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1、第 一 章 运 动 的 描 述 匀变速直线运动自主命题卷全国卷考情分析2021 浙江6 月选考 T 2 质点2021广东卷1 8 运动图像2019浙江4 月选考T9 x-f 图像2018浙江4 月选考了1 0 匀变速直线运动规律2019全国卷I-T 1 8 匀变速直线运动规律2018全国卷1LT19 or 图像2018 全国卷山718 x-r 图像2020山东卷T13实验：测重力加速度2020江苏卷 T 1 1 实验：测重力加速度2018北京卷T 2 1 实验：研究匀变速直线运动2021全国甲卷T 2 2 实验：测动摩擦因数2019全国卷I T 2 2 实验：研究匀变速直线运动2019 全国卷
2、川1 2 2 实验：测重力加速度试题情境生活实践类安全行车，生活娱乐，交通运输，体育运动(如汽车刹车，飞机起飞，电梯运行，无人机升空)学习探究类伽利略对自由落体运动的研究，速度的测量，加速度的测量，追及相遇问题备考指导 本专题解题方法主要有函数法、图像法、极限思维法、有时也会出现估算法。复习备考中要更多关注身边与物理相关的生活、生产及科技现象，加强学科素养中模型的构建。6位1.1描述运动的基本概念|一、质点和参考系1.质点(1)用来代替物体的有质量的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时;如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略，就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型，实际并不存在.
3、2.参考系(1)参考系可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体，我们都假定它是静止的.(2)比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系.(3)选取不同的物体做参考系，对同一物体运动的描述可能不同.通常以地面做参考系.二、位移和速度1.位移和路程位移路程定义位移表示物体的位置变化，可用由初位置指向末位置的有向线段表示路程是物体运动轨迹的长度区别位移是矢量，方向由初位置指向末位置路程是标量，没有方向联系在单向直线运动中，位移的大小等于路程；其他情况下，位移的大小小于路程2.速度与速率(1)平均速度：物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，即V=彩，是矢量，其方向就是对应位移的方
4、向.(2)瞬时速度：运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度，是矢量，其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向.(3)速率：瞬时速度的大小，是标量.(4)平均速率：物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值，不一定等于平均速度的大小.三、加速度1.物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量.3.决定因素：不是由“八。来决定，而是由你决定,4.方向：与。的方向一致，由合外力的方向决定，而与狗、。的方向无关.质点、位移和参考系I.三个概念的进一步理解(1)质点不同于几何“点”，它无大小但有质量，能否看成质点是由研究问题的性质决定，而不是依据物体自身大小和形状来判断.(2)参考系一般选取地面或相对地面静
5、止的物体.(3)位移是由初位置指向末位置的有向线段，线段的长度表示位移的大小.2.三点注意(1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解.(2)在研究两个物体间的相对运动时，选择其中一个物体为参考系，可以使分析和计算更简单.(3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质.例 题 1.2022年 2 月 4 日，第 24届冬季奥林匹克运动会在北京国家体育场 鸟巢 开幕。如图所示为冬奥会中的四个比赛项目，下列研究的问题中可把运动员视为质点的是()U型池技巧短道速滑滑冰运动员的艺术表现花样滑冰A.研究U型池技巧运动员的空中转体B.研究花样雪橇C.研究短道速滑运动员的入弯道技术D.研究雪橇运动员的运动快慢【
6、答案】D【解析】A.研究U型池技巧运动员的空中转体，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，A错误;B.研究花样滑冰运动员的艺术表现，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，B错误;C.研究短道速滑运动员的入弯道技术，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，C错误;D.研究雪橇运动员的运动快慢，运动员的大小、形状可以忽略不计，运动员可以看成质点，D正确。故选Do喜迎亚运会,健康环湖行。如图所示,西湖环湖步行的起点和终点分别设在雷锋塔景点和断桥残雪景点，小朱和小张两人选择了不同的路线同时从起点出发，结果小朱比小张先到达终点。对于此运动过程，下列说法正确的是（）
7、A.小朱与小张的路程一定相同B.小朱的位移小于小张的位移C.小朱的平均速度大于小张的平均速度 D.小朱的速度始终大于小张的速度【答案】C【解析】A.路程指实际运动的轨迹，小朱和小张两人选择了不同的路线，故路程不一定相同，故 A错误；B.小朱与小张的起点和终点都相同，故两人的位移相同，故 B 错误；一YC.小朱和小张同时出发，但小朱先到终点用时少，根据平均速度v=j,知小朱的平均速度大于小张的平均速度，故 C 正确；D.速度指瞬时速度，两人的瞬时速度无法判断，故 D 错误。故选C。G卷2022年 2 月 5 日，中国短道速滑队以2 分 37秒 348夺得2022年北京冬奥会短道速滑2000m混合
8、团体接力金牌，下列说法正确的是（）A.2000m指的是总位移B.2 分 37秒 348指的是时刻C.裁判员在判断运动员是否犯规时，不可以将运动员看成质点D.接力时后面运动员对前面运动员的推力大于前面运动员对后面运动员的推力【答案】C【解析】A.2000m指的是总路程，故 A 错误；B.2 分 37秒 348指的是时间间隔，故 B 错误；C.裁判员在判断运动员是否犯规时，与运动员的动作有关系，故不能看成质点，故 C 正确；D.接力时后面运动员对前面运动员的推力等于前面运动员对后面运动员的推力，故 D 错误。故选C。平 均 速 度 和 瞬 时 速 度一 平均速度与瞬时速度的区别和联系i.区别：平均
9、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.联系：瞬时速度是运动时间加一0 时的平均速度.二 平均速度与平均速率的区别平均速度的大小不能称为平均速率，因为平均速率是路程与时间的比值，只有当路程与位移的大小相等时，平均速率才等于平均速度的大小.S 内、A.他 4 s 末的瞬时速度为4 m/sB.他第2 s 内的平均速度为2 m/sC.他 4 s 内的平均速度为2.5 m/sD.他 1 s 末的速度为1 m/s【答案】B C【解析】自行车速度是变化的，无法确定它的瞬时速度，只能求出平均速度,第2 s内的平均速度为
10、警2 m/s;4 s内的平均速度为3詈-2.5 m/s。G国启I一质点沿直线运动,它离开点的位移x随时间变化的关系为产3+2/丽),它的速度随时间变化的关系为尸6/(m/s),则该质点在t=2 s 时的瞬时速度和i=0 到t=2 s间的平均速度分别为()A.8 m/s、24 m/sB.24 m/s、8 m/sC.1 2 m/s、24 m/sD.24 m/s、1 2 m/s【答案】B【解析】根据片6/(m/s)知,t=2s 时，速度为尸24 m/s;根据产3+2-(m)知，0 2 s内的位移为A=X 2-A i)=(3+2X 8-3)m=1 6 m,平均速度为万卫二竺上=8 m/s。选项B正确。
11、t 2s用运动传感器可以测量运动物体的速度。如图所示,这个系统有一个不动的小盒子4工作时，小 盒B向汽车A发出短暂的超声波脉冲,脉冲被汽车A反射后又被8接收,8 将信息输入计算机，由计算机处理该信息,可得到汽车A的速度。若 8每间隔1.5 s 发出一个超声波脉冲，而第一次收到超声波脉冲与第二次收到超声波脉冲间隔为1.3 s,超声波在空气中的传播速度为少=340 m/s.,(1)试判断汽车A远离小盒B,还是靠近小盒B;(2)试求汽车/的速度大小。【解析】(1)因发射超声波的时间间隔大于接收超声波的时间间隔,故汽车靠近小盒仇(2)设小盒6 第一次发出的超声波经过时间。到达汽车处,则此时汽车与小盒B
12、的距离S l=V f s t 设小盒8 第二次发出的超声波经过时间友到达汽车处,则此时汽车与小盒8的距离品 r声七汽车在两次与超声波相遇的过程中行驶了卡S S 2汽车行驶S 共用了时间t=1.5 s+t2-n另有 1.5 s+2ti-2 f i=l.3 s nf W trt2=0.1 s,=1.4 s,s=r(tr t2)=34 m汽车的速度尸含汆3 m/s QQ0i.三个概念的比较比较项目速度速度变化量加速度物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量描述物体速度改变的物理量，是过程量描述物体速度变化快慢的物理量定义式A xv=iV=V VoA u 0 一硒）a t t决定因素v的大小由内、。、A
13、 r决定o 由。与物进行矢量运算，由M)=M知。由。与加决定a不是由V、t、N o决定的，而是由决定方向平均速度与位移同向由。的方向决定与。的方向一致，由尸的方向决定，而与如、V的方向无关2.判断直线运动中的“加速”或“减速”方法判断物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系.（1）“和。同向（加速直线运动）（2）a和o反向（减速直线运动）“不变，。随时间均匀增加a增大，。增加得越来越快。减小，。增加得越来越慢%不变，。随时间均匀减小（或反向增加）a增大,减小,。减小（或反向增加）得越来越快。减小（或反向增加）得越来越慢例 题3.在下列几种情景中，对情景的分析和判断正确的
14、是（）A.点火后即将升空的火箭，因火箭还没运动，所以加速度一定为零B.高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车，因轿车紧急刹车时速度变化很快，所以加速度很大C.高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大D.太 空 中 的“天宫一号”绕地球匀速转动，其加速度为零【答案】B【解析】点火后即将升空的火箭的速度为零，但是加速度不为零，故A错误；轿车紧急刹车，速度变化很快，即加速度很大，故B正确；磁悬浮列车高速行驶，速度很大，若做匀速直线运动，加速度为零，故C错误；太 空 中 的“天宫一号”绕地球匀速转动，有向心加速度，其加速度不为零，故D错误.在一次蹦床比赛中，运动员从高处自由落下
15、，以大小为8 m/s的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为1 0 m/s的速度弹回，已知运动员与网接触的时间A/=1.0s,那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为（）.2.0 m/s2,竖直向下B.8.0m/s2,竖直向上C.1 0.0 m/s21竖直向下D.1 8 m/s2竖直向上【答案】D【解析】规定竖直向下为正方向，5 方向与正方向相同，。2方向与正方向相反，根据加速度定义式1 0-8得”=H）m/s2=-1 8 m/s2,负号表示与正方向相反，即加速度方向竖直向上.故选D.k多选）一个做变速直线运动的物体，加速度逐渐减小到零，那么该物体的运动情况可能是（）A
16、.速度不断增大，到加速度为零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动B.速度不断减小，到加速度为零时，物体做匀减速直线运动，而后物体运动停止C.速度不断减小到零，然后向相反方向做加速运动，而后物体做匀速直线运动D.速度不断减小，到加速度为零时速度减小到最小，而后物体做匀速直线运动【答案】ACD【解析】如图线，如果物体的初速度与加速度方向相同，在加速度逐渐减小的过程中，物体速度不断增大，当加速度为零时，速度达到最大，以后做匀速运动，选项A 正确；如图线，如果物体的初速度与加速度反向，在加速度逐渐减小的过程中，物体速度也逐渐减小，当加速度为零时，物体的速度没减速至零，则以后以较小的速度匀速运动；如图线
17、，如果速度减为零，而加速度没减为零，则物体将反向加速，加速度减为零后，做匀速直线运动.综上所述，可知选项C、D 正确，B 错误.X-t图像1.图像的意义：xf图像反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律.2.x/图像中的“交点”“斜率”“截距”的意义(1)交点：两图线有交点，说明两物体相遇.(2)斜率：表示速度的大小及方向.(3)截距：纵轴截距表示f=0 时刻的初始位置，横轴截距表示位移为零的时刻.例题4.4B、C 三物体同时出发做直线运动，它们的运动情况如图所示，在 20 s 内，它们的平均速度的关系正确的是()()20 z/sA.vA=vB=vc B.vAvB=vc C.vAvcvc【
18、答案】A【解析】由题图可知从B、C 三物体在20 s 内通过相同的位移,据平均速度的定义式正竽可以确定,20 s 内三物体的平均速度相等,故A 正确。A、3 两物体沿同一直线运动，运动过程中的X一，图像如图所示，下列说法正确的是（I2x/m一弓 一，1 2 3 4J6 r/sA.4 s 时 A 物体运动方向发生改变B.0 6 s 内B 物体的速度逐渐减小C.0 5 s 内两物体的平均速度相等D.0 6 s 内某时刻两物体的速度大小相等【答案】D【解析】x-t图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度方向，所 以A物体运动方向不变，故 A错误；x/图像的斜率表示速度，由题图可知，0 6 s 内 B
19、物体的速度逐渐增大，故 B 错误；由题图可知，0 5 s 内A 物体的位移大于8 物体的位移，由公式。可知，A 物体的平均速度大于8 物体的平均速度，故 C 错误；0 6 s 内存在某时刻两图像斜率的绝对值相等，即存在某时刻两物体的速度大小相等，故 D 正确.甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动，它们的位移一时间。一。图像如图所示，由图像可以看出在0 4 s 内（0 1 2 3 4 5 6 r/sA.甲、乙两物体始终同向运动B.第 2 s 末，甲、乙两物体间的距离最大C.甲的平均速度大于乙的平均速度D.乙物体一直做匀加速直线运动【答案】B【解析】x-t 图像的斜率表示速度，可知在。2
20、s 内甲、乙都沿正向运动，同向运动，在 2 4s内甲沿负向运动，乙仍沿正向运动，二者反向运动，故 A 错误；。2 s 内两者同向运动，甲的速度大，两者距离增大，2 s 后甲反向运动，乙仍沿原方向运动，两者距离减小，则第2s 末甲、乙两物体间的距离最大，故 B 正确；由题图知在0 4 s 内甲、乙的位移都是2 m,平均速度相等，故 C 错误；根据x-f 图像的斜率表示速度，可知乙物体一直做匀速直线运动，故 D 错误.用平均速度法求解瞬时速度一一极限思想的应用1 .用极限法求瞬时速度和瞬时加速度Ar 公 式 尸 治 中，当 10 时 V 是瞬时速度.(2)公式。=辞 中，当-0 时a是瞬时加速度.
21、2 .注意Av(1)用 V=等求瞬时速度时，求出的是粗略值，加 越小，求出的结果越接近真实值.(2)对于匀变速直线运动，一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间内中间时刻的瞬时速度.例 题 5.如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带,相邻点的时间间隔为0.0 2 s,纸带旁边是一把分度值为1 m m 的直尺，则拖着纸带做直线运动的物体在 这段位移内的平均速度为 m/s;在 打 下 8点时物体的瞬时速度为 m/s o (小数点后保留两位数字)|0 1 2 3 4 5 6 1I I 1 I I I I I 11 I I I i I 1 I 1 I 111 1 11 I I I 1
22、 i I 1 I I I I 1 I 1 I 1 1 111 1 I I I I 1 I I 1 I I 厂 C 【答案】0.2 2 0.2 2(0.2 1 I).2 3)【解析】根据平均速度的定义可知,这段位移内的平均速度就等于力到 的距离跟所用时间的比值。位移的大小可以从刻度尺上直接读出：产4.0 0 c m,A到 C 之间共9 个时间间隔,所以时间r=0.0 2 s X 9=0.1 8 s,4 c 这段位移内的平均速度为万二二竺詈*m/s=0.2 2 m/s,根据公式t 0.1 8疗器来计算8点的瞬时速度。为了尽量精确地反映打6点时物体运动的快慢,我们取靠近B点的左右两个点,左边点在刻度
23、尺上的读数是1.77 c m,右边点在刻度尺上的读数是2.6 5 c m,那么 A x=2.6 5 c m-1.77 c m=0.8 8 c m,两点间时间相隔为 A t=0.0 2 s X 2=0.0 4 s,所以 6点的瞬时速度为片竽=飞m/s=0.2 2 m/s。t 0.0 41(多选)一段高速公路上限速1 2 0 km/h,为监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下，距离心埋设两个传感器线圈A和 B,当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为A
24、r,经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据.根据以上信息，下列说法正确的是()曰I中微型计算机早8 N数据采集器A计算汽车速度的表达式。=B.计算汽车速度的表达式。C.若 L=5m,Af=0.2 s,照相机将会拍照D.若 L=5m,0=0.2 s,照相机不会拍照【答案】AD【解析】计算汽车速度的原理是利用短时间内的平均速度来代替瞬时速度，故汽车速度的表达式为。=,A 正确，B 错误；若 L=5m,A/=0.2 s,则汽车的速度为。=*=2 5m/s=90 km/h=7s,故选项B、C正确，A、D错误.6.有一身高为1.7 0m
25、的田径运动员正在进行100m 短跑比赛，在终点处，有一站在跑道终点旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲刺动作，摄影记者使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是 16,快门（曝光时间）是 表 s,得到照片后测得照片中人的高度为1.7 X10.2m,胸前号码布上模糊部分的宽度是2X10-3 m,由以上数据可以知道运动员冲刺时表s内的位移是;冲 刺 时 的 速 度 大 小 是.【答案】0.2 m 12 m/s【解析】此题运动员实际身高与照片上的身高之比为100：1,根据胸前号码布上模糊部分的宽度是2X 10-3 m可以判断运动员在吉s内运动的位移为0.2 m,所以冲刺速度为午6 0m/s =12 m/s
26、.7.如图所示，将弹性小球以10 m/s 的速度从距地面2 m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面1.5 m高的B点时，向上的速度为7 m/s,小球从A点到B点共用时0.3 s,则 此 过 程 中（）l0m/s|Q4：巴;7 m/sA.小球发生的位移大小为0.5 in,方向竖直向下 ，B.小球速度变化量的大小为3 m/s,方向竖直向下C.小球平均速度的大小为&5 m/s,方向竖直向下D.小球平均加速度的大小约为56.7 m/s2,方向竖直向上【答案】AD【解析】A.位移是指起点到终点的有向线段，小球发生的位移为0.5 m,方向竖直向下，故A正确；B.设速度向下为正，则速度变化量W
27、=-7-10=-17m/s,负号说明速度变化方向竖直向上，故B错误；C.小球的平均速度u=m/s =*m/s,方向竖直向下，故C错误；t 0.3 3Av 17 o oD.根据加速度的定义可知，a=m/s2=-56.7m/s2,负号说明加速度方向竖X 0.3直向上，故D正确。故选AD。8.中 国“利剑”无人机发展迅速，最 近 更“取得重大成果”，并“实现历史性跨越”.军事专家分析认为，“利剑”是以航母舰载机为发展目标的新一代无人机，未来将登上航母，成为无人攻击机，在某次“利剑”进行滑行试验中，某检测装置观测到其降落后的滑行过程中制动力逐渐增大，下列各图中能反映其速度。随时间r变化关系的是（）AB
28、 c n【答案】D【解析】由题意可知“利剑”的制动力逐渐增大，故其加速度越来越大，则飞机做加速度增大的减速运动，故只有D正确.9.如图甲所示是一种应用传感器监测轨道车运行的实验装置.在轨道某处设置监测点，当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录仪记录.假如轨道车长度为2 2 cm,记录仪记录的信号如图乙所示，则轨道车经过该监测点的速度为（）信号发生器记录仪 皿5光源蜃颦四座广冲 譬用 I“甲 乙 A.0.20 cm/s B.2.0 cm/sC.22 cm/s D.220 cm/s【答案】Cx【解析】由 图 乙 可 知 轨 道 车 经 过 该 监 测 点 的
29、 时 间 为t=1 S,则 所 求 速 度 为V=-=22 cm/s.10.（多选）如图中所示为速度传感器的工作示意图，P 为发射超声波的固定小盒子，工作时P向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被P 接 收.从 P 发射超声波开始计时，经过时间加再次发射超声波脉冲.图乙是两次发射的超声波的位移一时间图像，则下列说法正确的是（）连接到计 粤 明 -7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777/甲物体到小盒子尸的距离越来越远B.在两次发射超声波脉冲的时间间隔加内，物体通过的位移为及一X IC.超声波的速度为 总；亥 一D.物体在，时间内的平均速度 为 热【答案】AD【解析】由题图乙可知，第二次超声波传播的最远距离比第一次的大，可知物体到小盒子。的距离越来越远，A 正确；由题图乙可知，物体通过的位移为松一处时，所用时间为力一Z i,物 体 在 力 及 时 间 内 的 平 均 速 度 为 一 在 A f内物体通过的位移为3Ar,B 错误,亥 一 力，2一八D 正确；由题图乙可知，超声波的速度为T7，C 错误.tz