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高考物理一輪復(fù)習(xí)描述運動的物理量的知識點
知識梳理
一、描述運動的物理量
1. 知識網(wǎng)絡(luò)
2. 機械運動
一個物體相對于另一個物體的位置的改變，叫做機械運動，也叫運動.它包括平動、轉(zhuǎn)動和振動等運動形式.
3. 質(zhì)點
研究一個物體的運動時，如果物體的形狀和大小屬于無關(guān)因素或次要因素，對問題的研究沒有影響或影響可以忽略，為使問題簡化，就用一個有質(zhì)量的點來代替物體.用來代替物體的有質(zhì)量的點就叫做質(zhì)點.
可視為質(zhì)點的情況：
(1)物體的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略
(2)作平動的物體由于各點的運動情況相同，可以選物體任意一個點的運動來代表整個物體的運動，可以當(dāng)作質(zhì)點處理.
4. 參考系
靜止是相對的，運動是永恒的。任何物體的運動離開參考系均無意義。
(1)描述一個物體是否運動，決定于它相對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，所以物體運動的描述只能是相對的.
(2)描述同一運動時，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，但有時選運動物體作為參考系，可能會給問題的分析、求解帶來簡便.
(4)當(dāng)比較兩個物體的運動情況時，必須選擇同一個參考系
一般情況下如無說明，通常都是以地球作為參考系來研究物體的運動.
5. 坐標(biāo)系
機械運動是指物體位置的變化，而物體的位置可以用多種方法來確定，如門牌號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)來確定物體的位置。
6. 時間與時刻
時刻：是指某一瞬時，在時間軸上表示為某一點，如第2s末、2s時(即第2s末)、第3s初(即第2s末)均表時刻.時刻與狀態(tài)量相對應(yīng)，如位置、速度、動量、動能等.
時間：是兩個時刻之間的間隔，在時間軸上表示為兩點之間的線段長度.如：4s內(nèi)(即0s至4s末)、第4s(是指1s的時間間隔).
時間間隔的換算：時間間隔=終止時刻-開始時刻.
時間與過程量相對應(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坐標(biāo)來研究，而機械運動是物體隨時間位置的變化，而位置變化的距離確立為位移。這里應(yīng)該強調(diào)的是，如果物體做曲線運動，物體經(jīng)過的路程是運動軌跡的長度，它不能表示位置的變化，而位移是起點到終點之間的直線距離，它不僅有大小，還有方向，方向是從起點指向終點.路程是物體運動軌跡的實際長度，是標(biāo)量，與路徑有關(guān).
說明：①一般地路程大于位移的大小，只有物體做單向直線運動時，位移的大小才等于路程。
�、跁r刻與質(zhì)點的位置對應(yīng)，時間與質(zhì)點的位移相對應(yīng)。
�、畚灰坪吐烦逃肋h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：是描述物體運動快慢的物理量，是矢量.物體速度方向與運動方向相同.物體在某段時間內(nèi)的位移跟發(fā)生這段位移所用的時間的比值，叫做這段位移內(nèi)(或這段時間內(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.瞬時速度是運動物體在某一時刻的速度，瞬時速度方向沿物體運動軌跡上相應(yīng)點的切線指向前進方向一側(cè)的方向.平均速率是質(zhì)點在某段時間 內(nèi)通過的路程 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);加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時);
(2)加速度與速度的變化量沒有直接關(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，物體作加速運動，速度增大;若加速度增大，速度增大得越來越快;若加速度減小，速度增大得越來越慢(仍然增大)。當(dāng)加速度方向與速度方向相反時，物體作減速運動，速度減小;若加速度增大，速度減小得越來越快;若加速度減小，速度減小得越來越慢(仍然減小)。
二、勻速直線運動
1. 定義：在相等的時間里位移相等的直線運動叫做勻速直線運動.
2. 特點：a=0，v=恒量.
3. 位移公式：S=vt.
題型講解
1.質(zhì)點的選取
下列關(guān)于質(zhì)點的說法正確的是()
A.萬噸巨輪在大海中航行，研究巨輪所處的地理位置時，巨輪可看作質(zhì)點
B.無論什么物體，也無論什么運動，只要以地面為參考系，就能將其看成質(zhì)點.
C.電子繞原子核旋轉(zhuǎn)，同時在自轉(zhuǎn)，由于電子很小，故研究電子的自轉(zhuǎn)時，仍可將其看作質(zhì)點.
D.在研究物體的平動時，無論什么物體都可看作質(zhì)點.
【解析】在所研究的問題中，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.
【答案】AD
2.參考系
某人劃船逆流而上，當(dāng)船經(jīng)過一橋時，船上一小木塊掉在河水里，但一直航行至上游某處時此人才發(fā)現(xiàn)，便立即返航追趕.當(dāng)他返航經(jīng)過1 h追上小木塊時，發(fā)現(xiàn)小木塊距離橋有5 400 m遠，若此人向上和向下航行時船在靜水中前進速率相等.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;相對水，船以恒定不變的速度運動，到船追上小木塊，船往返運動的時間相等，各為1 h;
橋相對水向上游運動，到船追上小木塊，橋向上游運動了位移5 400 m，時間為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，劃船者向上游運動時間為t1，向下游運動時間為t2，則對木塊：v1(t1+t2)=5 400 m
對小船：(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.在直線運動中，位移與路程相同
D.只有在質(zhì)點做單向直線運動時，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)過的路徑軌跡長度.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題，B錯.位移和路程是兩個不同的物理量，前者是矢量后者是標(biāo)量，即使大小相等也不能說二者相同，C錯，D正確.
【答案】AD
4.勻速直線運動
天空有近似等高的濃云層.為了測量云層的高度，在水平地面上與觀測者的距離為d=3.0km處進行一次爆炸，觀測者聽到由空氣直接傳來的爆炸聲和由云層反射來的爆炸聲時間上相差t=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)時間，則有d=v t1①
用t2表示爆炸聲經(jīng)云層反射到達O處所在經(jīng)時間，因為入射角等于反射角，故有
�、�
已知t2- t1=t③
聯(lián)立①、②、③，可得
④
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表示運動的快慢和方向v=s/t(m/s)三者無必然聯(lián)系.v很大，v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動，在某時刻前 內(nèi)的位移是 ，在該時刻后的 內(nèi)的位移是 ，則物體的加速度是( )
A. B. C. D.
【解析】設(shè)某時刻為0時刻，則 時刻的速度為 ， 時刻的速度 ，由加速度的定義式得
【答案】A.
(2)一列長為 的隊伍，行進速度為 ，通訊員從隊伍尾以速度 趕到排頭，又立即以速度 返回隊尾.求這段時間里隊伍前進的距離.
【解析】若以隊伍為參考系，則通訊員從隊尾趕到排頭這一過程中，相對速度為： ;通訊員再從隊伍頭返回隊尾的這一過程中相對速度為： ，則整個運動過程經(jīng)歷的時間為： ，則隊伍在這段時間相對地面前進的距離為：
(3)一輛實驗小車可沿水平地面(圖中紙面)上的長直軌道勻速向右運動.有一臺發(fā)出細光束的激光器裝在小轉(zhuǎn)臺M上，到軌道距離MN為d=10m，如圖1-1-3所示，轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動，使激光束在水平面內(nèi)掃描，掃描一周的時間T=60s，光束轉(zhuǎn)動方向如圖中箭頭所示，當(dāng)光束與MN的夾角為450時，光束正好射到小車上.如果再經(jīng)過 =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 = = ，若激光束照射小車時，小車正在接近N點，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，小車正遠離N點，則車速 .
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