机械运动与物理模型
新课程标准 核心知识提炼 1.经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点(物理模型) 质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。 位移 速度(极限思想) 2.理解位移、速度和加速度。通过实验，探究匀变速直线运动的特加速度 点，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线匀变速直线运动的规律 运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。 运动图像 自由落体运动规律 3.定性了解生活中常见的机械运动。通过实验认识自由落体运动规实验：研究匀变速直线律。结合物理学史的相关内容，认识实验对物理学发展的推动作用。 运动的特点 第1节 描述运动的基本概念
一、质点、参考系 1．质点
(1)定义：用来代替物体的有质量的点。
(2)条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可以忽略不计。[注1] (3)实质：质点是一种理想化的模型，实际并不存在。 2．参考系
(1)定义：在描述物体的运动时，用来做参考的物体。 (2)参考系的选取[注2]
①参考系的选取是任意的，既可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体应认为是静止的，通常选地面为参考系。
②对于同一物体，选择不同的参考系时观察运动结果一般不同。 ③比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系。 二、位移、速度 1．位移和路程 (1)二者的定义
位移 表示质点的位置变动，它是由质点初位置指向质点末位置的有向线段 路程 质点运动轨迹的长度
(2)二者的区别和联系
区别 ①位移是矢量，方向由初位置指向末位置 ②路程是标量，没有方向 ①在单向直线运动中，位移的大小等于路程 ②其他情况下，位移的大小小于路程 联系 2．速度和速率 (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＝，是矢量，其方向就是对应位移的方向。
(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。[注3] (3)速率：瞬时速度的大小，是标量。 三、加速度[注4]
1．物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量。 Δv2
2．定义式：a＝，单位为m/s。
Δt3．方向：加速度为矢量，方向与速度变化量的方向相同。
【注解释疑】
[注1] 不以“大小”论质点 ①大的物体不一定不能看成质点； ②小的物体不一定能看成质点。 [注2] 不能选自身为参考系。
[注3] 在实际问题中，只要时间足够短，平均速度可认为等于瞬时速度，如光电门问题。
[注4] 速度变化快慢、速度变化率、加速度三者含义相同，速度变化快，也就是速度变化率大，加速度大。
[深化理解]
1．质点的辨识
物体能否看成质点，关键不在物体本身，而是要看研究的问题，同一个物体在不同情况下有时可看成质点，有时则不能。
2．“速度”的理解
xt“速度”一词在不同情境下可能表示瞬时速度、平均速度、速率、平均速率，解决具体问题时需要加以区分。
3．平均速度和平均速率
平均速度是位移与所用时间的比值，平均速率是路程与所用时间的比值，所以平均速率不是平均速度的大小。
4．加速度的方向
加速度的方向与速度变化量Δv的方向相同，由物体受到的合力方向决定(F＝ma)。
[基础自测]
一、判断题
(1)只有质量和体积都很小的物体才能看成质点。(×)
(2)平动的物体都可以看成质点，而转动的物体不能看成质点。(×) (3)参考系可以任意选取，但一般遵循描述运动方便的原则。(√)
(4)当一个物体做竖直上抛运动返回原抛出点时，位移的大小等于上升高度的两倍。(×) (5)加速度为正值，表示速度的大小一定越来越大。(×)
二、选择题(部分习题选自教材，或为教材习题的改编。教材习题最经典，每练一次都有新发现。)
1．下列关于物理学的基本知识说法正确的是( ) A．只有静止的物体才能被选为参考系
B．小明早上6点30分出门去上学，“6点30分”是时间间隔 C．地球有时可以看成质点，有时不能看成质点 D．国际马拉松比赛的总长42.195公里指的是位移
解析：选C 一切物体都能被选为参考系，A错误。“6点30分”是时刻，B错误。研究地球自转时，地球不能看成质点，研究地球公转时，地球可以看成质点，C正确。42.195公里指的是路程，D错误。
2．[粤教版必修1 P16 T1改编]下列关于加速度的说法正确的是( ) A．加速度的单位读作“米每秒的平方” B．物体有加速度说明物体速度在增大 C．加速度越大说明物体速度变化越大 D．加速度是描述物体速度变化快慢的物理量
解析：选D 加速度的单位读作“米每二次方秒”，故A错误；物体加速度方向与速度方向反向时，物体速度在减小，故B错误；加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，加速度大说明速度变化快，故C错误，D正确。
3.如图所示，在某次越野自行车训练中，某选手用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为12 km，实际从A运动到B用时30 min，实际里程表指示的
里程数比直线距离多了8 km，当他经过某路标C时，车上速度计指示的示数为50 km/h，下列说法错误的是( )
A．整个过程中自行车的平均速度大小为24 km/h B．整个过程中自行车的平均速率为40 km/h C．经过路标C时自行车的瞬时速度大小为50 km/h D．经过路标C时自行车的速度方向为由A指向B
解析：选D 从A到B，自行车的位移为12 km，路程为20 km，用时0.5 h，由平均速度和平均速率的定义可得整个过程中的平均速度大小为24 km/h，平均速率为40 km/h，故A、B正确；速度计显示的是瞬时速度大小，故C正确；经过路标C时自行车的速度方向沿实际运动路线的切线指向运动方向，故D错误。
本节内容为运动学的基本概念，因为简单，高考一般不单独命题。但这些概念是高中物理知识的基础，不可掉以轻心，复习时应注重对概念的理解。
考点一 对质点和参考系的理解[基础自修类]
[题点全练]
1．[对质点的理解]
2017年8月27日，第十三届全运会在天津开幕，下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的是( )
A．跳高比赛中研究运动员跳跃的姿势时 B．研究男子千米比赛中运动员的位置时 C．研究投篮过程中篮球能否进入篮筐时 D．100米终点裁判在分析运动员冲线过程时
解析：选B 跳高比赛中研究运动员跳跃的姿势，不能将运动员视为质点，故A错误；研究男子千米比赛中运动员的位置时，可以不考虑其体积，能看成质点，故B正确；研究投篮过程中篮球能否进入篮筐时，篮球的大小不能忽略，不能看成质点，故C错误；100米终点裁判在分析运动员冲线过程时，可以是身体的不同位置接触终点线，此时不能看成质点，故D错误。
2．[对参考系的理解]
钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场。如图，中国海监46船(甲)和中国海监49
船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航。甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移动，乙船内的船员发现甲船没有动。如果以钓鱼岛为参照物，上述事实说明( )
A．甲船向西运动，乙船不动
B．乙船向西运动，甲船不动 C．甲船向西运动，乙船向东运动 D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动
解析：选D 甲船上的船员看见钓鱼岛向东移动，以钓鱼岛为参照物，甲船向西运动，乙船内的船员发现甲船没有动。甲、乙两船的速度大小、行驶的方向应该是一样的，即甲、乙两船以相等的速度都向西运动。故D正确。
3．[对质点、参考系的综合考查]
(多选)我国第四颗月球探测器“嫦娥四号”于北京时间2024年12月8日2时23分成功发射。与“嫦娥三号”在月球西经19.51度、北纬44.12度的虹湾以东区域着陆不同，“嫦娥四号”实现了人类首次月球背面软着陆和巡视探测。下列说法正确的是( )
A．“嫦娥四号”绕月球做椭圆运动，是以地球为参考系来描述的 B．在观测“嫦娥四号”绕月球运行周期时可将其看成质点 C．2024年12月8日是时间，2时23分是时刻 D．西经19.51度、北纬44.12度表示位置
解析：选BD “嫦娥四号”绕月球做椭圆运动是以月球中心为参考系来描述的，故A错；观测其绕月球飞行周期可将其看成质点，故B对；2024年12月8日2时23分整体表示时刻，故C错；西经19.51度、北纬44.12度表示位置，故D对。
[名师微点]
1．对质点的两点说明
(1)质点不同于几何“点”，质点有质量，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
(2)物体能否被看成质点是由要研究的问题决定的，并非依据物体自身的大小和形状来判断。
2．判断质点问题的两个关键 (1)明确题目中要研究的问题是什么。
(2)分析物体的大小和形状对所研究问题的影响能否忽略不计。当物体的大小和形状对所研究的问题影响很小，可以忽略不计时，不论体积大小均可将其视为质点。
3．对参考系的三点提醒
(1)由于运动描述的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对哪个参考系而言的，在没有特殊说明的情况下，一般选大地作为参考系。
(2)在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一物体在不同阶段的运动，则必须选取同一个参考系。
(3)对于复杂运动的物体，应选取能最简单描述物体运动情况的物体为参考系。
考点二 位移和路程[基础自修类]
2024版高考物理一轮复习第一章第1节描述运动的基本概念讲义(含解析)
