資源簡介

(共45張PPT)
第一章　　
運(yùn)動的描述勻變速直線運(yùn)動的研究
【課標(biāo)要求】
1.經(jīng)歷質(zhì)點(diǎn)模型的建構(gòu)過程,了解質(zhì)點(diǎn)的含義。知道將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件,能將特定實(shí)際情境中的物體抽象成質(zhì)點(diǎn)。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(shí)驗,探究勻變速直線運(yùn)動的特點(diǎn),能用公式、圖像等方法描述勻變速直線運(yùn)動,理解勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,能運(yùn)用其解決實(shí)際問題,體會科學(xué)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(shí)驗,認(rèn)識自由落體運(yùn)動規(guī)律。結(jié)合物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容,認(rèn)識物理實(shí)驗與科學(xué)推理在物理學(xué)研究中的作用。
【考情分析】
運(yùn)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(yùn)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
運(yùn)動圖像　追及相遇問題 2024·新課標(biāo)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(shí)驗:測量做直線運(yùn)動物體的速度 2024·貴州卷·T11、2023·全國甲卷·T23
運(yùn)動的描述
第1講
情境導(dǎo)思
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(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)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(jìn)入預(yù)定軌道。
(1)請你創(chuàng)設(shè)兩類問題情境,一類是關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的問題,即什么情況下飛船可以看成質(zhì)點(diǎn),什么情況下飛船不能看成質(zhì)點(diǎn);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(yùn)動的和靜止的。
(2)若飛船進(jìn)入預(yù)定軌道的運(yùn)動可看作直線運(yùn)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
考點(diǎn)一
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(yùn)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(diǎn)
[D] 研究扭變小汽車的運(yùn)動軌跡和周期可將小汽車視為質(zhì)點(diǎn)
D
2.物體的加速度大小為2 m/s2,表示該物體(　　)
[A] 整個過程,其速度增加了2 m/s
[B] 每經(jīng)過1 s,其速度一定增大 2 m/s
[C] 每經(jīng)過1 s,其速度減小2 m/s
[D] 每經(jīng)過1 s,其速度變化量大小為 2 m/s
D
考點(diǎn)一
對質(zhì)點(diǎn)、參考系、位移的理解
質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)” 質(zhì)點(diǎn)無大小但有質(zhì)量,實(shí)際物體能否看成質(zhì)點(diǎn)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(dāng),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(yùn)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(yùn)動情況如何,均看作“靜止”
位移和路程的兩點(diǎn)“不同” (1)決定因素不同:位移由始、末位置決定,路程由實(shí)際的運(yùn)動路徑?jīng)Q定。
(2)運(yùn)算法則不同:位移應(yīng)用矢量的平行四邊形定則運(yùn)算,路程應(yīng)用標(biāo)量的代數(shù)運(yùn)算
[例1] 【對質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)的是(　　)
A
[A] 估算下降總時間時
[B] 用推進(jìn)器使其轉(zhuǎn)彎時
[C] 在海溝中穿越窄縫時
[D] 科學(xué)家在其艙內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗時
【解析】 當(dāng)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(diǎn)。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(diǎn),故A正確;用推進(jìn)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(diǎn),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(diǎn),故C錯誤;科學(xué)家在其艙內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗時,“奮斗者”號大小、形狀不可以忽略,不可視為質(zhì)點(diǎn),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(yùn)行如圖所示,則(　　)
C
[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(yùn)動的
【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?fàn)顟B(tài),選項C正確;以地球作參考系,“天和”“神舟十五號”都是運(yùn)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(diǎn)
【答案】 (1)都不能看成質(zhì)點(diǎn)。
【解析】 (1)對接過程需要精準(zhǔn)把握對接機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)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(diǎn)。
[變式] (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。
【解析】 (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。
C
考點(diǎn)二
平均速度和瞬時速度
探尋規(guī)律
如圖是高速上某一“區(qū)間測速”的標(biāo)志牌,該路段全長66 km,全程限速100 km/h,若一輛汽車通過監(jiān)測起點(diǎn)和終點(diǎn)的速度分別為95 km/h和90 km/h,通過測速區(qū)間的時間為35 min。
思考:(1)上述情境中,數(shù)據(jù)66 km、100 km/h、95 km/h、90 km/h、35 min分別描述什么運(yùn)動學(xué)物理量
提示:(1)66 km表示路程,100 km/h指的是平均速率,95 km/h和90 km/h指的都是瞬時速度,35 min 是時間。
探尋規(guī)律
如圖是高速上某一“區(qū)間測速”的標(biāo)志牌,該路段全長66 km,全程限速100 km/h,若一輛汽車通過監(jiān)測起點(diǎn)和終點(diǎn)的速度分別為95 km/h和90 km/h,通過測速區(qū)間的時間為35 min。
思考:(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
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(diǎn),則(　 　)
[A] 向上爬的過程中,經(jīng)過中點(diǎn)時甲的速度不一定大于乙的速度
[B] 甲在最高點(diǎn)的速度一定大于乙在最高點(diǎn)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(xué)十大進(jìn)展”之首。“祝融號”從著陸點(diǎn)O處出發(fā),經(jīng)過61天到達(dá)M處,行駛路程為585米;又經(jīng)過23天,到達(dá)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
考點(diǎn)三
加速度
1.物理量v、Δv、a的對比
2.對加速度大小和方向的進(jìn)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(yùn)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(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。下列說法正確的是(　 　)
[A] 火箭點(diǎn)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(yùn)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(xí))火箭發(fā)射時,速度能在
10 s內(nèi)由0增加到100 m/s;汽車以108 km/h的速度行駛,急剎車時能在2.5 s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] 10 s內(nèi)火箭的速度改變量為10 m/s
[B] 2.5 s內(nèi)汽車的速度改變量為-30 m/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
考點(diǎn)四
運(yùn)動圖像對運(yùn)動的描述
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(yùn)動;曲線表示速度變化,即變速直線運(yùn)動 傾斜直線表示速度均勻變化,即勻變速直線運(yùn)動;曲線表示速度非均勻變化,即變加速直線運(yùn)動
運(yùn)動 情況 甲做勻速直線運(yùn)動,乙做速度逐漸減小的直線運(yùn)動 丙做勻加速直線運(yùn)動,丁做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動
斜率、 交點(diǎn)和 “面積” 圖線斜率表示速度,交點(diǎn)表示對應(yīng)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(diǎn)表示對應(yīng)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(diǎn)說明
(1)x-t圖像、v-t圖像只描述直線運(yùn)動,且均不表示運(yùn)動的軌跡。
(2)分析圖像要充分利用圖像與其所對應(yīng)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(diǎn)。
[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(jī)器人在大廳巡視,如圖是該機(jī)器人在某段時間內(nèi)做直線運(yùn)動的位移—時間圖像,20～30 s的圖線為曲線,其余為直線。則機(jī)器人在(　　)
[A] 0～10 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動
[B] 0～20 s內(nèi)平均速度大小為零
[C] 0～30 s內(nèi)的位移大小為5 m
[D] 5 s末的速度與15 s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0～10 s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動,故A錯誤;根據(jù)x-t圖像可知,0～20 s內(nèi)機(jī)器人發(fā)生的位移為0,則0～20 s內(nèi)平均速度大小為零,故B正確;根據(jù)x-t圖像,機(jī)器人在0～30 s內(nèi)的位移為Δx=0-2 m=
-2 m,可知0～30 s內(nèi)的位移大小為2 m,故C錯誤;根據(jù)x-t圖像的斜率表示速度,可知5 s 末的速度與15 s末的速度大小相等,方向相反,故D錯誤。
[變式]在10～30 s內(nèi),機(jī)器人的平均速度為多少 20～30 s內(nèi),機(jī)器人的運(yùn)動軌跡是否為曲線
【答案】 0.35 m/s,方向與初速度方向相反　運(yùn)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(jìn)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0～3.0 s和3.5～6.0 s內(nèi)圖線為直線,3.0～3.5 s內(nèi)圖線為曲線,則該車(　　)
[A] 在0～3.0 s內(nèi)的平均速度大小為10 m/s
[B] 在3.0～6.0 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動
[C] 在0～3.0 s內(nèi)的位移大小比在3.0～6.0 s內(nèi)的大
[D] 在0～3.0 s內(nèi)的加速度大小比在3.5～6.0 s內(nèi)的小
D
[變式]在[例9]中電動汽車在0～6.0 s內(nèi)運(yùn)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0～6.0 s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(yùn)動,故運(yùn)動方向未改變;在0～3.0 s內(nèi)圖線斜率為正值,3.0～6.0 s內(nèi)圖線斜率為負(fù)值,圖線的斜率表示加速度,可知0～3.0 s內(nèi)和3.0～6.0 s內(nèi)的加速度方向不相同。
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