必修一 · 第1章 运动的描述

人教版高中物理 · 辽宁高考复习专用
本章节是高中物理的起点,建立描述运动的基本概念体系——质点、参考系、坐标系、位移、速度、加速度。 这些概念是后续"匀变速直线运动""牛顿运动定律""曲线运动"等全部章节的基础工具, 概念辨析和图像分析是辽宁高考的常考切入点。
辽宁新高考 · 物理(黑吉辽蒙卷) 概念+图像双高频

① 本章辽宁高考重点概览

考点辽宁常见考法热度分值占比标签
质点、参考系判断物体能否看成质点;选择参考系判断运动相对性★★★3-6分必考重点
位移与路程、矢量标量位移与路程大小关系辨析;矢量加减方向判断★★★★4-6分必考重点
平均速度与瞬时速度平均速度方向与位移一致;瞬时速度方向沿轨迹切线★★★★4-8分必考重点
加速度的理解加速度方向与速度方向关系;a与v方向判断加速减速★★★★★6-10分模型难点
x-t图像斜率求速度;交点含义;截距含义★★★★4-6分必考重点
v-t图像斜率求加速度;面积求位移;判断运动性质★★★★★6-10分模型难点
打点计时器/纸带分析计数点选取、逐差法求加速度、瞬时速度计算★★★★6-8分实验重点
时刻与时间间隔区分"第几秒内"与"第几秒末"★★2-3分了解内容

辽宁真题/模考频次说明:加速度方向理解、v-t图像分析、纸带处理实验在近2年辽宁高考及沈阳、大连模考中几乎每年必现;概念辨析常以选择题前两题出现,图像题常作为压轴选择题或多选第2题。

② 章节学习目标

物理观念

  • 建立质点模型思想,理解理想化方法在物理学中的作用
  • 形成矢量观念:位移、速度、加速度均为矢量,运算遵循平行四边形定则(本章限一维)
  • 理解变化率思想:速度是位置对时间的变化率,加速度是速度对时间的变化率

科学思维

  • 能用坐标系定量描述物体位置及位置变化
  • 能从x-t图像、v-t图像中提取运动信息,区分斜率、截距、面积、交点的物理含义
  • 能用极限思想理解瞬时速度由平均速度逼近得到

科学探究

  • 掌握打点计时器的使用,会用逐差法处理纸带数据
  • 能设计实验测量瞬时速度、加速度,分析误差来源

科学态度与责任

  • 体会物理学中理想化模型的简洁美,养成"建模—验证"的科学态度
  • 关注我国航天测控、高铁测速等真实情境中的运动描述

本章需要掌握的物理模型清单

  1. 质点模型——物体大小形状对所研究问题可忽略时的理想化
  2. 一维直线运动坐标系模型——用一维坐标轴描述位置与位移
  3. 匀速/匀变速雏形——为第2章建立图像与公式衔接基础
  4. 纸带模型——以离散点逼近连续运动,是瞬时速度测量的载体

③ 情景回顾

以下情景源自高考真题/模考背景,唤醒本章核心概念记忆。

情景一·高铁通过桥梁

某高铁列车以某一速度匀速通过一座大桥。研究列车完全通过桥所用时间时,能否将列车看成质点?研究列车制动距离呢?
→ 唤醒:质点条件、参考系

情景二·神舟飞船变轨

神舟飞船在轨运行及变轨过程中,地面测控站需要描述飞船的位置、速度、加速度的变化。飞船速度大小和方向如何变化?加速度方向与速度方向是否一致?
→ 唤醒:速度、加速度矢量性

情景三·短跑起跑加速

运动员百米起跑阶段速度迅速增大。前20m内平均速度与全程平均速度相比,哪个更大?起跑阶段速度变化快,对应的物理量是什么?
→ 唤醒:平均速度、加速度

情景四·v-t图像辨析

辽宁模考常给两段折线v-t图像,要求判断哪段加速度大、哪段位移大。图像斜率、面积分别对应什么物理量?
→ 唤醒:v-t图像斜率与面积

④ 核心知识点讲解

4.1 质点 参考系 坐标系

情景/模型实例

地球绕太阳公转,研究其公转轨迹时地球大小(直径约1.3万km)相对轨道半径(约1.5亿km)可忽略;但研究地球上昼夜更替时不能忽略。这说明"能否看成质点"取决于研究问题的需要,而非物体本身大小。

核心规律定义

  • 质点:用来代替物体的有质量的点。它是忽略物体大小和形状后的理想化模型。
  • 参考系:为了研究物体运动而选作标准的另外的物体。运动描述具有相对性,选择不同参考系,同一物体运动情况可能不同。
  • 坐标系:在参考系上建立的有原点、正方向和单位长度的有刻度的系统,用于定量描述位置。

物理公式体系

一维坐标系中:位置坐标 x ,位移 Δx = x₂ − x₁
适用条件/边界:①质点条件——当物体大小形状对所研究问题的影响可忽略不计时方可看成质点(如研究路程轨迹、平动而非转动);②参考系一旦选定视为"静止"作为基准;③坐标系原点、正方向、单位长度三者缺一不可。
【难点深挖】质点判定的两类易错

1)"物体很小"≠"一定是质点":乒乓球虽小,研究旋转时不能看成质点;地球虽大,研究公转时可看成质点。关键看大小形状是否产生影响。

2)"平动"物体各点运动相同,通常可看成质点;研究"转动""形变"时一般不能。

【模型变式拓展】

研究地球公转(大轨道)→可看成质点;研究地球自转→不能;研究列车过桥时间→通常需考虑列车长度不能看成质点;研究列车全程平均速度→可看成质点。同一物体在不同问题中结论可能不同。

4.2 时刻 时间间隔 位置 位移

情景/模型实例

列车时刻表上"8:00发车、8:30到达"——8:00、8:30是时刻;中间的30 min是时间间隔。

核心规律定义

  • 时刻:某一瞬间,在时间轴上对应一个点。
  • 时间间隔:两个时刻之间的间隔,在时间轴上对应一段线段。
  • 位移:描述物体位置变化的物理量,是矢量,方向由初位置指向末位置,大小为初末位置间的直线距离。
  • 路程:物体运动轨迹的实际长度,是标量。

物理公式体系

时间间隔 Δt = t₂ − t₁ ;位移 Δx = x末 − x初
适用条件/边界:①位移是矢量,一维问题中用正负号表示方向,正方向规定后Δx>0表示与正方向同向;②只有在单向直线运动中位移大小才等于路程;③位移大小≤路程,仅当物体做单向直线运动时取等号。
【临界与多解辨析】位移与路程关系

物体从A出发到B再返回A:位移为零(初末位置重合),路程=2倍AB距离。这是典型的"位移为零但路程不为零"情形。高考常以此设置陷阱:位移为零不代表物体没运动。

往返运动中,每一段单程位移与路程相等,但全程位移需要矢量合成,路程直接累加。

【审题坑】"第n秒内"与"第n秒末"

第1秒内 = 0~1s这段时间间隔(1秒);第1秒末 = t=1s这一时刻;前1秒 = 0~1s;前2秒 = 0~2s(2秒)。"第几秒内"永远指1秒的时间间隔,"第几秒末/初"指时刻。务必看准字眼。

4.3 速度 速率 平均速度 瞬时速度

情景/模型实例

汽车速度表显示的数值是瞬时速率;从A地到B地导航显示的"平均速度"是用总位移除以总时间。二者数值和方向都有差异。

核心规律定义

  • 速度:描述物体位置变化快慢和方向的物理量,矢量。
  • 平均速度:位移与发生这段位移所用时间之比,方向与位移方向相同。
  • 瞬时速度:某时刻(或某位置)的速度,方向沿该时刻运动轨迹的切线方向。
  • 速率:瞬时速度的大小,标量。

物理公式体系

平均速度 v̄ = Δx / Δt
瞬时速度 v = limΔt→0 (Δx/Δt)
适用条件/边界:①平均速度方向始终与位移方向一致,不是与路程方向;②平均速度的大小≠平均速率(平均速率=路程/时间,是标量);③瞬时速度方向沿轨迹切线,直线运动中沿运动方向;④瞬时速度由Δt→0时平均速度的极限逼近得到,体现极限思想。
【难点深挖】平均速度与平均速率的区分

物体绕操场跑一圈回到起点:位移为零→平均速度为零;但路程不为零→平均速率不为零。高考常混用二者设陷阱。记住:平均速度用位移,平均速率用路程。

【物理图像专题拆解】x-t图像

x-t图像(位移-时间图像)反映位置随时间变化关系。下图为典型x-t图像,橙线为匀速直线运动(直线),绿线为变速运动(曲线):

t/s x/m O 匀速直线 变速运动 切线斜率=瞬时速度
图1-1 x-t图像:直线表示匀速运动,曲线表示变速运动,某点切线斜率即该时刻瞬时速度
  • 斜率 k = Δx/Δt → 表示速度,斜率正负表示速度方向,斜率大小表示速度大小
  • 截距 → 与t轴交点表示经过原点(x=0)的时刻;与x轴交点表示t=0时刻的初始位置
  • 交点 → 两条图线交点表示两物体相遇(同一时刻到达同一位置)
  • 直线 → 斜率不变即匀速直线运动;曲线 → 斜率变化即变速运动
注意:x-t图像是位置-时间关系,不是物体运动的轨迹!图线是曲线不表示物体走曲线。

4.4 加速度

情景/模型实例

汽车起步0~100 km/h用时约8s,跑车只需3s——速度变化相同但所用时间不同,描述"速度变化快慢"的物理量即加速度。汽车加速度远小于跑车。

核心规律定义

  • 加速度:描述速度变化快慢的物理量,等于速度变化量与发生这一变化所用时间之比,矢量。

物理公式体系

a = Δv / Δt = (v − v₀) / Δt

物理量含义:a加速度(m/s²,矢量),Δv速度变化量(m/s,矢量),v末速度,v₀初速度,Δt时间间隔(s,标量)。

适用条件/边界:①加速度方向与速度变化量Δv方向相同,不一定与速度方向相同;②a与v同向→加速;a与v反向→减速;③加速度大小只反映速度变化快慢,不反映速度大小;④"速度大""加速度大""速度变化大"三者相互独立,无必然关联。
【难点深挖】加速度方向与运动性质判断

关键判断法:看a与v方向关系,而不是看a的正负。

情况方向关系运动性质
a与v同向Δv与v同向加速(速度增大)
a与v反向Δv与v反向减速(速度减小)
a=0—匀速(速度不变)
a≠0但v=0(某瞬时)—速度为零但加速度不一定为零(如最高点)
易错提醒:速度为零时加速度不一定为零!例如竖直上抛到最高点v=0但a=g≠0。加速度为零时速度不一定为零(匀速运动)。

【物理图像专题拆解】v-t图像

v-t图像(速度-时间图像)反映速度随时间变化关系。下图为典型v-t图像,橙线为匀加速直线运动(过原点的直线),阴影面积表示位移:

t/s v/(m·s⁻¹) O 面积=位移 Δt Δv 斜率=加速度 匀加速
图1-2 v-t图像:直线斜率表示加速度,图线与t轴围成面积表示位移
  • 斜率 k = Δv/Δt → 表示加速度,斜率正负表示a方向,斜率大小表示a大小
  • 面积 → 图线与时间轴围成的面积表示位移(t轴上方为正,下方为负)
  • 截距 → 与v轴交点表示t=0时初速度
  • 交点 → 两条v-t图线交点表示两物体速度相等的时刻
  • 过零 → 图线穿过t轴表示速度方向改变(反向运动)
注意:v-t图线是直线表示匀变速(a恒定),曲线表示a变化。图线斜率为正表示a与规定正方向同向。
【拓展阅读,不作高考答题要求】

加速度的本质是速度矢量对时间的变化率。在更一般的情况下,速度方向变化(曲线运动)也会产生加速度,这部分将在必修二"曲线运动"中学习——加速度可以分解为改变速度大小的分量和改变速度方向的分量。

⑤ 模型陷阱 VS 物理真相

❌ 常见错误直觉

物体越大越不能看成质点,越小越能看成质点。

✅ 物理真相

能否看成质点取决于"大小形状对所研究问题的影响是否可忽略",与物体绝对大小无关。地球很大但研究公转可看成质点;乒乓球很小但研究旋转不能看成质点。

❌ 常见错误直觉

位移大小一定等于路程,二者只是说法不同。

✅ 物理真相

位移是矢量(初末位置直线距离+方向),路程是标量(轨迹实际长度)。只有单向直线运动时位移大小才等于路程;往返或曲线运动中位移大小<路程。

❌ 常见错误直觉

平均速度的大小就是平均速率。

✅ 物理真相

平均速度=位移/时间(矢量),平均速率=路程/时间(标量)。绕操场跑一圈平均速度为零,平均速率不为零。二者定义不同,不能混用。

❌ 常见错误直觉

加速度大说明速度大,速度为零时加速度也为零。

✅ 物理真相

加速度描述的是速度变化的快慢,与速度大小无必然关系。速度为零时加速度可以不为零(如上抛最高点v=0, a=g)。三者(v、Δv、a)相互独立。

❌ 常见错误直觉

加速度方向就是速度方向,加速度为正一定加速。

✅ 物理真相

加速度方向与速度变化量Δv方向相同。加速还是减速取决于a与v是否同向,而非a的正负。规定正方向后a>0但v<0时仍是减速。

❌ 常见错误直觉

x-t图线是曲线表示物体走曲线轨迹。

✅ 物理真相

x-t图像表示位置随时间变化关系,不是运动轨迹!图线是曲线只表示速度在变化(变速运动),物体可能仍在做直线运动。

❌ 常见错误直觉

v-t图中图线在t轴下方表示物体在倒退走,位移为负不用管方向。

✅ 物理真相

v-t图在t轴下方表示速度方向与规定正方向相反(反向运动)。该段时间内位移为负,总位移需用面积代数和计算,正负代表方向。

⑥ 本章重难点总结

逻辑主线

质点(理想化模型)→ 参考系+坐标系(描述工具)→ 位置/位移(位置变化)→ 速度(位置变化快慢)→ 加速度(速度变化快慢)
贯穿始终的核心思想:变化率——速度是位置的变化率,加速度是速度的变化率。

必背规律/模型清单

  1. 质点条件:大小形状对所研究问题可忽略
  2. 位移是矢量,路程是标量;单向直线运动中两者大小相等
  3. 平均速度 v̄=Δx/Δt,方向与位移同向
  4. 瞬时速度方向沿轨迹切线
  5. 加速度 a=Δv/Δt,方向与Δv同向
  6. a与v同向加速、反向减速
  7. v-t图像斜率=加速度,面积=位移
  8. x-t图像斜率=速度,交点=相遇

辽宁高考大题出题方向

  • 概念辨析组合选择题(位移/路程、速度/速率、平均/瞬时)
  • x-t、v-t图像信息提取(斜率、面积、交点、截距综合)
  • 纸带数据处理实验(逐差法求a、瞬时速度计算)
  • 加速度方向判断结合运动性质分析
【本章综合命题视角】跨章节复习思维

本章是后续章节的基础工具:第2章"匀变速直线运动"直接在本章加速度概念上建立四大公式;"牛顿运动定律"中a是力与运动的桥梁(F=ma);"曲线运动"将加速度推广到方向变化的情形;电磁感应中v-t图像分析仍用本章方法。高考综合题中,加速度方向判断、v-t图像面积法求位移是反复出现的高频工具。

⑦ 易错点辨析

易混概念对比表

概念A概念B关键区别
位移路程矢量vs标量;直线距离vs轨迹长度;方向不同
瞬时速度平均速度某时刻vs某过程;极限思想vs比值定义
速度速率矢量vs标量;速度有方向速率无方向
平均速度平均速率位移/时间vs路程/时间;矢量vs标量
速度变化量Δv加速度aΔv是过程量(m/s);a是变化率(m/s²)
速度大小加速度大小二者独立无必然联系
时刻时间间隔一瞬间vs一段过程;时间轴点vs线段

典型说法对/错判断

说法判断说明
速度越大,加速度一定越大✗二者无必然联系,匀速运动v大但a=0
速度为零,加速度一定为零✗上抛最高点v=0但a=g
速度变化越大,加速度越大✗还要看时间,a=Δv/Δt
加速度减小,速度一定减小✗a减小但与v同向时仍在加速,只是加速变慢
物体加速度为正一定加速✗取决于a与v方向是否同向,与正负无关
平均速度方向与位移方向相同✓由定义v̄=Δx/Δt决定
瞬时速度方向沿运动轨迹切线✓曲线运动中尤为重要
【审题坑清单】
  • 有效数字规范:计算结果按要求保留有效数字(题目未说明一般保留2-3位),中间过程不提前四舍五入
  • 单位统一:速度用m/s还是km/h要看清;1 m/s=3.6 km/h
  • 矢量正负符号陷阱:规定正方向后,位移、速度、加速度的正负代表方向,不是大小关系;比较"大小"看绝对值
  • 图像坐标轴陷阱:先看纵轴是x还是v,再判断斜率、面积含义;"面积=位移"仅对v-t图成立
  • "第n秒内"陷阱:是1秒时间间隔不是时刻

⑧ 科学探究板块

一、教材原版实验:用打点计时器测速度

1. 实验原理

打点计时器接交流电源,振针周期性打点。纸带上相邻两点间的时间间隔等于交流电周期(电磁打点计时器用4~6V低压交流电,周期0.02s;电火花计时器用220V交流电,周期0.02s)。通过测量纸带上各点距离,计算平均速度近似为某点瞬时速度。

2. 研究方法

用平均速度近似瞬时速度:取包含某点的一段位移Δx,测对应时间Δt,则该段平均速度v̄=Δx/Δt,当Δt足够小时近似为该点瞬时速度。

3. 器材

电磁打点计时器(或电火花计时器)、交流电源、纸带、复写纸、刻度、小车、长木板、细线、砝码。

4. 标准操作

  1. 安装器材:计时器固定于长木板一端,纸带穿过限位孔,复写纸套在定位轴上
  2. 先接通电源,后释放小车(保证打点稳定,起始点清晰)
  3. 选取点迹清晰的纸带,舍弃开头密集不清的点,从便于测量处取计数点
  4. 每隔4个点取一个计数点(即每5个打点取一个,时间间隔T=0.1s),标0、1、2…
  5. 测量各计数点间距离,用逐差法或平均速度法处理数据

5. 数据处理

某计数点瞬时速度近似:vn = (xn+1 + xn) / (2T)

其中xn为第n段相邻计数点间距,T为计数周期。

【安全提示】电学安全

电磁打点计时器使用低压交流电源,接线时先断开电源再连线;电火花计时器使用220V市电,注意防触电,手不得接触放电针及纸带打点区域,实验完毕先断电再整理器材。

二、辽宁高考常见变式改造

辽宁高考常对本实验做以下变式:

  • 变式1:改用光电门代替打点计时器,遮光条通过光电门时间Δt极短,用遮光条宽度d/Δt近似瞬时速度——考查极限思想与瞬时速度定义
  • 变式2:给定纸带但改变计数点选取方式(如每2个点取一个),计算T值变化——考查对"打点周期"的理解
  • 变式3:用v-t图像斜率求加速度,要求作图并求斜率——考查图像处理能力
  • 变式4:频闪摄影代替纸带,原理相同(频闪周期对应打点周期)

三、错误操作带来的结果偏差分析

错误操作对结果的影响
先释放小车后接通电源开头点迹不清,丢失初始数据,计数点选取困难
计数点间距测量不从此点到彼点系统误差累积,距离测量偏大或偏小
误把"每5个点取计数点"记成"每4个点"T计算错误(T=0.08s而非0.1s),速度、加速度全部出错
电源频率非50Hz(如40Hz)实际打点周期0.025s而非0.02s,仍按0.02s计算会引入系统误差

6. 误差分析与改进

  • 偶然误差:距离测量读数误差——多次测量取平均,使用更精密刻度
  • 系统误差:用平均速度近似瞬时速度存在原理误差——减小Δt(取更短段)可减小
  • 阻力影响:纸带与限位孔摩擦使小车减速——安装时使纸带与限位孔平行、保持限位孔通畅,减小摩擦阻力
【高考创新实验改编】逐差法求加速度

设相邻计数点间距为x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆,计数周期T,则逐差法:

a = [(x₄+x₅+x₆) − (x₁+x₂+x₃)] / (9T²)

逐差法的优点:充分利用全部数据,减小偶然误差。若仅用x₂−x₁=aT²只用了两个数据,偶然误差大。

适用条件:物体做匀变速直线运动(a恒定)时逐差法才严格成立。各段a计算值应接近相等,否则说明非匀变速。

⑨ 配套习题

选题说明:优先辽宁近2年高考/模考真题,补充全国各省市高考及辽宁各地市(沈阳、大连、鞍山、抚顺)模考中档-较难题。
多选评分规则(辽宁):全部选对得满分,部分选对得部分分,有错选不得分。

【例1】质点与参考系 高考难度 必考重点

下列关于质点和参考系的说法中正确的是(   )

A. 研究地球自转时,地球可以看成质点
B. 研究火车通过一座大桥的时间时,火车可以看成质点
C. "太阳从东方升起"是以地球为参考系
D. 描述物体运动可以选择物体自身为参考系
查看答案与解析

答案:C

审题分析:本题考查质点条件与参考系选择。逐一判断。
A:研究地球自转需考虑地球上各点运动差异,地球大小形状不可忽略,不能看成质点,A错。
B:火车过桥时间需考虑火车自身长度(桥长+车长),火车大小不可忽略,不能看成质点,B错。
C:太阳"升起"是相对地球的运动描述,以地球为参考系,C正确。
D:参考系是选作标准的"另外的"物体,不能选物体自身为参考系(否则永远静止),D错。
常见错因:①误以为"火车很大就不能看成质点"——关键看研究问题,研究火车全程平均速度时可看成质点,但过桥时间不能;②误以为参考系可任意选包括自身——自身为参考系则自身永远静止,无意义。
【例2】加速度方向判断 高考难度 模型难点

(多选)关于速度和加速度,下列说法正确的是(   )

A. 物体速度为零时,加速度不一定为零
B. 物体加速度增大,速度一定增大
C. 加速度方向一定与速度方向相同
D. 加速度方向与速度变化量方向相同
查看答案与解析

答案:AD

模型识别:考查加速度的矢量性与a、v、Δv三者关系。
A:如竖直上抛最高点v=0但a=g≠0,A正确。
B:加速度增大若与v反向,速度反而减小(减速得更快),B错。
C:加速度方向与速度变化量Δv方向相同,不一定与速度方向相同(减速时反向),C错。
D:由a=Δv/Δt,a与Δv同向,D正确。
常见错因:①把"加速度增大"等价于"速度增大"——a只反映速度变化快慢,方向关系决定增减;②误认为a与v总同向——只有加速时同向,减速时反向。多选题选AD得满分,仅选A或仅选D得部分分,有错选不得分。
【例3】v-t图像综合分析 高考难度 模型难点

一质点沿直线运动,其v-t图像如图所示(OA段为过原点直线斜率为正,AB段为向下倾斜直线回到t轴)。已知OA段斜率为k₁,AB段斜率为k₂(|k₂|>k₁)。则下列说法正确的是(   )

t/s v/(m·s⁻¹) O A B OA段:斜率k₁>0 AB段:斜率k₂<0
图1-3 例3 v-t图像:OA匀加速,AB匀减速,|k₂|>k₁
A. OA段质点做匀加速直线运动
B. AB段质点速度减小,加速度方向与OA段相同
C. 0~tB时间内质点的位移等于图线与t轴围成的面积
D. AB段加速度大小大于OA段加速度大小
查看答案与解析

答案:ACD

审题分析:v-t图像斜率=加速度,面积=位移。OA段斜率为正且恒定→匀加速;AB段斜率为负且恒定→匀减速。
A:OA段是过原点直线,斜率恒定,为匀加速直线运动,A正确。
B:AB段斜率为负,加速度方向与OA段(正)相反,B错。
C:0~tB时间图线与t轴围成面积=位移(t轴上方面积为正),C正确。
D:|k₂|>k₁,故AB段加速度大小更大,D正确。
常见错因:①误以为AB段速度减小则加速度方向不变——斜率正负才决定a方向;②忘记"面积=位移"只对v-t图成立;③比较加速度大小应看斜率绝对值而非正负。
【练习1】位移与路程 基础巩固 必考重点

一个人晨跑,先向北跑400m到达A点,再向东跑300m到达B点。求此过程中人的位移和路程。

查看答案与解析
分析:位移为初末位置直线距离,方向由起点指向B点;路程为轨迹总长度。
路程 = 400 + 300 = 700 m
位移大小:起点到B点直线距离,由勾股定理:s = √(400² + 300²) = √(160000+90000) = √250000 = 500 m
方向:以正北方向为基准,tanθ = 300/400 = 3/4,θ = arctan(3/4) ≈ 37°,即北偏东约37°(东偏北约53°)。
常见错因:把路程400+300误当位移大小;位移方向不写或写反;忘记位移是矢量需说明方向。
【练习2】纸带处理计算 中档综合 实验重点

在"测定匀变速直线运动加速度"实验中,打点计时器打点周期0.02s,每5个点取一个计数点(计数周期T=0.1s)。测得各段距离:x₁=3.20cm,x₂=4.70cm,x₃=6.20cm,x₄=7.70cm,x₅=9.20cm,x₆=10.70cm。求:

(1) 计数点2的瞬时速度v2;
(2) 用逐差法求加速度a。

查看答案与解析
(1) v2 = (x₂+x₃)/(2T) = (4.70+6.20)cm/(0.2s) = 10.90cm/0.2s = 54.5 cm/s = 0.545 m/s
(2) 逐差法:a = [(x₄+x₅+x₆)−(x₁+x₂+x₃)] / (9T²)
分子 = (7.70+9.20+10.70)−(3.20+4.70+6.20) = 27.60−14.10 = 13.50 cm
a = 13.50 cm / (9×0.01 s²) = 13.50 / 0.09 cm/s² = 150 cm/s² = 1.50 m/s²
常见错因:①T误用0.02s(应取计数周期0.1s);②逐差法公式分母记错(应为9T²);③单位未统一(cm与m混用);④计算v2时分母误用T而非2T。
【练习3】平均速度与瞬时速度 中档综合 必考重点

(多选)一辆汽车沿直线从A到B再返回A,A到B距离为d,去程用时t₁,回程用时t₂。则(   )

A. 全程位移为零
B. 全程平均速度为零
C. 全程平均速率为零
D. 全程平均速率大小为 2d/(t₁+t₂)
查看答案与解析

答案:ABD

A:初末位置均为A,位移=0,A正确。
B:平均速度v̄=位移/时间=0/(t₁+t₂)=0,B正确。
C:路程=2d≠0,平均速率=2d/(t₁+t₂)≠0,C错。
D:平均速率=路程/时间=2d/(t₁+t₂),D正确。
常见错因:①把平均速率也算成零——平均速率用路程不是位移;②混淆平均速度与平均速率定义。选ABD满分,漏选得部分分,选C则不得分。
【练习4】加速度计算(一题多解) 高考难度 模型难点

一物体做直线运动,初速度v₀=4 m/s向东,经6s后速度变为v=−2 m/s(负号表示向西)。求这6s内物体的加速度。

查看答案与解析(含一题多解)
解法一(定义式法):规定向东为正方向。
a = (v − v₀)/Δt = (−2 − 4)/6 = −6/6 = −1 m/s²
负号表示加速度方向向西,大小为1 m/s²。
解法二(速度变化量法):Δv = v − v₀ = −2 − 4 = −6 m/s(向西)
a = Δv/Δt = −6/6 = −1 m/s²,方向向西。
讨论:a为负(向西),v₀为正(向东),a与v₀反向→物体减速。解法一直接用定义式,解法二先求Δv再除以时间,本质相同,适用于不同审题习惯。高考主观题用定义式书写最规范。
常见错因:①未规定正方向直接用数值相减得6/6=1m/s²漏掉方向;②把a正负与加速减速混淆——a为负但v₀为正故减速;③单位漏写或未换算。
【练习5】x-t图像辨析 中档综合 必考重点

甲、乙两质点沿同一直线运动,其x-t图像如图所示(甲图线从原点出发斜率较大,乙图线从x轴正截距出发斜率较小,两直线在t1时刻相交于P点)。下列说法正确的是(   )

t/s x/m O P t₁ 甲 乙
图1-4 练习5 x-t图像:甲乙两直线交于P点(t₁),甲斜率大于乙
A. 两质点在t1时刻相遇
B. 甲的速度大于乙的速度
C. P点表示两质点速度相等
D. 甲出发时位置在乙出发位置之后
查看答案与解析

答案:ABD

A:x-t图线交点表示同一时刻到达同一位置,即相遇,A正确。
B:斜率表示速度,甲斜率大→甲速度大,B正确。
C:交点P表示位置相同(相遇),不是速度相等(速度看斜率,两线斜率不等),C错。
D:甲从原点(x=0)出发,乙从x轴正截距(x>0)出发,故甲出发时位置在乙之后,D正确。
常见错因:①把x-t图交点误认为速度相等——交点是位置相等;②把x-t图当运动轨迹——x-t图是位置-时间关系不是路径;③忽略截距的初始位置含义。

⑩ 章节思维导图

运动的描述
  • 质点 · 参考系 · 坐标系
    • 质点:理想化模型(大小形状可忽略)
    • 参考系:运动描述相对性
    • 坐标系:原点+正方向+单位长度
  • 位置 · 位移 · 时间
    • 时刻vs时间间隔
    • 位移(矢量)= x末 − x初
    • 路程(标量)= 轨迹长度
    • 单向直线运动:|位移|=路程
  • 速度
    • 平均速度 v̄=Δx/Δt(与位移同向)
    • 瞬时速度(切线方向,极限思想)
    • 速率=瞬时速度大小(标量)
    • x-t图像斜率=速度
  • 加速度
    • a=Δv/Δt(与Δv同向)
    • a与v同向→加速;反向→减速
    • v-t图像斜率=加速度
    • v-t图像面积=位移
  • 实验:打点计时器
    • 逐差法求a
    • 平均速度近似瞬时速度
    • 光电门/频闪变式

⑪ 复习自检清单

勾选已掌握项,进度自动保存到本地。关闭后重开不丢失。

4.1 质点 参考系 坐标系

4.2 位移 时间

4.3 速度

4.4 加速度

实验

本章典型模型是否掌握

本章高考常见陷阱是否能够识别

已掌握 0 / 25 项