高考物理復(fù)習(xí)之描述運(yùn)動(dòng)的物理量

　　都說(shuō)高考是人生至關(guān)重要的一場(chǎng)考試，想在這場(chǎng)戰(zhàn)役中取得漂亮的好成績(jī)，扎實(shí)的復(fù)習(xí)是必不可少的。下面由學(xué)習(xí)啦小編給你帶來(lái)關(guān)于高考物理復(fù)習(xí)之描述運(yùn)動(dòng)的物理量，希望對(duì)你有幫助!

　　教學(xué)目標(biāo)

　　理解參考系、質(zhì)點(diǎn)、位移、速度、加速度的概念，認(rèn)識(shí)在哪些情況下可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)的，知道不引入?yún)⒖枷稻蜔o(wú)法確定質(zhì)點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng).在研究物理問(wèn)題過(guò)程中會(huì)構(gòu)建物理模型，再現(xiàn)物理情景，掌握位移和路程、時(shí)間與時(shí)刻、速度與速率、速度與加速度的區(qū)別及聯(lián)系.

　　重點(diǎn)：對(duì)概念的理解

　　難點(diǎn)：位移和路程、時(shí)間與時(shí)刻、速度與速率、速度與加速度的區(qū)別及聯(lián)系.

　　知識(shí)梳理

　　一、描述運(yùn)動(dòng)的物理量

　　1. 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

　　2. 機(jī)械運(yùn)動(dòng)

　　一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置的改變，叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，也叫運(yùn)動(dòng).它包括平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式.

　　3. 質(zhì)點(diǎn)

　　研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果物體的形狀和大小屬于無(wú)關(guān)因素或次要因素，對(duì)問(wèn)題的研究沒(méi)有影響或影響可以忽略，為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，就用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來(lái)代替物體.用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)就叫做質(zhì)點(diǎn).

　　可視為質(zhì)點(diǎn)的情況：

　　(1)物體的形狀和大小在所研究的問(wèn)題中可以忽略

　　(2)作平動(dòng)的物體由于各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同，可以選物體任意一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來(lái)代表整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，可以當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理.

　　4. 參考系

　　靜止是相對(duì)的，運(yùn)動(dòng)是永恒的。任何物體的運(yùn)動(dòng)離開參考系均無(wú)意義。

　　(1)描述一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)，決定于它相對(duì)于所選的參考系的位置是否發(fā)生變化，由于所選的參考系并不是真正靜止的，所以物體運(yùn)動(dòng)的描述只能是相對(duì)的.

　　(2)描述同一運(yùn)動(dòng)時(shí)，若以不同的物體作為參考系，描述的結(jié)果可能不同.

　　(3)參考系的選取原則上是任意的，但有時(shí)選運(yùn)動(dòng)物體作為參考系，可能會(huì)給問(wèn)題的分析、求解帶來(lái)簡(jiǎn)便.

　　(4)當(dāng)比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，必須選擇同一個(gè)參考系

　　一般情況下如無(wú)說(shuō)明，通常都是以地球作為參考系來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng).

　　5. 坐標(biāo)系

　　機(jī)械運(yùn)動(dòng)是指物體位置的變化，而物體的位置可以用多種方法來(lái)確定，如門牌號(hào)碼可以確定住房的位置、經(jīng)度與緯度可以研究航海船只的位置等等。而在物理學(xué)中研究物體的位置通常是用直角坐標(biāo)來(lái)確定物體的位置。

　　6. 時(shí)間與時(shí)刻

　　時(shí)刻：是指某一瞬時(shí)，在時(shí)間軸上表示為某一點(diǎn)，如第2s末、2s時(shí)(即第2s末)、第3s初(即第2s末)均表時(shí)刻.時(shí)刻與狀態(tài)量相對(duì)應(yīng)，如位置、速度、動(dòng)量、動(dòng)能等.

　　時(shí)間：是兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔，在時(shí)間軸上表示為兩點(diǎn)之間的線段長(zhǎng)度.如：4s內(nèi)(即0s至4s末)、第4s(是指1s的時(shí)間間隔).

　　時(shí)間間隔的換算：時(shí)間間隔=終止時(shí)刻-開始時(shí)刻.

　　時(shí)間與過(guò)程量相對(duì)應(yīng).如：位移、路程、沖量、功等.

　　7. 位置、位移、路程

　　物體的位置可以通過(guò)坐標(biāo)來(lái)研究，而機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物體隨時(shí)間位置的變化，而位置變化的距離確立為位移。這里應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，如果物體做曲線運(yùn)動(dòng)，物體經(jīng)過(guò)的路程是運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度，它不能表示位置的變化，而位移是起點(diǎn)到終點(diǎn)之間的直線距離，它不僅有大小，還有方向，方向是從起點(diǎn)指向終點(diǎn).路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)際長(zhǎng)度，是標(biāo)量，與路徑有關(guān).

　　說(shuō)明：①一般地路程大于位移的大小，只有物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程。

　?、跁r(shí)刻與質(zhì)點(diǎn)的位置對(duì)應(yīng)，時(shí)間與質(zhì)點(diǎn)的位移相對(duì)應(yīng)。

　?、畚灰坪吐烦逃肋h(yuǎn)不可能相等(類別不同，不能比較)

　　8. 速度、速率、平均速度與平均速率

　　速度：是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，是矢量.物體速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相同.物體在某段時(shí)間內(nèi)的位移跟發(fā)生這段位移所用的時(shí)間的比值，叫做這段位移內(nèi)(或這段時(shí)間內(nèi))的平均速度，即定義式為： ，平均速度方向與 方向相同，平均速度是矢量.瞬時(shí)速度是運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻的速度，瞬時(shí)速度方向沿物體運(yùn)動(dòng)軌跡上相應(yīng)點(diǎn)的切線指向前進(jìn)方向一側(cè)的方向.平均速率是質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間 內(nèi)通過(guò)的路程 與 的比值，是標(biāo)量，不一定等于平均速度的大小.速率：速度的大小就是速率，只有大小，沒(méi)有方向，是標(biāo)量.

　　9. 加速度

　　描述物體速度變化快慢的物理量，a=△v/△t(又叫速度的變化率)，是矢量。a的方向只與△v的方向相同(即與合外力方向相同)。

　　(1)加速度與速度沒(méi)有直接關(guān)系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時(shí));加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時(shí));

　　(2)加速度與速度的變化量沒(méi)有直接關(guān)系：加速度很大，速度變化量可以很小、也可以很大;加速度很小，速度變化量可以很大、也可以很小。加速度是"變化率"--表示變化的快慢，不表示變化的大小。

　　(3)當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí)，物體作加速運(yùn)動(dòng)，速度增大;若加速度增大，速度增大得越來(lái)越快;若加速度減小，速度增大得越來(lái)越慢(仍然增大)。當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí)，物體作減速運(yùn)動(dòng)，速度減小;若加速度增大，速度減小得越來(lái)越快;若加速度減小，速度減小得越來(lái)越慢(仍然減小)。

　　二、勻速直線運(yùn)動(dòng)

　　1. 定義：在相等的時(shí)間里位移相等的直線運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng).

　　2. 特點(diǎn)：a=0，v=恒量.

　　3. 位移公式：S=vt.

　　題型講解

　　1.質(zhì)點(diǎn)的選取

　　下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法正確的是()

　　A.萬(wàn)噸巨輪在大海中航行，研究巨輪所處的地理位置時(shí)，巨輪可看作質(zhì)點(diǎn)

　　B.無(wú)論什么物體，也無(wú)論什么運(yùn)動(dòng)，只要以地面為參考系，就能將其看成質(zhì)點(diǎn).

　　C.電子繞原子核旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在自轉(zhuǎn)，由于電子很小，故研究電子的自轉(zhuǎn)時(shí)，仍可將其看作質(zhì)點(diǎn).

　　D.在研究物體的平動(dòng)時(shí)，無(wú)論什么物體都可看作質(zhì)點(diǎn).

　　【解析】在所研究的問(wèn)題中，只要物體的形狀、大小及物體上各部分的差異是次要或不起作用的因素，就可以把物體看成質(zhì)點(diǎn).

　　【答案】AD

　　2.參考系

　　某人劃船逆流而上，當(dāng)船經(jīng)過(guò)一橋時(shí)，船上一小木塊掉在河水里，但一直航行至上游某處時(shí)此人才發(fā)現(xiàn)，便立即返航追趕.當(dāng)他返航經(jīng)過(guò)1 h追上小木塊時(shí)，發(fā)現(xiàn)小木塊距離橋有5 400 m遠(yuǎn)，若此人向上和向下航行時(shí)船在靜水中前進(jìn)速率相等.試求河水的流速為多大?(分別以水或地面為參考系兩種方法解答)

　　【解析】　解法一　選水為參考系，小木塊是靜止的;相對(duì)水，船以恒定不變的速度運(yùn)動(dòng)，到船"追上"小木塊，船往返運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，各為1 h;

　　橋相對(duì)水向上游運(yùn)動(dòng)，到船"追上"小木塊，橋向上游運(yùn)動(dòng)了位移5 400 m，時(shí)間為2 h.易得水的速度為0.75 m/s.

　　解法二　若以地面為參考系，水的速度設(shè)為v1，船在靜水中的速度設(shè)為v2，劃船者向上游運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，向下游運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則對(duì)木塊：v1(t1+t2)=5 400 m

　　對(duì)小船：(v1+v2)t2-(v2-v1)t1=5 400 m

　　已知t2=3 600 s，解得，t1= 3 600 s，v1=0.75 m/s.

　　【答案】　0.75 m/s

　　3.位移與路程

　　關(guān)于位移和路程，以下說(shuō)法正確的是()

　　A.位移是矢量，路程是標(biāo)量

　　B.物體的位移是直線，而路程是曲線

　　C.在直線運(yùn)動(dòng)中，位移與路程相同

　　D.只有在質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程

　　【解析】位移描述物體位置的變化，它是從物體初位置指向末位置的物理量，它是矢量;路程是從物體初位置到末位置所經(jīng)過(guò)的路徑軌跡長(zhǎng)度.路程是標(biāo)量.A正確.位移和路程都是物理量，不存在直線或曲線問(wèn)題，B錯(cuò).位移和路程是兩個(gè)不同的物理量，前者是矢量后者是標(biāo)量，即使大小相等也不能說(shuō)二者相同，C錯(cuò)，D正確.

　　【答案】AD

　　4.勻速直線運(yùn)動(dòng)

　　天空有近似等高的濃云層.為了測(cè)量云層的高度，在水平地面上與觀測(cè)者的距離為d=3.0km處進(jìn)行一次爆炸，觀測(cè)者聽到由空氣直接傳來(lái)的爆炸聲和由云層反射來(lái)的爆炸聲時(shí)間上相差Δt=6.0s.試估算云層下表面的高度.已知空氣中的聲速v= km/s.

　　【解析】如圖1-1-1，A表示爆炸處，O表示觀測(cè)者所在處，h表示云層下表面的高度，用t1表示爆炸聲直接傳到O處所經(jīng)時(shí)間，則有d=v t1①

　　用t2表示爆炸聲經(jīng)云層反射到達(dá)O處所在經(jīng)時(shí)間，因?yàn)槿肷浣堑扔诜瓷浣?，故?/p>

　　②

　　已知t2- t1=Δt③

　　聯(lián)立①、②、③，可得

　?、?/p>

　　代入數(shù)值得 ⑤

　　【答案】

　　5.速度、速度變化量和加速度

　　物理量意義公式及單位關(guān)系

　　速度v表示運(yùn)動(dòng)的快慢和方向v=Δs/Δt(m/s)三者無(wú)必然聯(lián)系.v很大，Δv可以很小，甚至為0，a也可大可小

　　速度的

　　變化量

　　表示速度變化的大小和方向

　　加速度a表示速度變化的快慢和方向，即速度的變化率

　　(1)一物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在某時(shí)刻前 內(nèi)的位移是 ，在該時(shí)刻后的 內(nèi)的位移是 ，則物體的加速度是( )

　　A. 　　B. 　 C. 　　　D.

　　【解析】設(shè)某時(shí)刻為0時(shí)刻，則 時(shí)刻的速度為 ， 時(shí)刻的速度 ，由加速度的定義式得

　　【答案】A.

　　(2)一列長(zhǎng)為 的隊(duì)伍，行進(jìn)速度為 ，通訊員從隊(duì)伍尾以速度 趕到排頭，又立即以速度 返回隊(duì)尾.求這段時(shí)間里隊(duì)伍前進(jìn)的距離.

　　【解析】若以隊(duì)伍為參考系，則通訊員從隊(duì)尾趕到排頭這一過(guò)程中，相對(duì)速度為： ;通訊員再?gòu)年?duì)伍頭返回隊(duì)尾的這一過(guò)程中相對(duì)速度為： ，則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為： ，則隊(duì)伍在這段時(shí)間相對(duì)地面前進(jìn)的距離為：

　　(3)一輛實(shí)驗(yàn)小車可沿水平地面(圖中紙面)上的長(zhǎng)直軌道勻速向右運(yùn)動(dòng).有一臺(tái)發(fā)出細(xì)光束的激光器裝在小轉(zhuǎn)臺(tái)M上，到軌道距離MN為d=10m，如圖1-1-3所示，轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光束在水平面內(nèi)掃描，掃描一周的時(shí)間T=60s，光束轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示，當(dāng)光束與MN的夾角為450時(shí)，光束正好射到小車上.如果再經(jīng)過(guò) =2.5s光束又射到小車上，則小車的速度為多少?(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

　　【解析】在 內(nèi)，光束轉(zhuǎn)過(guò) = × = ，若激光束照射小車時(shí)，小車正在接近N點(diǎn)，則光束與MN的夾角從450變?yōu)?00，故車速 ，若激光束照射小車時(shí)，小車正遠(yuǎn)離N點(diǎn)，則車速 .