第一章

運動的描述勻變速直線運動的研究1.經(jīng)歷質(zhì)點模型的建構(gòu)過程,了解質(zhì)點的含義。知道將物體抽象為質(zhì)點的條件,能將特定實際情境中的物體抽象成質(zhì)點。體會建構(gòu)物理模型的思維方式。2.理解位移、速度和加速度。通過實驗,探究勻變速直線運動的特點,能用公式、圖像等方法描述勻變速直線運動,理解勻變速直線運動的規(guī)律,能運用其解決實際問題,體會科學思維中的抽象方法和物理問題研究中的極限方法。3.通過實驗,認識自由落體運動規(guī)律。結(jié)合物理學史的相關(guān)內(nèi)容,認識物理實驗與科學推理在物理學研究中的作用。【課標要求】運動的描述2024·江西卷·T3、2024·浙江1月選考卷·T2、2023·福建卷·T1勻變速直線運動的規(guī)律2024·山東卷·T3、2024·廣西卷·T3、2024·海南卷·T5、2023·山東卷·T6【考情分析】運動圖像追及相遇問題2024·新課標卷·T14、2024·河北卷·T3、2024·福建卷·T3、2024·甘肅卷·T2、2024·重慶卷·T1、2023·廣東卷·T3、2023·江蘇卷·T1、2023·湖北卷·T8實驗:測量做直線運動物體的速度2024·貴州卷·T11、2023·全國甲卷·T23【考情分析】運動的描述第1講北京時間2024年10月30日4時27分,搭載神舟十九號載人飛船的長征二號F遙十九運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射,約10分鐘后,神舟十九號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道。(1)請你創(chuàng)設兩類問題情境,一類是關(guān)于質(zhì)點的問題,即什么情況下飛船可以看成質(zhì)點,什么情況下飛船不能看成質(zhì)點;另一類是關(guān)于參考系的問題,選擇兩個不同的參考系,讓飛船分別是運動的和靜止的。情境導思(2)若飛船進入預定軌道的運動可看作直線運動,則發(fā)射過程飛船的位移和路程相同嗎?大小相等嗎?材料中的“時間”數(shù)字中哪個是時間?哪個是時刻?要估算飛船發(fā)射過程的平均速度、平均速率和平均加速度,還需要知道哪些信息? 情境導思

1.(2024·貴州黔西期末)如圖所示,小明用遙控器控制萬向扭變小汽車在水平地面上做勻速圓周運動,下列說法正確的是(

)

[A]從位置A→B和C→D,兩過程位移相同[B]從位置A→B和B→C,兩過程平均速度相同[C]研究扭變小汽車輪子的萬向轉(zhuǎn)動情況,小汽車可視為質(zhì)點[D]研究扭變小汽車的運動軌跡和周期可將小汽車視為質(zhì)點DD2.物體的加速度大小為2m/s2,表示該物體(

)[A]整個過程,其速度增加了2m/s[B]每經(jīng)過1s,其速度一定增大2m/s[C]每經(jīng)過1s,其速度減小2m/s[D]每經(jīng)過1s,其速度變化量大小為2m/s對質(zhì)點、參考系、位移的理解考點一質(zhì)點不同于幾何“點”質(zhì)點無大小但有質(zhì)量,實際物體能否看成質(zhì)點是由研究的問題決定的,而不是依據(jù)物體自身大小和形狀來判斷的參考系的“三性”(1)任意性:參考系的選取原則上是任意的,參考系選取得當,會使問題的研究變得簡捷、方便。(2)同一性:比較不同物體的運動必須選同一參考系。(3)一致性:無論選定的作為參考的物體運動情況如何,均看作“靜止”位移和路程的兩點“不同”(1)決定因素不同:位移由始、末位置決定,路程由實際的運動路徑?jīng)Q定。(2)運算法則不同:位移應用矢量的平行四邊形定則運算,路程應用標量的代數(shù)運算[例1]【對質(zhì)點的理解】(2024·安徽合肥階段檢測)我國“奮斗者”號潛水器如圖所示,下列情況中“奮斗者”號一定可視為質(zhì)點的是(

)[A]估算下降總時間時[B]用推進器使其轉(zhuǎn)彎時[C]在海溝中穿越窄縫時[D]科學家在其艙內(nèi)進行實驗時A【解析】當物體的大小和形狀對研究問題的影響可忽略時,可以將物體看作質(zhì)點。估算“奮斗者”號下降總時間時,其大小、形狀與下降的深度相比,可以忽略,可視為質(zhì)點,故A正確;用推進器使其轉(zhuǎn)彎時,“奮斗者”號大小、形狀不可以忽略,不可視為質(zhì)點,故B錯誤;在海溝中穿越窄縫時,“奮斗者”號大小、形狀不可以忽略,不可視為質(zhì)點,故C錯誤;科學家在其艙內(nèi)進行實驗時,“奮斗者”號大小、形狀不可以忽略,不可視為質(zhì)點,故D錯誤。[例2]【對參考系的理解】(2023·浙江1月選考卷,3)“神舟十五號”飛船和空間站“天和”核心艙成功對接后,在軌運行如圖所示,則(

)[A]選地球為參考系,“天和”是靜止的[B]選地球為參考系,“神舟十五號”是靜止的[C]選“天和”為參考系,“神舟十五號”是靜止的[D]選“神舟十五號”為參考系,“天和”是運動的C【解析】“神舟十五號”飛船和空間站“天和”核心艙對接時,處于相對靜止狀態(tài),選項C正確;以地球作參考系,“天和”“神舟十五號”都是運動的,選項A、B、D錯誤。[變式](1)對接過程,“神舟十五號”飛船和空間站“天和”核心艙可不可以看成質(zhì)點?【答案】(1)都不能看成質(zhì)點?！窘馕觥?1)對接過程需要精準把握對接機構(gòu)的準確位置,飛船和核心艙的形狀與體積不能忽略,此時飛船和核心艙都不能看成質(zhì)點。(2)“神舟十五號”飛船和空間站“天和”核心艙于11月30日5時42分成功對接,整個對接過程歷時約6.5小時。在這里,11月30日5時42分和6.5小時分別指時刻還是時間間隔?【答案】(2)11月30日5時42分是時刻,6.5小時是時間間隔?！窘馕觥?2)飛船和核心艙于11月30日5時42分成功對接,指時刻;6.5小時是整個對接過程經(jīng)歷的時間,指時間間隔。[例3]【對位移的理解】(2024·云南曲靖期中)如圖所示,半徑為R的地球儀上,

P點為赤道與0°經(jīng)線的交點,Q點為赤道與東經(jīng)90°經(jīng)線的交點。一只螞蟻從P點沿0°經(jīng)線向北爬行到北極點,然后又沿東經(jīng)90°經(jīng)線向南爬行到Q點,則螞蟻從P點運動到Q點的整個過程中的路程和位移大小分別為(

)

C

平均速度和瞬時速度考點二如圖是高速上某一“區(qū)間測速”的標志牌,該路段全長66km,全程限速100km/h,若一輛汽車通過監(jiān)測起點和終點的速度分別為95km/h和90km/h,通過測速區(qū)間的時間為35min。思考:(1)上述情境中,數(shù)據(jù)66km、100km/h、95km/h、90km/h、35min分別描述什么運動學物理量?提示:(1)66km表示路程,100km/h指的是平均速率,95km/h和90km/h指的都是瞬時速度,35min是時間。(2)能否求解全程的平均速度?該汽車通過測速區(qū)間過程中有沒有超速?

1.有關(guān)“速度”的比較物理量平均速度瞬時速度平均速率意義描述運動物體在一段時間(或一段位移)的平均快慢及方向描述運動物體在某一時刻(或某一位置)的運動快慢及方向描述運動物體沿軌跡運動的平均快慢標矢性矢量矢量標量大小與方向(1)大小等于路程與時間的比值,與平均速度的大小無關(guān)。(2)無方向2.兩個平均速度公式的比較

[例4]【對平均速度和瞬時速度的理解】(2024·貴州貴陽期末)(多選)在某次木工師傅舉行的樹干攀爬大賽中,師傅甲和乙同時開始攀爬,甲率先爬到頂端,結(jié)果卻是乙第一個返回到出發(fā)點,則(

)[A]向上爬的過程中,經(jīng)過中點時甲的速度不一定大于乙的速度[B]甲在最高點的速度一定大于乙在最高點的速度[C]從頂端返回的過程中,甲的平均速度一定大于乙的平均速度[D]全過程中,甲、乙的平均速度一樣大AD

[例5]【平均速度和瞬時速度的計算】(2023·福建卷,1)“祝融號”火星車沿如圖所示路線行駛,在此過程中揭秘了火星烏托邦平原淺表分層結(jié)構(gòu),該研究成果被列為“2022年度中國科學十大進展”之首?！白Ｈ谔枴睆闹扅cO處出發(fā),經(jīng)過61天到達M處,行駛路程為585米;又經(jīng)過23天,到達N處,行駛路程為304米。已知O、M間和M、N間的直線距離分別約為463米和234米,則火星車(

)[A]從O處行駛到N處的路程為697米[B]從O處行駛到N處的位移大小為889米[C]從O處行駛到M處的平均速率約為20米/天[D]從M處行駛到N處的平均速度大小約為10米/天D

加速度考點三1.物理量v、Δv、a的對比物理量速度v速度的變化量Δv加速度a物理意義表示運動的快慢和方向表示速度變化的大小和方向表示速度變化的快慢和方向,即速度的變化率公式Δv=v-v0單位m/sm/sm/s2關(guān)系三者無必然聯(lián)系,v很大時,Δv可以很小,甚至為0;a的大小決定于Δv與Δt的比值,與v、Δv大小無關(guān)2.對加速度大小和方向的進一步理解[例6]【對加速度的理解】(2024·廣東江門階段檢測)(多選)北京時間2023年8月25日12時59分,谷神星一號遙八運載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空,將搭載的吉林一號衛(wèi)星順利送入預定軌道,發(fā)射任務獲得圓滿成功。下列說法正確的是(

)[A]火箭點火發(fā)射豎直升空的過程中,其加速度的方向與速度變化的方向可能不一致[B]火箭離地瞬間,其加速度不為零[C]火箭的速度越大,其加速度就越大[D]火箭的速度變化率越大,其加速度就越大BD【解析】火箭發(fā)射升空時速度增大,做加速運動,可知火箭加速度的方向與速度變化的方向一致,故A錯誤;火箭離地瞬間,其速度為零,但速度發(fā)生變化,則加速度不為零,故B正確;火箭的速度很大時,但是速度的大小可以不變,所以加速度不一定大,故C錯誤;加速度的大小與速度變化的快慢程度有關(guān),其速度變化越快,速度變化率越大,加速度越大,即火箭的速度變化率越大,加速度越大,故D正確。[例7]【加速度的計算】(2024·甘肅蘭州階段練習)火箭發(fā)射時,速度能在10s內(nèi)由0增加到100m/s;汽車以108km/h的速度行駛,急剎車時能在2.5s內(nèi)停下來。以初速度的方向為正方向,下列說法正確的是(

)[A]10s內(nèi)火箭的速度改變量為10m/s[B]2.5s內(nèi)汽車的速度改變量為-30m/s[C]火箭的速度變化比汽車的快[D]火箭的加速度比汽車的加速度大B

運動圖像對運動的描述考點四1.對x-t圖像與v-t圖像的理解項目x-t圖像v-t圖像圖像意義傾斜直線表示速度不變,即勻速直線運動;曲線表示速度變化,即變速直線運動傾斜直線表示速度均勻變化,即勻變速直線運動;曲線表示速度非均勻變化,即變加速直線運動運動情況甲做勻速直線運動,乙做速度逐漸減小的直線運動丙做勻加速直線運動,丁做加速度逐漸減小的變加速直線運動斜率、交點和“面積”圖線斜率表示速度,交點表示對應時刻兩物體相遇;圖線與橫軸所圍面積無意義圖線斜率表示加速度,交點表示對應時刻速度相等,圖線與橫軸所圍面積表示位移位移0～t1時間內(nèi)甲、乙位移相等0～t2時間內(nèi)丁的位移大于丙的位移平均速度0～t1時間內(nèi)甲、乙平均速度相等0～t2時間內(nèi)丁的平均速度大于丙的平均速度2.三點說明(1)x-t圖像、v-t圖像只描述直線運動,且均不表示運動的軌跡。(2)分析圖像要充分利用圖像與其所對應物理量的函數(shù)關(guān)系。(3)識圖方法:一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交點。[例8]【對x-t圖像的理解】(2024·廣西南寧二模)某醫(yī)院用智能機器人在大廳巡視,如圖是該機器人在某段時間內(nèi)做直線運動的位移—時間圖像,

20～30s的圖線為曲線,其余為直線。則機器人在(

)[A]0～10s內(nèi)做勻加速直線運動[B]0～20s內(nèi)平均速度大小為零[C]0～30s內(nèi)的位移大小為5m[D]5s末的速度與15s末的速度相同B【解析】根據(jù)x-t圖像的斜率表示速度,可知0～10s內(nèi)做勻速直線運動,故A錯誤;根據(jù)x-t圖像可知,0～20s內(nèi)機器人發(fā)生的位移為0,則0～20s內(nèi)平均速度大小為零,故B正確;根據(jù)x-t圖像,機器人在0～30s內(nèi)的位移為Δx=0-2m=

-2m,可知0～30s內(nèi)的位移大小為2m,故C錯誤;根據(jù)x-t圖像的斜率表示速度,可知5s末的速度與15s末的速度大小相等,方向相反,故D錯誤。[變式]在10～30s內(nèi),機器人的平均速度為多少?20～30s內(nèi),機器人的運動軌跡是否為曲線?【答案】0.35m/s,方向與初速度方向相反運動軌跡不是曲線

[例9]【對v-t圖像的理解】(2024·福建卷,3)某公司在封閉公路上對一新型電動汽車進行直線加速和剎車性能測試,某次測試的速度—時間圖像如圖所示。已知0～3.0s和3.5～6.0s內(nèi)圖線為直線,3.0～3.5s內(nèi)圖線為曲線,則該車(

)[A]在0～3.0s內(nèi)的平均速度大小為10m/s[B]在3.0～6.0s內(nèi)做勻減速直線運動[C]在0～3.0s內(nèi)的位移大小比在3.0～6.0s內(nèi)的大[D]在0～3.0s內(nèi)的加速度大小比在3.5～6.0s內(nèi)的小D

[變式]在[例9]中電動汽車在0～6.0s內(nèi)運動方向是否改變?加速度方向是否改變?【答案】未改變改變【解析】在0～6.0s內(nèi)電動汽車的速度始終為正值,即電動汽車一直朝正方向運動,故運動方向未改變;在0～3.0s內(nèi)圖線斜率為正值,3.0～6.0s內(nèi)圖線斜率為負值,圖線的斜率表示加速度,可知0～3.0s內(nèi)和3.0～6.0s內(nèi)的加速度方向不相同。(滿分:60分)課時作業(yè)對點1.對質(zhì)點、參考系、位移的理解1.(4分)(2024·山西太原一模)某海灣隧道全長6680m,線路如圖所示,其中AB、CD段可以看作直線路段,BC段可以看作曲線路段。下列說法正確的是(

)[A]計算通過BC段所用時間,由于汽車做曲線運動,不能將汽車看作質(zhì)點[B]計算汽車通過整段隧道所用時間,可以將汽車看作質(zhì)點[C]測量兩輛汽車的超車時間,可以將汽車看作質(zhì)點[D]汽車通過隧道的位移是6680mB基礎對點練【解析】計算汽車通過BC段所用時間和通過整段隧道所用時間時,汽車的長度對研究問題影響很小,可以忽略汽車的大小和形狀,能將汽車看作質(zhì)點,故A錯誤,B正確;測量兩輛汽車的超車時間,汽車的長度對研究問題影響很大,不能忽略汽車的大小和形狀,不可以將汽車看作質(zhì)點,故C錯誤;汽車通過隧道的路程是6680m,而不是位移,故D錯誤。2.(4分)如圖所示,橋式起重機主要由可移動“橋架”“小車”和固定“軌道”三部分組成。在某次作業(yè)中橋架沿軌道單向移動了8m,小車在橋架上單向移動了6m。關(guān)于該次作業(yè),下列說法正確的是(

)[A]以地面為參考系,小車位移為6m[B]以橋架為參考系,小車位移為8m[C]以地面為參考系,小車位移為10m[D]以橋架為參考系,小車位移為14mC

對點2.平均速度和瞬時速度3.(6分)(2024·黑龍江齊齊哈爾期中)(多選)寓言《龜兔賽跑》中說:烏龜和兔子同時從起點跑出,兔子在遠遠超過烏龜時,便驕傲地睡起了大覺,它一覺醒來,發(fā)現(xiàn)烏龜已悄悄地爬到了終點,后悔不已。在整個賽跑過程中,下列說法正確的是(

)[A]兔子驕傲的原因是在瞬時速度上有優(yōu)勢[B]兔子驕傲的原因是在全段運動的平均速度上有優(yōu)勢[C]烏龜獲勝的原因是在全段運動的平均速度上有優(yōu)勢[D]烏龜獲勝的原因是在瞬時速度上有優(yōu)勢AC【解析】在兔子睡覺之前,兔子和烏龜運動的時間相同,兔子通過的路程長,所以兔子跑得快,即兔子在瞬時速度上有優(yōu)勢;在整個過程中,兔子和烏龜通過的路程相同,烏龜用的時間短,所以烏龜運動得快,即烏龜在平均速度上有優(yōu)勢,故A、C正確,B、D錯誤。4.(6分)(多選)如圖所示,物體沿曲線ABCDE軌跡的箭頭方向運動,沿AB、ABC、ABCD、ABCDE四段軌跡運動所用的時間分別是1s、2s、3s、4s。圖中方格的邊長均為1m。下列說法正確的是(

)

ABC

對點3.加速度5.(4分)(2024·云南昆明期末)下列關(guān)于加速度的說法正確的是(

)[A]物體速度變化越快,加速度越大[B]物體速度越大,加速度越大[C]加速度的方向一定與物體速度方向相同[D]加速度為正,物體一定做加速運動A【解析】加速度是描述速度變化快慢的物理量,物體速度變化越快,加速度越大,故A正確;加速度與速度沒有直接關(guān)系,物體速度越大,加速度不一定越大,故B錯誤;加速度的方向與速度變化的方向相同,但與速度方向不一定相同,故C錯誤;加速度為正時也可能與速度方向相反,此時物體做減速運動,故D錯誤。6.(8分)(2025·河南開封階段練習)足球運動員在罰點球時,用腳踢球使球獲得30m/s的速度,若腳與球作用時間為0.1s;球又在空中飛行1s后被守門員擋住,此時足球速度大小為30m/s,守門員雙手與球接觸時間為0.2s,且球被擋出后以10m/s沿原路反彈,求:(1)罰球瞬間,球的加速度大小;【答案】(1)300m/s2

(2)守門員接球過程,足球的速度變化量以及平均加速度?！敬鸢浮?2)40m/s,方向與初速度方向相反200m/s2,方向與初速度方向相反

對點4.運動圖像對運動的描述7.(4分)(2025·陜晉青寧高考適應性考試)2024年8月,我國運動員獲得第33屆奧運會男子100m自由泳冠軍。比賽所用標準泳池的長度為50m,下列與該運動員實際運動過程最接近的位移—時間(x-t)圖像是(

)C[A][B][C][D]【解析】由題意知,標準泳池的長度為50m,100m自由泳需要在泳池內(nèi)往返一次,可知運動員最后的位移為零,所以位移先增大后減小,且離出發(fā)點最遠處位移為50m,故C正確。8.(4分)(2024·甘肅酒泉模擬)用速度傳感器記錄電動車直線運動過程的信息,其速度隨時間變