创新设计 2019届高三物理一轮复习教师用书

第1课时描述运动的基本概念

考点考级 质点(Ⅰ)、参考系(Ⅰ)和位移(Ⅲ)的理解 速度、平均速度和瞬时速度(Ⅱ) 命题点1：对质点的深入理解 命题点2：参考系的巧妙选取 命题点3：对位移的理解 命题点1：速度的求解 命题点2：对瞬时速度的理解 命题点1：加速度与速度及速度变化之间的制约关系 加速度(Ⅱ) 命题点2：加速度的大小计算及方向判断 命题点3：极限思想在求解加速度中的应用 考点一 质点、参考系和位移的理解 ———— ———— ———— 命题点 考查频率

1.

2.

3.

[诊断小练]

(1)只有质量和体积都很小的物体才能看成质点．( )

(2)平动的物体都可以看作质点，而转动的物体不能看作质点．( ) (3)参考系可以任意选取，但一般遵循描述运动方便的原则．( )

(4)当一个物体做竖直上抛运动返回原抛出点时，位移的大小等于上升高度的两倍．( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)×

命题点1 对质点的深入理解

1．第13届全国运动会于2017年8月5日～21日在天津举行．运动会包括射箭、体操、田径、击剑等39个比赛项目．下列关于运动项目的描述正确的是( )

A．研究马拉松运动员跑步的过程，评判比赛成绩时，可将运动员视为质点

B．在双人同步跳水运动中，以其中一名运动员为参考系，另一名运动员是相对静止的 C．在评判击剑运动员的比赛成绩时，运动员可视为质点 D．研究体操运动员的体操动作时，可将其视为质点

【解析】 C、D两项中都要关注运动员的动作细节，故这两个项目中的运动员不能看做质点；A项中评判成绩不用关注跑步动作细节，故该项中的运动员可看做质点；B项中在双人同步跳水运动中，两人动作完全一致，故以其中一名运动员为参考系，另一名运动员是相对静止的．

【答案】 AB

1．对质点的三点说明

(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在．

(2)物体能否被看成质点是由要研究的问题决定的，并非依据物体自身的大小和形状来判断． (3)质点不同于几何“点”，质点有质量，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置． 2．建立质点模型的两个关键 (1)明确要研究的问题是什么．

(2)判断物体的大小和形状对所研究问题的影响能否忽略． 命题点2 参考系的巧妙选取

2．紧贴天花板处吊一根长度L＝1 m的木棒，当它自由下落时，地面上有一小球竖直上抛．已知小球抛出后经过t1＝0.5 s与木棒的下端在同一高度，且小球经过木棒的时间Δt＝0.1 s．求天花板离地面的高度h.

【解析】 木棒自由下落，小球竖直上抛，它们的加速度均为g，方向竖直向下．设小球竖直上抛的初速度为v0，如果我们选取自由落体的木棒为参考系，则小球相对于木棒的加速度等于零，故小球相对于木棒做速度为v0的匀速直线运动．

Δs

由于小球经过木棒的时间Δt＝0.1 s，相对于木棒运动的距离Δs＝L＝1 m，由此可知小球上抛的初速度为：v0＝＝10 m/s.

Δt由题意可知，小球从抛出到与木棒上端相遇所需的时间为：

1

t＝t1＋Δt＝0.6 s

因此天花板离地面的高度为： h＝v0t＝6 m. 【答案】 6 m

命题点3 对位移的理解

3.如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为( )

A．πR C．2πR

B．2R D．R4＋π2

【解析】 当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，轮子向前运动半个周长，气门芯的初位置与末位置如图所示，由几何知识得，气门芯的位移大小x＝

【答案】 D

位移与路程的区别和联系

?2R?2＋?πR?2＝R

4＋π2，故选D.

位移x 路程s 物理意义 描述物体位置的变化 表示物体运动轨迹的长度 决定因素 由初、末位置决定 由实际的运动路径决定 运算规则 矢量的平行四边形定则 标量的代数运算 大小关系 x≤s 2

考点二 速度、平均速度和瞬时速度

1.

2．平均速度与瞬时速度的区别与联系

(1)区别：平均速度是过程量，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度是状态量，表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度．

(2)联系：瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度． 3．平均速度与平均速率的区别

平均速度的大小不能称为平均速率，因为平均速率是路程与时间的比值，只有当路程与位移的大小相等时，平均速率才等于平均速度的大小．

4．计算平均速度时应注意的两个问题

(1)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关，求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度． Δx

(2)v＝是平均速度的定义式，适用于所有的运动．

Δt

[诊断小练]

(1)速度仅仅是描述运动快慢的物理量．( )

(2)速度的方向也就是运动方向，与位移方向相同．( ) (3)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向．( ) (4)平均速度能精确地描述物体运动的快慢．( ) 【答案】 (1)× (2)√ (3)√ (4)×

命题点1 速度的求解

4．2017年达喀尔拉力赛中，如图所示为某选手在一次训练中的路线图，他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率大小为108 km/h B．整个过程中赛车的平均速度大小为108 km/h C．赛车经过路标C时的瞬时速度大小为150 km/h D．赛车经过路标C时速度方向为由A指向B

1

【解析】 从A到B位移为9 km，路程为15 km，用时 h，可得整个过程的平均速率为180 km/h，平均速度大小为108 km/h，故A错，

12B对；速度计显示的是瞬时速度大小，故C对；经过C时速度的方向为沿运动轨迹在C点的切线方向，故D错．

【答案】 BC

命题点2 对瞬时速度的理解

5．如图所示是做直线运动某物体的位移—时间图象，根据图中数据可以求出P点的瞬时速度．下面四个选项中哪一项更接近P点瞬时速度的真实值( )

A．2 m/s C．2.21 m/s

B．2.2 m/s D．2.211 m/s

Δr

【解析】 根据公式v＝，时间Δt取得越短，平均速度越接近瞬时速度，A项的时间段是1 s，B项的时间段是0.1 s，C项的时间段是

Δt0.01 s，因此C正确．D项没有依据，是臆造的，D错误．

【答案】 C

极限思维法的妙用

1．极限思维法：如果把一个复杂的物理全过程分解成几个小过程，且这些小过程的变化是单一的．那么，选取全过程的两个端点及中间的极限来进行分析，其结果必然包含了所要讨论的物理过程，从而能使求解过程简单、直观，这就是极限思想方法．极限思维法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续、单调变化(单调增大或单调减小)的情况．

2．用极限法求瞬时速度和瞬时加速度 Δx

(1)公式v＝中当Δt→0时v是瞬时速度．

ΔtΔv

(2)公式a＝中当Δt→0时a是瞬时加速度.

Δt

考点三 加速度

3

1.

2．速度与加速度的关系

(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系．

(2)速度变化量大小与加速度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)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．

a不变，v随时间均匀增加??

?a增大，v增加得越来越快

?加速直线运动??

?a减小，v增加得越来越慢①a和v同向

a不变，v随时间均匀减小??

?a增大，v减小得越来越快

?减速直线运动??

?a减小，v减小得越来越慢②a和v反向

[诊断小练]

(1)速度的变化量越大，加速度就越大．( ) (2)物体的速度很大时，加速度不可能为零．( )

(3)甲的加速度a甲＝2 m/s2，乙的加速度a乙＝－3 m/s2，则a甲＞a乙．( ) (4)物体的加速度增大，速度就增大．( ) 【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)×

命题点1 加速度与速度及速度变化之间的制约关系

6．(2018·山东烟台高三上学期期中)有关速度和加速度的关系，下列说法中正确的是( ) A．速度变化很大，加速度一定很大 B．速度变化越来越快，加速度越来越小 C．速度方向为正，加速度方向可能为负

D．速度变化量的方向为正，加速度方向可能为负

【解析】 速度变化很大，加速度不一定很大，A错误；速度变化越来越快，加速度越来越大，B错误；当匀减速运动时速度方向和加速度方向相反，C对；速度变化量的方向即为加速度的方向，D错误．

【答案】 C

命题点2 加速度的大小计算及方向判断

7.如图所示，小球以大小为3 m/s的速度v1水平向右运动，碰一墙壁经Δt＝0.01 s后以大小为2 m/s的速度v2沿同一直线反向弹回，则小球在这0.01 s内的平均加速度是( )

A．100 m/s2，方向向右 C．500 m/s2，方向向左

B．100 m/s2，方向向左 D．500 m/s2，方向向右

v2－?－v1?2－?－3?Δv

【解析】 解法一：取末速度的方向为正方向，由a＝得，a＝＝ m/s2＝500 m/s2，方向与v2方向相同，水平向左，

ΔtΔt0.01故选项C正确．

－v2－v1－2－3Δv

解法二：取初速度的方向为正方向，由a＝得，a＝＝ m/s2＝－500 m/s2，方向与v2方向相同，水平向左，故选项C正确．

ΔtΔt0.01【答案】 C

命题点3 极限思想在求解加速度中的应用

8.(2018·浙江湖州中学月考)如图所示，为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板．滑块向右做匀加速直线运动依次通过两个光电门A和B.光电门上的黑点处有极细的激光束．当遮光板挡住光束时开始计时，不遮挡光束时停止计时，现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1＝0.30 s，通过第二个光电门所用的时间为Δt2＝0.10 s，光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt3＝0.30 s，则滑块的加速度大小应为( )

A．0.67 m/s2 C．0.40 m/s2

B．0.14 m/s2 D．0.22 m/s2

2

d3.0×10－

【解析】 遮光板通过第一个光电门的平均速度大小为v1＝＝ m/s＝0.1 m/s(d为遮光板的宽度)，这个速度就是滑块通过第一

Δt10.30

2

d3.0×10－

个光电门中间时刻的速度，即计时0.15 s时的瞬时速度；遮光板通过第二个光电门的平均速度大小为v2＝＝ m/s＝0.3 m/s，这个速

Δt20.10

v2－v10.3－0.1

度就是通过第二个光电门中间时刻的速度，即第二个光电门计时0.05 s时的瞬时速度；因此加速度大小为a＝＝ m/s2＝

Δt0.30＋0.15＋0.050.40 m/s2，因此C正确．

【答案】 C

物理建模系列(一) 匀速直线模型及应用

1．模型特点

4