资源简介

一、考情分析
近年高考对直线运动的考查主要侧重于匀变速直线运动规律及图象，表现为两种命题形式：其一，以选择题的形式单独命题，主要考查自由落体运动规律、竖直上抛运动规律以及运动图象问题，题目一般基础性较强，难度不大；其二，与其他考点(如牛顿运动定律、电场知识)相结合，命制计算题，一般有一定难度，主要考查匀变速直线运动规律和运动图象．
二、知识特点
本单元是高中物理之首，是物理学思维方法的基础，为构建运动学知识体系，提出很多概念，概念之间联系紧密．通过本章的学习，可以从物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任多方面发展学生的物理学科核心素养．本单元中的运动规律、思想方法也是分析带电粒子在电场、磁场中运动问题的基础．
三、复习方法
1．注重对基本概念和基本规律的理解：在复习过程中要把握公式、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，对于容易混淆的概念可以通过对比学习来领会概念的实质．
2．注重领会物理学中研究问题的方法：构建模型方法(质点)、数学方法(解析法与图象法)、逆向思维法(匀减速直线运动)、极限法(瞬时速度)、实验方法等是本单元研究问题的主要方法，要利用一些具体实例，逐步掌握物理规律和解题方法．
第1讲　运动的描述
考纲考情 核心素养
?参考系、质点Ⅰ ?位移、速度和加速度Ⅱ ?物质观念：质点、参考系．
?运动和相互作用观念：运动的相对性、速度、加速度. 物理观念
全国卷5年0考 高考指数★☆☆☆☆ ?模型建构：构建理想化物理模型——质点. 科学思维
　　
知识点一　质点　参考系
1．质点
(1)定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点．
(2)条件：研究一个物体的运动时，如果物体的大小和形状对问题的影响可以忽略，该物体就可以看做质点．
2．参考系
(1)定义：描述一个物体的运动时，选定其他物体做参考，观察这个物体的位置随时间的变化，这种用来做参考的物体称为参考系．
(2)选取不同的参考系来观察同一个物体的运动，其运动性质一般是不同的．通常以地面为参考系．
知识点二　位移、速度和加速度
1．位移
(1)定义：表示质点的位置变动，它是由初位置指向末位置的有向线段．
(2)与路程的区别：位移是矢量，路程是标量．只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程．
2．速度
(1)定义：物体运动的位移与发生这个位移所用时间的比值．
(2)定义式：v＝.单位：m/s.
(3)方向：平均速度方向与位移的方向相同，瞬时速度方向即物体运动的方向．
3．加速度
(1)定义：物体速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值．
(2)定义式：a＝.单位：m/s2.
(3)方向：与Δv的方向一致，由合力的方向决定，而与v0、v的方向无关．
(4)物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量．
1．思考判断
(1)研究物体的运动时，只能选择静止的物体作为参考系．(　×　)
(2)体积很大的物体可能视为质点．(　√　)
(3)做直线运动的物体，其位移大小一定等于路程．(　×　)
(4)加速度为正值，表示速度大小一定越来越大．(　×　)
(5)加速度是反映速度大小变化快慢的物理量．(　×　)
2．(多选)下列对参考系的理解正确的是(　ABD　)
A．“一江春水向东流”是以河岸为参考系
B．“地球的公转”是以太阳为参考系
C．“钟表的时针在转动”是以分针为参考系
D．“太阳东升西落”是以地球为参考系
3．(多选)下列说法可能正确的是(　BCD　)
A．出租车的收费标准为1.60元/公里，其中的“公里”说的是位移
B．物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0
C．两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小
D．物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西
4．下列关于加速度的说法正确的是(　D　)
A．加速度的单位读作“米每秒的平方”
B．物体有加速度说明物体速度在增大
C．加速度越大说明物体速度变化越大
D．加速度是描述物体速度变化快慢的物理量
解析：加速度的单位读作“米每二次方秒”，故A错误；物体加速度方向与速度方向反向时，物体速度在减小，故B错误；加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，加速度大说明速度变化快，故C错误，D正确．
5．如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，Δv表示速度的变化量．由图中所示信息可知(　C　)
A．汽车在做加速直线运动
B．汽车的加速度方向与v1的方向相同
C．汽车的加速度方向与Δv的方向相同
D．汽车的加速度方向与Δv的方向相反
解析：速度是矢量，速度的变化量Δv＝v2－v1，由题图可知，Δv的方向与初速度方向相反，而加速度的方向与速度变化量Δv的方向相同，与初速度方向相反，所以汽车做减速运动，故只有选项C正确．
考点1　质点、参考系和位移
1．物体能否被看成质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小和形状来判断．
2．对于同一个物体运动的描述，选用的参考系不同，其运动性质可能不同．在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动，则必须选取同一个参考系．
3．位移和路程的比较
位移 路程
物理意义 描述物体的位置变化 描述物体运动轨迹的长度
决定因素 由物体的初、末位置决定 由物体的运动路径决定
矢标性 矢量，既有大小又有方向 标量，只有大小没有方向
1．在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示．下面说法正确的是(　D　)
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
解析：金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为观测“金星凌日”时太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用，所以不能将太阳看成质点，选项B错误；金星绕太阳一周，起点与终点重合，位移为零，选项C错误；金星相对于太阳的空间位置发生了变化，所以以太阳为参考系，金星是运动的，选项D正确．
2．钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场．如图，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航．甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移动，乙船内的船员发现甲船没有动．如果以钓鱼岛为参照物，上述事实说明(　D　)
A．甲船向西运动，乙船不动
B．乙船向西运动，甲船不动
C．甲船向西运动，乙船向东运动
D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动
解析：甲船上的船员看见钓鱼岛向东移动，以钓鱼岛为参照物，甲船向西运动．乙船内的船员发现甲船没有动，说明甲、乙两船的速度大小、行驶的方向应该是一样的，即甲、乙两船以相等的速度都向西运动，故D正确．
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，气门芯的位移大小为(　D　)
A．πR B．2R
C．2πR D．R
解析：本题借助圆周考查位移的计算．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，由几何知识得，气门芯的位移大小x＝＝R，D正确．
考点2　平均速度和瞬时速度
对比项 平均速度 瞬时速度 实际应用
定义 物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值 物体在某一时刻或经过某一位置时的速度 物理实验中通过光电门测速
定义式 v＝(x为位移) v＝(Δt趋于零)
矢量性 矢量，平均速度方向与物体位移方向相同 矢量，瞬时速度方向与物体运动方向相同，沿其运动轨迹切线方向 把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度
1．如图所示，在某次越野自行车训练中，某选手用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为12 km，实际从A运动到B用时30 min，实际里程表指示的里程数比直线距离多了8 km，当他经过某路标C时，车上速度计指示的示数为50 km/h，下列说法错误的是(　D　)
A．整个过程中自行车的平均速度大小为24 km/h
B．整个过程中自行车的平均速率为40 km/h
C．经过路标C时自行车的瞬时速度大小为50 km/h
D．经过路标C时自行车的速度方向为由A指向B
解析：从A到B，自行车的位移为12 km，路程为20 km，用时0.5 h，由平均速度和 平均速率的定义可得整个过程中的平均速度大小为24 km/h，平均速率为40 km/h，故A、B正确；速度计显示的是瞬时速度大小，故C正确；经过路标C时自行车的速度方向沿实际运动路线的切线指向运动方向，故D错误．
2．春运是中国在农历春节前后出现的一种大规模的交通运输高压力现象．某同学买了北京西到贵阳北的高铁票，如图所示，从铁路售票网查询到该趟车历时8小时46分钟，行程为2 026公里，则下列说法正确的是(　B　)
A．图中08：55表示一段时间
B．该列车高速行驶时，可以取10 m位移的平均速度近似看做这10 m起点位置处的瞬时速度
C．该趟列车全程的平均速度为231 km/h
D．该趟列车的最高速度为231 km/h
解析：图中08：55表示出发时间，表示动作的发生瞬间，为时刻，选项A错误；高速运动时，速度很大，通过10 m长度所用的时间很短，故这10 m内的平均速度可看做为这10 m起点位置处的瞬时速度，选项B正确；全程的路程为s＝2 026 km，全程所用时间为8小时46分钟，求出的是平均速率，由于不知道位移，所以不能求解平均速度，根据题意不知道列车的最高速度，选项C、D错误．
3.在土耳其伊斯坦布尔举行的第15届机器人世界杯赛上，中国科技大学的“蓝鹰”队获得仿真2D组冠军和服务机器人组亚军，改写了我国服务机器人从未进入世界前5的纪录，标志着我国在该领域的研究取得了重要进展．图中是科大著名服务机器人“可佳”，如图所示，现要执行一项任务，给它设定了如下动作程序：机器人在平面内由点(1,1)出发，沿直线运动到点(4,2)，然后又由点(4,2)沿直线运动到点(2,5)，然后又由点(2,5)沿直线运动到(6,6)，然后又由点(6,6)沿直线运动到点(3,3)．整个过程中机器人所用时间是2 s，则(　B　)
A．机器人的运动轨迹是一条直线
B．整个过程中机器人的位移大小为2 m
C．机器人不会两次通过同一点
D．整个过程中机器人的平均速度为1.5 m/s
解析：根据坐标分析可知轨迹为折线，选项A错误；整个过程位移为从(1,1)点到(3,3)点的有向线段，总位移为2 m，B项正确；由机器人的运动轨迹可知，机器人会两次通过同一点，C项错误；整个过程中平均速度＝＝ m/s＝1 m/s，D项错误．
名师点睛
计算平均速度时应注意的问题
(1)平均速度的大小与物体的运动阶段有关，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.
(2)粗略计算时可以用极短时间内的平均速度来求某时刻的瞬时速度.
考点3　速度、速度变化量、加速度的关系
比较项目 速度 速度变化量 加速度
物理意义 描述物体运动快慢和方向的物理量，是状态量 描述物体速度改变的物理量，是过程量 描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是状态量
定义式 v＝ Δv＝v－v0 a＝＝
决定因素 v的大小由v0、a、Δt决定 由a与Δt决定(Δv＝aΔt) 由F、m决定(a不是由v、t、v0决定的)
方向 与位移同向，即物体运动的方向 由a的方向决定 与Δv的方向一致，由F的方向决定，与v0、v的方向无关
1．如图所示，汽车在做直线运动过程中，原来的速度是v1，经过一小段时间Δt以后，速度变为v2，则下列说法正确的是(　C　)
A．图中a是矢量，Δv是标量
B．图甲中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相反
C．图甲中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相同
D．图乙中汽车速度v1的方向与加速度a的方向相同
解析：速度、速度变化量以及加速度均是矢量，选项A错误；题图甲中汽车做加速运动，则速度v1的方向与加速度a的方向相同，选项B错误，C正确；题图乙中汽车做减速运动，则速度v1的方向与加速度a的方向相反，选项D错误．
2．如图“50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，其中“50”称为G值，G值越大，加速越快．G值的大小为车辆从静止加速到100 km/h(百公里加速)的平均加速度(其单位为国际单位)的10倍．某车百公里加速时间为6.2 s，由此推算，该车的新尾标应该是(　D　)
A．30TFSI B．35TFSI
C．40TFSI D．45TFSI
解析：根据加速度定义可得汽车的加速度为a＝＝ m/s2＝4.5 m/s2，则可知，该车的G值为4.5×10＝45，所以其新尾标应为45TFSI，选项D正确．
3．(多选)一个物体做变速直线运动，物体的加速度(方向不变)大小从某一值逐渐减小到零，则在此过程中，关于该物体的运动情况的说法可能正确的是(　ABC　)
A．物体速度不断增大，加速度减小到零时，物体速度最大
B．物体速度不断减小，加速度减小到零时，物体速度为零
C．物体速度减小到零后，反向加速再匀速
D．物体速度不断增大，然后逐渐减小
解析：物体做变速直线运动，速度方向可能与加速度方向相同，加速度逐渐减小，速度不断增大，当加速度减小到零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动，A正确；物体做变速直线运动，速度方向可能与加速度方向相反，加速度逐渐减小，速度不断减小，当加速度减小到零时，物体速度可能恰好为零，B正确；物体的加速度方向与初速度方向可能相反，加速度减小，速度减小，当速度减为零时，加速度不为零，然后反向做加速直线运动，加速度等于零后，物体做匀速运动，C正确，D错误．
名师点睛
判断质点做加速直线运动或减速直线运动的方法：
考点4　用极限法求瞬时速度和加速度
1．极限法
极限法是把某个物理量推向极端，即极大和极小，并依此做出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论．
极限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
(1)在公式v＝中，当Δt→0时v是瞬时速度．
(2)在公式a＝中，当Δt→0时a是瞬时加速度．
光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，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，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．图乙中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．让滑块d从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5×10－2 s和1.0×10－2 s，小滑块d的宽度为0.5 cm，则可测出滑块通过光电门1的速度v1＝________，滑块通过光电门2的速度v2＝________.滑块从开始遮住第1个光电门到开始遮住第2个光电门的时间为Δt＝3.0 s，则滑块的加速度a＝________.
【解析】　由v＝可知，v1＝＝ m/s＝0.2 m/s
v2＝＝ m/s＝0.5 m/s
由a＝可知，a＝＝ m/s2＝0.1 m/s2.
【答案】　0.2 m/s　0.5 m/s　0.1 m/s2
高分技法
对瞬时速度的进一步理解
(1)用v＝求瞬时速度时，求出的是粗略值，Δt(Δx)越小，求出的结果越接近真实值.
(2)在实际问题中，只要满足测量精度要求，都可以把平均速度理解为瞬时速度，精确的瞬时速度由其他公式计算.
1.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度．为使更接近瞬时速度，正确的措施是(　A　)
A．换用宽度更窄的遮光条
B．提高测量遮光条宽度的精确度
C．使滑块的释放点更靠近光电门
D．增大气垫导轨与水平面的夹角
解析：表示的是Δt时间内的平均速度，遮光条的宽度Δx越窄，则记录遮光时间Δt越小，越接近滑块通过光电门时的瞬时速度，选项A正确．
2．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d＝3.0 cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10 s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝3.0 s，则滑块的加速度约为(　A　)
A．0.067 m/s2 B．0.67 m/s2
C．6.7 m/s2 D．不能计算出
解析：遮光板通过第一个光电门时的速度v1＝＝ m/s＝0.10 m/s，遮光板通过第二个光电门时的速度v2＝＝ m/s＝0.30 m/s，故滑块的加速度a＝≈0.067 m/s2，选项A正确．

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