米的同时,乙从同一地点出发向 东也行走100米,若以乙为参考系,求甲的位移大小 和方向。 解析:如图所示,以乙的矢量末端为起点,向 甲的矢量末端作一条有向线段,即为甲相对乙的位 移,由图可知,甲相对乙的位移大小为100m,方向, 南偏西45°。


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