第一章 运动的描述章节总结与检测-2023-2024学年高一物理精讲精练（鲁科版必修第一册）

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第一章 运动的描述 （章节总结分3部分：知识归纳演练、专题、检测） 第一部分 知识归纳 内容1：空间和时间 一、机械运动 1．机械运动：一个物体相对其他物体的位置随时间的变化，简称运动，是物质运动的一种基本形式． 2．参考系 （1）定义：用来描述物体运动的参照物． （2）选取原则：参考系的选取是任意的，一般以地面为参考系． 二、空间位置的描述 1．位置的确定：研究物体的运动，首先应该描述物体的空间位置．在物理学中，通常需要借助数学方法，建立坐标系来描述物体的位置． 2．坐标系的选取：如果物体做直线运动，物体的空间位置可以用一维坐标系描述；如果物体在平面内做曲线运动，其位置可以采用二维坐标系来描述． 三、时间的描述 1．时刻是指某一瞬时，时间是指两个时刻之间的间隔，通常用t表示． 2．在表示时间的轴上，时刻用点来表示，时间用线段来表示． 3．在国际单位制中，表示时间和时刻的单位是秒，它的符号是s. 知识演练 1．(多选)下列关于运动的说法正确的是(　　) A．物体的位置没有变化就是不运动 B．两物体间的距离没有变化，两物体一定都是静止的 C．自然界中没有不运动的物体，运动是绝对的，静止是相对的 D．为了研究物体的运动，必须先选参考系，平常说的运动或静止是相对于地球而言 2．关于坐标系，下列说法错误的是(　　) A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化 B．坐标系都是建立在参考系上的 C．坐标系的建立与参考系无关 D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置 3．下列各选项表述中，不是指时间的是(　　) A．3月1日到3月2日之间　　 B．一光年 C．一整夜 D．45分钟 4.如图所示，一根长0.8 m的直杆竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，规定向下为正方向． （1）取杆的下端O为坐标原点，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中，位置变化了多少(OB间距离为0.2 m)? （2）取A端为坐标原点，A、B点的坐标又是多少？环从A到B的过程中位置变化了多少？ （3）由以上两问可以看出，坐标原点的不同对位置坐标和位置变化是否有影响？ 内容2：质点和位移 一、质点 1．定义：物理学上用来代替物体的具有质量的点． 2．物体视为质点的条件：物体的大小、形状及物体上各部分运动的差异等因素对所研究的物理问题的影响可以忽略． 3．物理意义：质点是没有大小和形状，而具有质量的点，因此质点是一个理想化模型，并不真实存在．但引入质点的概念，可以简化物理问题，方便研究． 二、位移 1．位移 （1）定义：由初位置指向末位置的有向线段． （2）物理意义：描述运动物体空间位置的变化． 2．标量和矢量 （1）标量：只有大小、没有方向． （2）矢量：既有大小、又有方向． 3．位移—时间图像 （1）意义：描述物体运动的位移随时间变化的规律． （2）建立：常用横坐标表示时间，用纵坐标表示位移． 知识演练 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．研究“神舟十号”飞船绕地球飞行时，飞船可看作质点 B．研究子弹穿过一张薄纸的时间时，子弹不可看作质点 C．研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，火车可看作质点 D．研究电子绕原子核的运动情况时，电子可看作质点 2．关于路程和位移的关系，下列说法正确的是(　　) A．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移 B．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程等于位移的大小 C．物体通过的路程不为零，位移也一定不为零 D．物体的位移为零，路程也一定为零 3．一位同学从操场中心A点出发，先向北走了6 m到达C点，然后向东走了8 m到达B点，可以算出A、B两点间的距离为10 m，如图所示，则该同学的位移大小和路程分别是(　　) A．10 m,14 m　 B．14 m,10 m C．10 m,10 m D．14 m,14 m 4．(多选)如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的s­t图像．下面说法正确的是(　　) A．甲、乙两物体的出发点相距s0 B．甲、乙两物体都做匀速直线运动 C．甲物体比乙物体早出发的时间为t1 D．甲、乙两物体向相同方向运动 内容3：速度 一、平均速度 1．定义：物体运动的位移与所用时间之比，通常用eq \o(v,\s\up6(－))表示，则eq \o(v,\s\up6(－))＝eq \f(s,t). 2．物理意义：大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向． 3．单位：在国际单位制中是m/s.常用单位还有km/h，1 m/s＝3.6 km/h. 4．方向：平均速度是矢量，既有大小又有方向，其方向与位移的方向相同． 二、瞬时速度 1．定义：物体在某时刻或某位置的速度．瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率． 2．物理意义：准确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢和方向． 3．方向：瞬时速度是矢量，既有大小又有方向．其方向与物体运动方向相同． 4．瞬时速度的测量 （1）原理：用很短时间内的平均速度大小近似作为瞬时速率． （2）方法 ①光电门法：用光电门实验装置可测物体在极短时间内的平均速度，认为它就是测得的瞬时速度． ②速度计法：用速度计可直接读出物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度的大小． 知识演练 1．(多选)下列所说的速度中，哪些是瞬时速度(　　) A．百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线 B．济南西—杭州的G51次列车，在沪杭高铁段时速由原来的350 km/h降至300 km/h C．返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋 D．由于堵车，在隧道内的车速仅为1.2 m/s 2．(多选)对于瞬时速度和平均速度的理解，下列说法正确的是(　　) A．运动过程中某一时刻瞬时速度为0，平均速度一定为0 B．运动过程中某一时刻瞬时速度为0，平均速度可以不为0 C．瞬时速度不为0，平均速度一定不为0 D．瞬时速度不为0，平均速度可以为0 3．下列说法中正确的是(　　) A．在相等的时间内发生的位移相等则物体一定做匀速直线运动 B．做匀速运动的物体，在任何一个时刻的速度都相等 C．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一恒量，则该物体的运动一定是匀速直线运动 D．以上说法都不对 4．物体沿一直线运动，先以5 m/s的速度运动一段时间，接着以2 m/s的速度运动相等的时间，其整个过程的平均速度为v1；若该物体以5 m/s的速度运动一段位移，接着以2 m/s的速度运动相等的位移，其平均速度为v2.则v1、v2的大小关系是(　　) A．v1＞v2　　　　　　 B．v1＜v2 C．v1＝v2 D．不确定 内容4：加速度 一、加速度 1．定义：物体运动速度的变化跟发生这一变化所用时间的比，用字母a表示加速度． 2．定义式：a＝eq \f(vt－v0,t)，式中v0表示物体运动的初速度，vt表示物体运动的末速度，vt－v0表示物体的速度变化．由于速度是矢量，所以速度变化也是矢量． 3．单位：在国际单位制中，加速度的单位是“米每二次方秒”，符号是m/s2. 4．物理意义：表示速度变化快慢的物理量． 5．加速度的矢量性：加速度既有大小，又有方向，是矢量． 二、加速度的方向与速度方向的关系 1．加速度的方向 加速度是矢量，不仅有大小，也有方向，其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，速度增加时，加速度与速度的方向相同，速度减小时，加速度与速度的方向相反． 知识演练 1．(多选)关于速度、速度的改变量、加速度的关系，下列说法中正确的是(　　) 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 2．下列关于速度和加速度的说法中，正确的是(　　) A．加速度表示速度变化的大小 B．物体的速度为零，加速度也一定为零 C．运动物体的加速度越来越小，表示速度变化越来越慢 D．运动物体的加速度越来越小，表示物体运动的速度越来越小 3．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 4．计算下列各种条件下的加速度： （1）显像管内，电子从阴极射到阳极的过程中，速度由零增加到108 m/s，历时2×10－5 s，其加速度为________． （2）子弹击中靶子时，在0.1 s内速度从200 m/s降到零，其加速度为________． （3）火车出站时，可在20 s内使速度从10 m/s增大到1 200 m/min，其加速度为________． （4）以2 m/s的速度沿直线运动的足球，被运动员“飞起一脚”使其在0.2 s内改为以4 m/s反向飞出，则足球被踢时的加速度为________． 第二部分 专题讲解 专题1：几个概念的区别与联系 1.时间和时刻的区别 时间能表示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间．在表示时间的数轴上，时刻用点来表示，时间用线段来表示．对一些关于时间和时刻的表述，能够正确理解．如：第4 s末、4 s时、第5 s初等均为时刻；4 s 内(0到第4 s末)、第4 s(第3 s末到第4 s末)、第2 s初至第4 s初等均为时间． 2．位移和路程的区别与联系 位移是在一段时间内，由物体初时刻位置指向末时刻位置的有向线段．确定位移时，不需考虑质点运动的详细路径，只确定初、末位置即可；路程是运动物体轨迹线的长度．确定路程时，需要考虑质点运动的详细路径．位移是矢量，路程是标量．一般情况，位移大小不等于路程，只有当物体做单向直线运动时，路程才等于位移的大小． 3．速度和速率的区别与联系 4.速度、加速度、速度改变量的比较 速度是描述物体运动快慢的物理量，是位移和时间的比值；加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，是速度改变量与所用时间的比值，它等于物体运动速度的变化率． 【例1】　一物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A经B运动到C，经历的时间为t，如图所示，则它的平均速度和平均速率分别是(　　) A.eq \f(2R＋r,t)；eq \f(πR＋r,t) B.eq \f(2R＋r,t)，向东；eq \f(2R＋r,t) C.eq \f(2R＋r,t)，向东；eq \f(πR＋r,t)，向东 D.eq \f(2R＋r,t)，向东；eq \f(πR＋r,t) 【技巧与方法】 平均速度和平均速率的求解方法 平均速率不是平均速度的大小，它们的大小没有必然的联系，求解时要应用它们的定义式，即平均速度＝eq \f(位移,时间)，平均速率＝eq \f(路程,时间). 【针对训练】 1．某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又沿原路返回到山脚，上山的平均速度为v1，下山的平均速度为v2，则往返的平均速度和平均速率分别是(　　) A.eq \f(v1＋v2,2)，eq \f(v1＋v2,2)　　　 B.eq \f(v1－v2,2)，eq \f(v1－v2,2) C．0，eq \f(v1－v2,v1＋v2) D．0，eq \f(2v1v2,v1＋v2) 考点2：位移—时间图像 1．s­t图像只能用来描述直线运动，不能表示曲线运动，反映位移s随时间的变化关系，不表示物体的运动轨迹． 2．由s­t图像可判断各个时刻物体的位置(或相对于坐标原点的位移)． 3.由s­t图像的斜率可判断物体的运动性质 （1）若s­t图像是一条倾斜的直线，表示物体做匀速直线运动，直线的斜率表示物体的速度，如图中①所示． （2）若s­t图像与时间轴平行，表示物体处于静止状态，如图中②所示． （3）若s­t图像是曲线，表示物体做变速直线运动，如图中③所示． 【例2】　(多选)甲、乙两物体沿同一直线运动，甲、乙的s­t图像如图所示，下列说法正确的是(　　) A．甲、乙两个物体都在做匀速直线运动，乙的速度大 B．甲、乙两个物体都在做匀速直线运动，且速度相等 C．在t1时刻，甲、乙两个物体相遇 D．在t2时刻，甲、乙两个物体相遇 【技巧与方法】 1 s­t图像表示位移随时间的变化规律，不是物体的运动轨迹. 2 在s­t图像中，图线斜率的大小等于速度的大小，图线的斜率为正，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】 2．(多选)如图所示为甲、乙、丙三个物体相对同一位置的位移图像，则在时间t0内，下列说法正确的是(　　) A．它们的平均速度相等 B．甲的平均速度最大 C．它们的平均速率相等 D．乙和丙的平均速率相等 专题3：速度、速度变化量及加速度的理解 1.速度大，速度变化量不一定大；速度小，速度变化量不一定小． 2．速度变化量大，速度变化率不一定大，也就是说速度变化得不一定快，加速度不一定大． 3．加速度等于速度变化量和时间的比值．加速度与速度无关． 4．物体加速、减速的判断方法． （1）a和v0同向→加速运动→ eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a不变，v均匀增加,a增大，v增加得越来越快,a减小，v增加得越来越慢)) （2）a和v0反向→减速运动→ eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a不变，v均匀减小,a增大，v减小得越来越快,a减小，v减小得越来越慢)) 【例3】　一质点以初速度v0自原点开始沿x轴正方向运动，加速度a与v0方向相同，当a的值由a0逐渐增大到am后再逐渐减小到0的过程中，质点(　　) A．速度先增大后减小，位移一直增大 B．速度和位移都是先增大后减小 C．速度一直增大，位移也是一直增大 D．速度先减小后增大，位移先增大后减小 【技巧与方法】 物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况.加速度的大小只反映速度变化增加或减小的快慢. 【针对训练】 3．关于速度、速度变化、加速度，下列说法正确的是(　　) A．加速度方向与规定正方向相反，物体速度一定减小 B．加速度不为零，物体速度一定增加 C．加速度不断减小，速度一定不断减小 D．速度变化越快，加速度越大 第三部分 章节检测 (时间：90分钟　分值：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．2017年7月22日，在2019年国际田联钻石联赛男子4×100 m接力决赛中，中国队以38秒19的成绩获得冠军，取得了历史性突破．以下说法不正确的是(　　) A．研究第一棒吴智强的起跑动作姿势时，可以将其视为质点 B．研究第二棒谢震业和第三棒苏炳添的交接棒是否规范，不能将其看作质点 C．研究苏炳添跑弯道历时可以将其视为质点 D．张培萌冲刺时看到绳向他跑来，他是以自身为参考系的 2．一个人从北京到重庆，可以乘火车，也可以乘飞机，还可以先乘火车到武汉，然后乘轮船沿长江到重庆，如图所示，则在这几种情况下，该人的(　　) A．运动轨迹一样　　　 B．路程相同 C．位置变化不同 D．位移相同 3．文学作品中往往蕴含着一些物理知识，下列诗句中加下划线的部分表示位移的是(　　) A．飞流直下三千尺，疑是银河落九天 B．一身转战三千里，一剑曾当百万师 C．坐地日行八万里，巡天遥看一千河 D．三十功名尘与土，八千里路云和月 4．有一种精彩天象叫“金星凌日”．观察到日面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间长达六个半小时，那便是金星，这种天文现象称为“金星凌日”，如图所示，下面说法正确的是(　　) A．地球在金星与太阳之间 B．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点 C．以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零 D．以太阳为参考系，可以认为金星是运动的 5．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 6．F1赛车不仅加速快，而且有很强的制动特性，可以在1.9 s内从200 km/h减速到0，则其制动加速度大小约为(　　) A．10 m/s2 B．20 m/s2 C．30 m/s2 D．40 m/s2 7．如图所示，将弹性小球以10 m/s的速度从距地面2 m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5 m高的B点时，向上的速度为7 m/s，从A到B，小球共用时0.3 s，则此过程中(　　) A．小球发生的位移的大小为0.5 m，方向竖直向上 B．小球速度变化量的大小为3 m/s，方向竖直向下 C．小球平均速度的大小为8.5 m/s，方向竖直向下 D．小球平均加速度的大小约为56.7 m/s2，方向竖直向上 8．一质点自原点开始在x轴上运动，初速度v0>0，加速度a>0，a值不断减小直至为零的过程中，质点的(　　) A．速度不断减小，位移不断减小 B．速度不断减小，位移继续增大 C．速度不断增大，当a＝0时，速度达到最大，位移不断增大 D．速度不断减小，当a＝0时，位移达到最大值 9．下列说法中，正确的是(　　) A．a越大，单位时间内质点速度的变化量越大 B．某一时刻的速度为零，加速度有可能不为零 C．速度变化越来越快，加速度有可能越来越小 D．速度的变化量相同，加速度越大，则所用的时间越短 10．如图所示，某赛车手在一次野外训练中，先用地图计算出发地A和目的地B的直线距离为9 km，实际从A运动到B用时5 min，赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km，当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为150 km/h，那么可以确定的是(　　) A．整个过程中赛车的平均速度为180 km/h B．整个过程中赛车的平均速度为108 km/h C．赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/h D．赛车经过路标C时速度方向为由A指向B 11．据新华社电：中国国产“和谐号”CRH380A新一代高速动车组，在沪杭高铁从杭州到上海虹桥试运行途中，行程163.5公里，用时30分，最高时速达到416.6公里，再次刷新世界铁路运营试验最高速度，这一速度又一次证明中国高铁已全面领先世界，则以下说法正确的是(　　) A．列车这次运行通过的路程是163.5公里 B．列车这次运行通过的位移有可能大于163.5公里 C．列车这次运行的平均速度大小是416.6 km/h D．列车这次运行的平均速度一定小于327 km/h 12．甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移—时间(s­t)图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．t1时刻乙车从后面追上甲车 B．t1时刻两车相距最远 C．t1时刻两车的速度刚好相等 D．0到t1时间内，乙车的平均速度等于甲车的平均速度 二、非选择题(本题共4小题，共40分，按题目要求作答) 13．(8分)如图所示，一质点沿半径为r＝20 cm的圆周自A点出发，逆时针运动2 s，运动eq \f(3,4)圆周到达B点．求： （1）质点的位移大小和路程； （2）质点的平均速度大小和平均速率． 14．(10分)有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死亡加速度为500g(g取10 m/s2)，意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险．那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故，将会达到这一数值．试问： (1)一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h行驶的摩托车相向而行发生碰撞，碰撞时间为2.1×10－3 s，摩托车驾驶员是否有生命危险？ (2)为了防止碰撞，两车的驾驶员同时紧急刹车，货车、摩托车急刹车后到完全静止所需要的时间分别为4 s、3 s，货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少？ 15．(10分)如图所示是做直线运动的物体M在0～5 s的s­t图像，求： (1)前3 s的平均速度； (2)后3 s的平均速度； (3)全程的平均速度； (4)全程的平均速率； (5)前1 s的平均速度； (6)最后1 s的平均速度． 16．(12分)光电计时器是一种常用的计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有滑块从a、b间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间．现有某滑块在斜面上滑行，先后通过光电门1和2，计时器显示的挡光时间分别为t1＝5×10－2 s、t2＝3×10－2 s，从光电门1到光电门2所经历的总时间Δt＝0.15 s，用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度为d，示数如图乙所示． (1)滑块的长度d为多少？ (2)滑块通过光电门1和2的速度v1、v2的大小分别为多少？ (3)求滑块的加速度大小．(小数点后保留两位) 物理意义分类决定 因素方向联系速 度描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量平均速度、瞬时速度平均速度＝eq \f(位移,时间)平均速度方向与位移方向相同；瞬时速度方向为该点运动方向它们的单位都是m/s.瞬时速度的大小等于瞬时速率速 率描述物体运动快慢的物理量，是标量平均速率、瞬时速率平均速率＝eq \f(路程,时间)无方向