| 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。
以下情景源自高考真题/模考背景,唤醒本章核心概念记忆。
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
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
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
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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):
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。
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)。
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) |
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:
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。
物体越大越不能看成质点,越小越能看成质点。
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。
位移大小一定等于路程,二者只是说法不同。
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。
平均速度的大小就是平均速率。
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。
加速度大说明速度大,速度为零时加速度也为零。
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。
加速度方向就是速度方向,加速度为正一定加速。
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。
x-t图线是曲线表示物体走曲线轨迹。
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。
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。
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。
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。
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。
| 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a | Δv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 |
| 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 |
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。
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。
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。
其中xn为第n段相邻计数点间距,T为计数周期。
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。
辽宁高考常对本实验做以下变式:
| 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 |
设相邻计数点间距为x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆,计数周期T,则逐差法:
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。
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。
下列关于质点和参考系的说法中正确的是( )
答案:C
(多选)关于速度和加速度,下列说法正确的是( )
答案:AD
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( )
答案:ACD
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。
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。
(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( )
答案:ABD
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。
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( )
答案:ABD
勾选已掌握项,进度自动保存到本地。关闭后重开不丢失。