高中物理 運(yùn)動(dòng)的描述——復(fù)習(xí)與提高A組習(xí)題講解

1. 以下情景中,哪些帶下劃線的物體可看成質(zhì)點(diǎn),哪些不能看成質(zhì)點(diǎn)?將結(jié)果填入括號(hào)內(nèi)。
(1)小敏觀察螞蟻拖動(dòng)飯粒時(shí),螞蟻的肢體是如何分工的。 ( )
(2)小英測(cè)算螞蟻拖動(dòng)飯粒時(shí),螞蟻1 min爬行的路程。 ( )
(3)在跳水比賽中,裁判員給跳水運(yùn)動(dòng)員評(píng)分。 ( )
(4)教練在訓(xùn)練中觀察跳高運(yùn)動(dòng)員的跳高過程。 ( )
分析:前面講過,大小、形狀對(duì)所研究問題的影響可以忽略不計(jì),就可以把物體看作一個(gè)有質(zhì)量沒體積的點(diǎn),叫做質(zhì)點(diǎn)。所以這道題主要看研究對(duì)象的大小和形狀在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中是否可以忽略不計(jì)。然后仔細(xì)審題,看清楚劃線部分。
(1)螞蟻拖動(dòng)飯粒時(shí)肢體的分工。螞蟻是昆蟲,六條腿,拖動(dòng)物體時(shí)使用顎咬住物體,六條腿交替工作,如圖

所以把螞蟻的肢體當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的話,是不能觀察到圖中的運(yùn)動(dòng)情況的。
(2)螞蟻拖動(dòng)飯粒,1min爬行的路程。螞蟻同學(xué)們都見過,爬起來并不算慢,所以1min爬行的路程要遠(yuǎn)大于自身的尺寸,而且路程的大小和螞蟻本身的形狀和大小沒有關(guān)系。所以這時(shí)的螞蟻可以當(dāng)成質(zhì)點(diǎn)。
(3)裁判給跳水運(yùn)動(dòng)員評(píng)分。評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)之一是空中的各種動(dòng)作是否到位,如圖

所以運(yùn)動(dòng)員不能看做質(zhì)點(diǎn)。
(4)教練觀察跳高運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的動(dòng)作。從助跑、起跳、騰空直到落地任何一個(gè)動(dòng)作出現(xiàn)問題都會(huì)影響到成績(jī),如圖

所以這個(gè)過程的跳高運(yùn)動(dòng)員不能當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)。
答:(1)不能(2)能(3)不能(4)不能

2. 如下圖,是特技跳傘運(yùn)動(dòng)員的空中造型圖。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員們保持該造型向下落時(shí),若其中某一位運(yùn)動(dòng)員以對(duì)面的運(yùn)動(dòng)員為參考系,則他自己的運(yùn)動(dòng)情況怎樣?當(dāng)他俯視大地時(shí),看到大地迎面而來,他是以什么物體為參考系的?

分析:本題涉及參考系的選擇和判斷,參考系通常選擇能讓問題簡(jiǎn)化的物體。運(yùn)動(dòng)員保持造型不變向下落時(shí),彼此之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),選擇對(duì)面的運(yùn)動(dòng)員為參考系,自己就是靜止不動(dòng)的。當(dāng)俯視大地的時(shí)候,看到大地迎面而來,運(yùn)動(dòng)員和大地在逐漸接近,對(duì)于大地來說,運(yùn)動(dòng)員在向大地運(yùn)動(dòng);對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來說,大地在向運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)。
答:某一位運(yùn)動(dòng)員以對(duì)面運(yùn)動(dòng)員為參考系時(shí),自己處于靜止?fàn)顟B(tài);俯視大地,看到大地迎面而來,是以自己為參考系。

3. 以下對(duì)話,其含義是指時(shí)刻還是指時(shí)間間隔?寫在括號(hào)內(nèi)。
問:這車什么時(shí)候開? ( )
答:過一會(huì)兒就要開了。 ( )
問:我離開一下,10 min就趕回來,行不?( )
答:你不能晚過車票上的開車時(shí)間。( )
分析:本題是想考查時(shí)刻與時(shí)間間隔的區(qū)別,之前建議大家利用坐標(biāo)軸的方式來表示時(shí)間,時(shí)刻在坐標(biāo)軸上就是一個(gè)點(diǎn),表示一瞬間;時(shí)間間隔就是一條線段,表示從某一時(shí)刻到另一時(shí)刻。
答:什么時(shí)候(時(shí)刻),一會(huì)兒(時(shí)間間隔),一下10min(時(shí)間間隔),晚(時(shí)刻)

4. 關(guān)于位移和路程,下列四位同學(xué)的說法是否正確?如果不正確,錯(cuò)在哪里?
同學(xué)甲:位移和路程在大小上總相等,只是位移有方向,是矢量,路程無方向,是標(biāo)量。
同學(xué)乙:位移用來描述直線運(yùn)動(dòng),路程用來描述曲線運(yùn)動(dòng)。
同學(xué)丙:位移是矢量,它取決于物體的始末位置;路程是標(biāo)量,它取決于物體實(shí)際通過的路線。
同學(xué)?。浩鋵?shí),位移和路程是一回事。
分析:位移是從物體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)指向終點(diǎn)的有向線段,線段的長(zhǎng)度表示位移的大小,箭頭的方向表示位移的方向。位移是一個(gè)矢量。
路程是物體運(yùn)動(dòng)過程中的軌跡。軌跡的長(zhǎng)度就是路程的大小,沒有方向。路程是一個(gè)標(biāo)量。
答:同學(xué)甲的說法錯(cuò)誤。如果是單向的直線運(yùn)動(dòng),位移的大小和路程始終相等,除此以外不存在相等的情況。
同學(xué)乙的說法錯(cuò)誤。位移和路程都可以用來描述任何一種運(yùn)動(dòng)。位移描述的是物體運(yùn)動(dòng)位置的變化,是初末位置兩個(gè)點(diǎn)之間的關(guān)系;路程描述的是從一個(gè)點(diǎn)經(jīng)過什么樣的路徑到達(dá)下一個(gè)點(diǎn)。完全是兩種概念。
同學(xué)丙正確。
同學(xué)丁的說法錯(cuò)誤。位移是矢量,路程是標(biāo)量。位移描述的是初末位置之間的關(guān)系,路程描述的是從初位置到達(dá)末位置的過程。不管數(shù)學(xué)意義上還是物理意義都不相同。

5. 一輛汽車沿直線從甲地開往乙地,前一半位移內(nèi)的平均速度為30 km/h,后一半位移內(nèi)的平均速度是60 km/h,這輛汽車全程的平均速度是多少?
分析:題目的限定條件很明顯直線運(yùn)動(dòng),前一半位移,后一半位移,這些都是隱藏條件,需要好好利用,剩下的已知條件和要求的都是平均速度,所以要能想得起平均速度的概念,物體運(yùn)動(dòng)過程中位移與所用時(shí)間的比值,公式為。只要找到全程的位移和時(shí)間就可以求解。
已知:前一半位移內(nèi)的平均速度
,后一半位移
內(nèi)的平均速度
,
求:全程平均速度
解:全程的位移,全程的時(shí)間等于前后兩段位移時(shí)間之和,
,所以全程平均速度
,把x和t中的
都替換成
,然后帶入化簡(jiǎn)。
,帶入數(shù)據(jù)
。
汽車全程的平均速度是40km/h。
注意:物理計(jì)算題一般先化簡(jiǎn)代數(shù)式,再代入數(shù)字計(jì)算會(huì)比較簡(jiǎn)便,這點(diǎn)很重要。另一點(diǎn)要注意的一般題目是汽車、火車和飛機(jī)這樣的交通工具單位常用km/h。如果題目沒有要求結(jié)果用m/s表示,就沒必要化單位,做題的時(shí)候注意一下。就像這道題把速度單位化成m/s,計(jì)算過程會(huì)復(fù)雜很多,建議試一下。

6. 在臺(tái)球比賽中,某球以1.5 m/s的速度垂直撞擊邊框后,以1.3 m/s的速度反向彈回,球與邊框接觸的時(shí)間Δt為0.08 s,求該撞擊過程中球的加速度。
分析:題目中的限定條件有垂直撞擊,那就說明物體做的是直線運(yùn)動(dòng),知道初末速度和撞擊時(shí)間,利用公式求解加速度。涉及到矢量的問題,所以要設(shè)正方向轉(zhuǎn)化為標(biāo)量計(jì)算,方向看結(jié)果的正負(fù)。
以某球初速度方向?yàn)檎较?/p>
已知:初速度,末速度
,撞擊時(shí)間t
求:加速度a
解:根據(jù)加速度定義式,將數(shù)據(jù)帶入得
,負(fù)號(hào)表示加速度方向與規(guī)定的正方向相反。
撞擊過程中加速度大小為,方向與某球的初速度方向相反。
7. 以下是三種交通工具在某段時(shí)間中的運(yùn)動(dòng)記錄。

(1)以上有沒有速度大而加速度小的情況?如果有,請(qǐng)列舉。
(2)以上有沒有速度變化量大而加速度小的情況?
分析:表格中三種交通工具的物理量分別是初速度、末速度和時(shí)間間隔,問題里的物理量是加速度和速度變化量。所以本題實(shí)際考查的是這五個(gè)物理量之間的關(guān)系,也是這一章的核心內(nèi)容。
分別列出這三種交通工具的五個(gè)物理量,然后進(jìn)行比較回答問題。
自行車初速度,末速度
,速度變化量
,時(shí)間
,加速度
;
火車初速度,末速度
,速度變化量
,時(shí)間
,加速度
;
飛機(jī)初速度,末速度
,速度變化量
,時(shí)間
,加速度a=0。
答:(1)有速度大而加速度小的情況,飛機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度很大加速度卻為0;
(2)有速度變化量大而加速度小的情況,火車出站做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度變化量大加速度很小。