教师版高一物理寒假班专题一运动描述.docx
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教师版高一物理寒假班专题一运动描述
1.1质点、参考系和坐标系
一、知识点
1.质点的定义
用来代表物体的有质量的点,叫做质点。
质点实际是不存在的。
2.将物体可以看做质点的条件
物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,可以将物体视为质点。
物体的大小和形状不是判断物体是否可以看做质点的依据。
-------理想化模型的四个要素
(1)理性化模型是为了简化问题的研究进行的科学抽象,实际并不存在。
(2)理想化模型已研究目的为出发点,突出主要因素,忽略次要因素。
(3)理想化模型是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种研究方法。
(4)物理研究中,可以使问题的处理大为简单而又不会发生大的偏差。
3.参考系的定义
在描述一个物体运动时,选作标准的假定不动的另一物体叫做参考系。
对参考系的理解主要抓住以下几点:
A.选作参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言。
B.参考系的选定是任意的,但是应该以观察方便和使描述尽可能简单为原则。
C.研究多个物体的运动或者同一个物体的不同阶段的运动时,必须选择同一参考系。
D.同一运动选择不同的参考系,观察结果一般不同。
4.坐标系的定义
在参考系上建立适当的坐标系,可以定量地描述物体的位置及位置变化。
坐标系的分类:
直线坐标系:
物体在一条直线上运动。
平面直角坐标系:
物体在平面内运动。
空间直角坐标系:
物体在三维空间内运动。
直线坐标系用的比较多,后两种基本不用。
时刻和时间段也经常使用直线坐标系,可以建立平面直角坐标系。
二、经典例题诠释
例一下列关于质点的说法中正确的是()
A.质点一定是很小的物体
B.质点是实际存在的有质量的点
C.质点是研究物体运动时的一种理想化模型
D.质点就是物体的重心
答案:
c
一个物体能否看作是质点,并不在于它的大小,关键在于在所研究的问题中,它的形状和大小是否可以忽略。
例二下列各种情况,可以把研究对象(加点的)看作质点的是()
A.研究小木块的翻倒过程
B.讨论地球的公转
C.比赛时,运动员分析乒乓球的运动
D.计算整列火车通过某一路标的时间
答案:
bd
B中,如果是研究地球的自转,就不能再将地球看作是质点
例三下列运动的物体,能当做质点处理的是()
A.研究地球的四季变化,自转中的地球
B.研究前进中的汽车车轮运动时,前进中的汽车
C.裁判员在打分过程中冰面上旋转的花样滑冰运动员
D.研究火车从北京到上海的行驶时间时,将匀速运动中的火车
答案:
d
当我们研究对象是整体之部分时,不能将整体看做质点,换言之,将整体看做质点后,无法再去研究整齐的部分的。
例四在不考虑物体本身大小和形状时,可以把物体看作是质点。
物理学中,把这种在实际原理基础上,突出问题的主要方面,忽略次要因素,经过抽象而建立起来的客体称为()
A.科学假说
B.等效替代
C.理想模型
D.控制变量
答案c
例五在16届广州亚运会中,下列几种比赛中的研究对象可视为质点的是()
A.蹦床比赛中研究蹦床运动员的空中表演动作时的运动员
B.帆船比赛时确定帆船在大海中的位置时的帆船
C.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中飞行的时间时
D.乒乓球比赛中,对手眼中的旋转球
答案bc
例六下列关于质点的说法中,正确的是()
A.质点是一个理想化模型,实际并不存在
B.因为质点没有大小,所以与几何中心的点没有什么区别
C.如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或者是次要因素,就可以把物体视为质点
D.凡是轻小的物体,都可以看做质点
答案ac
例七下列关于对参考系的理解中,正确的是()
A.如果不选择参考系,就无法研究某一物体是怎么运动的
B.参考系只能选择不动的物体
C.研究车轮边缘上一点的运动时,一定是以轮轴为参考系
D.同一物体的运动,选择不同的参考系一定有相同的观察结果
答案a
研究物体的运动一定要选择参考系,因为运动的绝对的,我们研究的基本都是相对的运动
例八下列关于运动的描述中,参考系的选择符合描述的是()
A.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的
B.“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系
C.钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来,是以“潮水”为参考系的
D.升国旗时观察到国旗冉冉升起,观察者是以国旗为参考系的
答案a
第一项中的小舟是运动的,所以选择的参考系为万重山
例九《西游记》中常有孙悟空腾云驾雾的镜头。
这通常是采用“背景拍摄法”。
让“孙悟空”站在平台上,做着飞行的动作,在他的背景中展现出蓝天和急速飘动的白云,同时加上烟雾效果,摄影师把人物的动作,飘动的白云和烟雾一起拍摄进镜头,放映时,观众就感到“孙悟空”在腾云驾雾,观众所选择的参考是()
A.“孙悟空”
B.平台
C.飘动的白云
D.烟雾
答案c
例十天安门广场国旗杆临长安街而立,长安街沿东西走向,一车辆沿长安街自西向东行驶,开始时距离国旗杆1000m,2min后,距离国旗杆400m,4min后距离国旗杆600m,坐标系原点定在国旗杆位置,以自西向东方向为正方向建立坐标轴,刚开始车辆位置的坐标是,2min后车辆的位置坐标为,在研究车辆的运动过程中,将车视为。
答案:
-1000m400m(-4oom)质点
例十一在雅典奥运会蹦床比赛中,我国运动员黄珊汕为中国赢得首枚奥运会蹦床金奖。
若蹦床运动员完成一系列高难度动作后,从高出地面3m的位置竖直向上跃起,上升5m后回落,最后到达地面,如图1-1-1所示,分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上为正,填写下表:
三、优化考题演练
1.2时间与位移
一、知识点
1、时刻和时间间隔的物理意义
时刻指的是某一瞬间,在时间轴上用一个点表示
时间间隔指的是两个时刻之间的间隔
在物理学中时间间隔和时刻是严格区分的,物理学中所说的时间指的是时间间隔
时刻、时间间隔的表示方法
1)、在时间轴上:
点表示时刻,线段表示时间间隔
2)、常用来表示时刻的关键词是:
初、末、时等,常用来表示时间间隔的关键词有:
内、经历、历时等。
时间的单位和测量
3)时刻与时间间隔的联系:
两个时刻之间的间隔即为时间间隔;时间间隔是一系列连续时刻的积累。
2、区分路程和位移的概念
物体运动轨迹的长度叫做路程,路程只有大小没有方向
从初位置指向末位置的有向线段叫做位移
3、矢量和标量
矢量:
既有大小又有方向的量。
如位移、速度、力等
标量:
只有大小没有方向的量。
如时间、质量、温度等
矢量和标量的区分
矢量的正负号表示的是方向,标量的正负号不表示方向。
如温度的正负号表示的温度是在零度以上还是在零度以下。
运算法则
标量相加减时,遵从算术加减法则,矢量相加减时,遵从平行四边形法则、
大小比较
矢量比较大小只需要比较其绝对值即可,比较标量大小时,有的标量比较绝对值,如电荷量。
有的标量比较代数值,如温度等。
二、经典例题诠释
例一关于时间和时刻,下列说法正确的是()
A.时间很长,时刻很短
B.第2s内和2s都是指一段时间间隔
C.时光不能倒流,因此时间是矢量
D.“北京时间12点整”指的是时刻
答案bd
例二一质点绕半径为r的圆圈运动了一周,其位移的大小是,路程是,若质点运动了1
周,其位移大小是,路程是,此运动中最大的位移是,最大的路程是。
答案0
r
r7/2
r2r7/2
r
例三一个物体从A点运动到B点,则()
A.物体的位移等于物体的路程
B.物体的位移可能是正值也可能是负值
C.物体位移的大小总是小于或者等于物体运动的路程
D.物体的位移是直线,而路程是曲线
答案:
bc
例四物体作直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐标的变化量表示物体的位移,如图1-2-8所示,一个物体从A运动到C,其位移为
=-4m-5m=-9m;从C点运动到B点,其位移为
=1m-(-4m)=5m,下列说法正确的是()
答案BD
位移是矢量,比较位移大小时只需要比较数值,不要带正负号
例五在2012世锦赛中,甲乙两名运动员分别参加了400m、100m田径决赛,两人都是在最内侧的跑道完成的比赛,则两人在比赛中通过的位移大小M甲、M乙和通过的路程N甲、N乙之间的关系是()
A.M甲>M乙,N甲 B.M甲 C.M甲>M乙,N甲>N乙 D.M甲 答案b 要注意路程和位移的概念,在本题中,400m的位移是0,标准的跑道都是400m一圈 三、优化考题演练 1.3运动快慢的描述——速度 一、知识点 1、速度 物体运动发生的位移跟发生这段位移所用的时间的比值,即位移对时间的变化率叫做速度。 速度是描述物体运动快慢和运动方向的物理量。 为矢量。 2、公式及单位 V= x/ t单位为m/s及其他常用的单位 3、平均速度 在变速运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,叫做这段时间内的平均速度。 = x/ t。 平均速度也是矢量。 4、瞬时速度 运动的物体经过某一时刻或某一位置的速度叫做瞬时速度。 5、速率 物体运动发生的路程跟发生这段路程所用的时间的比值,即路程对时间的变化率叫做速率。 为标量 6、平均速率与瞬时速率 平均速率是指运动物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比值,为标量 瞬时速率瞬时速度的大小称为瞬时速率,一般称为速率。 二、经典例题诠释 例一下列关于速度的说法正确的是() A.速度是矢量,既有大小又有方向 B.速度是描述物体运动快慢的物理量,只有大小 C.速度越大,物体的位移越大 D.速度越大,物体在单位时间内的位移越大 答案ad 速度是描述物体运动快慢的物理量,既有大小又有方向。 要明确速度的公式 例二甲乙两个质点在同一直线上匀速运动,设向右为正方向,甲质点的速度为2m/s,乙质点的速度为-4m/s,则可知() A.乙质点的速度大于甲质点的速度 B.因为2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度 C.这里的正负号的物理意义是表示运动的方向与规定正方向的关系 D.若甲乙两质点从同一点同时出发,则10s后两质点之间相距60m 答案acd 矢量的正负号表示的是方向,比较大小时只需要比较绝对值部分 例三在2012年2月19日,在英国伯明翰室内田径赛男子60m栏中,刘翔以7.42s夺得冠军,假定他在起跑后10m处的速度为8m/s,到达终点时的速度为9.6m/s,则他在全程中的平均速度约为() A.8.1m/sB.9.6m/sC.8.8m/sD.4.8m/s 答案a 根据平均速度的定义,V= x/ t=60/7.42 例四某人爬山,从山脚爬到山顶,又立即沿原路返回到山脚,上山的平均速度为V1,下山的平均速度为V2,则往返的平均速度的大小和平均速率分别是() A. B. C.0, D.0, 答案d 首先明确往返的位移为0,因为是原路返回,设路程为S,平均速率为 = 例五a、b两个质点相对于同一原点在同一直线上运动的位移-时间图像如图所示,关于a、b的运动,下列说法正确的是() 答案ac 图像中,图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,d选项中第二秒b已经运动结束 例六如图所示是一辆汽车作直线运动的位移-时间图,对下列所描述的运动中,正确的是() A.OA段汽车的运动速度最大 B.AB段汽车做匀速运动 C.CD段汽车的运动方向与初始运动方向相反 D.汽车运动4小时候位移大小为30km 答案c 此题类似例五,注意斜率对方向的的影响 三、优化考题演练 1.4试验打点计时器测速度 一、知识点 1、打点计时器工作原理 由于交流电的特点,使得打点计时器的线圈磁场方向发生周期性的改变,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便上下振动。 因此打点计时器的振动的频率与交流电的频率是一致的,即每个0.02S打一次点。 打点计时器有两种,区别在下: 2、实验原理 跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置,用刻度尺测出两个计数点间的位移 x,打这两个点的时间间隔可用 t=(n-1)×0.02S,根据平均速度公式 = x/ t求速度。 当 t很小时,可以认为 为t时刻的瞬时速度。 根据打点计时器的结果,可以计算平均速度、瞬时速度、画速度时间图像分析物体的运动。 尤其是要注意速度时间图像的物理意义。 注意斜率的的正负、为零时分别描述的是什么类型的运动。 3、误差分析 a用平均速度来代替计数点的瞬时速度本身是会带来系统误差的,为了减小误差,应取计数点为中心的较小的位移来求平均速度 b分段测量计数点间的位移回答来 二、经典例题诠释 例一打点计时器所用的交流电源的频率为50HZ,某次试验中得到一条纸带,用刻度尺测量结果如图所示,纸带在AC点之间的平均速度为m/s,在AD点间的平均速度为m/s,B点的瞬时速度更接近于 m/s。 答案0.350.420.35 此题考查的是平均速度和瞬时速度的计算。 注意正确的读数以及单位的换算,明确点与点之间的时间应该怎么计算 例二在做“用打点计时器测量速度”的实验中,某同学得到了如图所示的纸带,单位为cm, (1)设计一个表格,将测量得到的物理量和计算出的各相邻两点之间的平均速度填入表格中。 (2)判断纸带的运动的性质,并说明理由。 答案: 例三如图所示是某同学在做“用打点计时器测速度”实验中获得的一条纸带。 (1)已知打点计时器电源的频率为50HZ,则纸带上相邻两点的时间间隔为。 (2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点有四个点没有画出,从图中读出A、B两点间距S=。 C点对应的速度是(计算结果保留三位有效数字)。 在第一问中要注意打点计时器的原理中,打点的频率跟交流电的频率是一样的,所以打点频率不是固定不变的,要看实际交流电的频率,目前在我国都是50HZ的交流电。 T=1/f 例四如图所示的四条纸带是某同学练习使用打点计时器使用时得到的,纸带的右端先通过打点计时器,从点痕(单位: mm)的分布情况可以断定: 纸带是匀速通过打点计时器的,纸带是越走越慢的,纸带是先越走越快,后来又越走越慢的。 若所用的电源频率是50HZ,图中的D纸带,从b点通过计时器到a点通过计时器,历时S,位移是m,这段时间内纸带运动的平均速度是m/s,bc段的平均速度是m/s,ac段的平均速度是m/s。 答案: CAD0.020.1267.56.75 此题考查学生对打点计时器实际试验遇到问题的解决能力 三、优化考题演练 1.5速度变化快慢的描述——加速度 一、知识点 1、加速度的定义、表达式以及单位 加速度是指速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,通常用a表示 式中的V0表示初速度,Vt表示末速度 加速的的单位是米每二次方秒,m/s2 2、加速度与速度方向的关系 首先我们明确加速度既有大小,又有方向,是矢量。 由定义 我们发现,其方向与 的方向是一致的,所以再求加速度方向的时候,一定要注意速度是矢量,要注意速度的正负。 3、平均加速度与瞬时加速度 4、v-t图像的物理意义 如果速度不是均匀变化,则物体的加速度在变化,这是v-t图像就是一条曲线。 二、经典例题诠释 例一下列说法中,正确的是() 答案ABD此题考查的是对加速度的理解,不难 例二一个物体以初速度v0沿直线运动,t秒末速度为v,如图所示,则下列说法中正确的是() 答案ABD 斜率代表着加速度的变化 例三如图所示,是某一电梯由地漏上升到顶楼过程中速度随时间的变化图像,试由图像分析回答整个过程中: (1)电梯的运动速度如何变化? (2)各段时间内电梯的加速度是多大? 答案1、由图像我们可以发现电梯的速度开始时从零匀加速到8,匀速运动四秒后做匀减速运动,直至速度为零 2、2m/s20-4m/s2 例四如图所示为匀变速直线运动的v-t图像,是分别求出物体在0-2s、2-4s内的加速度,物体在这四秒内的加速度是否在变化? 答案首先我们发现速度的图像是一条直线,加速度的方向不变。 经过求解的到加速度的大小为10m/s2. 例五如图所示为某物体作直线运动的v-t图像,若将该物体的运动过程用x-t图像表示出来(其中x为物体相对出发点的位移)则下列所示的四幅图中,正确的是() 答案C图示中v1方向为正,所以位移应该是正的,或者在x-t图像中,斜率指的是速度,综合考虑得到答案。 三、优化考题演练
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