教科版高中物理必修第一册 第一章 描述运动的基本概念 单元综合提升 课件(共57张PPT)

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单元综合提升
　　　　
第一章　描述运动的基本概念
概念梳理　构建网络
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考教衔接　明确考向
　　　　(2024·浙江1月选考)“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则
A．选地球为参考系，“天和”是静止的
B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的
C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的
D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的
真题
1
√
以地球为参考系，“天和”核心舱和“神舟十五号”都是运动的，故A、B错误；由于“神舟十五号”和“天和”核心舱成功对接，二者是相对静止的，因此选“天和”核心舱为参考系，“神舟十五号”是静止的，同理选“神舟十五号”为参考系，“天和”核心舱也是静止的，故C正确，D错误。
衔接教材　教材第3页“神舟十一号”飞船与 “天宫二号”空间站对接解释参考系与此高考真题的情境类似。依托航天器对接选择不同的参考系，物体的运动是不同的，考查同物理观念中的运动观念。以科学、技术为背景的情境题，要作为热点重点关注。
针对练．(2024·重庆北碚高一期末)在紧张精彩的足球比赛中，摄影师为使球迷朋友有身临其境的感觉，在摄影时经常要用到“追拍法”。在摄影师眼中清晰的运动员是静止的，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。如图是运动员在将球踢进球门后的奔跑庆祝过程，请问摄影师在拍摄时选择的参考系是
A．守门员
B．运动员
C．球场
D．观众
√
“追拍法”中，运动员和摄像机以相同的速度运动，两者保持相对静止，因此在摄影师眼中清晰的运动员是静止的，故运动员的图片是清晰的，但由于守门员、球场与观众相对于运动员是运动的，所以这些背景相对于摄像机是运动的，所以拍摄的背景是模糊的。故在“追拍法”中摄影师选择的参考系是运动员，B正确。
　　　　(2022·辽宁高考)如图所示，桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了8 m，小车在桥架上单向移动了6 m。该次作业中小车相对地面的位移大小为
A．6 m
B．8 m
C．10 m
D．14 m
真题
2
√
由几何关系知，此次作业中小车相对地面的位移为x＝　　　　＝
　　　 m＝10 m。
衔接教材　教材第9页求蚂蚁从A点运动到B点的位移与此类似，均为二维坐标系中的位移。以科学、技术为背景的情境题，要作为热点重点关注。
针对练．(2024·北京西城区期末)小芳从O点出发，运动了2 min。第1 min末，她位于O点正东50 m的甲处；第2 min末，她位于O点正北100 m的乙处。则下图中能正确表示小芳在第2 min内位移的是
√
第2 min内指的是1～2 min，由题知第1 min末小芳在甲处、第2 min末小芳在乙处，则小芳在第2 min内位移由甲指向乙，故选C。
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易错辨析　强化落实
1．(不理解位移的矢量性)如图所示，A、B、C、D四点为以O点为圆心的圆的四等分点，甲沿顺时针方向从A运动到B，乙沿顺时针方向从B运动到A，则下列说法正确的是
A．甲、乙两人运动的路程不同，位移相同
B．甲、乙两人运动的路程不同，位移不同
C．甲、乙两人运动的路程和位移均相同
D．甲、乙两人运动的位移不同，路程相同
√
易错分析　位移为矢量，位移的方向由物体初位置指向末位置，只有位移大小相等、方向相同，才可以说物体的位移相同，本题易忽略位移的矢量性而错选A。
设圆的半径为R，甲的路程为弧AB的长度，s甲＝　　　　　　，乙的路程为弧BCA的长度，s乙＝　　　　　　 ，所以路程s甲≠s乙；甲的位移
为x甲＝　 R，方向由A指向B，乙的位移为x乙＝
　 R，方向由B指向A，甲、乙的位移大小相同，但方向不同，选项B正确。
2．(不能正确区分瞬时速度和平均速度的概念)(2024·山东淄博一中期末)如图所示，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300 s，赛车上的里程表指示的里程数是15 km，当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为108 km/h，那么可以确定的是
A．整个过程中，赛车的平均速度为50 m/s
B．整个过程中，赛车的平均速度为30 m/s
C．赛车经过C处的瞬时速度大小为60 m/s
D．速度计指示的速度108 km/h为平均速度
√
易错分析　本题易错将平均速度当成平均速率，从而错选A。注意平均速度等于总位移与总时间的比值，不一定等于平均速率。
平均速度等于位移与时间的比值，则整个过程中赛车的
平均速度大小为　　　　　　　＝30 m/s，故A错误，
B正确；经过某路标C时，车内速度计指示的示数为108 km/h，对应空间的某一位置的速度为瞬时速度大小，
所以赛车经过路标C时的瞬时速度大小为v＝108 km/h＝30 m/s，故C错误；速度计指示的速度108 km/h为瞬时速度大小，故D错误。
3．(混淆速度、速度变化量和加速度的概念)(2024·北京丰台区高一期末)日常生活中一般只有笼统的“快”和“慢”，这里有时指的是速度，有时指的是加速度，有时也有其他含义。下列说法中的“快”指“加速度”的是
A．火车跑得比汽车快 B．这个车起步很快
C．骑自行车上学比走路快 D．小明是班里反应最快的
√
火车跑得比汽车快、骑自行车上学比走路快，是位移变化快，即火车的速度比汽车大、自行车的速度比步行的速度大，A、C错误；这个车起步很快，是指车的速度变化快，即这个车的加速度大，B正确；小明是班里反应最快的，是指小明的反应时间最短，D错误。
易错分析　本题易错选D项，错误原因是没有认识到反应快就是反应时间短。在区分速度与加速度时，若是位移变化快，则是速度大；若是速度变化快，则是加速度大。
4．(不能正确区分图像纵坐标和图像斜率的物理意义)(2024·湖南邵阳期末)一个质点做变速直线运动的v-t图像如图所示，下列说法中正确的是
A．前2 s内的运动方向与第5 s内的运动方向相反
B．第1 s内的加速度大小为2 m/s2
C．在AB段时物体处于静止状态
D．OA段的加速度方向与速度方向相反
√
前2 s内的速度与第5 s内的速度均为正值，运动方向相同，故A错误；v -t图像的斜率代表加速度，第1 s内的加速度大小为2 m/s2，故B正确；在AB段时物体处于匀速运动状态，故C错误；OA段的加速度与速度均为正值，方向相同，故D错误。
易错分析　解答本题容易错选A项，要避免这类错误就得区分图像纵坐标与图像斜率的物理意义；只要物体的速度始终为正值，物体的运动方向始终是正方向；v-t图像斜率的正、负值改变时，物体的加速度方向发生了变化。
5．(忽视运动的双向性导致漏解)(多选)如图所示，小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长)，经过2 s速度大小变为3 m/s，则小球的加速度(小球的加速度恒定)
A．大小为1 m/s2，方向沿斜面向上
B．大小为1 m/s2，方向沿斜面向下
C．大小为4 m/s2，方向沿斜面向下
D．大小为4 m/s2，方向沿斜面向上
√
√
取初速度方向为正方向，则v0＝5 m/s，若2 s后的速度方向沿斜面向上，
v＝3 m/s，则a＝　　　　　　　　 m/s2＝－1 m/s2，即加速度大小为1 m/s2，方向沿斜面向下；若2 s后的速度方向沿斜面向下，v＝－3 m/s，则a＝　　　　　　　　　m/s2＝－4 m/s2，即加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，故选项A、D错误，B、C正确。
易错分析　小球冲上足够长的光滑的斜面减速到零后，会反向向下运动，所以经过2 s后小球速度方向可能与初速度方向相同，也可能相反。如果没有注意到运动的双向性，就只能得到加速度的一个解。
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单元测试卷
1．2022年3月29日，我国首型固体捆绑中型运载火箭长征六号改在太原卫星发射中心成功发射，顺利将浦江二号卫星和天鲲二号卫星送入预定轨道。在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，此时选取的参考系是
A．地面 B．运载火箭
C．发射架 D．发射场内的树木
√
探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，说明地面相对火箭在向下运动，故选择的参考系是运载火箭，B正确。
2．A、B、C三物体同时出发做直线运动，它们的运动情况如图所示。在20 s内，它们的平均速度的关系正确的是
√
由题图可知A、B、C三物体在20 s内通过相同的位移，根据平均速度的
定义式　　　 可知，20 s内三物体的平均速度相等，故A正确。
3．如图为某地生态公园的登山步行道线路图，从图中可以看出，从丁家楼子村到目的地九仙山观景台可以选择不同的路线，小王和小张两人选择了不同的路线，结果小王比小张先到达目的地。对于此过程，下列说法正确的是
A．小王与小张的路程相同
B．小王的位移小于小张的位移
C．小王的平均速度大于小张的平均速度
D．在比较平均速度时，两人不能看成质点
√
运动轨迹的长度是路程，他们选择不同的路线，路程可能不同，A错误；位移为初位置到末位置的有向线段，他们的起点与终点是相同的，所以位移相等，B错误；平均速度是位移与时间的比值，小王与小张的位移相同，但由于小王用时较短，故小王的平均速度较大，C正确；在比较平均速度时，两人的大小和形状可以忽略不计，能看成质点，D错误。
4．一辆汽车做直线运动，以速度v1行驶了全程的　，接着以速度v2＝20 km/h跑完了余下的　。如果汽车全程的平均速度v＝27 km/h，则v1的值为
A．32 km/h B．35 km/h
C．56 km/h D．90 km/h
√
设总路程为x，则平均速度　　　　　 　　　　　，代入数据解得v1＝
90 km/h，D正确。
5．(2024·陕西渭南期末)雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到为零。在此过程中雨滴的运动情况是
A．位移逐渐减小 B．速度逐渐减小
C．速度的变化率越来越小 D．加速度减小到零时速度最小
√
雨滴一直在下降，所以位移一直在增大，故A错误；雨滴在下落过程中，加速度的方向与速度方向相同，加速度减小，速度增大，当加速度减小为零时，速度达到最大，故B、D错误；由于其下落过程中加速度逐渐减小，即速度的变化率越来越小，故C正确。
6．甲、乙两个物体在同一直线上运动，它们的速度—时间图像如图所示，下列说法正确的是
A．在0～t1时间内，甲的加速度大于乙的加速度，且方向相反
B．在0～t1时间内，甲、乙的加速度方向相同
√
C．在0～t2时间内，甲、乙的运动方向相同
D．在0～t2时间内，甲的加速度大于乙的加速度，且方向相同
由v-t图像的斜率表示加速度知，0～t2时间内，甲的加速度小于乙的加速度，且两者的加速度方向相同，故A、D错误，B正确；0～t2时间内，甲一直沿正方向运动，0～t1时间内，乙沿负方向运动，t1～t2时间内，乙沿正方向运动，故C错误。
7．沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的x-t图像如图所示，下列说法正确的是
A．前5 s内，A、B的位移均为10 m
B．两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3 s才开始运动
C．前5 s内两物体的位移相同，5 s末A、B相遇
D．从3 s末开始，两物体运动方向相同，且A比B运动得快
√
5 s末A、B到达同一位置，两者相遇；前5 s内，A的位移为10 m，B的位移为5 m，A、C错误；A从原点出发，而B从正方向上距原点5 m处出发，A在B运动3 s后开始运动，B错误；在x-t图像中图线的斜率表示运动的快慢和方向，从第3 s末开始，
两图线的斜率均为正值，说明均沿正方向运动，A的斜率比B的斜率大，说明A运动得比B快，D正确。
8．(2024·福建宁德高一统考)2022年11月12日10时03分，搭载着天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭在文昌航天发射场成功发射。12时10分，天舟五号货运飞船成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，组合体在距离地面约400 km的轨道上以7.8 km/s的速度稳定运行。下列说法正确的是
A．题中“10时03分”指的是时刻
B．题中“7.8 km/s”指的是平均速度
C．组合体运行一周的位移约为800π km
D．研究对接过程不能将天舟五号视为质点
√
√
“10时03分”在时间轴上用一个点表示，即为时刻，故A正确；“7.8 km/s”与时刻或者位置相对应，即为瞬时速度，故B错误；组合体运行一周的位移为0，故C错误；当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小，可以忽略不计时，可以将物体看成质点，研究对接过程天舟五号的大小、形状对研究的问题有影响不可忽略，所以不能看成质点，故D正确。
9．某质点以20 m/s的初速度竖直向上运动，其加速度保持不变，经2 s到达最高点，上升高度为20 m，又经过2 s回到出发点时，速度大小仍为20 m/s，关于这一运动过程，下列说法中正确的是
A．质点运动的加速度大小为10 m/s2，方向竖直向下
B．质点在这段时间内的平均速度为零
C．质点在最高点时加速度为零
D．质点在落回出发点时的速度与开始离开出发点时的速度相同
√
√
根据加速度的定义可知，取竖直向上为正方向，则a＝　　　　 m/s2＝
－10 m/s2，负号表示加速度方向与规定的正方向相反，即方向竖直向下，A正确；由位移的定义可知，这段时间内的总位移为零，根据平均速度的定义可知，平均速度为零，B正确；质点的加速度保持不变，每时每刻的加速度都相同，在最高点速度为零，但加速度大小仍为10 m/s2，方向竖直向下，C错误；在离开和落回出发点两时刻的瞬时速度大小相等，但方向相反，D错误。
10．有四个运动的物体A、B、C、D，物体A、B运动的x-t图像如图甲所示；物体C、D从同一地点开始运动的v-t图像如图乙所示，根据图像做出的以下判断中正确的是
A．物体A和B的速度均不变且A的速度比B小
B．在0～3 s的时间内，物体B运动的位移为10 m
C．t＝3 s时，物体C和D的速度相同
D．t＝3 s时，物体C的加速度为 m/s2
√
√
√
由题图甲可看出，物体A和B位移—时间图像都是倾斜的直线，斜率都不变，说明两物体都做匀速直线运动，A图线的斜率大于B图线的斜率，则A的速度比B大，故A项错误；由题图甲可看出，在0～3 s的时间内，物体B运动的位移为Δx＝10 m－0＝10 m，故B项正确；由题图乙可看出，t＝3 s时，C图线和D图线相交，说明物体C和D的速度相同，故C项正确；根据加速度定义可知，物体C的加速度为a＝　　　　　　　　　
m/s2，故D项正确。
11．(6分)(2024·石家庄高一检测)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题。
(1)甲图是___________________(选填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”)。
电火花打点计时器
题图甲是电火花打点计时器。
(2)电磁打点计时器使用的是_________(选填“交变6 V”或“交变220 V”)电源，实验室使用我国民用电(频率50 Hz)时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为_______。
交变6 V
0.1 s
电磁打点计时器使用的电源是交变6 V电源，实验室使用我国民用电(频率50 Hz)时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为0.1 s。
(3)在某次实验中，小车拖着纸带通过打点计时器记录下的运动情况如图丙所示，图中A、B、C、D、E为连续选定的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.10 s，则在打C点时小车的速度是_______m/s。
0.19
在打C点时小车的速度是vC＝　　　　　　　　 m/s＝0.19 m/s。
12．(8分)某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两个计数点之间还有四个点没有画出，图中已标出相邻两计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz(结果保留3位有效数字)。
(1)图中纸带右端和运动物体相连，由此推测物体的运动是________(选填“加速”或“减速”)运动。
减速
由于纸带右端和运动物体相连，因此右端先打点，由纸带上点迹分布情况可知物体做减速运动。
(2)在打出3、6这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是_______m/s。
1.30
在打出3、6这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度v＝
m/s＝1.30 m/s。
(3)如果要求不是很精确，用平均速度可以粗略地代替某点瞬时速度，那么，物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于_______m/s。
1.20
由于物体做变速运动，故物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于3和5
这两个点之间的平均速度，可得v4＝　　　　　　　　　m/s≈1.20 m/s。
13．(8分)加速度往往是跑车的卖点，某品牌跑车由静止加速至108 km/h只需4 s。
(1)求该品牌跑车的平均加速度大小；
答案：7.5 m/s2
末速度v＝108 km/h＝30 m/s
平均加速度a＝　　　　　 m/s2＝7.5 m/s2。
(2)假设普通私家车的平均加速度为3 m/s2，它需要多长时间才能由静止加速至108 km/h
答案：10 s
所需时间t＝ 　　　　　s＝10 s。
14．(10分)如图所示，一遥控玩具小车在xOy平面内运动，它从坐标原点O出发，先以v1＝4 m/s的速度沿x轴正方向运动t1＝10 s，接着以v2＝3 m/s的速度沿y轴正方向运动t2＝20 s，最后以v3＝2 m/s沿x轴正方向运动t3＝20 s。求：
(1)遥控玩具小车在整个运动过程中的位移大小和路程；
答案：100 m　140 m
在各时间段内的位移大小分别为
x1＝v1t1＝4×10 m＝40 m
x2＝v2t2＝3×20 m＝60 m
x3＝v3t3＝2×20 m＝40 m
位移是矢量，是指从初位置指向末位置的有向线段，整个运动过程中的位移大小
x＝ 　　　　　　　m＝100 m
路程s＝x1＋x2＋x3＝140 m。
(2)遥控玩具小车整个运动过程中的平均速度的大小。
答案：2 m/s
整个过程运动的总时间
t＝t1＋t2＋t3＝10 s＋20 s＋20 s＝50 s
整个运动过程中的平均速度的大小
　　　　　 m/s＝2 m/s。
15．(10分)如图是一种运动传感器测小车速度的原理图，这个系统由A、B两个小盒组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器。A盒固定在向右运动的小车上，B盒固定在滑轨上。测量时，A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为t1，空气中的声速为v0。(红外线的传播时间可以忽略)求：
(1)A与B之间的距离为多少？
答案：v0t1
A、B间的距离为x1＝v0t1。
(2)经过短暂的Δt时间后，进行第二次测量，此次的时间差为t2，则小车向右运动的速度为多少？
答案：
同理可知，进行第二次测量时，A、B间的距离为x2＝v0t2
根据速度的定义可得，小车运动的平均速度为v＝　　　　，
解得v＝　　　　
因为Δt很短，所以小车的速度为v＝　　　　。
16．(12分)一个篮球从高h1＝3.05 m的篮筐上由静止开始下落，经t1＝1.95 s落到水平地面上，速度v1＝3.13 m/s，然后以v2＝－4.9 m/s反弹，经t2＝0.5 s到达最高点，h2＝1.23 m。已知篮球与地面碰撞的时间为0.3 s。(结果保留3位有效数字)求：
(1)篮球与地面碰撞过程的加速度大小和方向；
答案：26.8 m/s2，方向竖直向上　
规定竖直向下为正方向，对篮球与地面碰撞过程有
a＝　　　　　　　　　　　 m/s2≈－26.8 m/s2，
负号表示方向竖直向上。
(2)篮球从空中下落过程的平均速度的大小；
答案：1.56 m/s　
下落过程的平均速度为　　　　　　m/s≈1.56 m/s。
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小。
答案：0.662 m/s
从开始下落到反弹至最高点的位移为x＝h1－h2＝(3.05－1.23) m＝1.82 m
所用的时间为t总＝t1＋t2＋t＝(1.95＋0.5＋0.3)s＝2.75 s
则平均速度为　　　　　　 m/s≈0.662 m/s。
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