2019_2020学年新教材高中物理第一章运动的描述章末整合提升课件+学案(2份打包)新人教版必修1

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名称 2019_2020学年新教材高中物理第一章运动的描述章末整合提升课件+学案(2份打包)新人教版必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2020-06-09 10:46:17

文档简介

(共29张PPT)章末整合提升
题型一 运动概念的综合
【典例1】 关于速度、速度的变化量和加速度,下列说法正确的是(  )
A.物体运动的速度变化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可能为零
C.某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大
D.加速度很大时,物体运动的速度一定很快变大
[解析] 由a=可知,在Δv很大,但不知道Δt的大小时,无法确定加速度的大小,故选项A错误;高速匀速飞行的战斗机,速度很大,但其速度变化量为零,加速度为零,故选项B正确;炮筒中的炮弹,在火药刚刚燃烧的时刻,炮弹的速度为零,但其加速度很大,故选项C错误;加速度很大,说明速度变化很快,速度可能很快变大,也可能很快变小,故选项D错误.
[答案] B
对速度与加速度关系的“三点”提醒
(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系.
(2)速度变化量与加速度的大小没有必然的联系,速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定.
(3)速度增大或减小是由速度与加速度的方向决定的.
[针对训练1] 某银行向在读成人学生发放贷记卡,允许学生利用此卡存款或者短期贷款.一位同学将卡内余额类比成运动中的“速度”,将每个月存取款类比成“加速度”,据此类比方法,某同学在银行账户“-500元”的情况下,第一个月取出500元,第二个月取出1000元,这个过程可以类比成运动中的(  )
A.速度减小,加速度减小
B.速度增大,加速度减小
C.速度增大,加速度增大
D.速度减小,加速度增大
[解析] 将每个月存取款类比成“加速度”,第一个月取出500元,第二个月取出1000元,说明加速度变大;将卡内余额类比成运动中的“速度”,卡内贷款变多,则速度增大,故C正确.
[答案] C
题型二 科学抽象
在研究实际问题时,为了突出事物的主要特征,常采用抓住主要因素,忽略次要因素的方法来简化物理过程,从而更简捷、理性地反映事物的本质,这就是物理学中研究问题的“科学抽象”方法.用质点来代替物体,就是科学抽象的结果.物理学中还有许多科学抽象的运用实例(如点电荷、理想气体等).在后续学习过程中应注意加深对这种研究问题的方法的体会.
【典例2】 (多选)下列物体可以看作质点的是(  )
A.研究在水平推力作用下沿水平面匀速运动的木箱
B.研究从北京开往上海的一列火车
C.研究一列火车通过南京长江大桥所用的时间时,这列通过大桥的火车
D.研究绕地球飞行的航天飞机的飞行速度时,太空中的这架航天飞机
[解析] 物体可以简化成质点的条件是:在所研究的问题中,物体的体积和形状属于无关因素或次要因素.一般来说,物体平动时或所研究的距离远大于物体本身的几何尺寸时,便可简化为质点.选项A中木箱是平动的,木箱的体积属于无关因素,故木箱可以看作质点;选项B中北京与上海间的距离远大于火车长度,火车可以看作质点;选项C中所要研究的时间与火车长度有关系,故火车不可以看作质点;选项D中航天飞机的形状对所研究的问题无影响,故航天飞机可以看作质点.
[答案] ABD
理想模型
(1)为了使研究的问题得以简化或使问题方便研究而进行科学抽象,建立的一种理想化客体,称为理想模型.
(2)理想模型突出主要因素,忽略次要因素,是物理学中经常采用的一种科学研究方法,质点就是一种理想模型,在以后的学习中我们还会学到更多的理想模型.
[针对训练2] 在研究下列物体或人的运动时,不能看作质点的是(  )
A.测量博尔特在2014年9月的布鲁塞尔站钻石联赛中百米赛跑的成绩
B.测量旋转的铁饼飞出的距离
C.用GPS定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考队员的位置时,该队员可看作质点
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,可以把子弹看作质点
[解析] 测量博尔特百米赛跑的成绩其实测量的是时间,博尔特自身的大小、形状对此没有影响,故能视为质点,选项A错误;铁饼自身的大小、形状对要测量的距离没有影响,故能视为质点,选项B错误;确定科考队员的具体位置时,队员自身的大小、形状对此没有影响,能视为质点,选项C错误;物体能否视为质点与自身质量、体积的大小无关,尽管子弹的质量、体积都很小,但在研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时,却不能将子弹视为质点,因为若将子弹视为质点,则其穿过薄纸的时间为0,无需研究,选项D正确.
[答案] D
题型三 极限思想
数学极限思想是分析解决物理问题的重要数学方法,物理中的一些物理量常常需要表达“间隔”“段”的思想,而一些物理量需要表达“位置”“点”的思想,这是截然不同的两种思想,但两种思想的转化就是极限思想的运用.比如瞬时速度,为了使描述更精确些,将一小段位移转化到一个位置(点),这就是极限思想.
物体拖动纸带运动,研究纸带上的点迹来分析物体运动的规律,首先要明确两相邻计数点的时间间隔,然后在纸带上选取两个相邻的点,测出位移x,读出相应的时间t,就是这段时间内的平均速度,如果t很短,就可以用这个平均速度来代替中间某时刻的瞬时速度,并且x越小,t越短,该时刻的瞬时速度就越接近此平均速度.
在以后的学习中,瞬时加速度、瞬时功率、瞬时感应电动势都会涉及极限思想,而且除了物理概念,在公式推导、变力做功、物理实验等诸多方面都应用了极限思想.
【典例3】 如图所示,随小车一起做匀加速直线运动的纸带上记录下0、1、2、3、4、5等一些计数点,每相邻的两计数点之间,都有四个点未画出,那么从0到3经历的时间是________s,用刻度尺量出从0到1、2、3、4、5的距离分别是2.78
cm、6.77
cm、11.96
cm、18.36
cm、25.97
cm,则在打计数点3时小车的速度大小是________m/s(计算结果保留两位小数).
[解析] 由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.10
s,从0到3经历的时间是0.30
s.用2~4的平均速度代替打计数点3时小车的瞬时速度,可以求出打纸带上计数点3时小车的瞬时速度大小v3==×10-2
m/s=0.58
m/s.
[答案] 0.30 0.58
每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,所以两个计数点间的时间间隔为0.10
s,而不是0.02
s,要注意计时点与计数点的区别.
[针对训练3] 如图所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片,该照片经放大后分析出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%.已知子弹飞行速度约为500
m/s,由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近(  )
A.10-3
s
B.10-6
s
C.10-9
s
D.10-12
s
[解析] 苹果的直径约为10
cm,照片中子弹的长度大约与苹果的半径相等,则子弹的长度约为5
cm,则曝光时间内子弹移动的距离约为x=5
cm×1%=0.05
cm=5×10-4
m,曝光时间t==
s=10-6
s.
[答案] B
题型四 图像问题
1.应用运动图像解题“六看”
x-t图像
v-t图像

横轴表示时间t,纵轴表示位移x
横轴表示时间t,纵轴表示速度v
线
倾斜直线表示物体做匀速直线运动
倾斜直线表示物体做加速度恒定的直线运动
斜率
表示速度
表示加速度
面积
无实际意义
图线和时间轴围成的面积表示位移
纵截距
表示初位置
表示初速度
特殊点
拐点表示从一种运动变为另一种运动,两图线交点表示两物体相遇
拐点表示从一种运动变为另一种运动,两图线交点表示两物体速度相等
2.对两种图像的理解
(1)x-t图像、v-t图像都不是物体运动的轨迹,图像中各点的坐标值x、v与t一一对应.
(2)x-t图像、v-t图像的形状由x与t、v与t的函数关系决定.
(3)无论是x-t图像还是v-t图像,所描述的运动都是直线运动.
【典例4】 如图所示为A、B两人在同一直线上运动的位移—时间图像,下列分析正确的是(  )
A.0~2
s内,A、B两人同向而行
B.0~2
s内,A的速度比B的速度大
C.在5
s内,A的平均速率比B的平均速率小
D.在5
s内,A走的位移比B走的位移小
[解析] 位移—时间图线的斜率表示该时刻物体的速度,斜率的正负表示速度的方向,0~2
s内A的斜率为负值,即速度沿负方向,B的斜率为正值,即速度沿正方向,所以两人的运动方向相反,A错误;0~2
s内A的速度vA==
m/s=-12
m/s,A的速度大小为12
m/s,B的速度vB==
m/s=30
m/s,故A的速度比B的速度小,B错误;在前5
s内,B正向运动60
m,静止2
s后又反向运动30
m,B走的总路程为90
m,而A走的路程为60
m,故A走的路程比B走的路程少,平均速率等于路程除以时间,则A的平均速率比B的平均速率小,C正确;在前5
s内,A的位移大小为xA=60
m,B的位移大小为xB=30
m,A的位移大于B的位移,故D错误.
[答案] C
在x-t图像中,图线反映了质点的位移随时间变化的规律.在t轴上方的位移为正,表示位移方向与规定的正方向相同;t轴下方的位移为负,表示位移方向与规定的正方向相反;x-t图线斜率表示速度,斜率为正表示物体沿正方向运动,斜率为负表示物体沿负方向运动.
[针对训练4] (多选)一个物体沿直线运动,其速度v随时间t变化的关系如图所示.由图像可知(  )
A.物体在t1~t2时间内保持静止
B.物体在0~t3时间内运动方向发生改变
C.物体在0~t1时间内的位移大于t2~t3时间内的位移
D.物体在0~t1时间内的加速度大小小于t2~t3时间内的加速度大小
[解析] 物体在t1~t2时间内以速度v0做匀速直线运动,选项A错误;物体在0~t3时间内,速度都是正值,运动方向没有发生改变,选项B错误;根据v-t图线与时间轴围成的面积表示位移可知,物体在0~t1时间内的位移大于t2~t3时间内的位移,选项C正确;根据v-t图像斜率表示加速度可知,物体在0~t1时间内的加速度大小小于t2~t3时间内的加速度大小,选项D正确.
[答案] CD
质量检测(一)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)
1.下列各组物理量中,都是矢量的是(  )
A.位移、时间、速度
B.速度、速率、加速度
C.加速度、速度的变化、速度
D.路程、时间、位移
[解析] 位移、速度是矢量,但时间是标量,故A错误;速度、加速度是矢量,但速率是标量,故B错误;加速度、速度的变化、速度都是矢量,故C正确;路程、时间是标量,位移是矢量,故D错误.
[答案] C
2.(多选)一个质点做直线运动,最初v>0,a>0,x>0,若从某一时刻开始加速度均匀减小至0,然后反向增大,则(  )
A.速度逐渐增大,直到加速度等于0为止
B.速度逐渐减小,直到加速度等于0为止
C.位移继续增大,直到加速度等于0为止
D.位移继续增大,直到速度等于0为止
[解析] 由题意可知,v、a、x均大于0,即它们的方向相同,都沿正方向.尽管加速度a是均匀减小的,但加速度a与速度v的方向相同,只要加速度a没有减小到0,速度v就增大(加速).只有当加速度a=0时,速度才不再增大.又速度v与位移x的方向相同,所以位移x继续增大,只有当速度v=0时,位移x才不再增大,选项A、D正确.
[答案] AD
3.在某次抗震救灾中,从沿水平方向匀速飞行的飞机上向地面空投救灾物资,地面上的人员以地面为参考系,观察被投下的救灾物资的运动,以下说法中正确的是(  )
A.救灾物资是竖直下落的,其位移大小等于飞机的高度
B.救灾物资是沿曲线下落的,其位移大小小于路程
C.救灾物资是沿曲线下落的,其位移大小等于路程
D.救灾物资是沿曲线下落的,其位移大小等于飞机的高度
[解析] 以地面为参考系,从飞机上投下的救灾物资的运动轨迹是曲线,所以其位移的大小小于路程,故选项B正确.
[答案] B
4.(多选)A、B两物体在同一直线上做变速直线运动,它们的速度—时间图像如图所示,则(  )
A.A、B两物体的运动方向一定相反
B.4~6
s内A比B运动得快
C.t=4
s时,A、B两物体的速度相同
D.A物体的加速度比B物体的加速度大
[解析] 两物体的速度都为正值,所以运动方向相同,A错误;0~4
s,B的速度大,B运动得快,4~6
s,A的速度大,A运动得快,B正确;t=4
s时,A、B两物体的速度都为5
m/s,所以两物体的速度相同,C正确;从v-t图像上可以看出,B的斜率的绝对值比A的大,所以B的加速度大于A的加速度,D错误.
[答案] BC
5.如图所示,为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图像,已知甲对应的是图像中的直线,乙对应的是图像中的曲线,则下列说法正确的是(  )
A.甲做匀减速直线运动
B.乙做变速直线运动
C.0~t1时间内两物体平均速度大小相等
D.0~t2时间内甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小
[解析] 根据位移—时间图像斜率表示速度可知,甲做匀速直线运动,乙做变速直线运动,选项B正确,A错误;0~t1时间内两物体的位移大小不相等,则两物体的平均速度大小不相等,选项C错误;0~t2时间内两物体的位移大小相等,则两物体的平均速度大小相等,选项D错误.
[答案] B
6.关于位移与路程,下列说法中正确的是(  )
A.在某一段时间内物体运动的位移为零,则该物体一定是静止的
B.在某一段时间内物体运动的路程为零,则该物体一定是静止的
C.在直线运动中,物体的位移大小一定等于其路程
D.在曲线运动中,物体的位移大小可能大于其路程
[解析] 本题疑难点在于对物体静止的含义的理解.物体静止指物体一直没有运动,位移的大小和路程一定同时为零,而物体的位移为零,该物体不一定是静止的.物体从某位置出发,经一段时间又返回到该位置,此过程位移为零,但它运动了,选项A错误;物体的运动路程为零,说明它没有动,反之物体若静止不动,它的运动路程一定为零,选项B正确;只有在单向直线运动中,物体的位移大小才等于路程,选项C错误;在曲线运动中,物体的位移大小一定小于路程,因为曲线长度(路程)一定大于直线长度(位移的大小),选项D错误.
[答案] B
7.如图所示,一架执行救援任务的直升机悬停在钻井平台的上空,救生员抱着伤病员,缆绳正在将他们拉上直升机.若以救生员为参考系,则处于静止状态的是(  )
A.伤病员
B.直升机
C.钻井平台
D.直升机驾驶员
[解析] 以救生员为参考系,伤病员处于静止状态,故A正确.
[答案] A
8.2014年10月10日上午9:30,中国机器人大赛暨RoboCup(机器人世界杯)公开赛正式开赛,市民可前往安徽国际会展中心观摩机器人踢足球、跳舞、武术擂台赛等表演.图中是科大著名服务机器人“可佳”,现要执行一项任务,给它设定了如下动作程序:机器人在平面坐标系内,由点(0
m,0
m)出发,沿直线运动到点(3
m,1
m),然后又由点(3
m,1
m)沿直线运动到点(1
m,4
m),然后又由点(1
m,4
m)沿直线运动到点(5
m,5
m),然后又由点(5
m,5
m)沿直线运动到点(2
m,2
m),这个过程中机器人所用时间是2
s.则(  )
A.机器人的运动轨迹是一条直线
B.机器人不会两次通过同一点
C.整个过程中机器人的位移大小为2
m
D.整个过程中机器人的平均速率为1
m/s
[解析] 
如图所示,根据描点法先作出题中给定的几个坐标位置,然后用直线连接相邻两个位置,即得机器人的运动轨迹.机器人的运动轨迹不是一条直线,机器人会两次通过同一点,选项A、B错误;起点在坐标原点,终点在(2
m,2
m),位移大小是这两点连线的长,故位移大小为2
m,选项C正确;整个过程中机器人的平均速度大小为1
m/s,平均速率大于1
m/s,选项D错误.
[答案] C
9.甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动,前1小时内的位移—时间图像如图所示.下列表述正确的是(  )
A.0.2~0.5小时内,甲的加速度比乙的大
B.0.2~0.5小时内,甲的速度比乙的大
C.0.6~0.8小时内,甲的位移比乙的小
D.0.8小时内,甲、乙骑行的路程相等
[解析] 由题图可知,0.2~0.5小时内,甲、乙均做匀速运动,加速度为零,A项错误;位移—时间图像的斜率为速度,由题图可知,0.2~0.5小时内,甲的速度比乙的速度大,B项正确;0.6~0.8小时内,甲的位移比乙的位移大2
km,C项错误;0.8小时内,甲的路程比乙的路程大4
km,D项错误.
[答案] B
10.(多选)一质点沿一边长为2
m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1
m,初始位置在bc边的中点A,由b向c运动,如图所示,A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点,则下列说法正确的是(  )
A.第2
s末的瞬时速度大小是1
m/s
B.前2
s内的平均速度大小为
m/s
C.前4
s内的平均速率大小为0.5
m/s
D.前2
s内的平均速度大小为1
m/s
[解析] 本题疑难点在于没有弄清楚质点的运动中的位移和路程的关系.由题意质点每1
s匀速移动1
m可知,质点运动的速率为1
m/s,即在每一时刻的瞬时速率均为1
m/s,每段时间内的平均速率也均为1
m/s,在2
s内质点通过的路程为2
m,由A点运动到cd边的中点B,在第2
s末质点的瞬时速度大小为1
m/s,方向由B指向d,选项A正确;前2
s内质点的位移大小为x1=|AB|=
m=
m,平均速度大小为v==
m/s,方向由A指向B,平均速率为1
m/s,选项B正确,选项D错误;前4
s内质点通过的路程为4
m,在第4
s末到达C点,则前4
s内质点的位移大小为x2=|AC|=2
m,方向由A指向C,平均速度大小为v2==0.5
m/s,方向由A指向C,平均速率仍为1
m/s,选项C错误.
[答案] AB
二、填空题(本题共2小题,共15分)
11.(6分)为测定滑块沿斜面下滑的加速度,在滑块上安装了宽度为d的遮光板.如右图所示,滑块由静止释放后依次通过固定在斜面上的两个光电门A和B,用光电计时器记录了遮光板通过光电门A的时间为Δt1,通过光电门B的时间为Δt2,遮光板从开始遮住光电门A到开始遮住光电门B的时间间隔为Δt.由此可得滑块的加速度a=________.(用d,Δt1,Δt2及Δt表示)
[解析] 根据题意,遮光板通过单个光电门的短暂时间里视滑块为匀速运动,则遮光板通过第一个光电门的速度:v1=,遮光板通过第二个光电门的速度:v2=,滑块的加速度a===.
[答案] 
12.(9分)某同学做“练习使用打点计时器”的实验.
(1)下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填上适当的内容,然后按实际操作的合理顺序,将各步骤的字母代号按顺序写在空白处.
A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在低压________(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上.
B.把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过________,并压在________下面.
C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx.
D.切断电源,取下纸带,如果共有n个清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt=________.
E.打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,纸带上打下一系列小点.
F.利用公式v=计算纸带运动的平均速度.
实验步骤的合理顺序是________________.
(2)如图所示,给出了该次实验中从0点开始每打5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点,测得x1=1.40
cm,x2=1.90
cm,x3=2.38
cm,x4=2.88
cm,x5=3.39
cm,x6=3.87
cm.
在计时器打出点1、2、3、4、5时,小车的速度分别为v1=________cm/s,v2=21.40
cm/s,v3=________cm/s,v4=31.35
cm/s,v5=________cm/s.
[解析] (1)A项中电磁打点计时器应使用低压交流电源;B项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔,并压在复写纸的下面;D项中纸带上记录的时间Δt=(n-1)×0.02
s.合理的实验步骤为BAEDCF.
(2)v1==
cm/s=16.50
cm/s,v3==
cm/s=26.30
cm/s,v5==
cm/s=36.30
cm/s.
[答案] (1)交流 限位孔 复写纸 (n-1)×0.02
s BAEDCF
(2)16.50 26.30 36.30
三、计算题(本题共4小题,共45分.解答要写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位)
13.(10分)如图所示,M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪.步枪枪管中的子弹从初速度为0开始,经过0.002
s的时间离开枪管被射出.已知子弹在枪管内的平均速度是600
m/s,射出枪口瞬间的速度是1200
m/s,射出过程中枪没有移动.求:
(1)枪管的长度;
(2)子弹在射出过程中的平均加速度.
[解析] (1)枪管的长度l=vt=600×0.002
m=1.2
m
(2)a==
m/s2=6×105
m/s2
方向与子弹的速度方向相同
[答案] (1)1.2
m
(2)6×105
m/s2,方向与子弹的速度方向相同
14.(10分)一质点由位置A向北运动了3
m,又转向东运动了2
m,到达B点,然后转向南运动了1
m,到达C点,在上面的过程中质点运动的路程是多少?运动的位移大小是多少?位移方向如何?
[解析] 
如图所示,整个过程质点运动的路程
s=3
m+2
m+1
m=6
m.
整个过程质点运动的位移大小
x==
2
m.
由于tanθ==1,所以θ=45°,即位移方向为北偏东45°.
[答案] 6
m 2
m 方向为北偏东45°
15.(13分)让小球从斜面的顶端滚下,如图是用闪光照相机拍摄的小球在斜面上运动的情景,已知闪频为10
Hz,且O点是0.4
s时小球所处的位置,试根据此图估算:
(1)小球从O点到B点的平均速度大小;
(2)小球在A点和B点的瞬时速度大小;
(3)小球运动的加速度大小.
[解析] (1)依题意知,相邻两次闪光的时间间隔Δt=
s=0.1
s
vOB==
m/s=0.8
m/s
(2)小球在A点时的瞬时速度大小vA==0.8
m/s
小球在B点时的瞬时速度大小
vB==
m/s=1.0
m/s
(3)由加速度的定义得,小球的加速度大小a==
m/s2=2.0
m/s2
[答案] (1)0.8
m/s (2)0.8
m/s 1.0
m/s
(3)2.0
m/s2
16.(12分)一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的v-t图像如图所示.求:
(1)摩托车在0~20
s这段时间的加速度大小a;
(2)摩托车在0~75
s这段时间的平均速度大小v.
[解析] (1)加速度a=①
由v-t图像并代入数据得a=1.5
m/s2②
(2)设20
s时速度为vm,0~20
s的位移s1=t1③
20~45
s的位移s2=vmt2④
45~75
s的位移s3=t3⑤
0~75
s这段时间的总位移s=s1+s2+s3⑥
0~75
s这段时间的平均速度v=⑦
代入数据得v=20
m/s⑧
[答案] (1)1.5
m/s2 (2)20
m/s
13