(生)浙江高中物理新选考命题研究复习讲义：第一章运动的描述 匀变速直线运动 第1讲 运动的描述

浙江高中新选考命题研究复习讲义
第1讲 运动的描述
[考试标准] 知识内容
考试要求 说明 质点、参考系和坐标系 b 1.对运动描述的转换只要求参考系与物体运动方
向在同一直线上．
2.只要求一维情况下的位移矢量运算．
3.不要求用极限的方法定义瞬时速度．
4.不要求选用变速运动物体作参考系求解问题．
5.不要求引入平均速率概念．
6.不要求用极限的方法求加速度．
7.不要求引入平均加速度的概念．
8.不要求讨论加速度变化的问题．
时间和位移 b 速度 c 加速度 c 注：表中a 、b 、c 、d 表示对考试内容掌握程度的要求，其含义如下：
a.识记：指能再认或表达物理事实、物理量及单位；能用文字、图示或数学表达式表示物理现象、概念或规律．
b.理解：指能理解物理现象和过程，明确物理概念和规律的内涵，识别概念和规律的外延，并能运用物理概念和规律解释有关现象．
c.简单应用：指能将物理事实、现象与概念、规律建立联系，认识规律适用的条件，并用以解决简单的问题．
d.综合应用：指能选用多个物理概念和规律以及相应的物理方法和思维策略，求解较复杂问题.
一、质点、参考系和坐标系
1．质点：质点是一种理想化模型，当物体的形状和大小对所研究问题的影响可忽略时，就可以看做质点．
2．参考系
(1)比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系．
(2)选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能不同．通常以地面为参考系．3．坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系．自测1下列说法正确的是()
A．参考系必须是固定不动的物体
B．若以河岸为参考系，在顺水漂流的船上行走的人一定是不动的
C．地球很大，又因有自转，研究地球公转时，地球不可视为质点
D．研究跳水运动员做转体动作时，运动员不可视为质点
二、时间和位移
1．时间与时刻
(1)时间在时间轴上对应一线段，与时间对应的物理量为过程量．
(2)时刻在时间轴上对应于一点，与时刻对应的物理量为状态量．
2．位移与路程
(1)位移：表示质点的位置变化，它是由质点的初位置指向末位置的有向线段．
(2)位移与路程的区别：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．
自测22016年杭州G20峰会于9月4－5日在杭州奥体博览城(如图1)召开，每天都有多个议程．从萧山国际机场到博览城打车约23.5 km，下列说法正确的是()
图1
A．9月4－5日指时刻，23.5 km是指路程
B．9月4－5日指时间，23.5 km是指路程
C．9月4－5日指时间，23.5 km是位移大小
D．9月4－5日指时刻，23.5 km是位移大小
三、速度和加速度
1．平均速度
(1)在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用的时间的比值叫做这段时
间内的平均速度，即v ＝Δx Δt
，其方向与位移的方向相同． (2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段时间或一段位移相对应．
2．瞬时速度
(1)运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量．瞬时速度的大小叫速率，是标量．
(2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢，与某一时刻或某一位置相对应．
3．加速度
(1)物理意义：描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是状态量．
(2)定义式：a ＝Δv Δt ＝v －v 0Δt
. (3)决定因素：a 不是由v 、Δv 、Δt 来决定，而是由F m
来决定． (4)方向：与Δv 的方向一致，由合外力的方向决定，而与v 0、v 的方向无关．
自测3 我国在酒泉卫星发射中心成功将“实践十一号01星”送入太空．如图2所示是火箭点火升空瞬间的照片，关于这一瞬间火箭的速度和加速度的判断，下列说法正确的是( )
图2
A ．火箭的速度很小，但加速度可能较大
B ．火箭的速度很大，加速度可能也很大
C ．火箭的速度很小，所以加速度也很小
D ．火箭的速度很大，但加速度一定很小
命题点一质点、参考系和位移
1．质点的模型化：建立模型，一是要明确题目中需要研究的问题；二是看物体的形状和大小对所研究问题是否有影响．
2．运动的相对性：选取不同的参考系，对同一运动的描述一般是不同的．
3．位移的矢量性：一是位移只与初、末位置有关；二是位移方向由初位置指向末位置．例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3所示．下面说法正确的是()
图3
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
变式1在研究下述运动时，能把物体看做质点的是()
A．研究短跑运动员的起跑动作时
B．研究飞往火星的宇宙飞船最佳运行轨道时
C．将一枚硬币用力上抛并猜测它落地时正面朝上还是反面朝上时
D．研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时
变式2(2015·浙江10月选考·3)2015年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵式在天安门广场举行．如图4所示，七架战机保持“固定队列”在天安门广场上空飞过．下列说法正确的是()
图4
A．以某飞机为参考系，其他飞机是静止的
B ．以飞行员为参考系，广场上的观众是静止的
C ．以某飞行员为参考系，其他飞行员是运动的
D ．以广场上的观众为参考系，飞机是竖直向上运动的
变式3 (2018·台州市外国语学校期末)出租车载小明到车站接人后返回出发地，司机打出全程的发票如图5所示，则此过程中，出租车运动的路程和位移分别是( )
图5
A ．4.3 km,4.3 km
B ．4.3 km,0
C ．0,4.3 km
D ．0,0
命题点二 平均速度和瞬时速度
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．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．
3.v ＝Δx Δt
是平均速度的定义式，适用于所有的运动． 例2 (多选)如图6所示，某赛车手在一次野外训练中，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( )
图6
A ．整个过程中赛车的平均速度为180 km/h
B ．整个过程中赛车的平均速度为108 km/h
C ．赛车经过路标C 时的瞬时速度为150 km/h
D．赛车经过路标C时速度方向为由A指向B
变式4如图7所示，下列关于高速公路收费处ETC专用通道指示牌中数字“20”的说法，正确的是()
图7
A．过此路口平均速度限定在20 m/s及以下
B．过此路口时瞬时速度限定在20 m/s及以下
C．过此路口时平均速度限定在20 km/h及以下
D．过此路口瞬时速度限定在20 km/h及以下
变式5(2018·台州市外国语学校期末)如图8所示，博尔特在北京奥运会男子100 m决赛和男子200 m决赛中分别以9.69 s和19.30 s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是()
图8
A．200 m决赛中的位移是100 m决赛中位移的两倍
B．200 m决赛中的平均速度约为10.36 m/s
C．100 m决赛中的平均速度约为10.32 m/s
D．100 m决赛中的最大速度约为20.64 m/s
变式6一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离x随时间t变化的关系为x ＝(5＋2t3) m，它的速度v随时间t变化的关系为v＝6t2 (m/s)，该质点在t＝2 s时的速度和t ＝2 s到t＝3 s间的平均速度的大小分别为()
A．12 m/s39 m/s B．24 m/s38 m/s
C．12 m/s19.5 m/s D．24 m/s13 m/s
命题点三 速度和加速度
1．速度、速度变化量和加速度的对比 比较项目
速度 速度变化量 加速度 物理意义 描述物体运动的
快慢和方向
描述物体速度的变化 描述物体速度变化的快慢和方向
定义式 v ＝Δx Δt
Δv ＝v －v 0 a ＝Δv Δt ＝v －v 0Δt 方向
物体运动的方向 由v －v 0或a
的方向决定 与Δv 的方向一致，由合力F 的方向决定，而与v 0、v 的方向无关
2.a ＝Δv Δt 是加速度的定义式，a ＝F m
是加速度的决定式，即加速度的大小由物体受到的合力F 和物体的质量m 共同决定，加速度的方向由合力的方向决定．
例3 (多选)结合图9中的情景及数据，以下判断正确的是( )
图9
A ．甲图高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零
B ．乙图汽车速度为100 km /h ，紧急刹车距离为31 m(可视为匀减速至静止)，由此可得汽车刹车阶段的加速度大小约为12.4 m/s 2
C ．丙图点燃火药的炮膛中的炮弹的速度、加速度可能均为零
D ．根据丁图中数据，可求出此运动员在110 m 栏比赛中通过全程的平均速度大小约为8.42 m/s
变式7如图10甲所示，火箭发射时，速度能在10 s内由0增加到100 m/s；如图乙所示，汽车以108 km/h的速度行驶，急刹车时能在2.5 s内停下来．下列说法中正确的是()
图10
A．10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
B．2.5 s内汽车的速度改变量为－30 m/s
C．火箭的速度变化比汽车的快
D．火箭的加速度比汽车的加速度大
变式8一足球以12 m/s的速度飞来，被一脚踢回，踢出时速度大小为24 m/s，球与脚接触时间为0.1 s，则此过程中足球的加速度为()
A．120 m/s2，方向与踢出方向相同
B．120 m/s2，方向与飞来方向相同
C．360 m/s2，方向与飞来方向相同
D．360 m/s2，方向与踢出方向相同
变式9如图11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()
图11
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v1的方向相反
D．汽车的加速度方向与Δv的方向相反
1．(2018·浙江11月选考·1)下列物理量属于标量的是()
A．速度B．加速度
C．电流D．电场强度
2．如图1所示，我国空军在进行空中加油训练．大型加油机与接受加油的受油机在空中以同样的速度沿同一方向水平飞行．下列说法中正确的是()
图1
A．选地面为参考系，受油机是静止的
B．选地面为参考系，加油机是静止的
C．选加油机为参考系，受油机是运动的
D．选加油机为参考系，受油机是静止的
3.如图2所示，某高级中学举行了一年一度的秋季运动会，在运动会上，身高1.80米的小马参加了铅球项目，他投掷出了13.96米的好成绩，请问投掷过程中铅球通过的位移是()
图2
A．等于1.80米B．大于13.96米
C．等于13.96米D．小于13.96米
4．(多选)下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是()
A．若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零
B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定都等于零
C．匀速直线运动中，物体在任意一段时间内的平均速度等于它任一时刻的瞬时速度D．变速直线运动中，物体在任意一段时间的平均速度一定不等于它在某一时刻的瞬时速度
5.(2019届杭州市模拟)人们越来越多地使用手机进行导航，如图3所示是某人从杭州市民中心驾车去武林广场的手机导航的截屏画面，该地图提供了①②③三种驾车线路规划方案及相对应的数据，实际行驶中导航提示：“前方有测速，限速50公里……”. 下列说法不正确的是()
图3
A．①②③三条线路方案的位移相等
B．研究汽车在地图上的实时位置时，汽车可以被看成质点
C．图中显示的23 分钟和6.9公里分别指的是时间间隔和路程
D．导航提示的“限速50公里”指的是限制汽车的平均速度
6．(多选)骑自行车的人沿斜坡直线向下行驶，在第1 s、第2 s、第3 s、第4 s内通过的位移分别是1 m、2 m、3 m、4 m，有关其运动的描述，下列说法中正确的是()
A．整个过程中的平均速度是2.5 m/s
B．在第3、4两秒内的平均速度是3.5 m/s
C．第3 s末的瞬时速度为3 m/s
D．该运动一定是匀加速直线运动
7．(多选)某质点以20 m/s的初速度竖直向上运动，其加速度保持不变，经2 s到达最高点，上升高度为20 m，又经过2 s回到出发点时，速度大小仍为20 m/s，关于这一运动过程的下列说法中正确的是()
A．质点运动的加速度大小为10 m/s2，方向竖直向下
B．质点在这段时间内的平均速度为零
C．质点在最高点时加速度为零
D．质点在落回抛出点时的速度与开始离开抛出点时的速度相同
8．(2018·9＋1高中联盟期中)如图4所示，中国越来越多的城市提供了共享单车的服务，极大方便了日常出行．小明在某个停放点取了一辆单车，骑行10 min 回到原停放点，共行驶3 km.小明在此过程中( )
图4
A ．位移为3 km
B ．路程为3 km
C ．平均速度为5 m/s
D ．最大速度为5 m/s
9.如图5所示，一小球在光滑的V 形槽中由A 点释放，经B 点(与B 点碰撞所用时间不计)到达与A 点等高的C 点，设A 点的高度为1 m ，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为( )
图5 A.23 3 m ，23
3 m B.23 3 m ，43 3 m C.43 3 m ，23 3 m D.43
3 m,1 m 10．金丽温高铁开通后，从铁路售票网查询到G7330次列车从缙云西到杭州东的信息如图6所示，用电子地图测距工具测得缙云西站到杭州东站的直线距离约为179.8 km ，下列说法中正确的是( )
图6
A ．图中07∶31表示一段时间
B ．图中01小时33分钟表示时刻
C ．题中179.8 km 表示路程
D ．题中179.8 km 表示位移大小
11．(2018·新高考研究联盟联考)如图7,2016年1月6日，中国政府征用的两架民航客机先后从海口美兰机场起飞，经过近2小时的飞行于10时21分、10时46分平稳降落在南沙永暑礁新建机场，并于当日下午返回海口，试飞成功．新华社某记者当天在南沙永暑礁见证了这历史性的一刻．他感叹道：“天涯并不遥远．永暑礁远离大陆1 400多公里，以往坐船去永暑礁要在海上航行几十个小时，今天我搭乘民航班机只用两个小时就够了”．材料中所提到的有关物理知识正确的是()
图7
A．2小时、10时21分、10时46分，这里指的都是时刻
B．1 400多公里这里只能看成路程
C．两民航客机在此不可以看成质点
D．飞机时速大约为700 km/h
12．近几年，在国家宏观政策调控下，我国房价上涨出现减缓趋势．若将房价的“上涨”类比成“加速”，将房价的“下跌”类比成“减速”，据此，你认为“房价上涨出现减缓趋势”可类比成()
A．速度增大，加速度减小
B．速度增大，加速度增大
C．速度减小，加速度增大
D．速度减小，加速度减小
13．(多选)如图8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，则下列说法中正确的是()
图8
A．图中a与Δv都是标量
B．图甲中汽车做加速直线运动
C．图乙中汽车加速度a与速度方向相反
D．若汽车做匀变速直线运动，则a的大小、方向保持不变
14．(多选)我国新研制的隐形战机歼－20已经开始挂弹飞行．在某次试飞中，由静止开始加速，当加速度a不断减小至零时，飞机刚好起飞，则此过程中飞机的()
A．速度不断增大，位移不断减小
B．速度不断增大，位移不断增大
C．速度增加越来越快，位移增加越来越慢
D．速度增加越来越慢，位移增加越来越快
15．甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动，a甲＝4 m/s2，a乙＝－4m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是()
A．甲的加速度大于乙的加速度
B．甲做加速直线运动，乙做减速直线运动
C．甲的速度比乙的速度变化快
D．甲、乙在相等时间内速度变化可能相同
16．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500g(g取10 m/s2)，以警醒世人，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，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故，将会达到这一数值．试问：
(1)一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞，摩托车驾驶员以与碰撞前货车相同大小的速度被撞飞，碰撞时间为2.1×10－3 s，摩托车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、摩托车从急刹车到完全静止所需时间分别为4 s、3 s，货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少？。