11-12高中物理全程学习方略配套课件:第1章 运动的描述(6份)(粤教版必修1)

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名称 11-12高中物理全程学习方略配套课件:第1章 运动的描述(6份)(粤教版必修1)
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资源类型 教案
版本资源 广东版
科目 物理
更新时间 2012-09-12 17:05:33

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(共76张PPT)
1.位移—时间图象
(1)匀速直线运动的s-t图象如图甲所示是一条倾斜的直线.
(2)匀变速直线运动的s-t图象:v0=0时如图乙.
2.对两图象的几点说明
(1)纵截距:表示初始时刻的位置.
(2)横截距:表示物体从开始计时到开始运动间隔的时间或物体运动到原点时的时刻.
(3)两图象的交点:表示两物体在同一位置(即相遇).
(4)图象的斜率等于物体运动的速度,斜率为正值表明速度为正,物体向正方向运动;斜率为负值表明速度为负,物体向负方向运动.
(5)乙图表示速度越来越大,曲线弯曲不表示做曲线运动.
(1)位移—时间图象不是物体的运动轨迹.
(2)位移—时间图象只能描述直线运动,不能描述曲线运动.
【典例1】(2011·济南高一检测)龟兔赛跑的故事流传至今,按照龟兔赛跑的故事情节,兔子和乌龟的s-t图象如图所示,下列关于兔子和乌龟运动的说法中正确的是
A.兔子和乌龟是从同一地点出发的
B.乌龟一直做匀加速运动,兔子先加速后匀速再加速
C.骄傲的兔子在T4时刻发现落后奋力追赶,但由于跑得比乌龟慢,还是让乌龟先到达预定位置s3
D.在T2~T4时间内,兔子比乌龟运动得快
【解题指导】做好本题应知道静止和匀速运动物体的s-t图象的特点,明确物体运动快慢与直线斜率的关系,知道图象的截距、交点的意义.
【标准解答】选A. 兔子和乌龟都是从原点出发,A对;乌龟一直做匀速运动,兔子先是没动,T1时开始匀速前进,T2到T4时间内又停止,T4后又开始前进,B错;兔子虽在T4时刻发现落后奋力追赶,跑得比乌龟快,但由于时间太晚,还是让乌龟先到达预定位置s3,C错;在T2~T4时间内,兔子停止不动,乌龟一直前进,D错.
【变式训练】(双选)如图是甲、乙两个物体在同一直线上运动时的位移—时间图象,由图象可知( )
A.乙开始运动时,两物体相距20 m
B.在0~10 s这段时间内,两物体间的距离逐渐增大
C.在10~25 s这段时间内,两物体间的距离逐渐减小
D.甲物体的速度一直比乙物体的速度大
【解析】选B、C.由图象可知,开始计时时,甲、乙相距
20 m,乙在10 s时开始运动,此时两物体间的距离已超过
20 m,A错误.在0~10 s这段时间内,两物体纵坐标的差值逐渐增大,说明两物体间的距离逐渐增大,B正确;在10~25 s这段时间内,两物体纵坐标的差值越来越小,说明两物体间的距离逐渐减小,C正确;s-t图象的斜率等于物体的速度大小,由题图知,v甲【变式备选】(双选)如图是做直线运动的甲、乙物体的位移—时间图象,由图象可知( )
A.甲启动的时间比乙早t1秒
B.当t=t2时,两物体相遇
C.当t=t2时,两物体相距最远
D.当t=t2时,两物体速度相等
【解析】选A、B.由位移—时间图象知甲启动的时间比乙早
t1秒,A正确;当t=t2时两物体在同一位置,即相遇,B正
确,C错误;由图象知,甲、乙两物体均做匀速直线运动,
,所以v甲1.匀速直线运动的v-t图象
如图甲所示,由于匀速直线运动的速度不随时间改变,因而v-t图象是一条平行于时间轴的直线.从图象中可以直接读出速度的大小和方向.
2.匀变速直线运动的v-t图象
(1)如图乙所示,匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,直线a反映了速度随时间是均匀增加的,为匀加速直线运动的图象;直线b反映了速度随时间是均匀减小的,为匀减速直线运动的图象.
(2)若物体做匀减速直线运动,加速度为a,当速度减为零之后,又反向做匀加速直线运动,如果加速度不变,则整个运动过程也是匀变速直线运动,如图乙中的c所示.
3.对v-t图象的几点说明
(1)纵截距:表示物体的初速度.
(2)横截距:表示物体在开始计时后
过一段时间才开始运动,或物体经过
一定时间后速度变为零.
(3)图线折点:表示加速度方向改变
的时刻,如图丙中的t1时刻.
(4)两图线的交点:表示两物体具有相同的速度.
(5)直线的斜率等于加速度,斜率的正负表示加速度的方向.
(6)图线与时间轴所围的“面积”等于物体的位移.“面积”在横坐标轴上方表示正位移,在横坐标轴下方表示负位移.
(1)v-t图象只能描述直线运动,无法描述曲线运动.
(2)v-t图象描述的是物体的速度随时间的运动规律,并不表示物体的运动轨迹.
【典例2】A、B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象,如图所示.
(1)A、B各做什么运动?求其加速度.
(2)两图象交点的意义.
(3)求1 s末A、B的速度.
(4)求6 s末A、B的速度.
【解题指导】该题可按如下思路分析:
【标准解答】(1)A物体沿规定的正方向做匀加速直线运
动,加速度大小为 ,沿规定的正方
向;B物体前4 s沿规定的正方向做匀减速直线运动,4 s后
沿反方向做匀加速直线运动,加速度大小a2= =
2 m/s2,与初速度方向相反.
(2)两图象交点表示在该时刻速度相等.
(3)1 s末A物体的速度大小为3 m/s,和初速度方向相同;B物体的速度大小为6 m/s,和初速度方向相同.
(4)6 s末A物体的速度大小为8 m/s,和初速度方向相同;B物体的速度大小为4 m/s,和初速度方向相反.
答案:(1)A做匀加速直线运动,1 m/s2,方向与规定正方向相同 B在前4 s做匀减速运动,4 s后做反方向匀加速运动,2 m/s2,方向与规定正方向相反.
(2)在该时刻速度相等
(3)3 m/s与初速度同向 6 m/s与初速度同向
(4)8 m/s与初速度同向 4 m/s与初速度反向
【规律方法】v-t图象的意义
(1)可求出物体在任一时刻的速度和物体达到某一速度所需要的时间.
(2)图线的斜率等于物体的加速度.
(3)图线与时间轴及始末时刻所围“面积”的数值等于物体在时间t内的位移.在时间轴的上方表示位移为正,在时间轴的下方表示位移为负.
(4)图线在时间轴的上方表示物体向正方向运动,在时间轴的下方表示物体向负方向运动.
(5)可判断物体的运动性质:在v-t图象中,倾斜直线表示物体做匀变速直线运动;平行于时间轴的直线表示物体做匀速直线运动;和时间轴重合的直线表示物体静止.
【变式备选】(双选)(2011·周口高一检测)一木杆从高处自由下落,竖直进入深水中(忽略空气和水的粘滞阻力),取竖直向下为正方向,其速度—时间图象如图所示,由图象可知( )
A.0~a段木杆的加速度大于a~b段的加速度
B.b时刻木杆达到最深处
C.c时刻木杆达到最深处
D.d时刻木杆达到最深处
【解析】选A、C.v-t图象的斜率表示物体运动的加速度,由所给图象倾斜程度可以看出,木杆在0~a段的加速度大于a~b段的加速度,A对;木杆在0~a、a~b、b~c三段均向下运动,c~d段木杆向上运动,故c时刻木杆在最深处,C对,B、D错.
对s-t图象的意义认识不清导致错误
(2011·佛山高一检测)(双选)如图所示为在同一直线上运动的A、B两质点的s-t图象,由图可知
A.t=0时,A在B的前面
B.B在t2时刻追上A,并在此后跑在A的前面
C.B开始运动的速度比A小,t2时刻后才大于A的速度
D.t=t2时,A、B两物体速度相等
【正确解答】A、B两质点同时开始运动,且B从原点出发,A在B的前方,A对;t2时刻,A、B两质点都运动到s2处,从此时刻起质点B跑在A的前面,B对;B开始运动的速度比A小,t1时刻之后A停止运动,B的速度才大于A的速度,C、D错.
正确答案:A、B
【易错分析】
1.(双选)一物体从静止开始做匀加速直线运动,下列关于该物体的位移s、速度v、加速度a与时间t关系的图象可能正确的是( )
【解析】选B、D.A图中为一倾斜直线,表明物体做匀速直
线运动.根据位移公式 知,物体的位移s与时间t的二
次方成正比,故A错,D对;由速度公式v=at知,物体的速
度v与时间t成正比,B对;匀加速直线运动中加速度a不随
时间t改变,C错.
2.某质点的运动规律如图所示,下列说法中正确的是( )
A.质点在第1 s末运动方向发生变化
B.质点在第2 s内和第3 s内加速度大小相等而方向相反
C.质点在第3 s内速度越来越大
D.在前7 s内质点的位移为负值
【解析】选C.由v-t图象知,第1 s末速度达到正向最大,之后仍为正向,A错误.第2 s内和第3 s内速度方向相反,但斜率相等,则加速度相同,B错误.质点在第3 s内速度反向增大,C正确.前7 s内v-t图线所围面积为正,则对应位移为正,D错误.
3.如图所示是一辆汽车做直线运动的s-t图象,对相应的线段所表示的运动,下列说法不正确的是( )
A.AB段表示车静止
B.BC段发生的位移大小大于CD段发生的位移大小
C.CD段运动方向和BC段运动方向相反
D.CD段运动速度大小大于BC段运动速度大小
【解析】选B.s-t图象中,斜率的大小表示速度大小,斜率的正负表示速度方向,故A、C、D正确,B不正确.
4.(2011·开封高一检测)如图是甲、乙两物体做直线运动的v-t图象.下列表述正确的是( )
A.甲做匀加速直线运动
B.乙做匀加速直线运动
C.甲和乙的加速度方向相同
D.甲的加速度比乙的小
【解析】选B.甲做匀减速直线运动,乙做匀加速直线运
动,A错,B对; , ,
则a甲与a乙方向相反,a甲>a乙,C、D错.
5.如图所示是两质点A和B沿一条直线运动的s-t图象,结合图象求出:
(1)质点A在第1 s内的位移是多少?
(2)质点B在前2 s内的位移是多少?
(3)两图线的交点P表示什么?
(4)A、B两质点相比较哪一个运动得快?
【解析】(1)根据图象可以知道质点A在第1 s内从-4 m处运动到0处,所以sA=4 m.(2)质点B在前2 s内从2 m 处运动到4 m处,所以sB=2 m.(3)两图线的交点P表示A、B两质点在第2 s末相遇.(4)同样是2 s的时间,A通过的位移是8 m,B通过的位移是2 m,所以A运动得快.
答案:(1)4 m (2) 2 m
(3)A、B两质点在第2 s末相遇 (4)A运动得快
一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分,每小题至少一个选项正确)
1.如图所示为A和B两质点的位移—
时间图象,以下说法中错误的是
( )
A.当t=0时,A、B两质点的位移均不
为零
B.在运动过程中,A质点运动得比B快
C.当t=t1时,两质点相遇
D.当t=0时,B在A前面
【解析】选A.t=0时,A质点从坐标原点出发,而B质点在A前面,故A项错误,D项正确;两直线的倾斜程度不同,A质点比B质点运动得快,B项正确;t=t1时,两质点的坐标相同,即两质点相遇,C项正确,因此选A.
2.(双选)(2011·湛江高一检测)下列图象中表示物体做匀变速直线运动的是( )
【解析】选B、C.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化,
其v-t图象是一条倾斜的直线,故A错C对;匀变速直线运动是加速度恒定的运动,加速度不随时间的变化而变化,其a-t图象是一条平行于t轴的直线,故B对D错.
3.一枚火箭由地面竖直向上发射,
其速度—时间图象如图所示,由
图象可知( )
A.0~ta段火箭的加速度小于ta~
tb段火箭的加速度
B.在0~tb段火箭是上升的,在tb~tc段火箭是下落的
C.tb时刻火箭离地面最远
D.tc时刻火箭回到地面
【解析】选A.速度—时间图象的斜率表示加速度,由三段时间v-t图象的倾斜程度知:0~ta段火箭的加速度最小,tb~tc段火箭的加速度最大,A对;三段时间中,火箭一直上升,直到tc时刻,火箭的速度为零,火箭到达最高点,离地面最远,B、C、D错.
4.(双选)(2010·广东高考)如图是某质点运动的速度图象,由图象得到的正确结果是( )
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】选B、C.由v-t图象与时间轴包围的面积可求得0~
1 s的位移s1=1 m,时间0~1 s内的平均速度由定义得
,故A错误;由v-t图象与时间轴包围的面积可求
得0~2 s的位移s2=3 m,故B正确;利用图象斜率求出 0~
1 s的加速度a1=2 m/s2、2~4 s的加速度a2=-1 m/s2,因而
a1>a2,故C正确;由图象可知0~1 s、2~4 s两个时间段
内速度均为正,表明运动方向相同,故D错误.
5.(双选)如图所示是某物体在0~10 s内的s-t图象,下列说法中正确的是( )
A.物体在第1 s内的位移为4 m
B.物体在第5 s内的位移为8 m
C.物体在前5 s内的位移为8 m
D.物体在后5 s内的位移为16 m
【解析】选A、C.由s-t图象可得物体在第1 s内的位移为s2-s1=4 m-0=4 m,A对.物体在第5 s内的位移为零,B错.物体在前5 s内的位移为s′2-s′1=8 m-0=8 m,C对.物体在后5 s内的位移为s″2-s″1=16 m-8 m=8 m,D错.
6.(双选)(2011·深圳高一
检测)甲、乙两物体先后从同
一地点出发,沿一条直线运动,
它们的v-t图象如图所示,由图
可知( )
A.甲比乙运动得快,且早出发,所以乙追不上甲
B.t=30 s时,乙追上了甲
C.在t=20 s之前,甲比乙运动得快,t=20 s之后乙比甲运动得快
D.在30 s前,t=20 s时甲与乙的间距最大
【解析】选C、D.开始运动后20 s之前,甲比乙运动得快,
20 s 后甲比乙运动得慢,A错,C对;t=20 s时,甲、乙间
的距离最大,距离为200 m-50 m=150 m,D对;t=30 s时,
两物体相距Δs=10×30 m- ×20×(30-10) m=100 m,B
错.
二、非选择题(本题共2小题,共20分)
7.(10分)一物体由静止开始运动,其加速度随时间变化的图象如图所示,设正东方向为正,求:
(1)物体的运动情况.
(2)4 s末物体的速度.
(3)根据图画出该物体运动的速度—时间图象.
【解析】物体开始时静止,我们已知物体的运动是由速度和加速度共同决定的,同向加速反向减速.由于开始速度为零,所以物体由静止启动后的运动方向就由加速度方向决定了,第1秒内加速度方向向正东,所以第一秒内物体向正东方向加速.1秒后速度为1 m/s,在1秒末改变加速度方向,因为速度不可能突变,速度方向仍向正东,大小为
1 m/s,这时速度方向就与加速度方
向相反了,第2秒内物体减速,2秒末
速度减为0;第3秒再重复第1秒的运
动,第4秒再重复第2秒的运动,4秒末速度减为0;依此类
推,可知物体将一直向正东方向运动.速度—时间图象如图所示.
答案:(1)一直向正东方向运动 (2)0
(3)见解析图
8.(10分)如图所示是某质点做直线运动的v-t图象,请回答:
(1)质点在AB、BC、CD段各做什么运动?
(2)AB、CD段的加速度各是多少?
(3)质点在5 s末的速度多大?
【解析】(1)AB、CD段的v-t图象是倾斜直线,说明这两
段时间速度是均匀变化的,故质点在这两段做匀变速直线
运动,AB段是匀加速,CD段是匀减速;BC平行于t轴,质点
做匀速直线运动.
(2)由加速度的定义: 得:
同理可得CD段的加速度
(3)由图象知5 s末的速度
v5=v4+aCDt=4 m/s+(-2 m/s2)×1 s=2 m/s
答案:(1)见解析 (2)1 m/s2 -2 m/s2
(3)2 m/s
【方法技巧】v-t图象的特点
(1)因速度是矢量,故v-t图象上只能表示物体运动的两个方向,t轴上方代表的是“正方向”,t轴下方代表的是“负方向”,所以“速度—时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况;
(2)v-t图象没有时间t的“负轴”,因为时间没有负值,画图要注意这一点;
(3)v-t图象上图线上的斜率代表的是运动的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向;
(4)v-t图象上表示速度的图线与时间轴所夹的“面积”表示物体的位移.“面积”在时间轴上方表示物体的位移为正值,在下方表示物体的位移为负值.(共60张PPT)
(1)当物体做直线运动时,用Δv=v2-v1求速度变化量大小时,应先按选取的正方向确定v1、v2的正负值.
(2)加速度a与速度v无直接关系,与速度变化量Δv也无直接关系.v大,a不一定大;Δv大,a也不一定大.
【典例1】(2011·烟台高一检测)(双选)以下对于加速度这个物理量的认识中,错误的是
A.加速度数值很大的运动物体,速度可以很小
B.加速度数值很大的运动物体,速度的变化量必然很大
C.加速度数值很大的运动物体,速度可以减小得很快
D.加速度数值减小时,物体运动的速度也必然随着减小
【解题指导】正确理解速度与加速度的关系是解决本题的关键.
【标准解答】选B、D.加速度大小与速度的大小之间无必然的关系,物体的加速度大它的速度不一定大,如匀速运动的高速列车的加速度为零,A对;加速度很大的物体只有在较长时间内它的速度变化量才很大,B错;加速度很大的物体在减速运动时其速度减小得很快,C对;加速度数值减小的加速运动,物体的速度逐渐增加,D错.
【规律方法】速度和加速度的关系
(1)速度和加速度的大小无直接关系.速度大,加速度不一定大,加速度大,速度也不一定大;加速度为零,速度可以不为零,速度为零,加速度也可以不为零.
(2)速度和加速度的方向无直接关系.加速度与速度的方向可能相同或相反,甚至两者的方向不在一条直线上.
【变式训练】(2011·蚌埠高一检测)关于速度、速度的改变量、加速度的关系,下列说法中错误的是( )
A.物体的速度不等于零,而加速度可能等于零
B.物体的速度改变越快,加速度就越大
C.物体的速度改变量越大,加速度就越大
D.物体的速度变化率越大,加速度就越大
【解析】选C.物体的速度不等于零,加速度可能为零,如做匀速直线运动的物体,A对;加速度是表示速度变化快慢的物理量,速度变化得越快,加速度越大,B对;物体速度变化量很大,但如果时间很大,加速度也不大,C错;速度变化率表示速度变化的快慢,即加速度,D对.故选C.
【变式备选】(2011·银川高一检测)某同学在汽车中观察汽车仪表盘上速度计指针位置的变化.开始时指针指示在如图甲所示位置,经过6 s后指针指示在如图乙所示位置.若汽车做匀加速直线运动,那么它的加速度约为( )
A.3 m/s2 B.5 m/s2 C.10 m/s2 D.20 m/s2
【解析】选A.由甲、乙图知汽车在6 s内的初末速度分别为
v0=45 km/h= =12.5 m/s,vt=110 km/h= =
30.6 m/s,则 ,故选项A正确.
只要加速度方向和速度方向相同,就是加速;加速度方向和速度方向相反,就是减速.这与加速度的变化和加速度的正、负无关.
可总结如下:
(1)物体是做加速运动还是减速运动,不能根据加速度的正负来判断,当加速度与速度均为负值时,速度就增加.
(2)速度的变化趋势与加速度的变化趋势无关,加速度减小时,速度不一定减小.
【典例2】根据给出的速度和加速度的正、负,对下列运动性质的判断错误的是
A.v0>0,a<0,物体做加速运动
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.v0<0,a>0,物体做减速运动
D.v0>0,a>0,物体做加速运动
【解题指导】速度、加速度的正、负表示方向,根据二者的方向关系,判断物体做何种运动.若v0与a同向,做加速运动;若v0与a反向,做减速运动.
【标准解答】选A.由于速度和加速度都是矢量,若二者的符号相同,就表示它们的方向相同,则物体就做加速运动,故B、D正确;若二者符号相反,就表示它们的方向相反,则物体就做减速运动,故A错,C正确.
【规律方法】加速还是减速运动的判断方法
判断物体做加速直线运动还是减速直线运动,就目前来说我们只看加速度方向与速度方向的关系,而不管它们的大小关系.若加速度与速度方向相同,则物体一定做加速直线运动;若加速度与速度方向相反,则物体一定做减速直线运动.
【变式训练】(双选)汽车在一条平直公路上行驶,其加速度方向与速度方向一致.现在加速度减小,有下列四种说法,其中正确的是( )
A.汽车的速度也减小
B.汽车的速度仍在增大
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
【解析】选B、D.当加速度的方向与速度方向一致时,速度越来越大,当加速度减小时,速度仍在增大,只是增加得慢了,故A错,B对.当加速度减小到零时,速度不再增加,此时速度最大, 故C错,D对.
物理量的变化量和变化率
1.物理量y
描述物理过程或物理状态的量称为物理量.如:位移s、时间t、质量m、速度v、力F等.
2.物理量y的变化量Δy
表达式为Δy=y2-y1,即物理量y的末过程(或末状态)值减去它的初过程(或初状态)值,表示物理量y的变化大小,也叫物理量y的增加量.如:位移s的变化量可表示为Δs、时间t的变化量可表示为Δt、质量m的变化量可表示为Δm、速度v的变化量可表示为Δv等.
3.物理量y对时间的变化率
即物理量的变化量Δy与所用时间Δt的比值,表示物理量y
的变化快慢,物理学上常用另一个物理量来描述它.如:位
移的变化率 就是速度v、速度的变化率 就是加速度
a、功的变化率 就是功率P等.
无特殊说明时,某物理量的“变化率”是指该物理量“对时间的变化率”.
【典例】(2011·矾山高一检测)由变化率和变化量的概念,可知以下判断正确的是
A.加速度是速度的变化率
B.速度是加速度的变化率
C.加速度是速度的变化量
D.加速度是速度变化量的变化率
【解题指导】审题时应注意速度变化率指的是速度变化的快慢,速度变化量指的是速度变化的大小,理解速度、加速度的物理意义.
【标准解答】选A.加速度是指速度的变化率,表示速度变化的快慢,而速度是表示质点位置变化的快慢,故A正确,B、C、D错误.
对v、a矢量性的认识不足导致错误
一个足球以10 m/s的速度沿正东方向运动,运动员飞起一
脚,足球以20 m/s的速度向正西方向飞去,运动员与足球
的作用时间为0.1 s,求足球获得的加速度.
【正确解答】选正东方向为正方向.
则v0=10 m/s,vt=-20 m/s
由加速度定义式 得
a=-300 m/s2
负号表示加速度的方向为正西方向.
答案:300 m/s2,方向为正西方向
【易错分析】
1.(2011·成都高一检测)关于做直线运动的物体的加速度方向,下列判断正确的是( )
A.加速度的方向就是速度的方向
B.加速度的方向就是位移的方向
C.当物体做加速运动时,加速度的方向与速度的方向相同
D.当物体做减速运动时,加速度的方向与速度的方向相同
【解析】选C.加速度的方向与速度变化量的方向相同,与物体的速度或位移的方向无关,A、B错;当物体做加速直线运动时,加速度与速度方向相同,做减速直线运动时,加速度与速度方向相反,C对,D错.
2.(2011·湛江高一检测)下列关于速度和加速度的说法正确的是( )
A.加速度表示物体增加的速度
B.速度大时加速度必定大,速度小时加速度必定小
C.速度的方向就是加速度的方向
D.加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量
【解析】选D.加速度表示物体速度变化的快慢,物体有加速度,其速度不一定增加,A错.物体的加速度大小、方向与其速度的大小、方向无必然联系,B、C错.根据加速度的定义知,加速度在数值上等于单位时间内速度的改变量,D对.
3.一物体做变速直线运动,初速度大小为4 m/s, 2 s后速
度大小变为10 m/s,方向与初速度方向相同,则在这2 s内
该物体的平均加速度大小为( )
A.2 m/s2 B.3 m/s2
C.5 m/s2 D.7 m/s2
【解析】选B.以初速度方向为正方向,若初、末速度方向
相同时, ,故B正确.
4.一物体的初速度为v0=5 m/s,加速度为a=-3 m/s2,它表
示( )
A.物体的加速度方向与速度方向相同,而物体的速度在减小
B.物体的加速度方向与速度方向相同,而物体的速度在增大
C.物体的加速度方向与速度方向相反,而物体的速度在减小
D.物体的加速度方向与速度方向相反,而物体的速度在增大
【解析】选C.物体的初速度为正值、加速度为负值,因为矢量的正或负表示它们的方向,所以速度与加速度的方向相反,而当两者方向相反时,物体做减速直线运动,物体的速度在减小,C正确.
5.火车紧急刹车时,在30 s内速度从108 km/h均匀减小到零,
求此过程中火车的加速度.
【解析】火车的初速度v=108 km/h=30 m/s,经时间t=30 s
后其末速度为零,由加速度定义式得 =
-1 m/s2 ,负号表示加速度方向与火车运动方向相反.
答案:1 m/s2 方向与运动方向相反
一、选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分,每小题
至少一个选项正确)
1.由 可知( )
A.a与Δv成正比
B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv的方向相同
D.a越大,速度变化量Δv也越大
【解析】选C.加速度的大小与Δv和Δt的比值有关,只知
道Δv或Δt的大小,不能确定加速度的大小,A、B错;a的
方向与Δv的方向相同,C对;由 知,Δv=a·Δt,速
度变化量Δv除与a有关外,还与时间Δt有关,D错.
2.(2011·吉安高一检测)关于速度和加速度,下列说法中不正确的是( )
A.物体的加速度增大时,速度可能反而减小
B.物体的速度为零时,加速度可能不为零
C.物体的加速度不为零且始终不变,速度也始终不变
D.物体加速度越大,速度变化越快
【解析】选C.若加速度与速度方向相反,物体做减速运动,加速度增大,物体速度减小得更快,A对;物体由静止开始加速的瞬间,速度为零,加速度不为零,B对;物体的加速度恒定不变,物体一定做变速运动,C错;加速度是表示速度变化快慢的物理量,加速度越大,表明物体的速度变化得越快,D对.
3.(双选)(2011·肇庆高一检测)物体的加速度为
2 m/s2,表示这物体( )
A.每秒运动2 m
B.每经过1秒,其速度可能增大2 m/s
C.每经过1秒,其速度可能减小2 m/s
D.每经过1秒,其速度增大为原来的2倍
【解析】选B、C.物体做匀变速直线运动,不同时间内的平均速度不同,每秒的位移是变化的,A错.根据加速度的定义知,加速度为2 m/s2的物体每经过1秒的时间,其速度改变量为2 m/s.速度可能增加2 m/s,也可能减小2 m/s,B、C对,D错.
4.(2011·烟台高一检测)一足球以8 m/s的速度水平飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,已知踢球时间为0.2 s,则在这段时间内,足球的平均加速度大小为
( )
A.20 m/s2 B.40 m/s2
C.60 m/s2 D.100 m/s2
【解析】选D.以足球飞来时的速度方向为正方向,则v1=
8 m/s, v2=-12 m/s,平均加速度
-100 m/s2,故选项D正确.
5.(双选)(2011·许昌高一检测)一个质点做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,则在此过程中( )
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.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移还在增大
【解析】选B、D.加速度和速度同向,故速度增加,当a=0时,速度达到最大值,A错误,B正确;因为速度不为零,故位移增大,C错误,D正确.
【方法技巧】有关加速度辨析题解题技巧
要想正确解决有关加速度的辨析题,必须深刻理解有关加速度与运动的关系,其技巧如下:
(1)一个物体的速度很大,其加速度可能很小,甚至为零;一个物体的速度很小,其加速度可能很大.
(2)只要加速度a的方向和速度v的方向相同,物体的运动就是加速运动.a不变,则v均匀增加,即为匀加速运动;a增大,则v增加得越来越快;a减小,则v增加得越来越慢.
(3)只要加速度a的方向和速度v的方向相反,物体的运动就是减速运动.a不变,则v均匀减小,即为匀减速运动;a增大,则v减小得越来越快;a减小,则v减小得越来越慢.
二、非选择题(本题包括 3 小题,共 25 分)
6.(8分)航天飞机以100 m/s的速度着陆,在25 s 内就可
停下来,而以8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在0.7 s内停下来.
试比较两物体的速度v、速度的变化量Δv和加速度a的关系.
【解析】航天飞机的加速度的大小为 =
4 m/s2,蜻蜓的加速度的大小为 =
11.43 m/s2,二者相比,航天飞机着陆时的速度和速度变
化量都比蜻蜓的大,但加速度却比蜻蜓的小.
答案:见解析
7.(8分)小木块以5 m/s的初速度自由冲上光滑斜面,2 s
末速度大小变为1 m/s,求这段时间内的加速度.
【解析】选取沿斜面向上为正方向,则v0=5 m/s,2 s末若
物体仍沿斜面向上运动,vt=1 m/s,则加速度

2 s末若物体沿斜面向下运动,v′=-1 m/s,则加速度
.
答案:加速度大小为2 m/s2或3 m/s2 加速度的方向沿斜
面向下
8.(9分)国家对机动车的运行有着严格的安全技术指标,
例如,总质量为4.5 t的汽车以30 km/h的速度行驶时,要
求制动时间t≤1.6 s,那么这种汽车制动时的加速度至少
是多少?
【解析】车速v0=30 km/h= ,设它的制动加速度大
小至少为a,由加速度定义式得
,“-”表示与运动方向相反.
答案:5.2 m/s2(共63张PPT)
1.平均速度
(1)反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段位移或一段时间相对应.
(2)在变速直线运动中,平均速度的大小跟选定的时间或位移有关,不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同,必须指明求出的平均速度是对应哪段时间内或哪段位移的平均速度,不指明对应的过程的平均速度是没有意义的.
(3)在变速直线运动中,两段时间或两段位移的平均速度,一般不相同.
(4)平均速度是矢量,其大小可由公式 求出,其方
向与一段时间Δt内发生的位移的方向相同,与运动方向不
一定相同.
2.瞬时速度
(1)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及方向,是矢量,一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度.
(2)瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应,即对应于某一状态.
(3)瞬时速度的方向就是该状态物体运动的方向.
(4)瞬时速度的大小称为瞬时速率,简称速率.
3.两者的关系
(1)当位移足够小或时间足够短时,可以认为瞬时速度就等于平均速度.
(2)在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等.
(1)平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然的关系,即瞬时速度大的物体,其平均速度不一定大.平均速度为零的物体,其瞬时速度也可能很大.
(2)平均速度与速度的平均值是不同的,速度的平均值并不一定等于平均速度.
【典例1】 2010年11月在我国广州举行的第16届亚洲运动会的百米赛跑中,某运动员起跑时的速度为6 m/s,到达
50 m处时的速度为12 m/s,10秒末到达终点时的速度为
11 m/s,则他在全程的平均速度大小为
A.6 m/s B.10 m/s C.11 m/s D.12 m/s
【解题指导】平均速度应根据它的定义去求解,明确平均速度的大小与瞬时速度的大小无必然关系.
【标准解答】选B.根据平均速度的定义式得
.故B项正确.
【规律方法】“两法”区分平均速度和瞬时速度
方法一:从时间上看,与时刻对应的是瞬时速度,与时间对应的是平均速度.
方法二:从空间上看,与位置对应的是瞬时速度,与位移对应的是平均速度.
【变式训练】(2011·郑州高一检测)下列说法正确的是
( )
A.平均速度就是速度的平均值
B.瞬时速率是指瞬时速度的大小
C.火车以速度v经过某一段位移,是指瞬时速度
D.子弹以速度v从枪口射出,是平均速度
【解析】选B.平均速度为位移与时间的比值,不一定等于速度的平均值,A错;瞬时速率是指瞬时速度的大小,简称速率,B对;火车经过某段位移时对应的速度是指平均速度,C错;子弹从枪口射出时的速度是指瞬时速度,D错.
1.平均速度和平均速率
(1)平均速度指在某段时间内的位移与发生这段位移所用
的时间的比值,其表达式为:平均速度= ;而平均速
率等于路程与时间的比值,即:平均速率= .两者都与
某段时间有关,是过程量.
(2)平均速率不是平均速度的大小,他们的大小没有必然
的关系.物体的平均速率大,其平均速度不一定大;物体的
平均速度为零,其平均速率不一定为零,但平均速率为
零,其平均速度一定为零.在一段时间内,他们的大小关系
为:平均速度大小≤平均速率.
2.速率与平均速率
(1)速率为瞬时速度的大小,是瞬时速率的简称,而平均速率为路程与时间的比值,不是速率的平均值.两者均是标量,前者是状态量,后者是过程量.
(2)速率与平均速率没有确定的必然关系,某一运动过程中,速率可能大于平均速率,也有可能小于或者等于平均速率.
(1)瞬时速率是瞬时速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小.
(2)在匀速直线运动过程中,速率、平均速率、平均速度的大小均相等.
【典例2】一物体以v1=4 m/s的速度向东运动了5秒后到达A点,在A点停了5秒后又以v2=6 m/s的速度沿原路返回,运动了5秒后到达B点,求物体在全程的平均速度和平均速率.
【解题指导】平均速度和平均速率是两个不同的概念,平均速率不是平均速度的大小,它们的大小应用其定义式来求解.
【标准解答】物体全程的位移大小
s=v2t2-v1t1=6×5 m-4×5 m=10 m,
全程用时t=5 s+5 s+5 s=15 s,
故平均速度大小
方向水平向西.
物体全程的路程
s′=v2t2+v1t1=6×5 m+4×5 m=50 m,
故平均速率 .
【互动探究】试求例题中:(1)前5秒的平均速度和平均速率.
(2)物体在3秒、8秒和12秒时的速率.
【解析】(1)前5秒物体以v1=4 m/s的速度向东匀速运动,此段时间内平均速度等于运动速度4 m/s,方向水平向东,平均速率和速率均为4 m/s.
(2)物体在3秒时的速率为4 m/s ,8秒时物体静止,12秒时的速率为6 m/s.
答案:(1)4 m/s 方向水平向东 4 m/s
(2)4 m/s 0 6 m/s
【变式备选】下列各物理量均属于矢量的是( )
A.速度、速率 B.平均速度、平均速率
C.平均速度、瞬时速度 D.平均速率、瞬时速率
【解析】选C.速度、平均速度、瞬时速度既有大小又有方向,是矢量,速率、平均速率、瞬时速率只有大小没有方向,是标量,故C正确.
【典例】汽车沿直线从甲地开往乙地.
(1)若在前一半路程的平均速度为v1,后一半路程的平均速度为v2,则汽车全程的平均速度 为多少?
(2)若汽车在全程所用时间的前一半时间的平均速度为v1,后一半时间的平均速度为v2,则全程的平均速度 为多少?
(3)若v1≠v2,两种情况下的平均速度哪个大?
【解题指导】
【标准解答】(1)设甲、乙两地的距离为s,前一半路程所
用时间为t1,后一半路程所用时间为t2,根据平均速度的定
义式: ,则有 ,又: , ,解得:
.
(2)设全程所用时间为t,前一半时间的位移为 ,
后一半时间的位移为 ,由平均速度的定义式得:
.
(3)两平均速度求差有: = ≥0,
由于v1≠v2,所以有 ,即后一种情况的平均速度较大.
答案:(1) (2)
(3)后一种情况平均速度较大
不能正确理解平均速度造成错误
短跑运动员在100 m比赛中,以8 m/s的速度迅速从起点冲出,到50 m处的速度是9 m/s,10 s末到达终点的速度是10.2 m/s,则运动员在全程中的平均速度是
A.9 m/s B.10.2 m/s
C.10 m/s D.9.1 m/s
【正确解答】由平均速度的定义式得
故C正确.
正确答案:C
【易错分析】
1. 关于速度,下面的说法正确的是( )
A.通过路程长的物体速度大
B.通过相同的路程,所用时间少的物体速度大
C.单位时间内通过路程长的物体速度大
D.运动快的物体速度大
【解析】选D.速度为位移与发生这段位移所用时间的比值,某段时间内的速度大小与路程无关,A、B、C错.速度是表示物体运动快慢的物理量,D对.
2.一汽车在平直的公路上先以72 km/h的速度行驶20 km,又以108 km/h的速度行驶10 km,则汽车在这30 km的全程中的平均速度为( )
A.20 m/s B.22.5 m/s C.25 m/s D.81 m/s
【解析】选B.汽车前20 km用时 ,后
10 km用时 ,故总用时 ,
全程中的平均速度 ,B选项正确.
3.(双选)有关瞬时速度、平均速度,下列说法中正确的是( )
A.瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度
B.平均速度等于某段时间内物体运动的位移与所用时间的比值
C.做变速运动的物体,平均速度就是速度的平均值
D.做变速运动的物体,平均速度是物体通过的路程与所用时间的比值
【解析】选A、B.根据定义可知,瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度,平均速度是物体在某段时间内的位移与所用时间的比值,不一定等于速度的平均值,由此可知,A、B正确,C、D错.
4.(2011·肇庆高一检测)关于平均速度、瞬时速度叙述正确的是( )
A.匀速直线运动位移与时间的比值,既是平均速度又是瞬时速度
B.路程与时间的比值等于平均速度
C.对于变速运动不同时间段内平均速度一定不相等
D.平均速度和瞬时速度都能精确地描述变速运动
【解析】选A.匀速直线运动的瞬时速度不变,所以其平均速度等于瞬时速度,A正确.平均速度等于位移与时间的比值,B错.对变速运动不同时间段内平均速度也可能相等,C错.平均速度只能粗略地描述变速运动,而瞬时速度能精确地描述变速运动,D错.
5.一汽艇在相距2 km的甲乙两码头之间往返航行,逆水时
用1.5 h,顺水时用1 h,则往返一次的平均速度和平均速
率各多大?
【解析】由于汽艇往返了一个来回,总位移为零,故其平
均速度为零.汽艇的平均速率 =1.6 km/h.
答案:0 1.6 km/h
一、选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分,每小题至少一个选项正确)
1.(2011·哈尔滨高一检测)我国运动员刘翔在广州亚运会上以13秒09的成绩夺得男子110米跨栏项目的金牌,再次向世人证明了他是亚洲第一飞人.刘翔之所以能够取得冠军,取决于他在110米跨栏比赛中( )
A.某时刻的瞬时速度大
B.撞线时的瞬时速度大
C.平均速度大
D.任何时刻的速度都大
【解析】选C.刘翔在110米栏比赛中取得冠军,说明他跑完
110米的位移用时最短,由速度公式 知他的平均速度
最大,但并不表明他在某时刻的速度一定就大,C正确,A、B、D错误.
2.(2011·佛山高一检测)试判断下列几个速度中哪个不是瞬时速度( )
A.子弹出枪口的速度是800 m/s
B.小球第3 s末的速度是6 m/s
C.汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/h
D.汽车通过站牌时的速度是7.2 km/h
【解析】选C.瞬时速度对应于某时刻或某位置,平均速度对应于一段时间或位移,故A、B、D中指的是瞬时速度,C中指的是平均速度,故选C.
3.(双选)一个做直线运动的物体,某时刻速度是
10 m/s,那么这个物体( )
A.在这一时刻之前0.1 s内位移一定是1 m
B.从这一时刻之后1 s内位移一定是10 m
C.从这一时刻起10 s内位移可能是50 m
D.如果从这一时刻起开始以该速度匀速运动,那么它继续通过1 000 m路程所需时间一定是100 s
【解析】选C、D.某时刻速度是10 m/s指的是该时刻的瞬时速度,不能说明物体从此时起以后运动的快慢情况,以后做匀速直线运动,或非匀速直线运动均有可能,所以选项A、B均错.如果从某时刻(速度为10 m/s)起质点做变速直线运动,从这一时刻起以后的10 s内位移可能为50 m,所以选项C正确.如果从这一时刻起物体做匀速直线运动,那么经过1 000 m路程所需时间t=100 s.正确选项是C、D.
4.某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,则此人往返一次的平均速度大小是
( )
A.10 m/s B.5 m/s C.4.8 m/s D.0
【解析】选D.此人沿斜坡往返一次的位移为0,由平均速度
的定义式 可知此人往返一次的平均速度大小是0,故D
正确.
【方法技巧】 平均速率与平均速度的区别
平均速率是单位时间内通过的路程,表达式:平均速率=路程/时间,是标量;平均速度是单位时间内通过的位移,表达式:平均速度=位移/时间,是矢量,除了大小还有方向.
例如:你早上上学去学校,途中绕道去了个小吃店吃早饭,也就是说你先从A点到B点再到了C点,那么你的平均速率就是你一共走过的路线长度除以你用的时间;但平均速度大小则是你家到学校直线距离除以你所用的时间,方向为从你家指向学校的方向.
特别注意的是,速率是瞬时速度的大小,但平均速率不一定等于平均速度的大小.
5.三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,下列说法正确的是( )
A.三个质点从N到M的平均速度相同
B.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同
C.到达M点的瞬时速度的值一定是A的大
D.三个质点到M时的瞬时速度的值相同
【解析】选A.三个质点运动的初、末位置相同,故位移相同,又时间一样,故平均速度相同.B质点沿NM直线运动但有可能往返,故不能断定平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同,B不对,C项无法判定.到达M时,三者瞬时速度大小无法确定,D错误.
二、非选择题(本题共3小题,共25分)
6.(新题快递)(8分)一同学在遥控一玩具小汽车,他
让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动,开始时在某一
标记点东2 m处,第1 s末到达该标记点西3 m处,第2 s 末
又处在该标记点西1 m处.请你分别求出第1 s内和第2 s内
小车位移的大小和方向.
【解析】根据题意可建立一维直线坐标系,以题中所述标
记点为参考坐标原点,向西方向为x轴正方向.则质点的初
始位置坐标为x0=-2 m,第1 s末的位置坐标为x1=3 m,
第2 s末的位置坐标为x2=1 m.这样可以根据位置坐标的
变化量表示一段时间内的位移.小车在第1 s内的位移
Δs1=x1-x0=3 m-(-2 m)=5 m,位移方向向西,在第
2 s内的位移Δ s2=x2- x1=1 m -3 m=-2 m,负号表示位
移方向向东,如图所示.
答案:小车在第1 s内的位移为5 m,方向向西 第2 s内的位移为-2 m,方向向东
7.(8分)一物体沿直线运动,先以3 m/s的速度运动
60 m,又以2 m/s的速度继续向前运动60 m,物体在整个运
动过程中平均速度是多少?
【解析】根据平均速度的定义式 ,s为总位移,t为总时
间,等于前一段位移与后一段位移所用时间之和.
全过程的位移s=120 m
物体在前一段位移用的时间为
后一段位移用的时间为
整个过程所用的总时间为t=t1+t2=50 s
整个过程的平均速度
答案:2.4 m/s
8.(9分)(2011·合肥高一检测)一架飞机水平匀速地在某同学头顶上飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来的时候,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍?
【解析】飞机在空中水平匀速运动,速度为v飞,声音从头顶向下匀速传播,速度为v声,在发动机声从人头顶向下传播的时间t内,飞机向前飞行一段距离后在与地面成60°角的位置.
设飞机距地面的高度为h,则有h=v声t;当人听到发动机声音
时,飞机到达图示位置,飞机向前飞行了 s=v飞t,由几何
知识可知 =cot 60°,将s、h代入得v飞= v声,即飞机
速度约为声速的0.58倍.
答案:0.58倍(共79张PPT)
关于时间的测量,生活中一般用各种钟表来计时,在运动场上常用秒表计时.在实验室里通常用秒表或打点计时器进行计时.
【典例1】(2011·和平区高一检测)关于时刻和时间,下列说法正确的是
A.作息时间表上的数字均表示时间
B.1 min只能分成60个时刻
C.手表上指针指示的是时间
D.“宁停三分,不抢一秒”指的是时间
【解题指导】时间对应着某个事件所经历的某个过程或位置变化,时刻对应的是运动中的某个状态或位置.
【标准解答】选D. 作息时间表上的数字表示的是起床、就餐、上下课的时刻,A错.1 min能分成无数多个时刻,B错.手表上指针指示的是时刻,C错.“宁停三分,不抢一秒”指的是时间,D对.
【规律方法】怎么区分时间与时刻
首先,应明确时刻对应的是某个事件或运动的状态、位置,而时间对应的是事件或运动的过程或是位置变化.其次,应掌握一些表示时刻与时间的关键词:如数值后跟“初”、“末”、“时”应是时刻.如数值后跟“内”、“中”一般为时间.
【变式训练】(2011·蚌埠高一检测)下列说法正确的是
( )
A.时刻表示时间较短,时间表示时间较长
B.作息时间表上的数字表示时间
C.第n s内就是(n-1) s末到n s末这一秒时间(n为任意正整数)
D.时刻就是一段极短的时间
【解析】选C.时刻表示一时间点,时间即时间间隔,表示一时间段,再短的时间也为时间间隔,不表示时刻,A、D错;作息时间表上的数字指的是时刻,B错;第n s内就是(n-1)s末到n s末一秒的时间,如第3秒指2秒末到3秒末这1秒钟,C对.
(1)如果某段时间内某物体通过的路程为零,则这段时间内物体静止;但如果位移为零,则在这段时间内物体不一定静止.
(2)位移可用“+”、“-”表示,但位移的正、负不表示大小,仅表示方向.
【典例2】如图所示,某人沿半径R=
50 m 的圆形跑道跑步,从A点出发逆
时针跑过3/4圆周到达B点,试求由A
到B的过程中,此人跑步的路程和位
移.
【解题指导】路程是运动轨迹的长度,位移为从起点A到终点B的有向线段,线段的长度为位移大小,方向由起点指向终点.
【标准解答】此人运动的路程等于ACB所对应的弧长,
L= ×2πR= ×2×3.14×50 m=235.5 m
此人从A点运动到B点的位移大小等于由A指向B的有向线段
的长度,即s= =1.414×50 m=70.7 m,位移的方向由
A→B,与半径AO的夹角为45°.
【规律方法】位移与路程的关系
位移与路程永远不可能相同.因为位移是矢量,既有大小又有方向;而路程是标量,它只有大小没有方向.两者的运算法则有很大不同.位移大小与路程可能相等.一般情况下,位移大小都要小于路程,只有当物体做单向直线运动时,位移大小与路程相等.
【变式训练】(2011·深圳高一检测)如图所示,物体沿两个半径为R的圆弧由A到C(如实线所示),则它的位移和路程分别为( )
A. ,A指向C;
B. ,A指向C;
C. ,A指向C;
D. ,C指向A;
【解析】选C.物体的位移大小为A、C间的距离,即s=
,位移方向由A指向C;物体的路程,
s路= ,故C正确,A、B、D错误.
【变式备选】下列关于位移和路程的说法中,正确的是( )
A.位移大小和路程不一定相等,所以位移不等于路程
B.位移的大小等于路程,方向由起点指向终点
C.位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短
D.位移描述直线运动,路程描述曲线运动
【解析】选C.选项A表述的因果关系没有意义,故A错.位移可以用从初位置指向末位置的有向线段来表示,但位移的大小并不等于路程,往往是位移的大小小于或等于路程,故选项B错.位移和路程是两个不同的物理量,位移描述物体位置的变化,路程描述物体运动路径的长短,所以选项C正确.无论是位移还是路程都既可以描述直线运动,也可以描述曲线运动,故选项D错误.
1.器材:附有滑轮的长木板,打点计时器,细绳,小车,钩码,电源,纸带,刻度尺.
2.步骤
(1)组装实验装置
①把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过两个限位孔,压在复写纸的下面,把纸带连在小车的后面.
②把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6 V的低压交流电源的接线柱相连接.
(2)实验获得数据
①先打开电源开关,再放开小车,小车拉动纸带,纸带上就打上一系列小点,随后关闭电源.
②换上纸带重复上面的实验,打出研究同一运动的三条纸带.
③改变木板的倾角再研究不同的运动,重复上面的实验,获得纸带.
(3)数据处理
①取下纸带,从能看得清的某个点开始,在纸带上找出连续的6个点,分别标上记号A、B、C、D、E、F.用刻度尺测出两个相邻点间的距离s1、s2、s3、s4、s5,把数据填入表中.
②根据这些数据,判断小车的运动情况.
3.注意事项
(1)打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一点.
(2)释放物体前,应使物体停在靠近打点计时器的位置.先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带.
(3)使用电火花打点计时器时,应注意把两条纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两纸带之间;使用电磁打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面.
【典例3】当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点痕,下列说法错误的是
A.点痕记录了物体运动的时间
B.点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移
C.点在纸带上的分布情况反映了物体的形状
D.点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
【解题指导】解答本题时应把握以下两点:
(1)根据纸带上的点数N确定物体的运动时间t=(N-1)T,N个点对应(N-1)个时间间隔.
(2)根据相等时间内距离的变化,判断物体的运动.
【标准解答】选C.相邻点迹之间时间间隔为0.02 s,确定了点数就能确定时间.打出的点可以代替物体的位置,由位置变化可以确定位移,进而可以确定物体运动情况,但无法确定物体形状.
【规律方法】由纸带上获取的信息
(1)物体运动的时间:纸带上N个点之间的时间为(N-1)×0.02 s.(2)物体某段时间内的位移:纸带上某两个点之间的距离等于物体的位移大小.(3)物体的运动性质:纸带上打出的点若是均匀分布的,则表明物体做匀速直线运动,不均匀则反映物体做变速直线运动.
【变式训练】(双选)通过打点计时器得到的一条纸带上的点不均匀,下列判断正确的是( )
A.点密集的地方物体运动的速度比较大
B.点密集的地方物体运动的速度比较小
C.点不均匀说明物体在相等时间内发生的位移不相等
D.点不均匀说明打点计时器有故障
【解析】选B、C.纸带上每相邻两个的点之间的时间都相等,所以点密集的地方,说明相同长度的纸带通过打点计时器的时间长,所以物体运动的速度比较小,故A错、B对.点不均匀是由于物体在相等的时间内发生的位移不相等,故C对、D错.
关于矢量和标量的理解
1.矢量的表示
(1)矢量的图示:用带箭头的线段表示,线段的长短表示矢量的大小,箭头的指向表示矢量的方向.
(2)在同一直线上的矢量,可先建立直线坐标系,可以在数值前面加上正负号表示矢量的方向,正号表示与坐标系规定的正方向相同,负号则相反.
2.大小的比较
标量大小的比较只看其自身数值大小,而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小,绝对值大的矢量就大.
如两位移s1=2 m,s2=-3 m,则两位移的大小关系为s1<s2,而对温度t1=2 ℃和t2=-3 ℃,则温度t1高于温度t2.
3.运算方法
标量的运算法则为算术法,矢量的运算法则为平行四边形法则.(第三章学习)
【典例】(双选)下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中,正确的是
A.两运动物体的位移大小均为30 m,这两个位移不一定相同
B.做直线运动的两物体的位移s甲=3 m,s乙=-5 m,则s甲>
s乙
C.温度计读数有正有负,其正负号表示温度方向
D.温度计读数的正负号表示温度高低,不能说表示方向
【解题指导】求解该题应注意以下两点:
(1)矢量既有大小,又有方向.其方向一般用正、负表示;
(2)标量只有大小没有方向.
【标准解答】选A、D. 两物体的位移大小虽然均为30 m,但由于不知其方向关系,两个位移不一定相同,A对.物体位移大小应比较其绝对值,B错.温度无方向,其正负表示温度的高低,不能说表示方向,C错,D对.
对位移和路程的关系认识不清
下列关于位移和路程的说法正确的是( )
A.位移是矢量,方向与运动方向相同
B.路程是标量,等于位移的大小
C.路程越大,位移越大
D.位移大,路程不一定大
【正确解答】位移是矢量,方向由初位置指向末位置,路程是标量,等于轨迹的长度,所以A、B错误.路程大,物体空间位置的变化不一定大,即位移不一定大,同理,位移大,说明物体空间位置变化大,但路径的长度不一定大,即路程不一定大,所以C错误,D正确.
正确答案:D
【易错分析】
1.(2011·哈尔滨高一检测)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上无需测量直接得到的物理量是( )
A.时间间隔 B.位移
C.平均速度 D.瞬时速度
【解析】选A.时间间隔可以通过数纸带上所打点的个数得出,故A正确.位移需通过测量纸带上所打点间的距离得出,故B错误.而平均速度和瞬时速度都是依据实验测量数据通过计算得出的,C、D错误.
2.(双选)关于质点的位移和路程的下列说法中正确的是
( )
A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向
B.路程是标量,即位移的大小
C.质点沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小
D.物体通过的路程不等,位移可能相同
【解析】选C、D.位移的方向是从起点指向终点,不一定与运动方向相同,A错.路程是标量,一般比位移的大小要大,B错.只有质点沿直线向某一方向运动时,通过的路程才等于位移的大小,C对.物体从某地到达另一地,可以沿不同路径到达,即经过的路程不同,但发生的位移相同,D对.
3.(2011·郑州高一检测)如图所示,一物体沿3条不同的路径由A运动到B,则沿哪条路径运动时的位移较大( )
A.沿Ⅰ较大 B.沿Ⅱ较大
C.沿Ⅲ较大 D.一样大
【解析】选D.位移是指从初位置指向末位置的有向线段,与运动路径无关,物体沿3条不同的路径由A运动到B,初、末位置相同,位移相同,故D正确.
4.(2011·佛山高一检测)下列描述中,所指的是时刻的是( )
A.学校每天上午8点整开始上课
B.学校每节课40 min
C.数学测验的时间是100 min
D.第5秒内
【解析】选A.上午8点整是每天上第一节课这一事件的开始时刻,A对;40 min、100 min是事件经过的两段时间,B、C错;第5秒内指第4秒末到第5秒末一秒的时间段,D错.
5.气球升到离地面80 m高时,从气球上掉下一物体,物体又上升了10 m后才开始下落,规定向上方向为正方向.讨论并回答下列问题,体会位移的正负表示方向.
(1)物体从离开气球到落到地面的路程是多少米?
(2)物体从离开气球到落到地面时的位移大小是多少米?方向如何?
【解析】(1)物体在整个运动过程中的路程s=10 m+90 m
=100 m
(2)物体从离开气球到落到地面时的位移s1=-80 m,方向竖直向下.
答案:(1)100 m (2)80 m 方向竖直向下
一、选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分,每小题至少一个选项正确)
1.下列计时数据中指时刻的是( )
A.国家规定各类学校上一节课的标准时间为45分钟
B.广州亚运会闭幕式于2010年11月27日晚20时正式开始
C.人造卫星绕地球一圈的时间为110 min
D.由青岛开往通化的1406次列车在德州站停车2 min
【解析】选B.由于时刻是一瞬间,没有长短,时间是一个过程,有一定的长短,题中的45分钟、110 min、2 min都是某段时间;时刻是一瞬间,2010年11月27日晚20时是广州亚运会闭幕式这个事件开始的时刻,故B正确.
2.(双选)使用打点计时器时应注意( )
A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面
B.使用打点计时器时应先拉动纸带运动,再接通电源打点
C.使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向与限位孔平行
D.打点计时器只能连续工作很短时间,打点之后要立即关闭电源
【解析】选C、D.电磁打点计时器使用复写纸,电火花计时器不使用,故A错;实验时应当先接通电源,再拉动纸带,故B错;为减小摩擦,拉动纸带的方向应当与限位孔平行,故C正确;打点计时器不能长时间连续工作,故D正确.
3.(2011·周口高一检测)一小球在周长为2 m的圆形轨道上运动,从某点开始绕行一周又回到该点,则小球的
( )
A.位移大小是0,路程是2 m
B.位移大小和路程都是2 m
C.位移大小是2 m,路程是0
D.位移大小和路程都是0
【解析】选A.小球绕行一周后又回到出发点,位移为0,路程为圆的周长,即路程为2 m,A正确.
4.某人从一点出发向西运动了60 m,接着又向南运动了
80 m,则在整个运动过程中,该人运动的( )
A.路程为100 m
B.位移大小为100 m
C.位移大小为140 m
D.位移方向向南
【解析】选B.此人的路程为60 m+80 m=140 m,位移大小为
,方向为西偏南53°,故B对,A、C、D
错.
5.(双选)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Δs表示物体的位移.如图所示,一个物体从A运动到C,它的位移Δs1=-4 m-5 m=-9 m;从C运动到B,它的位移为Δs2=1 m-(-4 m)=5 m.下列说法中正确的是( )
A.C到B的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数
B.A到C的位移大于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,所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体由A到B的位移Δs=Δs1+Δs2
【解析】选B、D.位移是矢量,“+”、“-”表示位移的方向,而不表示位移的大小,A到C的位移大于C到B的位移,A、C错误,B正确;A到B的位移Δs=1 m-5 m=-4 m,即Δs=Δs1+Δs2,故D正确.
二、非选择题(本题包括3小题,共25分)
6.(7分)(2011·广州高一检测)第十六届亚运会于2010年11月12日20时在广州开幕,共有45个国家和地区的
12 000多名运动员参加比赛,经过15天的激烈角逐,共决出42个竞赛项目的金牌.以上数据涉及时刻和时间的各有哪些?
【解析】2010年11月12日20时是广州亚运会开幕的时刻, 15天为广州亚运会从开幕到结束经过的时间.
答案:2010年11月12日20时为时刻,15天为时间
7.(9分)(2011·济宁高一检测)在图中的时间轴上标出第2 s末、第 5 s 末、第2 s、第4 s,并说明它们表示的是时间还是时刻.
【解析】第2 s末和第5 s末在时间轴上为一点,表示时刻.第2 s在时间轴上为一段线段,是指第1 s末到第2 s 末之间的一段时间,即第二个1 s,表示时间.第4 s在时间轴上也为一段线段,是指第3 s末到第4 s末之间的一段时间,即第四个1 s,也表示时间.
答案:
说明见解析
8.(9分)如图所示,一辆汽车在马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20 m处,过了2秒钟,汽车正好到达十字路口的中心,再过3秒钟,汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处,如果把这条马路抽象为一条坐标轴s,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为s轴的正方向,试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入表中,并说出前2秒内、后3秒内汽车的位移分别为多少?这5秒内的位移又是多少?
【解析】马路演化为坐标轴,因为向右为s轴的正方向, 所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,右侧的点的坐标为正值,即:
s1=-20 m,s2=0,s3=30 m.
前2秒内的位移Δs1=s2-s1=0-(-20) m=20 m
后3秒内的位移Δs2=s3-s2=30 m-0=30 m.
这5秒内的位移Δs3=s3-s1=30 m-(-20) m=50 m
上述位移Δs1、Δs2和Δs3都是矢量,大小分别为20 m、
30 m和50 m,方向都向右,即沿s轴正方向.
答案:见解析
【方法技巧】位移与路程的确定
1.对于物体的位移,首先要明确研究物体的初、末位置,不必考虑中间过程,其大小为初、末位置间线段的长度,方向为由初位置指向末位置,注意求位移时,必须指明大小和方向.
2.对于物体的路程,应注意物体运动的每一个细节,它等于所经过的路径的总长度.
3.只要初、末位置确定,位移也就一定,而路程可以有无数个数值,二者的大小关系是:路程不会小于位移的大小,只有单向直线运动中路程与位移的大小才相等.(共66张PPT)
一、正确理解参考系
1.参考系的选取原则
研究物体的运动时,参考系的选取是任意的,但选择不同的参考系描述同一个物体的运动,繁简程度不一样,因此,一般根据研究问题的方便选取.
研究地面上物体的运动时,常选地面或相对于地面静止不动的物体为参考系;研究人造地球卫星、月球的运动时,通常选地球为参考系;研究地球、行星的运动时通常选太阳为参考系.
2.参考系的四性
在研究物体的运动时,某物体一旦被选定为参考系,就视其为静止.
【典例1】平直公路上一汽车甲中的乘客看见窗外树木向东移动,恰好此时看见另一汽车乙从旁边匀速向西行驶,此时站在公路两边的人观察的结果是
A.两车均向西运动,乙车速度大于甲车
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.甲车向东运动,乙车向西运动
【解题指导】解答本题突破点在于完成参考系的转换,具体思路如下:
【标准解答】选A.汽车甲中的乘客看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的甲车为参考系,甲车中的乘客看见窗外树木向东移动,说明甲相对于树木一定向西运动;同理,看见另一汽车乙从旁边匀速向西行驶,说明乙车相对树木也是向西运动,且运动得比甲车快,故选A.
【规律方法】物体运动情况的判断方法
描述物体的运动,必须选择参考系.其一般方法为:
(1)确定研究对象.(2)根据题意确定合适的参考系.
(3)分析被研究物体相对于所选参考系的位置变化情况.
【变式训练】(2011·佛山高一检测)某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩.两辆汽车在平直公路上运动,甲车内一同学看见乙车没有运动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动.如果以地面为参考系,那么,上述观察说明( )
A.甲车不动,乙车向东运动
B.乙车不动,甲车向东运动
C.甲车向西运动,乙车向东运动
D.甲、乙两车以相同的速度都向东运动
【解析】选D.乙车内的同学看到树木向西移动,表明乙车向东运动.甲车内的同学看到乙车没有动,表明甲、乙两车的运动情况相同,则甲、乙两车以相同的速度向东运动,D正确,A、B、C错误.
二、质点与物理模型的理解
1.质点的理解
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是具有质量,没有大小、体积、形状,它与几何中的“点”有本质区别.
(2)质点是一种“理想化模型”.
(3)可将物体看成质点的几种情况:
2.物理模型的理解
(1)物理模型是在物理研究中,突出问题的主要方面,忽略次要因素而建立的.是经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一.
(2)物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在.
(1)并不是只有很小的物体才能被看成质点,也不是很大的物体就一定不能被看成质点,关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动时是否为次要因素.
(2)对于同一物体,能否将其看成质点要视研究的问题而定.
【典例2】(2011·南昌高一检测)下列关于质点的说法中正确的是
A.质点就是体积很小的物体
B.只有做直线运动的物体才能看成质点
C.转动着的物体不可以看成质点
D.任何物体在一定的条件下都可以看成质点
【解题指导】物体的大小和形状对所研究的问题无影响或影响可以忽略时,物体可以被看成质点.
【标准解答】选D.质点指没有形状和大小,而具有物体全部质量的点.一个物体能否可以看做质点不是以其大小而论,而是看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响,如果无影响或影响不大,该物体可以视为质点,否则不能视为质点,任何物体在一定的条件下都可以看成质点,A、B、C错误,D正确.
【规律方法】一个物体是否可以看做质点的判断方法
1.看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响,如果无影响或影响不大,该物体可以视为质点,否则不能视为质点.2.一般情况下,平动的物体可以看做质点,转动的物体不能看做质点.3.当物体的大小远小于所研究的范围时,该物体可以看做质点.
【变式训练】下列情形中的物体,可以看做质点的是
( )
A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中
B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上
C.花样滑冰运动员在比赛中
D.奥运冠军邢慧娜在万米长跑中
【解析】选D.跳水、花样滑冰比赛中,我们主要观看运动员的肢体动作,这类运动中运动员不能被看做质点,A、C错.万米长跑中,我们主要考虑运动员从起点到终点跑完全程所用的时间,考虑不同时刻运动员所在的位置,此时可以把运动员看做质点,D对.抛硬币猜它落地时朝上的是正面还是反面,需要区分它的正反面,即要考虑它的形状,故不能把它看做质点,B错.
【变式备选】下列有关质点的说法中,正确的是
( )
A.研究哈雷彗星公转时,哈雷彗星不可看做质点
B.花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,此时该运动员可看做质点
C.用GPS定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考队员位置时,该队员可看做质点
D.因为子弹的质量、体积都很小,所以在研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时,可以把子弹看做质点
【解析】选C.物体能否看做质点的关键是物体的大小和形状在研究物体的运动时是否为次要因素.哈雷彗星公转时,与哈雷彗星形状大小无关,可看做质点,A错.舞蹈与整个身体的协调有关,故B错.研究子弹穿过薄纸的时间,子弹长度不能忽略,故不能看成质点,D错.GPS确定队员位置时与队员大小无关,故可把队员看成质点,C正确.
运动的绝对性与相对性
研究宇宙中任何一个物体的机械运动时,我们总能找到一个参考系,能够使我们所描述的物体是运动的,也就是说,只要选择合适的参考系,一切物体都是运动的,这就是机械运动的绝对性.机械运动的绝对性区别于哲学意义上运动的绝对性,后者的运动是物质存在的形式,它不仅包括位置的变化,还包括物质发展的一切变化.
在物理学中,描述每个具体物体的机械运动情况时,首先都要选定一个参考系.描述同一个物体的运动,会因为所选择的参考系不同,而得出不同的结论,所以就有相对运动或相对静止,运动的这种特性叫运动的相对性.
【典例】观察图中的烟和小旗,
关于甲、乙两车相对于房子的
运动情况,下列说法正确的是
A.甲、乙两车一定向左运动
B.甲、乙两车一定向右运动
C.甲车可能运动,乙车向右运动
D.甲车可能静止,乙车向左运动
【解题指导】解答本题可按以下思路进行:
(1)从烟囱冒出的烟的偏向判断风向.
(2)从小旗的飘动方向判断小车相对于风的运动方向.
(3)判断小车相对地面的运动方向.
【标准解答】选D.图中房子相对于地面是静止的,由烟囱冒出的烟向左飘,可知此时风向向左(相对于地面而言).甲车上的小旗向左飘,则有三种可能的情况:一是甲车不动,风把小旗向左吹;二是甲车向右运动,风相对甲车向左,风把小旗向左吹;三是甲车向左运动但速度小于风速,因此风仍能把小旗向左吹.对于乙车,则只有乙车向左运动并且速度大于风速时,风才能把小旗向右吹.故只有选项D正确.
对质点概念理解不够导致错误
(双选)质点是研究物体运动时的一种理想模型,关于质点的下列说法中正确的是( )
A.质点就是物体的中心
B.质点是实际存在的有质量的点
C.它涉及的研究方法是科学抽象法
D.任何物体在一定条件下都可以看成质点
【正确解答】质点是具有物体全部质量的理想化的点,现实不存在,是一种忽略次要因素,突出主要因素的科学抽象方法,任何物体只要其形状和大小对所研究的问题无影响时,都可以看成质点,所以A、B错,C、D正确.
正确答案:C、D
【错误分析】
1.以下情况中,能够将地球视为质点的是( )
A.研究物体在地球上的运动时
B.研究地球绕太阳公转的周期时
C.研究地球绕地轴的自转时
D.研究一年中地球不同地区季节的变化、昼夜的长短时
【解析】选B.研究物体在地球上的运动时,将地球视为一个较大的物体,不能将地球看做质点,A错;研究地球绕太阳公转时,不考虑地球的大小及形状,可以把地球看做质点,B对;研究地球的自转,需考虑地轴及地球的大小,此时不能把地球看做质点,C错;地球上不同位置的昼夜长短不同,同一时刻处于不同的季节,研究这些问题时不能把地球看做质点,D错.
2.关于质点,以下说法正确的是( )
A.物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小,可以忽略不计时,我们就可以把物体看成质点
B.只有物体运动得不是很快时,才可以把物体看成质点
C.只有体积很小或质量很小的物体才可以看成质点
D.质点是没有质量、形状和大小的点
【解析】选A.一个物体能否被看成质点与物体的运动无关,也不能由其大小决定,应视其大小和形状对所研究的问题是否有影响而定,A正确,B、C均错,质点有质量,没有大小和形状,故D错.
3.(2011·成都高一检测)(双选)我们描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系.下列说法中正确的是
( )
A.我们说“日落西山”,是以山为参考系的
B.我们说“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的
C.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,乘客是以他自己为参考系的
D.参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体
【解析】选A、C.“日落西山”指太阳在西方相对大山落下,是以山为参考系,A对.“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系,B错.树木、电线杆迎面向乘客运动是以自己为参考系看到的现象,C对.参考系的选取是任意的,无论物体运动与否,一旦将它选为参考系就认为它是静止的,D错.
4.为了实现全球快速、便捷的通信,人类发射了地球同步通信卫星,同步通信卫星位于距地面大约36 000 km的高空,可以认为( )
A.以地面为参考系同步卫星静止
B.以太阳为参考系同步卫星静止
C.同步卫星在高空静止不动
D.同步卫星相对地面上静止的物体是运动的
【解析】选A.地球同步卫星是相对地面静止的.若以地面为参考系,卫星是静止的,若以太阳为参考系,地球同步卫星则是运动的,故A正确,B、D错误.C选项没有选定参考系,不能研究其运动情况,C错误.
一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分,每小题至少一个选项正确)
1.下列关于质点的说法中,正确的是( )
A.地球很大,一定不能看做质点
B.原子核很小,一定能看做质点
C.同一物体在不同的情况中,有时可看做质点,有时则不可看做质点
D.质点是一种理想化模型,无实际意义
【解析】选C.一个物体能否看做质点不是以其大小而论,而是看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响,如果无影响或影响不大,该物体可以视为质点,否则不能视为质点,A、B错,C对.质点作为一种理想化模型,对物理研究非常有意义,D错.
2.关于机械运动和参考系,以下说法正确的有( )
A.研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系
B.由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参考系
C.一定要选固定不动的物体为参考系
D.研究地面上物体的运动时,必须选地球为参考系
【解析】选A. 同一个物体的运动选定不同的参考系,其运动形式是不一样的,故研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系,A对,B错.参考系的选取具有任意性,C、D错.
3.(双选)(2011·南昌高一检测)以下说法正确的是
( )
A.“一江春水向东流”的参考系是江岸
B.我们说“太阳从东方升起”是以太阳为参考系
C.研究某学生骑车回校的速度时可以把学生和车看做质点
D.研究某学生骑车姿势进行物理分析时可以把学生和车看做质点
【解析】选A、C.“江水向东流”是选择江岸(或岸上的树木)为参考系,A对.“太阳从东方升起”是以地面为参考系,B错. 研究某学生骑车回校的速度时,他与车的大小及形状可以忽略不计,此时他与车可看做质点,C对.研究某学生的骑车姿势时是观察其肢体动作,此时不能将其看做质点,D错.
4.(2011·郑州高一检测)宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾写下了一首诗,其中两句是“卧看满天云不动,不知云与我俱东”,表达了他对运动相对性的理解,诗中这两句中涉及的参考系分别是( )
A.岸和船 B.船和岸
C.都是岸 D.都是船
【解析】选B.“卧看漫天云不动”的原因是诗人乘坐的小船与云以相同的速度运动,这里的“云不动”是以船为参考系的;“云与我俱东”意思是云和诗人都向东运动,这里是以河岸为参考系的,故B正确.
5.火车停靠在站台上,乘客往往会发现这样的现象:对面的火车缓缓开动了,等到站台出现,才知道对面的火车没有动,而是自己乘坐的火车开动了,则前、后两次乘客选用的参考系是( )
A.站台,对面火车
B.两次都是对面火车
C.两次都是站台
D.自己乘坐的火车,站台
【解析】选D.乘客以自己乘坐的火车为参考系,看到对面的火车开动了.乘客以站台为参考系看到对面的火车没动,而是自己乘坐的火车开动了,故D正确.
6.(2011·佛山高一检测)质点是常见的物理模型,下列说法中正确的是( )
A.体积、质量都极小的物体才能看成质点
B.研究钟表上分针转动时,分针可当做质点
C.研究汽车在平直公路上行驶时,汽车可当做质点
D.研究月球绕地球运动时,月球不可当做质点
【解析】选C.体积、质量小的物体不一定都能看做质点,体积、质量大的物体也不一定不能看做质点,A错;分针转动时,针上各点的运动情况不同,不能将分针看做质点,B错;研究汽车在平直公路上行驶的位移、速度、用时等问题时,汽车的大小、形状可以忽略,此时它可以看做质点,C对;同理,研究月球绕地球运动时,可以将月球看做质点,D错.
7.(双选)甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降.那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况可能是( )
A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v甲
D.以上说法均不对
【解析】选A、B.甲看到楼房匀速上升,说明甲匀速下降,乙看到甲匀速上升,说明乙也匀速下降,且v乙>v甲;丙看到乙匀速下降,说明丙可能在匀速上升或停在空中,也可能在匀速下降,而v丙【方法技巧】根据参考系判断相对运动的方法
描述物体的运动,必须选择参考系.其一般方法为:
(1)确定研究对象;
(2)根据题意确定参考系,并假定参考系是不动的;
(3)分析被研究物体相对于参考系的位置变化情况.
二、非选择题(8分)
8.俄罗斯是撑杆跳高运动员培养的摇
篮,布勃卡和伊辛巴耶娃,分别35次
和24次打破撑杆跳高世界纪录,如图
所示是伊辛巴耶娃越过横杆的瞬间,
撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动
项目,一般来说可以把撑杆跳高运动
分为如下阶段:助跑撑杆起跳、越过横杆.讨论并思考后回答,在下列几种情况下运动员能否被看做质点.从中体会质点模型的建立过程.
(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时,能否将运动员看成质点?
(2)分析运动员的助跑速度时,能否将其看成质点?
(3)测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时,能否将其看成质点?
【解析】(1)纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作,也就是说不能忽略运动员的形状和大小,不能将其看成质点.
(2)分析助跑速度时,可以忽略运动员的姿势及动作,此时姿势和动作对研究速度没有影响,能将其看成质点.
(3)只要看能否越过横杆即可,不必看运动员的姿势及动作,能将其看成质点.
答案:(1)不能 (2)能 (3)能(共19张PPT)
【典例1】(2011·徐州高一检测)某运动物体做直线运动,第1 s内的平均速度是3 m/s,第2 s、第3 s内的平均速度是
6 m/s,第4 s内的平均速度是5 m/s,则4 s内运动物体的平均速度是多少
【解析】物体在第1 s内的位移是
s1=v1t1=3 m/s×1 s=3 m
物体在第2、3秒内的位移是
s2=v2t2=6 m/s×2 s=12 m
物体在第4秒内的位移是
s3=v3t3=5 m/s×1 s=5 m
4 s内运动物体的位移为
s=s1+s2+s3=3 m+12 m+5 m=20 m
4 s内运动物体的平均速度是
答案:5 m/s
二、用位移—时间(s-t)图象判断物体的运动情况
用图象可直观地表达物理量的变化关系,可直接判断物体的运动情况,在物理学中经常用到.位移—时间(s-t)图象表示做直线运动的物体的位移随时间的变化规律,其主要应用有:
1.确定某时刻的位置
根据图象中时刻与位置的对应关系:一一对应即可.如图,t1时刻,甲物体位于s3处,丙物体位于s1处,丁物体位于s2处,t2时刻,甲、乙、丙、丁都位于s2处.
2.判断运动的方向
根据斜率的正负:斜率为正表示沿正方向运动,斜率为负表示沿负方向运动.如图,甲沿负方向运动,乙、丙沿正方向运动.
3.判断速度的大小
根据图象切线斜率绝对值的大小:斜率绝对值越大,速度越大,反之越小.如图,甲的速度大于丙的速度,乙的速度逐渐增大,丁的速度一直为零.
4.判断物体运动的性质是静止、匀速还是变速运动
根据图线的形状:图线为平行于时间轴的直线,说明静止;图线为倾斜的直线,说明做匀速直线运动;图线为曲线,说明做变速直线运动.如图,丁处于静止状态,甲、丙做匀速直线运动,乙做变速直线运动.
5.判断多个运动是否途中相遇
根据图象的交点:两图象的交点表示相遇的时刻和位置.如图,甲、乙、丙和丁在t2时刻相遇在s2处.
6.判断计时零时刻的位置
根据纵轴截距:当t=0时,纵轴的坐标即为出发点的位置.如图,甲的出发点为s4,乙、丙的出发点为位移原点.
7.判断运动到位移原点的时刻
根据横轴截距:横轴截距表示位于位移原点的时刻.如图,甲在t3时刻运动到位移原点.
【典例2】(2011·厦门高一检测)某同学从学校沿直线以一定速率回家去拿一本忘在家中的参考书;他在家中逗留片刻,然后又以一定速率返回学校上课,则在以下s-t图象中能粗略表示他的运动过程的是( )
【解析】选B.该同学的运动过程可分为三个阶段:第一个阶段从学校向家做匀速直线运动,第二个阶段在家静止不动,第三个阶段从家向学校做匀速直线运动.选取出发点为坐标原点,根据匀速直线运动位移—时间图象的特点,第一阶段的图线为过原点的倾斜向上的直线;第二阶段位置不变,图线为与时间轴平行的直线;第三阶段从家匀速回到出发点,图线为倾斜向下的直线,且图线末端落在时间轴上,故C错误.因为时间不会倒流,故A、D错误.因此B是正确的.