第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究考考纲纲下下载载内容内容要求要求1.参考系、参考系、质质点点2.位移、速度和加速度位移、速度和加速度3.匀匀变变速直速直线线运运动动及其公式、及其公式、图图象象实验实验：研究匀：研究匀变变速直速直线线运运动动考考情情上上线线1.质质点概念的建立涉及到物理学研究的一种重要方法：理想模型法，只要点概念的建立涉及到物理学研究的一种重要方法：理想模型法，只要 弄弄 清物体看做清物体看做质质点的条件就可以作出判断。点的条件就可以作出判断。2.描述运描述运动动的物理量位移、速度和加速度是运的物理量位移、速度和加速度是运动动学乃至整个物理学的基学乃至整个物理学的基础础， 是高考的必考内容。是高考的必考内容。3.匀匀变变速直速直线线运运动规动规律可能律可能单单独命独命题题，更多的是与牛，更多的是与牛顿顿运运动动定律、曲定律、曲线线运运动动、 功能关系、功能关系、带电带电粒子在粒子在电电磁磁场场中的运中的运动动等等结结合起来，作合起来，作为综为综合合试题试题中的一中的一 个知个知识识点而加以体点而加以体现现。4.注重注重对对运运动图动图象的象的“点点”“线线”“斜率斜率”“截距截距”“面面积积”的物理意的物理意义义的直接考的直接考查查， 或者与追及、相遇或者与追及、相遇问题问题相相结结合合进进行行间间接考接考查查，高考，高考对图对图象考象考查查的可能性非的可能性非 常大，是复常大，是复习习的重点。的重点。5.历历年高考年高考对对本章的本章的实验实验考考查频查频率率较较高，高，题题型以型以实验实验填空填空题题、判断、判断题题、简简答答 题为题为主，其中利用主，其中利用“逐差法逐差法”求加速度以及求某点的瞬求加速度以及求某点的瞬时时速度是考速度是考试试的重点。的重点。必修必修1 1.本章的概念和规律较多，复习时要重在领会概念的实本章的概念和规律较多，复习时要重在领会概念的实质和把握公式、规律的来龙去脉，以及概念、公式和规律之质和把握公式、规律的来龙去脉，以及概念、公式和规律之间内在的必然联系。间内在的必然联系。 2.将本章物理规律及将本章物理规律及v-t图象应用于实际问题中，是近几图象应用于实际问题中，是近几年高考突出体现的命题方向，因此，复习时要注意体会将实年高考突出体现的命题方向，因此，复习时要注意体会将实际问题模型化，从而找出适用的物理规律的解题思路。际问题模型化，从而找出适用的物理规律的解题思路。 3.解决物体运动类问题时，根据题意画出物体运动的示解决物体运动类问题时，根据题意画出物体运动的示意图，对分析运动过程、找出解题思路很有帮助，要养成画意图，对分析运动过程、找出解题思路很有帮助，要养成画物体运动示意图的好习惯。物体运动示意图的好习惯。“图象法图象法”在本章解题中是一种在本章解题中是一种常用的方法，用图象表示物体的运动直观、清楚、明了。追常用的方法，用图象表示物体的运动直观、清楚、明了。追及类问题注意临界条件、位置关系、画好位置图，搞清物理及类问题注意临界条件、位置关系、画好位置图，搞清物理情景，问题迎刃而解。情景，问题迎刃而解。学案学案1 描述运动的基本概念描述运动的基本概念 1.质点质点 (1)质点是对实际物体科学的抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因质点是对实际物体科学的抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似，是一种理想化模型，真正的素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似，是一种理想化模型，真正的质点是不存在的。质点是不存在的。 (2)质点是只有质量而无大小和形状的点；质点占有位置但不占有空间。质点是只有质量而无大小和形状的点；质点占有位置但不占有空间。 (3)能否把物体看做质点的几种情况能否把物体看做质点的几种情况 研究与物体平动有关的问题时，如果物体的大小远小于所研究的运研究与物体平动有关的问题时，如果物体的大小远小于所研究的运动的范围，则可看做质点，反之则不能看做质点。例如研究火车从北京到动的范围，则可看做质点，反之则不能看做质点。例如研究火车从北京到上海的时间时，火车可看做质点，而研究火车过桥时间时，则不能看做质上海的时间时，火车可看做质点，而研究火车过桥时间时，则不能看做质点。点。 研究转动或与转动相关的问题时，物体不能看做质点。研究转动或与转动相关的问题时，物体不能看做质点。 物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时，不论物体物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时，不论物体大小如何，都可将其视为质点。大小如何，都可将其视为质点。考点考点1 参考系与质点参考系与质点 (1)不能以物体的大小为标准来判断物体不能以物体的大小为标准来判断物体是是 否可以看成质点，关键要看所研究问题的否可以看成质点，关键要看所研究问题的性质。性质。 (2)同一物体，有时可看成质点，有时不能。同一物体，有时可看成质点，有时不能。 2.参考系参考系 (1)对参考系的理解对参考系的理解 运动是绝对的，静止是相对的。一个物体是运动的还是运动是绝对的，静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系而言的。静止的，都是相对于参考系而言的。 参考系的选取可以是任意的。既可以是运动的物体也可参考系的选取可以是任意的。既可以是运动的物体也可以是静止的物体，在讨论问题时，被选为参考系的物体，我们以是静止的物体，在讨论问题时，被选为参考系的物体，我们假定它是静止的。假定它是静止的。 确定一个物体的运动性质时，必须首先选取参考系，选确定一个物体的运动性质时，必须首先选取参考系，选择不同的物体作为参考系，可能得出不同的结论。择不同的物体作为参考系，可能得出不同的结论。 当比较两个物体的运动情况时，必须选择同一个参考系。当比较两个物体的运动情况时，必须选择同一个参考系。 (2)参考系的选取原则参考系的选取原则 选取参考系时，应以观测方便和对运动的描述尽可能简单选取参考系时，应以观测方便和对运动的描述尽可能简单为原则，一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定，为原则，一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定，如研究地面上物体的运动时，通常选地面或相对地面静止的物如研究地面上物体的运动时，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系。体为参考系。【例例1】甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动。甲说：甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动。甲说：“它在它在做做 匀速运动。匀速运动。”乙说：乙说：“它是静止的。它是静止的。”丙说：丙说：“它在做加速运动。它在做加速运动。”这三这三 个人的说法个人的说法 ( ) A.在任何情况下都不对在任何情况下都不对 B.三个中总有一人或两人的说法是错误的三个中总有一人或两人的说法是错误的 C.如果选择同一参考系，那么三个人的说法都对如果选择同一参考系，那么三个人的说法都对 D.如果各自选择自己的参考系，那么三个人的说法就可能都对如果各自选择自己的参考系，那么三个人的说法就可能都对 被选作参考系的物体是被假定不动的物体，另外物体相对于被选作参考系的物体是被假定不动的物体，另外物体相对于参考系发生位置的变化，就是运动的，没有相对位置的改变，则就是静参考系发生位置的变化，就是运动的，没有相对位置的改变，则就是静止的。如果被观察物体相对于地面是静止的，甲、乙、丙相对于地面分止的。如果被观察物体相对于地面是静止的，甲、乙、丙相对于地面分别做匀速运动、静止、加速运动，再以他们自己为参考系，则三个人的别做匀速运动、静止、加速运动，再以他们自己为参考系，则三个人的说法都正确，说法都正确，A、B错误，错误，D正确；在上面的情形中，如果他们都选择正确；在上面的情形中，如果他们都选择地面为参考系，三人的观察结果应是相同的，因此地面为参考系，三人的观察结果应是相同的，因此C错误。错误。D 选取不同的参考系，即使是观察同一物体的运动，观选取不同的参考系，即使是观察同一物体的运动，观察的结果也可能不同，本题中，甲、乙、丙三人的说法均未指明所选察的结果也可能不同，本题中，甲、乙、丙三人的说法均未指明所选参考系。参考系。 参考系的选取可以是任意的，选取不同参考系的选取可以是任意的，选取不同的参考系，物体的运动情况往往不同。的参考系，物体的运动情况往往不同。 选取参考系时，应以观测方便和使运动选取参考系时，应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则，一般应根据研究的描述尽可能简单为原则，一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定，如研究对象和研究对象所在的系统来决定，如研究地面上物体的运动时，通常选地面或相对地地面上物体的运动时，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系。面静止的物体为参考系。1.在电视连续剧在电视连续剧西游记西游记中，常常有孙悟空中，常常有孙悟空“腾云腾云 驾雾驾雾”的镜头。通常是采用的镜头。通常是采用“背景拍摄法背景拍摄法”：让：让“孙悟孙悟 空空”站在平台上，做着飞行的姿式，在他的背后展站在平台上，做着飞行的姿式，在他的背后展 现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果； 摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一 起摄入镜头。放映时，观众就感觉到起摄入镜头。放映时，观众就感觉到“孙悟空孙悟空”在在 “腾云驾雾腾云驾雾”。这时，观察所选的参考系是。这时，观察所选的参考系是( ) A.孙悟空孙悟空 B.平台平台 C.飘动的白云飘动的白云 D.镜头镜头C 1.位移与路程位移与路程 (1)位移只决定于初、末位置，与路径无关。位移只决定于初、末位置，与路径无关。 由于位移是从初位置指向末位置的有方向的线段，既有大小又有方向，由于位移是从初位置指向末位置的有方向的线段，既有大小又有方向，是矢量，所以确定位移的关键就是明确物体运动的始末位置；而路程是质是矢量，所以确定位移的关键就是明确物体运动的始末位置；而路程是质点所通过的实际轨迹的长度，只有大小，没有方向，是标量，想确定路程，点所通过的实际轨迹的长度，只有大小，没有方向，是标量，想确定路程，关键确定运动的轨迹。关键确定运动的轨迹。 (2)位移的大小和路程可以相等，但不能说位移就是路程，因为位移位移的大小和路程可以相等，但不能说位移就是路程，因为位移是矢量，路程是标量，只能说位移大小与路程可能相等。只有当物体做直是矢量，路程是标量，只能说位移大小与路程可能相等。只有当物体做直线运动，且运动方向不变时，位移的大小等于路程，在其他情况下，位移线运动，且运动方向不变时，位移的大小等于路程，在其他情况下，位移大小总小于路程。大小总小于路程。 2.时间与时刻的区别时间与时刻的区别 平常所说的平常所说的“时间时间”，有时指时刻，有时指时间间隔，例如：上午第，有时指时刻，有时指时间间隔，例如：上午第一节课下课时间是一节课下课时间是8时时45分，第二节课上课时间是分，第二节课上课时间是8时时55分，中间是分，中间是10分钟分钟课间休息时间。这三句话中前两个课间休息时间。这三句话中前两个“时间时间”都是指时刻，第三个都是指时刻，第三个“时间时间”是指时间间隔。是指时间间隔。考点考点2 位移与路程位移与路程 时间与时刻时间与时刻 位移是表示物体位置变化的物理量，它是位移是表示物体位置变化的物理量，它是矢量，其方向由质点初位置指向末位置，其大小是连接矢量，其方向由质点初位置指向末位置，其大小是连接质点始、末位置线段的长度。路程是指质点所通过的实质点始、末位置线段的长度。路程是指质点所通过的实际轨迹的长度，它只有大小，没有方向，是标量。例如际轨迹的长度，它只有大小，没有方向，是标量。例如质点原来在质点原来在A点，经过一段时间沿轨迹点，经过一段时间沿轨迹ADB运动到运动到B点，点，有向线段有向线段 表示其位移，而路程是曲线弧表示其位移，而路程是曲线弧ADB的长度，的长度，在曲线运动中，位移大小不等于路程，即使在直线运动在曲线运动中，位移大小不等于路程，即使在直线运动中，位移的大小也不一定等于路程，如图所示，物体从初位置中，位移的大小也不一定等于路程，如图所示，物体从初位置A运动到运动到C，后从，后从C到末位置到末位置B，这时质点的位移是有向线段，这时质点的位移是有向线段 ，而路程是，而路程是AC+CB。事实上，只有做直线运动的质点始终向着同一个方向运动时，。事实上，只有做直线运动的质点始终向着同一个方向运动时，位移的大小才等于路程，故选位移的大小才等于路程，故选C、D。【例例2】关于关于质点的位移和路程的下列说法中正确的是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，位移可能相同物体通过的路程不等，位移可能相同C D2.如图如图1-1-1所示，一辆汽车在公路上行驶，所示，一辆汽车在公路上行驶，t=0时，汽车在十时，汽车在十 字路口中心的左侧字路口中心的左侧20 m处，过了处，过了2 s，汽车正好到达十字路口，汽车正好到达十字路口 的中心，再过的中心，再过3 s，汽车行驶到了十字路口中心右侧，汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处，处， 如果把这条马路抽象为一条坐标轴如果把这条马路抽象为一条坐标轴x，十字路口中心定为坐，十字路口中心定为坐 标轴的原点，向右为标轴的原点，向右为x轴的正方轴的正方 向，试将汽车在三个观测时刻向，试将汽车在三个观测时刻 的位置坐标填入下表，并说明的位置坐标填入下表，并说明 前前2 s、后、后3 s汽车的位移分别为汽车的位移分别为 多少？这多少？这5 s的位移又是多少？的位移又是多少？图图1-1-1观测时观测时刻刻t=0时时过过2 s再再过过3 s位置坐位置坐标标x1=x2=x3=-20 m030 m速度、速度变化量和加速度的关系速度、速度变化量和加速度的关系比比较项较项目目速度速度速度速度变变化量化量加速度加速度物理意物理意义义描述物体运描述物体运动动快慢快慢和方向的物理量，和方向的物理量，是状是状态态量量描述物体速度改描述物体速度改变变大小程度的物大小程度的物理量，是理量，是过过程量程量描述物体速度描述物体速度变变化快慢和方向化快慢和方向的物理量，是状的物理量，是状态态量量定定义义式式v=x/t v=v-v0a= v/ t=(v-v0)/ t国国际单际单位位m/sm/sm/s2决定因素决定因素v的大小由的大小由v0、a、t决定决定 v由由v与与v0决定，决定，由由 v=at知知 v由由a与与t决定决定a不是由不是由v、t、 v来决定的，而来决定的，而是由是由F/m来决定来决定方向方向与位移与位移x同向，即物同向，即物体运体运动动的方向的方向由由 v=v-v0或或a的的方向决定方向决定与与 v的方向一致，由的方向一致，由F的方向的方向决定，而且与决定，而且与v0、v方向无关方向无关大小大小位移与位移与时间时间的比的比值值 v=v-v0速度改速度改变变量与所用量与所用时间时间的比的比值值考点考点3 速度与加速度速度与加速度【例例3】关于质点的运动，下列说法中正确的是关于质点的运动，下列说法中正确的是( ) A.质点运动的加速度为零，则速度为零，速度变化也为零质点运动的加速度为零，则速度为零，速度变化也为零 B.质点速度变化率越大，则加速度越大质点速度变化率越大，则加速度越大 C.质点某时刻的加速度不为零，则该时刻的速度也不为零质点某时刻的加速度不为零，则该时刻的速度也不为零 D.位移的方向就是质点运动的方向位移的方向就是质点运动的方向 (1)加速度与速度没有直接关系：加速度很大时，速加速度与速度没有直接关系：加速度很大时，速度可以很小、可以很大、也可以为零度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时某瞬时)；加速度很小时，速度可；加速度很小时，速度可以很小、可以很大、也可以为零以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时某瞬时)。 (2)加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是很小。加速度是“速度的变化率速度的变化率”表示速度变化的快慢，不表示速表示速度变化的快慢，不表示速度变化的大小。度变化的大小。 加速度是速度的变化和所用时间的比值，即加速度是速度的变化和所用时间的比值，即a= v/ t。加速。加速度为零，速度变化也为零，但速度不一定为零，加速度不为零，速度可度为零，速度变化也为零，但速度不一定为零，加速度不为零，速度可能为零，故能为零，故A、C选项错误；质点速度变化率越大，则加速度越大，选项错误；质点速度变化率越大，则加速度越大，B选选项正确；位移是矢量，是由初始位置指向终止位置的有向线段，如果质项正确；位移是矢量，是由初始位置指向终止位置的有向线段，如果质点做往复运动或曲线运动，位移的方向与质点运动的方向可能不一致，点做往复运动或曲线运动，位移的方向与质点运动的方向可能不一致，故故D选项错误。选项错误。B 3.有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死 亡加速度为亡加速度为500g(g=10 m/s2)，以醒世人，意思是如果行车，以醒世人，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时，将会达情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，将会达 到这一数值。试问：到这一数值。试问： (1)一辆以一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的的速速 度行驶的摩托车相向而行发生碰撞，最终摩托车与汽车度行驶的摩托车相向而行发生碰撞，最终摩托车与汽车 以汽车原来的速度运动碰撞时间为以汽车原来的速度运动碰撞时间为2.110-3 s，摩托车，摩托车 驾驶员是否有生命危险？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、为了防止碰撞，两车的驾驶员同时紧急刹车，货车、摩摩 托车急刹车后到完全静止所需时间分别为托车急刹车后到完全静止所需时间分别为4 s、3 s，货车，货车 的加速度与摩托车加速度大小之比为多少？的加速度与摩托车加速度大小之比为多少？ (3)为避免碰撞，开始刹车时两车距离至少为多少？为避免碰撞，开始刹车时两车距离至少为多少？(1)有生命危险有生命危险 (2)1:1 (3)62.5 m1.下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A.参考系必须是固定不动的物体参考系必须是固定不动的物体 B.参考系可以是变速运动的物体参考系可以是变速运动的物体 C.因地球很大，又有自转，研究地球公转时，地球不可视为质点因地球很大，又有自转，研究地球公转时，地球不可视为质点 D.研究跳水运动员转体动作时，运动员不可视为质点研究跳水运动员转体动作时，运动员不可视为质点2.如图如图1-1-2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 长度的长度的12。已知子弹飞行速率约为。已知子弹飞行速率约为500 m/s，由此可估算出，由此可估算出 这幅照片的曝光时间最接近这幅照片的曝光时间最接近( )图图1-1-2A.10-3 sB.10-6 sC.10-9 sD.10-12 sBB D3.如图如图1-1-3所示是汽车的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的所示是汽车的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的 变化。开始时指针指示在如图变化。开始时指针指示在如图1-1-3甲所示位置，经过甲所示位置，经过8s后指针指示在如后指针指示在如 图图1-1-3乙所示位置，若汽车做匀变速直线运动，那么它的加速度约为乙所示位置，若汽车做匀变速直线运动，那么它的加速度约为 ( ) A.11 m/s2 B.5.0 m/s2 C.1.4 m/s2 D.0.6 m/s2C图图1-1-34.两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底 片上多次曝光，记录下片上多次曝光，记录下 木木 块每次曝光时的位置，如图块每次曝光时的位置，如图1-1-4所示所示(连续两次曝连续两次曝 光的时间间隔是相等光的时间间隔是相等 的的)，由图可知，由图可知 ( ) A.在时刻在时刻t2以及时刻以及时刻t5两木块速度相同两木块速度相同 B.在时刻在时刻t3两木块速度相同两木块速度相同 C.在时刻在时刻t3到时刻到时刻t4之间某瞬时两木块速度相同之间某瞬时两木块速度相同 D.在时刻在时刻t2到时刻到时刻t5之间两木块的平均速度相同之间两木块的平均速度相同 图图1-1-4C D