（2021新人教版）高中物理必修第一册第1章 章末综合提升讲义.doc

1、1 巩固层巩固层知识整合知识整合 提升层提升层能力强化能力强化 运动概念的比较运动概念的比较 1.速度与速率的联系与区别速度与速率的联系与区别 速度速度速率速率 物理意义物理意义 描述物体运动快慢和方向的描述物体运动快慢和方向的 物理量，是矢量物理量，是矢量 描述物体运动快慢的物理描述物体运动快慢的物理 量，是标量量，是标量 分类分类平均速度、瞬时速度平均速度、瞬时速度平均速率、瞬时速率平均速率、瞬时速率 决定因素决定因素平均速度平均速度位移 位移 时间时间 平均速率平均速率路程 路程 时间时间 方向方向平均速度方向与位移方向相平均速度方向与位移方向相无方向无方向 2 同同； 瞬时速度方向为该

2、点运动瞬时速度方向为该点运动 的方向的方向 联系联系 它们的单位都是它们的单位都是 m/s，瞬时速度的大小等于瞬时速率，即，瞬时速度的大小等于瞬时速率，即 常说的速率常说的速率 注意：注意：速率是瞬时速度的大小，但平均速率不是平均速度的大小。速率是瞬时速度的大小，但平均速率不是平均速度的大小。 2速度速度 v、速度的变化量、速度的变化量v 和加速度和加速度 a 的比较的比较 速度速度 v速度的变化量速度的变化量v加速度加速度 a 物理意义物理意义 描述物体运动快描述物体运动快 慢和方向的物理慢和方向的物理 量，是状态量量，是状态量 描述物体速度改变描述物体速度改变 大小程度的物理大小程度的物理

3、 量，是过程量量，是过程量 描述物体速度变描述物体速度变 化快慢的物理量化快慢的物理量， 是状态量是状态量 定义式定义式vx t 或或 vx t vvv0av v0 t 或或 av t 决定因素决定因素 v 的大小由的大小由 v0、 a、 t 决定决定 v 由由 v 与与 v0决定决定， 由由vat可知可知v 也由也由 a 与与t 来决定来决定 a 不是由不是由 v、t、 v 来决定的来决定的， a 由由 F 与与 m 来决定来决定(第第 三章学习三章学习) 方向方向 与位移变化量与位移变化量x 同向，即物体运同向，即物体运 动的方向动的方向 由由 vv0或或 a 的方的方 向决定向决定 与与

4、v 方向一致方向一致， 而而 与与 v0、v 方向无关方向无关 大小大小 位移与时间的位移与时间的 比值比值 位移对时间的位移对时间的 变化率变化率 xt 图像中，图图像中，图 像在该点的切线像在该点的切线 斜率的大小斜率的大小 vvv0 速度变化量与速度变化量与 所用时间的比值所用时间的比值 速度对时间的速度对时间的 变化率变化率 vt 图像中图像中， 图像图像 在该点的切线斜在该点的切线斜 率的大小率的大小 【例【例 1】有两个物体都做加速度恒定的变速直线运动有两个物体都做加速度恒定的变速直线运动，则以下说法正确的则以下说法正确的 是是() A经过相同的时间，速度变化大的物体，它的加速度一

5、定大经过相同的时间，速度变化大的物体，它的加速度一定大 B若初速度相同，则末速度大的物体加速度一定大若初速度相同，则末速度大的物体加速度一定大 3 C若加速度相同，初速度大的物体其末速度一定大若加速度相同，初速度大的物体其末速度一定大 D在相同时间内，加速度大的物体其速度必然大在相同时间内，加速度大的物体其速度必然大 A根据加速度定义式根据加速度定义式 av t 可知可知，时间一定时时间一定时，v 越大越大，加速度就越大加速度就越大， 加速度大加速度大，速度变化量速度变化量v 就大就大，选项选项 A 正确正确，D 错误错误；若初速度相同若初速度相同，末速度末速度 大，速度变化量大，速度变化量v

6、 就大，但发生这一变化的时间长短不清楚，不能确定加速度就大，但发生这一变化的时间长短不清楚，不能确定加速度 的大小，选项的大小，选项 B 错误；若加速度相同，说明速度变化快慢相同，初速度大的物错误；若加速度相同，说明速度变化快慢相同，初速度大的物 体，末速度不一定大，因为与时间有关，选项体，末速度不一定大，因为与时间有关，选项 C 错误。错误。 一语通关一语通关 1 物体运动速度大小与加速度大小无必然联系，判断物体运动性质依据加物体运动速度大小与加速度大小无必然联系，判断物体运动性质依据加 速度与速度的方向关系。速度与速度的方向关系。 2 速度变化量大，加速度不一定大，加速度是速度的变化率，还

7、与时间有速度变化量大，加速度不一定大，加速度是速度的变化率，还与时间有 关。关。 科学研究方法科学研究方法 1.建立理想化模型的思想建立理想化模型的思想 理想模型法是物理学中常用的一种方法。在研究具体问题时，为了研究方理想模型法是物理学中常用的一种方法。在研究具体问题时，为了研究方 便，抓住主要因素，忽略次要因素，从实际问题中抽象出理想化模型，从而把便，抓住主要因素，忽略次要因素，从实际问题中抽象出理想化模型，从而把 实际复杂的问题简化处理。如质点就是理想化的物理模型。实际复杂的问题简化处理。如质点就是理想化的物理模型。 2极限思维极限思维 在分析变速直线运动的瞬时速度时，我们采用极限思维，即

8、在物体经过的在分析变速直线运动的瞬时速度时，我们采用极限思维，即在物体经过的 某点前、后取很小的一段时间，这段时间取得越小，物体在该段时间内的速度某点前、后取很小的一段时间，这段时间取得越小，物体在该段时间内的速度 变化就越小，该段时间内的平均速度就越能精确地反映物体在该点的运动快慢变化就越小，该段时间内的平均速度就越能精确地反映物体在该点的运动快慢 情况情况，当时间足够短时当时间足够短时(或位移足够小时或位移足够小时)，该段时间内的平均速度就等于物体经该段时间内的平均速度就等于物体经 过该点时的瞬时速度。同理，在变速运动的描述中，加速度的平均值和瞬时值过该点时的瞬时速度。同理，在变速运动的描

9、述中，加速度的平均值和瞬时值 也存在这样的关系。也存在这样的关系。 【例【例 2】有一高度为有一高度为 1.70 m 的田径运动员正在进行的田径运动员正在进行 100 m 短跑比赛。在短跑比赛。在 终点处，有一站在跑道终点旁边的摄影记者用照相机拍摄他冲刺时的运动，记终点处，有一站在跑道终点旁边的摄影记者用照相机拍摄他冲刺时的运动，记 4 者使用的照相机的光圈者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少控制进光量的多少)是是 60，即快门曝光时间是即快门曝光时间是 1 60 s，得到得到 照片后，测得照片中人的高度为照片后，测得照片中人的高度为 1.710 2 m，胸前号码簿上模糊部分的宽度，胸前号码

10、簿上模糊部分的宽度是是 210 3 m。 由以上数据计算运动员冲刺时由以上数据计算运动员冲刺时 1 60 s 内的位移以及冲刺时的速度大小内的位移以及冲刺时的速度大小。 解析解析运动员冲刺时的速度其实是运动员在终点处的瞬时速度运动员冲刺时的速度其实是运动员在终点处的瞬时速度，但是我们但是我们 无法求出运动员在某一点的瞬时速度，于是我们将运动员在冲刺时极短时间内无法求出运动员在某一点的瞬时速度，于是我们将运动员在冲刺时极短时间内 1 60 s 的平均速度近似认为是运动员在冲刺时的瞬时速度。的平均速度近似认为是运动员在冲刺时的瞬时速度。 根据比例关系可知，运动员冲刺时根据比例关系可知，运动员冲刺时

11、 1 60 s 内的位移内的位移 x h 人人 h 像像 d，则，则 x 1.70 1.7010 2 210 3 m0.2 m。 冲刺时的速度大小冲刺时的速度大小 vx t 0.2 1 60 m/s12 m/s。 答案答案0.2 m12 m/s 运动图像的综合运动图像的综合 1.应用运动图像解题应用运动图像解题“六看六看” xt 图像图像vt 图像图像 轴轴横轴表示时间横轴表示时间 t，纵轴表示位移，纵轴表示位移 x 横轴表示时间横轴表示时间 t， 纵轴表示速纵轴表示速 度度 v 线线 倾斜直线表示物体做匀速直线运倾斜直线表示物体做匀速直线运 动动 倾斜直线表示物体做匀变速倾斜直线表示物体做匀

12、变速 直线运动直线运动 斜率斜率表示速度表示速度表示加速度表示加速度 面积面积无实际意义无实际意义 图线和时间轴围成的面积表图线和时间轴围成的面积表 示位移示位移 纵截距纵截距表示初位置表示初位置表示初速度表示初速度 5 特殊点特殊点 拐点表示从一种运动变为另一种拐点表示从一种运动变为另一种 运动运动， 两图线交点表示两物体相遇两图线交点表示两物体相遇 拐点表示从一种运动变为另拐点表示从一种运动变为另 一种运动，两图线交点表示一种运动，两图线交点表示 两物体速度相等两物体速度相等 2.对两种图像的理解对两种图像的理解 (1)xt 图像、图像、vt 图像都不是物体运动的轨迹，图像中各点的坐标值图

13、像都不是物体运动的轨迹，图像中各点的坐标值 x、v 与与 t 一一对应。一一对应。 (2)xt 图像、图像、vt 图像的形状由图像的形状由 x 与与 t、v 与与 t 的函数关系决定。的函数关系决定。 (3)无论是无论是 xt 图像还是图像还是 vt 图像，所描述的运动都是直线运动。图像，所描述的运动都是直线运动。 【例【例 3】有四个运动的物体有四个运动的物体 A、B、C、D，物体，物体 A、B 运动的运动的 xt 图像如图像如 图甲所示图甲所示，物体物体 C、D 从同一地点沿同一方向运动的从同一地点沿同一方向运动的 vt 图像如图乙所示图像如图乙所示。根据根据 图像做出以下判断正确的是图像

14、做出以下判断正确的是() 甲甲乙乙 At3 s 时，物体时，物体 C 追上物体追上物体 D Bt3 s 时，物体时，物体 C 与与 D 间距离最大间距离最大 C在在 03 s 时间内，物体时间内，物体 B 运动的位移为运动的位移为 5 m D物体物体 A 和和 B 均做匀加速直线运动，且均做匀加速直线运动，且 A 的速度比的速度比 B 的大的大 思路点拨思路点拨在位移在位移时间图像中，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动时间图像中，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动， 斜率等于速度；纵坐标的变化量表示位移。在速度斜率等于速度；纵坐标的变化量表示位移。在速度时间图像中，图线与坐标时间图像中，图线与坐标

15、 轴所围的面积表示位移轴所围的面积表示位移，两图线的交点表示速度相等两图线的交点表示速度相等，分析两物体的运动情况分析两物体的运动情况， 判断判断 C、D 间距离的变化。间距离的变化。 B由图乙可看出由图乙可看出，在在 03 s 内内，D 物体的物体的 vt 图线与坐标轴所围面积大图线与坐标轴所围面积大于于 C 物体的物体的 vt 图线与坐标轴所围面积图线与坐标轴所围面积， 说明说明 D 的位移大于的位移大于 C 的位移的位移， 而两物体从而两物体从 同一地点沿同一方向运动，所以物体同一地点沿同一方向运动，所以物体 C 还没有追上物体还没有追上物体 D，故，故 A 错误；由图乙错误；由图乙 可

16、看出可看出，前前 3 s 内内，D 的速度较大的速度较大，C、D 间距离增大间距离增大，3 s 后后 C 的速度较大的速度较大，两两 者间距离减小，者间距离减小，t3 s 时，物体时，物体 C 与物体与物体 D 之间有最大距离，故之间有最大距离，故 B 正确；由图正确；由图 甲看出甲看出，在在 03 s 的时间内的时间内，物体物体 B 运动的位移为运动的位移为 10 m，故故 C 错误错误；由图甲可由图甲可 6 看出看出，物体物体 A 和和 B 的位移的位移时间图像都是倾斜的直线时间图像都是倾斜的直线，斜率都不变斜率都不变，速度不变速度不变， 说明两物体都做匀速直线运动，说明两物体都做匀速直线

17、运动，A 物体的物体的 xt 图线的斜率大于图线的斜率大于 B 物体的物体的 xt 图线图线 的斜率，说明的斜率，说明 A 的速度比的速度比 B 的速度大，故的速度大，故 D 错误。错误。 一语通关一语通关 用图像解决物理问题通常有以下三种情况：用图像解决物理问题通常有以下三种情况： 1 根据题目所给运动图像分析根据题目所给运动图像分析 物理问题；物理问题； 2 根据题意自己画出运动图像并解决问题；根据题意自己画出运动图像并解决问题； 3 对题目中所给图像进对题目中所给图像进 行必要的转化，然后根据转化后的运动图像分析问题。行必要的转化，然后根据转化后的运动图像分析问题。 培养层培养层素养升华

18、素养升华 中国田径队尽展中国田径队尽展“中国速度中国速度” 2019 年中国田径队捷报频传年中国田径队捷报频传，2 月月 16 日日，在英国伯明翰举行的室内男子在英国伯明翰举行的室内男子 60 米短跑决赛上，中国飞人苏炳添以米短跑决赛上，中国飞人苏炳添以 6 秒秒 47 的成绩力挫群雄，卫冕冠军。的成绩力挫群雄，卫冕冠军。4 月月 24 日，亚锦赛在卡塔尔多哈继续举行最后一天的比赛重头戏，女子日，亚锦赛在卡塔尔多哈继续举行最后一天的比赛重头戏，女子 4 乘乘 100 米接米接 力决赛中国队不负众望以力决赛中国队不负众望以 42 秒秒 87 破赛会纪录的成绩强势夺冠。破赛会纪录的成绩强势夺冠。4

19、 月月 21 日，在日，在 第第 23 届亚洲田径锦标赛女子铅球决赛中届亚洲田径锦标赛女子铅球决赛中，中国选手巩立姣以中国选手巩立姣以 19 米米 18 的成绩夺的成绩夺 冠。田径场上，要描述运动员和铅球在运动中的位置，需要建立坐标系。冠。田径场上，要描述运动员和铅球在运动中的位置，需要建立坐标系。 坐标系是由法国哲学家、科学家和数学家笛卡儿创立的，常用的坐标系有坐标系是由法国哲学家、科学家和数学家笛卡儿创立的，常用的坐标系有 一维直线坐标系一维直线坐标系(只有只有 x 轴轴)、二维平面直角坐标系、二维平面直角坐标系(有有 x 轴和轴和 y 轴轴)、三维空间坐、三维空间坐 标系标系(有有 x

20、轴、轴、y 轴和轴和 z 轴轴)。 设问探究设问探究 1田径场上田径场上，要描述中国飞人苏炳添在运动中的位置要描述中国飞人苏炳添在运动中的位置，需要建立什么样的需要建立什么样的 坐标系？坐标系？ 2要描述女子要描述女子 4 乘乘 100 米接力赛跑运动员的位置，需要建立什么样的坐标米接力赛跑运动员的位置，需要建立什么样的坐标 系？系？ 3女子铅球比赛中女子铅球比赛中，要描述铅球在运动中的位置要描述铅球在运动中的位置， ，需要建立什么样的坐标需要建立什么样的坐标 系？系？ 提示提示： 1苏炳添在苏炳添在 60 米短跑比赛中沿直线运动，故以其起跑点为坐标原点建立米短跑比赛中沿直线运动，故以其起跑点

21、为坐标原点建立 一维直线坐标系。一维直线坐标系。 2女子女子 4 乘乘 100 米接力赛跑运动员在一平面内做曲线运动，以起跑点为坐米接力赛跑运动员在一平面内做曲线运动，以起跑点为坐 标原点，分别建立标原点，分别建立 x 轴、轴、y 轴，即建立二维平面直角坐标系。轴，即建立二维平面直角坐标系。 7 3铅球在空中做曲线运动铅球在空中做曲线运动，确定一点确定一点(如铅球抛出点所在位置如铅球抛出点所在位置)为坐标原点为坐标原点， 建立三维空间坐标系。建立三维空间坐标系。 深度思考深度思考 如图所示如图所示，足球运动员从足球运动员从 A 处开始出发处开始出发，先向南跑了先向南跑了 50 m 到达到达 B

22、 处处，再向再向 东跑了东跑了 100 m 到达到达 C 处，最后又向北跑了处，最后又向北跑了 150 m 到达到达 D 处。处。 (1)A、B、C、D 各点位置如何表示？各点位置如何表示？ (2)该运动员运动的总路程和总位移各是多少？该运动员运动的总路程和总位移各是多少？(画出示意图画出示意图) (3)要比较确切地表示该运动员的最终位置，应用位移还是路程？要比较确切地表示该运动员的最终位置，应用位移还是路程？ 解析解析(1)选取选取 A 点为坐标原点点为坐标原点， 向东为向东为 x 轴的正方向轴的正方向， 向北为向北为 y 轴的正方 轴的正方 向向， 建立二维平面直角坐标系建立二维平面直角坐

23、标系， 如图所示如图所示， 则各点坐标为则各点坐标为： A(0,0)、 B(0， 50 m)、 C(100 m，50 m)、D(100 m,100 m)。 (2)运动员的运动轨迹如图中所示运动员的运动轨迹如图中所示， 该运动员的总路程为该运动员的总路程为 sABBCCD (50100150) m300 m；有向线段；有向线段 AD 表示运动员的位移，大小为表示运动员的位移，大小为 x 1002 15050 2m100 2 m，方向东偏北，方向东偏北 45。 (3)路程只有大小，位移既有大小，又有方向，所以要比较确切地表示该运路程只有大小，位移既有大小，又有方向，所以要比较确切地表示该运 动员的最终位置，应用位移。动员的最终位置，应用位移。 8 答案答案见解析见解析