2019年高考物理一轮复习精品资料专题1.2 匀变速直线运动的规律(押题专练) 含解析
- 格式:doc
- 大小:437.50 KB
- 文档页数:12
1.2匀变速直线运动的规律(精练)1.(2019·湖南衡阳八中期中)如图1所示,屋檐上水滴下落的过程可以近似地看做是自由落体运动。
假设水滴从10m 高的屋檐上无初速度滴落,水滴下落到地面时的速度大约为(g 取10m/s 2)()图1A .20m/s B .14m/sC .2m/sD .1.4m/s【答案】B【解析】根据公式v 2=2gh 得v =2×10×10m/s≈14m/s ,选项B 正确。
2.(2019·湖北唐山一中期中)某质点从静止开始做匀加速直线运动,已知第3s 内通过的位移是x (单位:m),则质点运动的加速度为()A.3x2(m/s 2) B.2x3(m/s 2) C.2x5(m/s 2) D.5x2(m/s 2)【答案】C【解析】由匀变速直线运动规律知第3s 内的平均速度等于t =2.5s 时的瞬时速度v 2.5=x1(m/s)=x (m/s),得a =v 2.5t =x 2.5(m/s 2)=2x5(m/s 2),C 正确。
3.(2019·辽宁师大附中期中)如图2所示,一小球(可视为质点)沿斜面匀加速下滑,依次经过A 、B 、C 三点。
已知AB =18m ,BC =30m ,小球经过AB 和BC 两段所用的时间均为2s ,则小球经过A 、B 、C 三点时的速度大小分别是()图2A .12m/s ,13m/s ,14m/sB .10m/s ,14m/s ,18m/sC .8m/s ,10m/s ,16m/sD .6m/s ,12m/s ,18m/s【答案】D【解析】根据Δx =at 2得a =Δx t 2=30-184m/s 2=3m/s 2,小球在B 点的瞬时速度等于AC 段的平均速度,则v B =x AC 2t =18+304m/s =12m/s ,小球在C 点的速度v C =v B +at =(12+3×2)m/s =18m/s ,小球在A 点的速度v A =v B -at =(12-3×2)m/s =6m/s ,故D 正确。
学习资料匀变速直线运动的规律建议用时:45分钟1.(2019·德阳调研)一质点沿直线运动,其平均速度与时间的关系满足v =2+t (各物理量均选用国际单位制中单位),则关于该质点的运动,下列说法正确的是( )A .质点可能做匀减速直线运动B .5 s 内质点的位移为35 mC .质点运动的加速度为1 m/s 2D .质点3 s 末的速度为5 m/sB [根据平均速度v =错误!知,x =vt =2t +t 2,根据x =v 0t +错误!at 2=2t +t 2知,质点的初速度v 0=2 m/s,加速度a =2 m/s 2,质点做匀加速直线运动,故A 、C 错误;5 s 内质点的位移x =v 0t +12at 2=2×5 m+错误!×2×25 m=35 m,故B 正确;质点在3 s 末的速度v =v 0+at =2 m/s +2×3 m/s=8 m/s ,故D 错误.]2.(2019·福建五校第二次联考)宇航员在某星球上做自由落体运动实验,让一个质量为2 kg 的物体从足够高的高度自由下落,测得物体在第5 s 内的位移是18 m,则( )A .物体在2 s 末的速度是20 m/sB .物体在第5 s 内的平均速度是3。
6 m/sC .物体自由下落的加速度是5 m/s 2D .物体在5 s 内的位移是50 mD [根据运动学公式Δx =错误!at 错误!-错误!at 错误!=18 m ,t 2=5 s ,t 1=4 s ,解得a =4 m/s 2,选项C 错误;物体在2 s 末的速度为v 2=4×2 m/s=8 m/s ,选项A 错误;物体在5 s 内的位移为x 5=错误!×4×52 m =50 m,选项D 正确;物体在第5 s 内的位移为18 m ,故物体在第5 s 内的平均速度为18 m/s ,选项B 错误。
2019年高考物理一轮复习精品资料第2课时 匀变速直线运动的规律1. 匀变速直线运动及其公式应用是高考热点,几乎是每年必考,全国卷多数情况下以计算题形式出现,应高度重视.2. 通常结合生活实例,通过实例的分析,结合情景、过程、建立运动模型,再应用相应规律处理实际问题. 本考点内容命题形式倾向于应用型、综合型和能力型、易与生产生活、军事科技、工农业生产等紧密联系,还可以以力、电综合题形式出现,主要题型为选择题、解答题,其中解答题多为中等难度。
一、匀变速直线运动规律及应用 1.基本规律(1)速度公式:v =v 0+at . (2)位移公式:x =v 0t +12at 2.(3)位移速度关系式:v 2-v 20=2ax .这三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.均为矢量式,应用时应规定正方向. 2.两个重要推论(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半,即:v =2v t =v 0+v 2.(2)任意两个连续相等的时间间隔T 内的位移之差为一恒量,即:Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2. 3.v 0=0的四个重要推论(1)1T 末、2T 末、3T 末、……瞬时速度的比为:v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .(2)1T 内、2T 内、3T 内……位移的比为:x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内……位移的比为:x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1). (4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1).【方法技巧】记住两个推论,活用一种思维 1.两个重要推论公式 (1)v t =2v t =v 0+v t2(2)Δx =aT 22.用逆向思维法解决刹车问题(1)逆向思维法:匀减速到速度为零的直线运动一般看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动.(2)对于刹车类问题,实质是汽车在单方向上的匀减速直线运动问题.速度减为零后,加速度消失,汽车停止不动,不再返回,若初速度为v 0,加速度为a ,汽车运动时间满足t ≤v 0a ,发生的位移满足x ≤v202a.二、常用的几种物理思想方法 1.一般公式法一般公式指速度公式v =v 0+at ,位移公式x =v 0t +12at 2及推论式2ax =v 2-v 20,它们均是矢量式,使用时要注意方向性,一般以v 0方向为正方向,已知量与正方向相同者取正,与正方向相反者取负.未知量按正值代入,其方向由计算结果决定.2.平均速度法定义式v =x t 对任何性质的运动都适用,而v =12(v 0+v )只适用于匀变速直线运动.3.中间时刻速度法利用“任一时间t 中间时刻的瞬时速度等于这段时间t 内的平均速度”,即2v t =v =12(v 0+v ),适用于匀变速直线运动.4.推论法对一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔问题,应优先考虑用Δx =aT 2求解. 5.逆向思维法把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法,一般用于末态已知的情况. 6.图象法应用v -t 图象,可以把较复杂的问题转变为较简单的数字问题来解决. 【方法技巧】匀变速直线运动规律中应用的两个技巧1.匀减速直线运动减速到0时,通常看成反向的初速度为0的匀加速直线运动.2.若告诉匀变速直线运动的时间和位移,通常要考虑应用平均速度公式,求出中间时刻的瞬时速度.高频考点一、对匀变速直线运动规律的理解和应用1.匀变速直线运动的规律表达式中,涉及的物理量有五个,其中x 、a 、v 0、v 都是矢量,只有t 是标量,因此四个基本公式在应用时,注意物理量正负号的意义.一般情况下,规定初速度方向为正方向,无论在已知条件或所求结论中,负号都表示与初速度反向,正号表示与初速度同向,如果v 0=0时,取a 的方向为正方向.2.四个公式的区别:公式不含量突显量适用过程 v =v 0+at x v 0、a 、t 、v 与x 无关 x =v 0t +12at 2 v v 0、a 、t 、x 与v 无关 v 2-v 20=2ax t v 0、a 、x 、v 与t 无关 x t =v 0+v 2av 0、t 、x 、v与a 无关3.五个运动参量在描述运动过程中所起的作用各不相同:v 0和a 决定了运动的特性,在解题时,往往以a 是否变化了作为划分运动阶段的标准;t 反映了某种性质的运动过程的长短,而x 、v 则反映了运动达到的效果.例1、据报道,一儿童玩耍时不慎从45m 高的阳台上无初速度掉下,在他刚掉下时恰被楼下一社区管理人员发现,该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童.已知管理人员到楼底的距离为18m ,为确保能稳妥安全地接住儿童,管理人员将尽力节约时间,但又必须保证接住儿童时没有水平方向的冲击.不计空气阻力,将儿童和管理人员都看成质点,设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动,g 取10m/s 2.(1)管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底?(2)若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等,且最大速度不超过9m/s ,求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件?(2)假设管理人员先匀加速接着匀减速奔跑到楼底,奔跑过程中的最大速度为v 0,由运动学公式得:v =0+v 02解得:v 0=2v =12m/s>v m =9 m/s故管理人员应先加速到v m =9m/s ,再匀速,最后匀减速奔跑到楼底.设匀加速、匀速、匀减速过程的时间分别为t 1、t 2、t 3,位移分别为x 1、x 2、x 3,加速度大小为a ,由运动学公式得:x 1=12at 21,x 3=12at 23,x 2=v m t 2,v m =at 1=at 3t 1+t 2+t 3≤t 0,x 1+x 2+x 3=x联立各式并代入数据得a ≥9m/s 2.【感悟提升】匀变速直线运动公式的选用原则(1)如果题目中无位移x ,也不求位移,一般选用速度公式v =v 0+at . (2)如果题目中无末速度v ,也不求末速度,一般选用位移公式x =v 0t +12at 2.(3)如果题目中无运动时间t ,也不求运动时间,一般选用位移与速度关系式v 2-v 20=2ax . (4)如果题目中无加速度a ,也不求加速度,一般选用公式x =v 0+v2t =v t .【变式探究】我国不少省市ETC 联网已经启动运行,ETC 是电子不停车收费系统的简称,汽车分别通过ETC 通道和人工收费通道的流程如图121所示.假设汽车以v 1=12 m/s 朝收费站沿直线行驶,如果过ETC 通道,需要在距收费站中心线前d =10 m 处正好匀减速至v 2=4 m/s ,匀速通过中心线后,再匀加速至v 1正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过t 0=20 s 缴费成功后,再启动汽车匀加速至v 1正常行驶,设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s 2.求:图121(1)汽车过ETC 通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小? (2)汽车通过人工收费通道,应在离收费站中心线多远处开始减速? (3)汽车通过ETC 通道比通过人工收费通道节约的时间是多少? 【解析】(1)过ETC 通道时,减速的位移和加速的位移相等,则x 1=v 21-v 222a=64 m故总的位移x 总1=2x 1+d =138 m.(2)经人工收费通道时,开始减速时距离中心线为x 2=v 212a=72 m.Δt =t 2-(t 1+Δxv 1)=25 s.【答案】(1)138 m (2)72 m (3)25 s 高频考点二、解决匀变速运动的常用方法 方法 分析说明基本 公式法 一般公式法指速度公式、位移公式及推论三式.它们均是矢量式,使用时要注意方向性平均 速度法(1)定义式v =x t对任何性质的运动都适用 (2)v =12(v 0+v )只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法利用“任一时间t 中间时刻的瞬时速度等于这段时间t 内的平均速度”,即v t2 =v ,该式适用于任何匀变速直线运动逆向思维法把运动过程的“末态”作为“初态”来反向研究问题的一种方法,一般用于末态已知的情况图象法应用v -t 图象,可把较复杂的问题转变为较为简单的数学问题解决,尤其是用图象定性分析,可避开繁杂的计算,快速得出答案推论法匀变速直线运动中,在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒量,即xn +1-xn =aT2,对一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔问题,应优先考虑用Δx =aT2求解例2、如图所示,一长为l 的长方形木块在水平面上以加速度a 做匀加速直线运动.先后经过1、2两点,1、2之间有一定的距离,木块通过1、2两点所用时间分别为t 1和t 2.求:(1)木块经过位置1、位置2的平均速度大小; (2)木块前端P 在1、2之间运动所需时间t .v 1=v 1-a ·t 12同理P 端经过位置2时的速度v 2=v 2-a ·t 22由速度公式得v 2=v 1+at解得t =l a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 2-1t 1+t 1-t 22【感悟提升】“一画、二选、三注意”解决匀变速直线运动问题 1.画示意图根据题意画出物体运动示意图,使运动过程直观清晰. 2.选运动公式匀变速直线运动常可一题多解.要灵活选择合适的公式. 3.应注意的问题(1)如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带.(2)对于刹车类问题,当车速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零.求解此类问题应先判断车停下来的时间,再选择合适的公式求解.【变式探究】物体以一定的初速度从斜面底端A 点冲上固定的光滑斜面,斜面总长度为l ,到达斜面最高点C 时速度恰好为零,如图1,已知物体运动到距斜面底端34l 处的B 点时,所用时间为t ,求物体从B 滑到C 所用的时间.图1答案 t解析 方法一:逆向思维法物体向上匀减速冲上斜面,其逆过程为由静止开始向下匀加速滑下斜面.设物体从B 到C 所用的时间为t BC . 由运动学公式得x BC =at2BC 2,x AC =a (t +t BC )22,又x BC =x AC4,由以上三式解得t BC =t . 方法二:基本公式法因为物体沿斜面向上做匀减速运动,设初速度为v 0,物体从B 滑到C 所用的时间为t BC ,由匀变速直线对于初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间内通过的位移之比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1).因为x CB ∶x BA =x AC 4∶3x AC4=1∶3,而通过x BA 的时间为t ,所以通过x BC 的时间t BC =t .方法四:中间时刻速度法利用推论:匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度,v AC =v 0+02=v 02.又v 20=2ax AC ,v 2B=2ax BC ,x BC =x AC4.由以上三式解得v B =v 02.可以看成v B 正好等于AC 段的平均速度,因此B 点是这段位移的中间时刻,因此有t BC =t .方法五:图象法根据匀变速直线运动的规律,画出v -t 图象.如图所示.利用相似三角形的规律,面积之比等于对应边的平方比,得S △AOC S △BDC =CO 2CD 2,且S △AOC S △BDC =41,OD =t ,OC =t +t BC .所以41=(t +t BC )2t 2,解得t BC =t .1. (2018年全国Ⅰ卷)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动,在启动阶段列车的动能( )A. 与它所经历的时间成正比B. 与它的位移成正比C. 与它的速度成正比D. 与它的动量成正比 【答案】B2.(2018浙江)如图所示,竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。
1.[多选]质点做直线运动的位移x 与时间t 的关系为x =6+5t -t 2(各物理量均采用国际单位制),则该质点( )A .第1 s 内的位移是10 mB .前2 s 内的平均速度是3 m/sC .运动的加速度为1 m/s 2D .任意1 s 内的速度增量都是-2 m/s解析:选BD 第1 s 内的位移x 1=(6+5×1-1) m -6 m =4 m ,故A 错误。
前2 s 内的位移x 2=(6+5×2-4)m -6 m =6 m ,则前2 s 内的平均速度v =x 2t 2=62 m/s =3 m/s ,故B 正确。
根据x =v 0t +12at 2=6+5t-t 2得,加速度a =-2 m/s 2,任意1 s 内速度的增量Δv =at =-2×1 m/s=-2 m/s ,故C 错误,D 正确。
2.一物体以初速度v 0做匀减速直线运动,第1 s 内通过的位移为x 1=3 m ,第2 s 内通过的位移为x 2=2 m ,又经过位移x 3物体的速度减小为0,则下列说法错误的是( )A .初速度v 0的大小为2.5 m/sB .加速度a 的大小为1 m/s 2C .位移x 3的大小为1.125 mD .位移x 3内的平均速度大小为0.75 m/s3.某探险者在野外攀岩时,踩落一小石块,约5 s 后听到石块直接落到崖底的声音。
探险者离崖底的高度最接近的是( )A .25 mB .50 mC .110 mD .150 m解析:选C 小石块落到崖底,其下落规律可以看做自由落体运动,即h =12gt 2,代入数据得h =12×9.8×52m =122.5 m 。
考虑声音传回来大约需0.4 s ,即下落距离应略小于122.5 m ,即选项C 正确。
4.[多选]在某一高度以v 0=20 m/s 的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为10 m/s 时,以下判断正确的是(g 取10 m/s 2)( )A .小球在这段时间内的平均速度大小可能为15 m/s ,方向向上B .小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ,方向向下C .小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ,方向向上D .小球的位移大小一定是15 m5.跳伞运动员以大小为5 m/s 的速度匀速下降的过程中,在距地面10 m 处掉了一颗扣子,跳伞运动员比扣子晚着地的时间为(不计空气阻力对扣子的作用,重力加速度大小g =10 m/s 2)( )A .1 sB .2 s C. 2 s D .(2-2)s解析:选A 扣子掉了以后,运动员仍做匀速直线运动,而扣子做初速度大小为v 0=5 m/s 的竖直下抛运动,运动员下落需要的时间为t 1=105 s =2 s ,扣子下落过程中有10 m =v 0t 2+12gt 22,解得t 2=1 s ,时间差Δt =t 1-t 2=1 s ,A 正确。
第2讲 匀变速直线运动的规律及应用[学生用书P8]1.(2018·高考全国卷Ⅲ)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍.该质点的加速度为( )A .st 2 B .3s 2t 2C .4s t2 D .8s t2解析:选A .设质点的初速度为v 0、末速度为v t ,由末动能为初动能的9倍,得末速度为初速度的3倍,即v t =3v 0,由匀变速直线运动规律可知,s t =v 0+3v 02=2v 0,由加速度的定义可知质点的加速度a =3v 0-v 0t =2v 0t ,由以上两式可知,a =st2,A 项正确,B 、C 、D 项错误.2.(2018·高考江苏卷)如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m 设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s 和2 s .关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s 2由静止加速到2 m/s ,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( )A .关卡2B .关卡3C .关卡4D .关卡5解析:选C .关卡刚放行时,该同学加速的时间t =v a =1 s ,运动的距离为x 1=12at 2=1 m ,然后以2 m/s 的速度匀速运动,经4 s 运动的距离为8 m ,因此第1个5 s 内运动的距离为9 m ,过了关卡2.到关卡3时再用时3.5 s ,大于2 s ,因此能通过关卡3.到关卡4时共用时12.5 s ,而第12 s 时关卡关闭,因此被挡在关卡4前,C 项正确.3.(多选)某物体以30 m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g 取10 m/s 2.5 s 内物体的( )A .路程为65 mB .位移大小为25 m ,方向向上C .速度改变量的大小为10 m/sD .平均速度大小为13 m/s ,方向向上 解析:选AB .法一:分阶段法物体上升的时间t 上=v 0g =3010s =3 s ,物体上升的最大高度h 1=v 202g =3022×10 m =45 m .物体从最高点自由下落2 s 的高度h 2=12gt 2下=12×10×22m =20 m .运动过程如图所示,则总路程为65 m ,A 正确.5 s 末物体离抛出点的高度为25 m ,即位移的大小为25 m ,方向竖直向上,B 正确.5 s 末物体的速度v =gt 下=10×2 m/s =20 m/s ,方向竖直向下,取竖直向上为正方向,则速度改变量Δv =(-v )-v 0=(-20 m/s)-30 m/s =-50 m/s ,即速度改变量的大小为50 m/s ,方向向下,C 错误.平均速度v -=h 1-h 2t =255m/s =5 m/s ,方向向上,D 错误.法二:全过程法由竖直上抛运动的规律可知:物体经3 s 到达最大高度h 1=45 m 处.将物体运动的全程视为匀减速直线运动,则有v 0=30 m/s ,a =-g =-10 m/s 2,故5 s 内物体的位移h =v 0t +12at 2=25 m>0,说明物体5 s 末在抛出点上方25 m 处,故路程为65 m ,位移大小为25 m ,方向向上,A 、B 正确.速度的变化量Δv =a Δt =-50 m/s ,C 错误.5 s 末物体的速度v =v 0+at =-20 m/s ,所以平均速度v -=v 0+v2=5 m/s>0,方向向上,D 错误.4.(高考全国卷Ⅰ)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离.当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰.通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s .当汽车在晴天干燥沥青路面上以118 km/h 的速度匀速行驶时,安全距离为120 m .设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的25.若要求安全距离仍为120 m ,求汽车在雨天安全行驶的最大速度.解析:设路面干燥时,汽车与地面间的动摩擦因数为μ0,刹车时汽车的加速度大小为a 0,安全距离为s ,反应时间为t 0,由牛顿第二定律和运动学公式得μ0mg =ma 0 ① s =v 0t 0+v 202a 0②式中,m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度.设在雨天行驶时,汽车与地面间的动摩擦因数为μ,依题意有μ=25μ0 ③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ,安全行驶的最大速度为v ,由牛顿第二定律和运动学公式得μmg =ma ④ s =v t 0+v 22a⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得 v =20 m/s(72 km/h). 答案:20 m/s[学生用书P277(单独成册)](建议用时:60分钟)一、单项选择题1.空军特级飞行员李峰驾驶歼十战机执行战术机动任务,在距机场54 km 、离地1 750 m 高度时飞机发动机停车失去动力.在地面指挥员的果断引领下,安全迫降机场,成为成功处置国产单发新型战机空中发动机停车故障、安全返航第一人.若飞机着陆后以6 m/s 2的加速度做匀减速直线运动,若其着陆速度为60 m/s ,则它着陆后12 s 内滑行的距离是( )A .288 mB .300 mC .150 mD .144 m解析:选B .先求出飞机着陆后到停止所用时间t .由v =v 0+at ,得t =v -v 0a =0-60-6s =10 s ,由此可知飞机在12 s 内不是始终做匀减速运动,它在最后2 s 内是静止的,故它着陆后12 s 内滑行的距离为x =v 0t +at 22=60×10 m +(-6)×1022m =300 m .2.(2018·山西四校联考)以36 km/h 的速度沿平直公路行驶的汽车,遇障碍物刹车后获得大小为4 m/s 2的加速度,刹车后第3 s 内汽车的位移大小为( )A .12.5 mB .2 mC .10 mD .0.5 m解析:选D .据v =at 可得由刹车到静止所需的时间t =2.5 s ,则第3 s 内的位移,实际上就是2~2.5 s 内的位移,x =12at ′2=0.5 m .3.高铁专家正设想一种“遇站不停式匀速循环运行”列车,如襄阳→随州→武汉→仙桃→潜江→荆州→荆门→襄阳,构成7站铁路圈,建两条靠近的铁路环线.列车A 以恒定速率360 km/h 运行在一条铁路上,另一条铁路上有“伴驳列车”B ,如某乘客甲想从襄阳站上车到潜江站,先在襄阳站登上B 车,当A 车快到襄阳站且距襄阳站路程为s 处时,B 车从静止开始做匀加速运动,当速度达到360 km/h 时恰好遇到A 车,两车连锁并打开乘客双向通道,A 、B 列车交换部分乘客,并连体运动一段时间再解锁分离,B 车匀减速运动后停在随州站并卸客,A 车上的乘客甲可以中途不停站直达潜江站.则( )A .无论B 车匀加速的加速度大小为多少,s 是相同的 B .该乘客节约了五个站的减速、停车、提速时间C .若B 车匀加速的时间为1 min ,则s 为4 kmD .若B 车匀减速的加速度大小为5 m/s 2,则当B 车停下时A 车已距随州站路程为1 km 解析:选D .设B 车从静止开始加速到v =360 km/h 所用时间为t ,B 车加速度为a ,由题意得s =v t -v 2t =v 2t ,而v =at ,所以两者之间的距离s =v 22a ,由此可知,B 车的加速度a越大,s 越小,A 项错误;从襄阳站到潜江站中间间隔三个站,所以该乘客节约了三个站的减速、停车、提速时间,B 项错误;若B 车匀加速的时间t ′=1 min ,则s =v2t ′=3 km ,C 项错误;若B 车匀减速的加速度大小a ′=5 m/s 2,减速运动时间t ″=va ′=20 s ,则当B 车停下时A 车已经距随州站路程为s ′=v t ″-12a ′t ″2=1 km ,D 项正确.4.一固定的光滑斜面长为x ,一物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑,当物体速度为到达斜面底端速度的一半时,它沿斜面下滑的距离是( )A .x4 B .2-12x C .x 2D .2x 2解析:选A .把物体的运动过程按速度大小分为两段,即0~v 2和v2~v 两段,由于两段的速度变化量相等,则两段的时间相等,又因为这两段相等时间内位移之比为1∶3,故第一段的位移为总位移的四分之一,即x4,选项A 正确.5.(2018·湖南石门检测)近年我国多地都出现了雾霾天气,严重影响了人们的健康和交通;设有一辆汽车在能见度较低的雾霾天气里以54 km/h 的速度匀速行驶,司机突然看到正前方有一辆静止的故障车,该司机刹车的反应时间为0.6 s ,刹车后汽车匀减速前进,刹车过程中加速度大小为5 m/s 2,最后停在故障车前1.5 m 处,避免了一场事故.以下说法正确的是( )A .司机发现故障车后,汽车经过3 s 停下B .从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为7.5 m/sC .司机发现故障车时,汽车与故障车的距离为33 mD .从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为11 m/s解析:选C .汽车减速到零的时间t 1=Δv a =0-15-5s =3 s .则t =t ′+t 1=(0.6+3)s =3.6 s ,故A 错误;在反应时间内的位移x 1=v 0t ′=15×0.6 m =9 m .匀减速直线运动的位移x 2=0-v 202a =0-225-10m =22.5 m ,则x =x 1+x 2+1.5 m =33 m ,故C 正确;平均速度v =x 1+x 2t =9+22.53.6m/s =8.75 m/s ,故B 、D 错误. 6.东东同学看到远处燃放的烟花,每颗烟花从地面竖直发射到最高点时瞬间爆炸.最高点与五楼顶部平齐,且前一颗烟花爆炸时后一颗烟花恰好从地面发射,他看到烟花爆炸闪光同时还听到了爆炸的声音,而在最后一颗烟花爆炸闪光之后还能听到一次爆炸的声音.请你根据这些现象估算他离烟花燃放点的距离约为(空气中声音传播速度为340 m/s ,重力加速度为10 m/s 2)( )A .34 mB .58 mC .340 mD .580 m解析:选D .每颗烟花从地面竖直发射到最高点时瞬间爆炸,均可视为竖直上抛运动.地面到五楼顶部的高度约为h =15 m ,则烟花上升到最高点的时间t =2hg=2×1510s =3s .由题意知,离烟花燃放点的距离约为x =v t =3403m ,约为580 m .选项D 正确.7.(2018·淮南模拟)如图所示为一杂技演员用一只手抛球、接球的示意图,他每隔0.4 s 抛出一球,接到球便立即把球抛出.已知除抛、接球的时刻外,空中总有4个球,将球的运动近似看做是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,取g =10 m/s 2)( )A .1.6 mB .2.4 mC .3.2 mD .4.0 m解析:选C .将空中运动的4个球看做一个球的竖直上抛运动,由题意知,球从抛出到落回手中用时t =0.4 s ×4=1.6 s ,则球从最高点落回手中的时间为0.8 s ,则H =12×10×0.82 m =3.2 m ,故C 正确.二、多项选择题8.一质量为m 的滑块在粗糙水平面上滑行,通过频闪照片分析得知,滑块在最初2 s 内的位移是最后2 s 内位移的两倍,且已知滑块在最初1 s 内的位移为2.5 m ,由此可求得( )A .滑块的加速度为5 m/s 2B .滑块的初速度为5 m/sC .滑块运动的总时间为3 sD .滑块运动的总位移为4.5 m解析:选CD .初速度为零的匀加速直线运动在第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内的位移之比x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ=1∶3∶5.运动的总时间为3 s 时,在前2 s 内和后2 s 内的位移之比为1∶2.正方向的匀减速运动可以看成反方向的匀加速运动.因滑块在最初2 s 内的位移是最后2 s 内位移的两倍,故运动的总时间为t =3 s ,选项C 正确;最初1 s 内的位移与总位移之比为x 1x =59,滑块最初1 s 内的位移为2.5 m ,故x =4.5 m ,选项D 正确;根据x =12at 2可得a =1 m/s 2,选项A 错误;根据v =at 可得,滑块的初速度为3 m/s ,选项B 错误.9.(2018·中山模拟)如图所示,小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5所示小球在运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为T ,每块砖的厚度为d ,根据图中的信息,下列判断正确的是( )A .位置1是小球释放的初始位置B .小球做匀加速直线运动C .小球下落的加速度为d T 2D .小球在位置3的速度为7d 2T解析:选BCD .由Δx =d 为恒量判断,小球做匀加速直线运动,故B 正确;由Δx =aT 2得a =d T 2,故C 正确;v 3=v -24=7d 2T ,故D 正确;v 1=v 3-a ·2T =7d 2T -d T 2×2T =3d 2T >0,故A错误.10.(2018·山东师大附中模拟)如图所示,在一个桌面上方有三个金属小球a 、b 、c ,离桌面高度分别为h 1∶h 2∶h 3=3∶2∶1.若先后顺次释放a 、b 、c ,三球刚好同时落到桌面上,不计空气阻力,则( )A .三者到达桌面时的速度大小之比是3∶2∶1B .三者运动时间之比为3∶2∶1C .b 与a 开始下落的时间差小于c 与b 开始下落的时间差D .三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比,与质量成反比解析:选AC .由v 2=2gh ,得v =2gh ,故v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1,A 正确;由t =2hg得三者运动的时间之比t 1∶t 2∶t 3=3∶2∶1,B 错误;b 与a 开始下落的时间差Δt 1=(3-2)2h 3g,c 与b 开始下落的时间差Δt 2=(2-1)· 2h 3g,故C 正确;三个小球的加速度与重力及质量无关,都等于重力加速度,D 错误.三、非选择题11.(2018·河北定州中学模拟)近几年,国家取消了7座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费,给自驾出行带来了很大的实惠,但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力,因此交管部门规定,上述车辆通过收费站口时,在专用车道上可以不停车拿(交)卡而直接减速通过.若某车减速前的速度为v 0=72 km/h ,靠近站口时以大小为a 1=5 m/s 2的加速度匀减速,通过收费站口时的速度为v t =28.8 km/h ,然后立即以a 2=4 m/s 2的加速度加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道).试问:(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速?(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,运动的时间是多少? (3)在(1)(2)问题中,该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少?解析:设该车初速度方向为正方向,v t =28.8 km/h =8 m/s ,v 0=72 km/h =20 m/s ,a 1=-5 m/s 2.(1)该车进入站口前做匀减速直线运动,设距离收费站x 1处开始制动,则:由v 2t -v 20=2a 1x 1解得:x 1=33.6 m .(2)该车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段,前后两段位移分别为x 1和x 2,时间为t 1和t 2,则减速阶段:v t =v 0+a 1t 1,得t 1=v t -v 0a 1=2.4 s加速阶段:t 2=v 0-v ta 2=3 s则加速和减速的总时间为:t =t 1+t 2=5.4 s . (3)在加速阶段:x 2=v t +v 02t 2=42 m则总位移:x =x 1+x 2=75.6 m 若不减速所需要时间:t ′=xv 0=3.78 s车因减速和加速过站而耽误的时间:Δt =t -t ′=1.62 s . 答案:(1)33.6 m (2)5.4 s (3)1.62 s12.王兵同学利用数码相机连拍功能记录运动会上女子跳水比赛中运动员在10 m 跳台跳水的全过程.所拍摄的第一张照片恰为她们起跳的瞬间,第四张如图甲,王兵同学认为这时她们处在最高点,第十九张如图乙,她们正好身体竖直、双手刚刚触及水面.查阅资料得知相机每秒连拍10张.设起跳时重心离台面及触水时重心离水面的距离相等.(g =10 m/s 2)由以上材料:(1)估算运动员的起跳速度大小;(2)分析第四张照片是在最高点吗?如果不是,此时重心是处于上升阶段还是下降阶段?解析:(1)由题意可知,相机连拍周期T =110s =0.1 s ,运动员从起跳到双手触水的总时间t =18T =1.8 s .设起跳速度大小为v 0,取竖直向上为正方向, 则:-10=v 0t -12gt 2,解得:v 0≈3.4 m/s .(2)上升时间t 1=0-v 0-g=0.34 s .而拍第四张照片是在0.3 s 时,所以此时运动员还处于上升阶段. 答案:(1)3.4 m/s (2)不是 重心处于上升阶段。
基础课 2 匀变速直线运动的规律跟踪检测一、选择题1.(多选)质点由静止开始做匀加速直线运动,经过时间t ,通过与出发点相距x 1的P 点,再经过时间t ,到达与出发点相距x 2的Q 点,则该质点通过P 点的瞬时速度为( )A.2x 1tB.x 22t C.x 2-x 1tD.x 2-2x 1t解析:选ABD 设加速度为a ,由O 到P :x 1=12at 2,a =2x 1t 2,v P =at =2x 1t ,A 对;由O到Q :t 总=t +t =2t ,由平均速度推论知,质点过P 的速度v P =x 2t 总=x 22t,B 对;由P 到Q :x PQ =x 2-x 1,x PO =x 1,x PQ -x PO =at 2,得a =x 2-2x 1t 2,v P =at =x 2-2x 1t,D 对. 2.(2019届河北唐山模拟)一旅客在站台8号车厢的候车线处候车,若动车的一节车厢长25米,动车进站时可以看作匀减速直线运动,他发现6号车厢经过他用了4 s ,动车停下时旅客刚好在8号车厢门口,如图所示.则该动车的加速度大小约为( )A .2 m/s 2B .1 m/s 2C .0.5 m/s 2D .0.2 m/s 2解析:选C 设6号车厢刚到达旅客处时,动车的速度为v 0,加速度为a ,则有l =v 0t +12at 2,从6号车厢刚到达旅客处到动车停下来,有0-v 02=2a ·2l ,解得a ≈-0.5 m/s 2或a ≈-18 m/s 2(舍去),则加速度大小约为0.5 m/s 2.3.汽车以20 m/s 的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为5 m/s 2,则自驾驶员急踩刹车开始计时,2 s 内与5 s 内汽车的位移大小之比为 ( )A .5∶4B .4∶5C .3∶4D .4∶3解析:选C 自驾驶员急踩刹车开始,经过时间t =v 0a=4 s ,汽车停止运动,所以汽车在2 s 内发生的位移为x 1=v 0t -12at 2=30 m,5 s 内发生的位移为x 2=v 022a =40 m ,所以2 s内与5 s 内汽车的位移大小之比为3∶4,选项C 正确.4. (2019届吕梁模拟)如图所示,A 、B 两物体从地面上某点正上方不同高度处,同时做自由落体运动.已知A 的质量比B 的质量大,下列说法正确的是( )A .A 、B 可能在空中相撞 B .A 、B 落地时的速度相等C .下落过程中,A 、B 速度变化的快慢相同D .从开始下落到落地,A 、B 的平均速度相等解析:选C 由于不计空气的阻力,故物体仅受重力,则物体的加速度均为重力加速度g ,与物体的质量无关,下落过程中,A 、B 速度变化的快慢相同,A 、B 不可能在空中相撞,故A 错误,C 正确;根据v 2=2gh 可得物体落地时的速度v =2gh ,由于两物体从不同高度开始自由下落,故到达地面时速度不相同,故B 错误;由v =v2可知落地的速度不相等,平均速度也不相等,故D 错误.5.(多选)(2018届温州五校联考)近来交警部门开展的“车让人”活动深入人心,不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚.假设一辆以8 m/s 的速度匀速行驶的汽车即将通过路口,有一老人正在过人行横道,此时汽车的车头距离停车线8 m .该车减速时的加速度大小为5 m/s 2,则下列说法中正确的是( )A .如果驾驶员立即刹车制动,则t =2 s 时,汽车离停车线的距离为1.6 mB .如果在距停车线6 m 处开始刹车制动,汽车能在停车线处停车让人C .如果驾驶员的反应时间为0.4 s ,汽车刚好能在停车线处停车让人D .如果驾驶员的反应时间为0.2 s ,汽车刚好能在停车线处停车让人解析:选AD 若汽车做匀减速直线运动,速度减为零的时间t 0=0-v 0a =-8-5s =1.6 s<2s ,所以从刹车到停止的位移大小x 1=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-v 022a =6410m =6.4 m ,汽车离停车线的距离为8 m-6.4 m =1.6 m ,故A 正确;如果汽车在距停车线6 m 处开始刹车制动,刹车位移是6.4 m ,所以汽车不能在停车线处停车让人,故B 错误;刹车的位移是6.4 m ,所以汽车可做匀速运动的位移是1.6 m ,则驾驶员的反应时间t =,8) s =0.2 s 时,汽车刚好能停在停车线处让人,故C 错误,D 正确.6.(多选)在某一高度以v 0=20 m/s 的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为10 m/s 时,以下判断正确的是(g 取10 m/s 2)( )A .小球在这段时间内的平均速度大小可能为15 m/s ,方向向上B .小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ,方向向下C .小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ,方向向上D .小球的位移大小一定是15 m解析:选ACD 小球被竖直向上抛出,做的是匀变速直线运动,平均速度可以用匀变速直线运动的平均速度公式v =v 0+v2求出,规定竖直向上为正方向,当小球的末速度大小为10 m/s 、方向竖直向上时,v =10 m/s ,用公式求得平均速度为15 m/s ,方向竖直向上,A 正确;当小球的末速度大小为10 m/s 、方向竖直向下时,v =-10 m/s ,用公式求得平均速度大小为5 m/s ,方向竖直向上,C 正确;由于末速度大小为10 m/s 时,球的位置一定,距起点的位移h =v 2-v 02-2g=15 m ,D 正确.7.如图所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一子弹以水平速度射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则下列关于子弹依次射入每个木块时的速度比和穿过每个木块所用时间比正确的是( )A .v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1B .v 1∶v 2∶v 3=5∶3∶1C .t 1∶t 2∶t 3=1∶2∶ 3D .t 1∶t 2∶t 3=(3-2)∶(2-1)∶1解析:选D 用“逆向思维”法解答,则子弹向左做初速度为零的匀加速直线运动,设每块木块厚度为L ,则v 32=2a ·L ,v 22=2a ·2L ,v 12=2a ·3L ,v 3、v 2、v 1分别为子弹倒过来从右到左运动L 、2L 、3L 时的速度,则v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1,选项A 、B 错误;又由于每块木块厚度相同,则由比例关系可得t 1∶t 2∶t 3=(3-2)∶(2-1)∶1,选项C 错误,D 正确.8.不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛一物体,物体从被抛出至回到抛出点的运动时间为t .现在物体上升的最大高度的一半处设置一块挡板,物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为( )tt tt解析:选C 物体从抛出至回到抛出点的运动时间为t ,则t =2v 0g,物体上升至最大高度的一半处的速度v x2=v 022,则用时间t 1=x2v 0+vx 22,物体撞击挡板前后的速度大小相等,方向相反,则物体以相同的加速度落回抛出点的时间与上升时间相同,即t 2=t 1,故物体上升和下降的总时间t 总=t 1+t 2=2t 1=2xv 0+v 02=2v 01+2gt ,选项C 正确. 9.(多选)物体从A 点由静止出发,先以加速度大小为a 1做匀加速直线运动到某速度v 后,立即以加速度大小为a 2做匀减速直线运动至B 点时速度恰好减为0,所用总时间为t .若物体以速度v 0匀速通过AB 之间,所用时间也为t ,则( )A .v =2v 0 B.1a 1+1a 2=t vC.1a 1-1a 2=12vD.1a 1+1a 2=t 2v解析:选AB 根据题意可知,A 、B 两点间距x =v2t =v 0t ,解得v =2v 0,选项A 正确;由t 1=v a 1,t 2=v a 2,t =t 1+t 2可解得1a 1+1a 2=tv,选项B 正确,C 、D 错误.10. (2018届河南洛阳一模)如图所示,物体自O 点由静止开始做匀加速直线运动,途经A 、B 、C 三点,其中A 、B 之间的距离l 1=3 m ,B 、C 之间的距离l 2=4 m .若物体通过l 1、l 2这两段位移的时间相等,则O 、A 之间的距离l 等于( )A.34 m B.43 m C.825m D.258m 解析:选D 设物体运动的加速度为a ,通过O 、A 之间的距离l 的时间为t ,通过l 1、l 2每段位移的时间都是T ,根据匀变速直线运动规律,l =12at 2,l +l 1=12a (t +T )2,l +l 1+l 2=12a (t +2T )2,l 2-l 1=aT 2,联立解得l =258m ,选项D 正确.二、非选择题11.(2019届南昌调研)出租车载客后,从高速公路入口处驶入高速公路,并从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动,经过10 s 时,速度计显示速度为54 km/h.求:(1)这时出租车离出发点的距离;(2)出租车继续做匀加速直线运动,当速度计显示速度为108 km/h 时,出租车开始做匀速直线运动.10时12分35秒时计价器里程表示数应为多少米?(车启动时,计价器里程表示数为零)解析:(1)由题意可知经过10 s 时,速度计上显示的速度为v 1=15 m/s 由速度公式v =v 0+at 得a =v -v 0t =v 1t 1=1.5 m/s 2由位移公式得x 1=12at 12=12×1.5×102 m =75 m这时出租车离出发点的距离是75 m.(2)当速度计上显示的速度为v 2=108 km/h =30 m/s 时,由v 22=2ax 2得x 2=v 222a=300 m ,这时出租车从静止载客开始,已经经历的时间为t 2,可根据速度公式得t 2=v 2a =301.5s =20 s这时出租车时间表应显示10时11分15秒.出租车继续匀速运动,匀速运动时间t 3为80 s ,通过位移x 3=v 2t 3=30×80 m=2 400 m所以10时12分35秒时,计价器里程表应显示x =x 2+x 3=(300+2 400)m =2 700 m.答案:(1)75 m (2)2 700 m12.(2018届乌鲁木齐期末)我国ETC(不停车电子收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过收费站的时间.假设一辆家庭轿车以30 m/s 内的速度匀速行驶,接近收费站时,轿车开始减速,至收费站窗口恰好停止,再用10 s 时间完成交费,然后再加速至30 m/s 继续行驶.若进入ETC 通道.轿车从某位置开始减速至15 m/s 后,再以此速度匀速行驶15 m 即可完成交费,然后再加速至30 m/s 继续行驶.两种情况下,轿车加速和减速时的加速度大小均为3 m/s 2.求:(1)轿车从开始减速至通过人工收费通道再加速至30 m/s 的过程中通过的路程和所用的时间;(2)两种情况相比较,轿车通过ETC 交费通道所节省的时间. 解析:(1)设车匀减速至停止通过的路程为x 1x 1=v 022a=150 m车匀加速和匀减速通过的路程相等,设通过人工收费通道通过的路程为x 2x 2=2x 1=300 m车匀减速至停止需要的时间为t 1=v 0-0a=10 s 车通过人工收费通道所用时间为t 2=2t 1+10=30 s.(2)通过人工收费通道所需时间为30 s .此过程总位移为300 m ,通过ETC 通道时,速度由30 m/s 减至15 m/s 所需时间t 3,通过的路程为x 3t 3=v 0-v 1a=5 s路程x 3=v 02-v 122a=112.5 m车以15 m/s 匀速行驶15 m 所用时间t 4=1 s车在x 2=300 m 路程内以30 m/s 匀速行驶的路程x 4和所需时间t 5x 4=x 2-2x 3-15=60 m t 5=x 4v 0=2 sΔt =t 2-2t 3-t 4-t 5=17 s 故通过ETC 的节省的时间为17 s. 答案:(1)30 s (2)17 s。
1.2 匀变速直线运动的规律1.(多选)一物体做匀变速直线运动,经过时间t ,它的速度由v 1变为v 2,经过的位移为x ,下列说法中正确的是( )A .这段时间内它的平均速度v =x tB .这段时间内它的平均速度v =v 1+v 22 C .经过x 2时,它的瞬时速度为x tD .经过x 2时,它的瞬时速度为 v 21+v 222 【答案】ABD2.(多选)物体从静止开始做匀加速直线运动,第3 s 内通过的位移是3 m ,下列说法正确的是( )A .第3 s 内的平均速度是3 m/sB .物体的加速度是1.2 m/s 2C .前3 s 内的位移是6 mD .3 s 末的速度是4 m/s【答案】AB3.汽车在水平面上刹车,其位移与时间的关系是x =24t -6t 2,则它在前3 s 内的平均速度为( )A .6 m/sB .8 m/sC .10 m/sD .12 m/s【答案】B4.如图所示,一物块从一光滑且足够长的固定斜面顶端O 点由静止释放后,先后通过P 、Q 、N 三点,已知物块从P 点运动到Q 点与从Q 点运动到N 点所用的时间相等,且PQ 长度为3 m ,QN 长度为4 m ,则由上述数据可以求出OP 的长度为( )A .2 mB.98 mC.258 m D .3 m【答案】C5.(多选)质量为m 的滑块在粗糙水平面上滑行,通过频闪照片分析得知,滑块在最初2 s 内的位移是最后2 s 内位移的两倍,且已知滑块在最初1 s 内的位移为2.5 m ,由此可求得( )A .滑块的加速度为5 m/s 2B .滑块的初速度为5 m/sC .滑块运动的总时间为3 sD .滑块运动的总位移为4.5 m【答案】CD6.(多选)将物体以初速度v 0从地面处竖直上抛,物体经3 s 到达最高点,空气阻力不计,g 取10 m/s 2,则下列说法正确的是( )A .物体上升的最大高度为45 mB .物体速度改变量的大小为30 m/s ,方向竖直向上C .物体在第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内的平均速度之比为5∶3∶1D .物体在1 s 内、2 s 内、3 s 内的平均速度之比为9∶4∶1【答案】AC7.一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB .该爱好者用直尺量出轨迹的实际长度,如图所示.已知曝光时间为11000 s ,则小石子出发点离A 点约为( )A .6.5 mB .10 mC .20 mD .45 m【答案】C8.(多选)在轻绳的两端各拴一个小球,一个人用手拿着绳子上端的小球,站在三层楼的阳台上,释放小球,使小球自由下落,两小球相继落地的时间差为Δt ,速度差为Δv ,如果人站在四层楼的阳台上,以同样的方法释放小球,让小球自由下落,则两小球相继落地的时间差Δt 和速度差Δv 将( )A .Δt 不变B .Δt 变小C.Δv变小D.Δv变大【答案】BC9.(多选)从地面竖直上抛一物体A,同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落,两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v,则下列说法正确的是( )A.A上抛的初速度与B落地时速度大小相等,都是2vB.两物体在空中运动的时间相等C.A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同D.两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点【答案】AC10.(多选)如图所示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动,依次经a、b、c、d到达最高点e.已知ab=bd =6 m,bc=1 m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s,设小球经b、c时的速度分别为v b、v c,则( )A.v b=8 m/sB.v c=3 m/sC.de=3 mD.从d到e所用时间为4 s【答案】BD11.据统计,开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍,开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。
板块三限时规范特训时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。
其中1~7为单选,8~10为多选)1、[2018·信阳模拟]中国首架空客A380大型客机在最大重量的状态下起飞需要滑跑距离约为3000 m,着陆距离大约为2000 m 。
设起飞滑跑和着陆时都是匀变速运动,起飞时速度是着陆时速度的1.5倍,则起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比是( ) A 、3∶2 B 、1∶1 C 、1∶2 D 、2∶1答案: B解析: 由题意可知,x 起飞=3000 m,x 着陆=2000 m,v 起飞=1.5v 0,v 着陆=v 0,由x =v 2t 可得:t 起飞=2x 起飞v 起飞=60001.5v 0=4000v 0;t 着陆=4000v 0,故B 正确。
2、[2018·新疆适应性检测]用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间。
甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方,乙同学在直尺下端刻度为a 的地方做捏住直尺的准备,但手没有碰到直尺,当乙同学看到甲同学放开直尺时,立即捏住直尺,乙同学发现捏住直尺的位置刻度为b 。
已知重力加速度为g ,a 、b 的单位为国际单位制基本单位,则乙同学的反应时间t 约等于( )A.2a gB.2b gC.2(b -a )gD.2(a -b )g答案: D解析: 由题意知在反应时间内直尺自由落下的位移为a -b ,设乙同学的反应时间为t ,忽略空气阻力,根据自由落体运动位移公式h =12gt 2=a -b ,得:t =2(a -b )g ,则D 正确,其他选项错误。
3、某动车组列车以平均速度v 从甲地开到乙地所需的时间为t ,该列车以速度v 0从甲地出发匀速前进,途中接到紧急停车命令紧急刹车,列车停车后又立即匀加速到v 0继续匀速前进,从开始刹车至加速到v 0的时间是t 0(列车刹车过程与加速过程中的加速度大小相等),若列车仍要在t 时间内到达乙地,则动车组列车匀速运动的速度v 0应为( ) A.v t t -t 0 B.v t t +t 0 C.v t t -12t 0D.v t t +12t 0答案: C解析: 依题意可得v t =v 0(t -t 0)+2×v 02×t 02,解得v 0=v tt -12t 0,故C 正确。
2019年高考物理一轮复习 实验一 研究匀变速直线运动押题专练1.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法错误的是( ) A .长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低 B .在释放小车前,小车应停在靠近打点计时器处 C .应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车 D .要在小车到达定滑轮前使小车停止运动2.中国已经拥有全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网.“四纵”干线已经成型.中国高速铁路运营里程约占世界高铁运营里程的60%,稳居世界高铁里程榜首.并通过改造原有铁路线路(直线化、轨距标准化),使列车营运速率达到每小时200公里以上.假设列车在某段“高铁”上做匀加速直线运动,速度由零增加到v 时位移为x ,当速度由v 增加到2v 时,其位移为( )A .xB .2xC .3xD .4x解析:据题意,某列车在某段“高铁”上做匀加速直线运动,据匀变速直线运动规律,当速度由零增加到v 时,位移为x ,则有v 2=2ax ,当速度由v 增加到2v 时,有4v 2-v 2=3v 2=2ax′,则x′=3x ,所以正确选项为C . 答案:C3.定点停车是驾照考试中一项必考项目.路旁竖一标志杆,在车以10 m /s 的速度匀速行驶过程中,当车头与标志杆的距离为20 m 时,学员立即刹车,让车做匀减速直线运动,车头恰好停在标志杆处,忽略学员的反应时间,则( )A .汽车刹车过程的时间为4 sB .汽车刹车过程的时间为2 sC .汽车刹车时的加速度大小为5 m /s 2D .汽车刹车时的加速度大小为0.25 m /s 2 x/kw解析:采用逆向思维法,刹车过程可以看作是初速度为零的匀加速直线运动,由x =12vt 可得t =4 s ,选项A 正确,B 错误;根据v 2=2ax 可得,a =2.5 m /s 2,选项C 、D 错误.答案:A4.磕头虫是一种不用足跳但善于跳高的小甲虫.当它腹朝天、背朝地躺在地面时,将头用力向后仰,拱起体背,在身下形成一个三角形空区,然后猛然收缩体内背纵肌,便重心迅速向下加速,背部猛烈撞击地面后立即离开地面,地面将其反弹向空中.录像显示,磕头虫背后重心向下加速(视为匀加速)的距离大约为0.8 mm ,弹射最大高度为24 cm .而人原地起跳方式是,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,假想:向上加速过程(视为匀加速)重心的加速度与磕头虫加速过程的加速度大小相等,重心上升高度为0.5 m ,那么人离地后重心上升的最大高度可达到多高(空气阻力不计,设磕头虫撞击地面和弹起时的速率相等)?v 22=2ad 2, v 22=2gh 2.联立以上各式,得h 2=h 1d 2d 1.代入数据得h 2=150 m . 答案:150 m5.2015年8月29日的国家体育场上演了震撼的一幕,由莫有雪、谢震业、苏炳添、张培萌组成的中国队以38秒01的成绩拿到北京世界田径锦标赛男子4×100 m 接力银牌,创造了中国田径历史上4×100 m 接力项目的最佳战绩,也创造了亚洲田径历史上在该项目上的最佳战绩.如图所示,A 、B 两同学在直跑道上练习4×100 m 接力,他们在奔跑时有相同的最大速度.B 从静止开始全力奔跑需25 m 才能达到最大速度,这一过程可看做匀变速运动,现有A 持棒以最大速度向B 奔来,B 在接力区伺机全力奔出.若要求B 接棒时速度达到最大速度的80%,则:(1)B 在接力区需跑出的距离s 1为多少? (2)B 应在离A 的距离s 2为多少时起跑?解析:(1)对B :设其加速度为a ,跑出的距离为s 时速度达到最大值v.则2as =v 2,2as 1=(0.8v)2,解得s 1=0.64s =16 m .(2)设B 接棒时跑出时间为t ,则s 1=v -,t =0.8v2t ,在t 时间内,对A 有s A =vt ,解得s A =40 m .所以B 起跑时,应距离A 为Δs =s A -s 1,解得Δs =s 2=24 m . 答案:(1)16 m (2)24 m6.某同学在探究“小车速度随时间变化的规律”的实验时,设计的实验方案中选用了打点计时器,利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动.实验后,该同学选择了一条较为理想的纸带,测量数据后,通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如下表所示.(1)分析表中数据,在误差允许的范围内,小车做________运动.(2)由于此次实验的原始纸带没有保存,另一同学想估算小车从位置0到位置5的位移,其估算方法如下:x =(0.42×0.1+0.67×0.1+0.92×0.1+1.16×0.1+1.42×0.1) m =……那么,该同学得到的位移________(填“大于”、“等于”或“小于”)实际位移.为了使估算的位移尽可能接近真实值,你认为采取什么方法更合适?________________.(不必算出具体数据)【答案】(1) 匀加速直线 (2)小于 用平均速度求位移(或用v -t 图象下的面积求位移)7.图K5-1是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.图K5-1(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________. (2)A 、B 、C 、D 是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A 、B 两点间距x =________;C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字).【答案】(1)0.02 s (2)0.70 cm(0.68 cm ~0.72 cm 均可) 0.100 m/s【解析】毫米刻度尺的精确度为0.1 mm ,故A 、B 间的距离为1.70 cm -1.00 cm =0.70 cm ,v C =x BD 2T =2.00×10-22×0.1m/s =0.100 m/s.8.“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz),得到如图K5-2所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )图K5-2A .实验时应先放开纸带再接通电源B .(x 6-x 1)等于(x 2-x 1)的6倍C .从纸带可求出计数点B 对应的速率D .相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s【答案】C 【解析】中间时刻瞬时速度等于全程的平均速度,所以v B =x 2+x 32T,选项C 正确;x 6-x 1=5(x 2-x 1),选项B 错误;相邻计数点间的时间间隔是0.1 s ,选项D 错误;按照实验要求应该先接通电源再放开纸带,选项A 错误.9.一个小球沿斜面向下运动,用每间隔110 s 曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,如图K5-3所示,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为110 s ,测得小球在几个连续相等时间内的位移(数据见表),则图K5-3(1)______直线运动.(2)有甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下: 甲同学:a 1=x 2-x 1T 2,a 2=x 3-x 2T 2,a 3=x 4-x 3T 2,a =a 1+a 2+a 33 乙同学:a 1=x 3-x 12T 2,a 2=x 4-x 22T 2,a =a 1+a 22你认为甲、乙中哪位同学的计算方法较准确?______,加速度值为________________.【答案】(1)相等匀加速(匀变速) (2)乙同学 1.10 m/s210.在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,记录小车做匀变速运动的纸带如图K5-4所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有4个点未画出,其他各点到A点的距离依次是2.00 cm、5.00 cm、9.00 cm、14.00 cm、20.00 cm.图K5-4(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为v B=____ m/s,C、E间的平均速度为________m/s;(2)以打B点时为计时起点,建立v-t坐标系如图K5-5所示,请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线;(3)根据图线可得小车运动的加速度为______m/s2.图K5-5【答案】(1)0.25 0.45 (2)如图所示(3)1.0011.某同学用如图K5-6所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.实验步骤如下:图K5-6图K5-7①安装好实验器材.②接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带.舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如图K5-7中0、1、2……6所示.③测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离,分别记作:x 1、x 2、x 3……x 6. ④通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动. ⑤分别计算出x 1、x 2、x 3……x 6与对应时间的比值x 1t 1、x 2t 2、x 3t 3……x 6t 6.⑥以x t 为纵坐标、t 为横坐标,标出x t 与对应时间t 的坐标点,画出x t-t 图线. 结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有______和______.(填选项代号) A .电压合适的50 Hz 交流电源 B .电压可调的直流电源 C .刻度尺 D .秒表 E .天平 F .重锤(2)将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻线与0计数点对齐,0、1、2、5计数点所在位置如图K5-8所示,则x 2=______ cm ,x 5=_______ cm.图K5-8(3)该同学在图K5-9中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标点,请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点,并画出x t-t 图线.图K5-9(4)根据x t-t 图判断,在打0计数点时,小车的速度v 0=____m/s ;它在斜面上运动的加速度a =____m/s 2.【答案】(1)A C (2) 2.98(2.97~2.99均可) 13.20(13.19~13.21均可) (3)如图所示(4)0.18(0.16~0.20均可) 4.80(4.50~5.10均可)12.做匀速直线运动的小车,牵引一条通过 打点计时器的纸带,交流电源的频率是50 Hz ,由纸带上打出的某一点开始,每5个点剪下一段纸带,如图K5-10所示.每一小段纸带的一端与x 轴相重合,两边与y 轴平行,将纸带贴在坐标系中. (1)仔细研究图象,找出小车在相邻时间内位移存在的关系; (2)设Δt =0.1 s ,请画出该小车的v -t 图象; (3)根据图象求其加速度.图K5-10【答案】(1)相邻相等时间内的位移差相等 (2)如图所示 (3)0.800 m/s 2【解析】(1)由图中所标纸带每段位移的大小,可知在相邻相等时间内的位移差相等,可近似认为Δy =8 mm ;(2)把图中的x 轴作为时间轴,以纸带的宽度表示相等的时间间隔T =0. 1 s ,每段纸带最上端中点对应v 轴上的速度恰好表示每段时间的中间时刻的瞬时速度,即v n =y nT;因此可以用纸带的长度表示每小段时间中间时刻的瞬时速度,将纸带上端中间各点连接起来,可得到v -t 图象,如图所示.(3)利用图象求斜率或用Δy =aT 2均可以求得小车加速度a =0.800 m/s 2.13.一小球在桌面上做匀加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置,并将小球的位置编号,得到的照片如图K5-11所示.由于底片保管不当,其中位置4处被污损.若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1 s ,则利用该照片可求出:小球运动的加速度约为______m/s 2.位置4对应的速度为______m/s ,能求出4的具体位置吗?______.求解方法是:________________________________________________________________________(不要求计算,但要说明过程).图K5-11【答案】3.0×10-2(2.8×10-2~3.1×10-2均可) 9.0×10-2能 利用(x 6-x 4)-(x 4-x 2)=4aT 2可求出x 4的具体位置(其他合理方法均可)14.在“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)得到如图1-4-6所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )图1-4-6A .实验时应先放开纸带再接通电源B .(s 6-s 1)等于(s 2-s 1)的6倍C .从纸带可求出计数点B 对应的速率D .相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s【解析】 中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度,所以v B =s 2+s 32T,C 正确;s 6-s 1=5(s 2-s 1),所以B 错误;相邻计数点间的时间间隔是0.1 s ,D 错误;按照实验要求应该先接通电源再放开纸带,所以A 错误. 【答案】 C15.某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f =50 Hz ,在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图1-4-7所示,A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:s A =16.6 mm 、s B =126.5 mm 、s D =624.5 mm.图1-4-7若无法再做实验,可由以上信息推知:(1)相邻两计数点的时间间隔为____s ;(2)打C 点时物体的速度大小为____m/s(取2位有效数字);(3)物体的加速度大小为________(用s A 、s B 、s D 和f 表示).【答案】 (1)0.1 (2)2.5 (3)s D -3s B +2s A f 27516.在研究匀变速直线运动的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz.(1)某同学在实验过程中得到了在不同拉力下的A 、B 、C 、D 等几条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5…,图1-4-8甲是A 纸带上的一部分,图1-4-8乙、丙、丁三段纸带分别是从三条不同纸带上撕下的. ①在乙、丙、丁三段纸带中,属于纸带A 的是________. ②打纸带A 时,小车的加速度大小是________m/s 2.③打点计时器打纸带A 中的1号计数点时小车的速度为________m/s.甲 乙丙 丁 图1-4-8(2)该同学在打A 纸带时,不知道所使用的交流电源的实际频率已超过50 Hz ,那么,他计算出来的加速度值________真实值(填“大于”、“小于”或“等于”).【解析】 (1)根据做匀变速直线运动的物体在连续相等时间内的位移差为恒量这一特点,可确定属于纸带A 的是丙.由Δs =aT 2,代入数据解得a =3.11 m/s 2.v 1=+-22×0.1m/s =0.46 m/s.(2)由Δs =aT 2得a =Δs T2,当交流电源的频率变大时计算出来的加速度度值小于真实值.【答案】 (1)①丙 ②3.11 ③0.46 (2)小于17.利用图1-4-9所示的装置可以研究自由落体运动.实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落.打点计时器会在纸带上打出一系列的小点.图1-4-9(1)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有( )A.天平B.秒表C.米尺(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:____________________________.【答案】(1)C (2)打点计时器与纸带之间存在摩擦(其他合理答案同样对)18.如图1-4-10所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔T=0.1 s.图1-4-10(1)在图1-4-11所示的坐标系中作出小车的v-t图线.图1-4-11(2)将图线延长与纵轴相交,交点的速度大小是______ cm/s,此速度的物理意义是_________________________.【解析】 (1)应用v n =s n +s n +12T,求出各计数点B 、C 、D 、E 、F 对应的速度为v B =16.50 cm/s ,v C =21.40 cm/s ,v D =26.30 cm/s ,v E =31.35 cm/s ,v F =36.30 cm/s ,在v -t 坐标系中描点,连线如图所示.(2)由图中可以读出,图线与纵轴交点的速度大小为11.60 cm/s ,此速度表示A 点的瞬时速度. 【答案】 (1)见解析 (2)11.60 表示A 点的瞬时速度19.利用图1-4-12所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t .改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离x ,记下相应的t 值,所得数据如表所示.图1-4-12(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v 1、测量值x 和t 四个物理量之间所满足的关系式是________________; (2)根据表中给出的数据,在图1-4-13给出的坐标纸上画出xt-t 图线;图1-4-13(3)由所画出的x t-t 图线,得出滑块加速度的大小为a =________m/s 2(保留2位有效数字).(3)由图线知斜率绝对值为k =1.71-1.220.78-0.29=1.0,又从x t =-12at +v 1知,斜率的绝对值为12a ,故有12a =1.0,即a =2.0 m/s 2.【答案】 (1)x t =-12at +v 1或x =-12at 2+v 1t(2)见解析图 (3)2.0(1.8~2.2范围内均正确)。
第2讲 匀变速直线运动的规律一、匀变速直线运动的规律 1.匀变速直线运动沿一条直线且加速度不变的运动. 2.匀变速直线运动的基本规律 (1)速度公式:v =v 0+at . (2)位移公式:x =v 0t +12at 2.(3)位移速度关系式:v 2-v 02=2ax .自测1 某质点做直线运动,速度随时间的变化关系式为v =(2t +4) m/s ,则对这个质点运动情况的描述,说法正确的是( ) A.初速度为2 m/s B.加速度为4 m/s 2C.在3 s 末,瞬时速度为10 m/sD.前3 s 内,位移为30 m 答案 C解析 根据v =v 0+at ,比较v =(2t +4) m/s 得质点运动的加速度为2 m/s 2,初速度为4 m/s ,所以选项A 、B 错误;在3 s 末,质点的瞬时速度为v t =2×3 m/s +4 m/s =10 m/s ,所以选项C正确;前3 s 内,质点的位移x =v 2t -v 202a =102-422×2m =21 m ,选项D 错误.二、匀变速直线运动的推论 1.三个推论(1)连续相等的相邻时间间隔T 内的位移差相等. 即x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2.(2)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初、末时刻速度矢量和的一半,还等于中间时刻的瞬时速度. 平均速度公式:v =v 0+v2=2v t .(3)位移中点速度2x v =v 20+v 22.2.初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论(1)T 末、2T 末、3T 末、…、nT 末的瞬时速度之比为v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n . (2)T 内、2T 内、3T 内、…、nT 内的位移之比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2. (3)第1个T 内、第2个T 内、第3个T 内、…、第n 个T 内的位移之比为x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x N =1∶3∶5∶…∶(2n -1).(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n自测2 某质点从静止开始做匀加速直线运动,已知第3秒内通过的位移是x (单位:m),则质点运动的加速度为( ) A.3x2(m/s 2) B.2x3(m/s 2) C.2x5(m/s 2) D.5x2(m/s 2) 答案 C解析 由匀变速直线运动规律知第3秒内的平均速度等于t =2.5 s 时的瞬时速度,得a =x 2.5(m/s 2)=2x5(m/s 2),C 对. 三、自由落体运动和竖直上抛运动 1.自由落体运动(1)条件:物体只受重力,从静止开始下落. (2)基本规律 ①速度公式:v =gt . ②位移公式:x =12gt 2.③速度位移关系式:v 2=2gx . (3)伽利略对自由落体运动的研究①伽利略通过逻辑推理的方法推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的结论. ②伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理―→猜想与假设―→实验验证―→合理外推.这种方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来. 2.竖直上抛运动(1)运动特点:加速度为g ,上升阶段做匀减速运动,下降阶段做自由落体运动. (2)运动性质:匀变速直线运动. (3)基本规律①速度公式:v =v 0-gt ; ②位移公式:x =v 0t -12gt 2.自测3 教材P45第5题 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.如图1是小球自由下落时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04 s 闪光一次.如果通过这幅照片测量自由落体加速度,可以采用哪几种方法?试一试. 照片中的数字是小球落下的距离,单位是厘米.图1答案 见解析解析 方法一 根据公式x =12gt 2x =19.6 cm =0.196 m. t =5T =0.2 sg =2x t 2=0.196×24×10-2 m/s 2=9.8 m/s 2 方法二 x 5-x 3=2gT 2 x 4-x 2=2gT 2g =x 4+x 5-(x 3+x 2)4T 2=(19.6-7.1)-(7.1-0.8)4×(0.04)2×10-2 m/s 2≈9.69 m/s 2 方法三 根据v =gt 和v =v 0+v 2=xt =v tv 4T =v =(19.6-7.1)×10-22×0.04m/s =1.56 m/sg =v 4T t = 1.564×0.04m/s 2=9.75 m/s 2.命题点一 匀变速直线运动的基本规律及应用1.基本思路画过程示意图―→判断运动性质―→选取正方向―→选用公式列方程―→解方程并加以讨论2.方法与技巧除时间t 外,x 、v 0、v 、a 均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v 0的方向为正方向. 例1 (2018·河南许昌模拟)一个物体从静止开始,以加速度a 1做匀加速直线运动,经过时间t 改为做加速度大小为a 2的减速运动,又经过时间t 物体回到开始位置,求两个加速度大小之比a 1a 2.答案 1∶3解析 根据题意可知:物体在第一个时间t 内做匀加速直线运动,在第二个时间t 内先做匀减速运动到速度为零然后反向加速,取初始速度方向为正方向,画出物体运动过程示意图如图所示.针对两个运动阶段由位移公式有 x =12a 1t 2 -x =a 1t ·t +12(-a 2)t 2联立解得a 1a 2=13.拓展点 刹车类问题的处理技巧——逆向思维法的应用刹车类问题:指匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a 突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间.如果问题涉及最后阶段(到停止)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动.例2 随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显.分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍爱生命.某路段机动车限速为15 m/s ,一货车严重超载后的总质量为5.0×104 kg ,以15 m/s 的速度匀速行驶.发现红灯时司机刹车,货车立即做匀减速直线运动,加速度大小为5 m/s 2.已知货车正常装载后的刹车加速度大小为10 m/s 2. (1)求此货车在超载及正常装载情况下的刹车时间之比. (2)求此货车在超载及正常装载情况下的刹车距离分别是多大?(3)若此货车不仅超载而且以20 m/s 的速度超速行驶,则刹车距离又是多少?(设此情形下刹车加速度大小仍为5 m/s 2)答案 (1)2∶1 (2)22.5 m 11.25 m (3)40 m解析 (1)此货车在超载及正常装载情况下刹车时间之比t 1∶t 2=v 0a 1∶v 0a 2=2∶1.(2)超载时,刹车距离x 1=v 202a 1=1522×5 m =22.5 m正常装载时,刹车距离x 2=v 202a 2=1522×10m =11.25 m(3)货车超载并超速的情况下的刹车距离x 3=v 0′22a 1=2022×5m =40 m变式1 (多选)一物体以某一初速度在粗糙的水平面上做匀减速直线运动,最后静止下来.若物体在最初5 s 内通过的位移与最后5 s 内通过的位移之比为x 1∶x 2=11∶5,物体运动的加速度大小为a =1 m/s 2,则( ) A.物体运动的时间可能大于10 sB.物体在最初5 s 内通过的位移与最后5 s 内通过的位移之差为x 1-x 2=15 mC.物体运动的时间为8 sD.物体的初速度为10 m/s 答案 BC命题点二 匀变速直线运动的推论及应用方法与技巧类型1 平均速度公式的应用例3 质点由静止从A 点出发沿直线AB 运动,行程的第一阶段是加速度大小为a 1的匀加速运动,接着做加速度大小为a 2的匀减速运动,到达B 点时恰好速度减为零.若AB 间总长度为s ,则质点从A 到B 所用时间t 为( ) A.s (a 1+a 2)a 1a 2B.2s (a 1+a 2)a 1a 2 C.2s (a 1+a 2)a 1a 2D.a 1a 22s (a 1+a 2)答案 B解析 设第一阶段的末速度为v , 则由题意可知:v 22a 1+v 22a 2=s ,解得:v =2a 1a 2sa 1+a 2; 而s =0+v 2t 1+v +02t 2=v 2t ,由此解得:t =2(a 1+a 2)sa 1a 2,所以正确答案为B. 变式2 一个做匀变速直线运动的质点,初速度为0.5 m/s ,第9 s 内的位移比第5 s 内的位移多4 m ,则该质点的加速度、9 s 末的速度和质点在9 s 内通过的位移分别是( ) A.a =1 m/s 2,v 9=9 m/s ,x 9=40.5 m B.a =1 m/s 2,v 9=9 m/s ,x 9=45 m C.a =1 m/s 2,v 9=9.5 m/s ,x 9=45 m D.a =0.8 m/s 2,v 9=7.7 m/s ,x 9=36.9 m 答案 C解析 根据v =v t ,质点在8.5 s 时刻的速度比在4.5 s 时刻的速度大4 m/s ,所以加速度a=Δv Δt =4 m/s 4 s =1 m/s 2,v 9=v 0+at =9.5 m/s ,x 9=12(v 0+v 9)t =45 m ,选项C 正确. 类型2 逆向思维法和初速度为零的匀变速直线运动推论的应用例4 (多选)(2018·四川雅安模拟)如图2所示,一冰壶以速度v 垂直进入三个矩形区域做匀减速直线运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是( )图2A.v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1B.v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1C.t 1∶t 2∶t 3=1∶2∶ 3D.t 1∶t 2∶t 3=(3-2)∶(2-1)∶1 答案 BD解析 因为冰壶做匀减速直线运动,且末速度为零,故可以看做反向匀加速直线运动来研究.初速度为零的匀加速直线运动中通过连续三段相等位移的时间之比为1∶(2-1)∶(3-2),故所求时间之比为(3-2)∶(2-1)∶1,所以选项C 错误,D 正确;由v 2-v 02=2ax 可得初速度为零的匀加速直线运动中通过连续相等位移的速度之比为1∶2∶3,则所求的速度之比为3∶2∶1,故选项A 错误,B 正确.变式3 (多选)一物块以一定的初速度从光滑斜面底端a 点上滑,最高可滑至b 点,后又滑回至a 点,c 是ab 的中点,如图3所示,已知物块从a 上滑至b 所用时间为t ,下列分析正确的是( )图3A.物块从c 运动到b 所用的时间等于从b 运动到c 所用的时间B.物块上滑过程的加速度与下滑过程的加速度等大反向C.物块下滑时从b 运动至c 所用时间为22t D.物块上滑通过c 点时的速度大小等于整个上滑过程中平均速度的大小 答案 AC解析 由于斜面光滑,物块沿斜面向上与向下运动的加速度大小相同,a =g sin θ,故物块从c 运动到b 所用的时间等于从b 运动到c 所用的时间,选项A 正确,B 错误;物块由b 到a 的过程是初速度为零的匀加速直线运动,则可知t bc t =12,解得t bc =22t ,选项C 正确;由于c 是位移的中点,物块上滑过程中通过c 点的速度不等于整个上滑过程的平均速度,选项D 错误.命题点三 自由落体和竖直上抛运动1.两种运动的特性(1)自由落体运动为初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动. (2)竖直上抛运动的重要特性(如图4)图4①对称性a.时间对称:物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等,同理t AB =t BA .b.速度对称:物体上升过程经过A 点的速度与下降过程经过A 点的速度大小相等.②多解性:当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,造成多解,在解决问题时要注意这个特性. 2.竖直上抛运动的研究方法例5 (2018·湖北部分重点高中协作体联考)如图5所示是一种较精确测重力加速度g 值的方法:将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置,玻璃管足够长,小球竖直向上被弹出,在O 点与弹簧分离,上升到最高点后返回.在O 点正上方选取一点P ,利用仪器精确测得OP 间的距离为H ,从O 点出发至返回O 点的时间间隔为T 1,小球两次经过P 点的时间间隔为T 2,求:图5(1)重力加速度g ;(2)当O 点距离管底部的距离为L 0时,玻璃管的最小长度. 答案 (1)8H T 21-T 22 (2)L 0+T 21H T 21-T 22解析 (1)小球从O 点上升到最大高度过程中 h 1=12g (T 12)2小球从P 点上升到最大高度过程中 h 2=12g (T 22)2依据题意得h 1-h 2=H , 联立解得g =8HT 21-T 22.(2)真空管的最小长度L =L 0+h 1, 故L =L 0+T 21HT 21-T 22.拓展点 双向可逆类问题——类竖直上抛运动如果沿光滑斜面上滑的小球,到最高点仍能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大小、方向均不变,故求解时可对全过程列式,但必须注意x 、v 、a 等矢量的正负号及物理意义. 例6 (多选)一物体以5 m/s 的初速度在光滑斜面上向上运动,其加速度大小为2 m/s 2,设斜面足够长,经过t 时间物体位移的大小为4 m ,则时间t 可能为( ) A.1 s B.3 s C.4 s D.5+412s答案 ACD解析 当物体的位移为4 m 时,根据x =v 0t +12at 2得4=5t -12×2t 2解得t 1=1 s ,t 2=4 s当物体的位移为-4 m 时,根据x =v 0t +12at 2得-4=5t -12×2t 2解得t 3=5+412 s ,故A 、C 、D 正确,B 错误.命题点四 多运动过程问题1.基本思路如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带.可按下列步骤解题:(1)画:分清各阶段运动过程,画出草图; (2)列:列出各运动阶段的运动方程;(3)找:找出交接处的速度与各段间的位移-时间关系; (4)解:联立求解,算出结果.2.解题关键多运动过程的转折点的速度是联系两个运动过程的纽带,因此,转折点速度的求解往往是解题的关键.例7 甲、乙两个质点都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变.在第一段时间间隔内,两个质点的加速度大小不变,乙的加速度大小是甲的3倍;在接下来的相同时间间隔内,甲的加速度大小增加为原来的3倍,乙的加速度大小减小为原来的13.求甲、乙两质点各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比. 答案 3∶5解析 在第一段时间间隔内,设甲的加速度为a ,则乙的加速度为3a , 此过程中甲的位移x 甲1=12at 2,末速度v 甲=at ,乙的位移x 乙1=12×3at 2,末速度v 乙=3at .在第二段时间间隔内,甲的加速度为3a ,乙的加速度为a , 此过程中甲的位移x 甲2=at ·t +12×3at 2=52at 2;乙的位移x 乙2=3at ·t +12at 2=72at 2,甲、乙两质点各自在这两段时间间隔内走过的总路程分别为x 甲=x 甲1+x甲2=3at 2,x 乙=x乙1+x 乙2=5at 2,则总路程之比x 甲x 乙=3at 25at 2=35.变式4 航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器.航天飞机降落在平直跑道上,其减速过程可简化为两个匀减速直线运动阶段.航天飞机以水平速度v 0着陆后立即打开减速阻力伞(如图6),加速度大小为a 1,运动一段时间后速度减为v ;随后在无减速阻力伞情况下匀减速运动直至停下.已知两个匀减速滑行过程的总时间为t ,求:图6(1)第二个匀减速运动阶段航天飞机减速的加速度大小a 2; (2)航天飞机着陆后滑行的总路程x . 答案 (1)a 1v a 1t -v 0+v(2)v a 1t -vv 0+v 202a 1解析 (1)第一个匀减速阶段运动的时间t 1=v -v 0-a 1=v 0-va 1,第二个匀减速阶段运动的时间t 2=t -t 1, 得t 2=t -v 0-va 1,由0=v -a 2t 2, 得a 2=a 1va 1t -v 0+v.(2)第一个匀减速阶段的位移大小:x 1=v 2-v 20-2a 1=v 20-v 22a 1,第二个匀减速阶段的位移大小x 2=0-v 2-2a 2=v 22a 2,得x 2=v (a 1t -v 0+v )2a 1,所以航天飞机着陆后滑行的总路程x =x 1+x 2=v a 1t -vv 0+v 202a 1.1.假设某无人机靶机以300 m /s 的速度匀速向某个目标飞来,在无人机离目标尚有一段距离时从地面发射导弹,导弹以80 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,以1 200 m/s 的速度在目标位置击中该无人机,则导弹发射后击中无人机所需的时间为( ) A.3.75 s B.15 s C.30 s D.45 s 答案 B解析 导弹由静止做匀加速直线运动,即v 0=0,a =80 m/s 2 ,据公式v =v 0+at ,有t =va =1 20080s =15 s ,即导弹发射后经15 s 击中无人机,选项B 正确. 2.(多选)做匀减速直线运动的质点,它的加速度大小为a ,初速度大小为v 0,经过时间t 速度减小到零,则它在这段时间内的位移大小可用下列哪些式子表示( ) A.v 0t -12at 2 B.v 0t C.v 0t 2 D.12at 2答案 ACD3.(2018·广东湛江模拟)如图1所示,一骑行者所骑自行车前后轮轴的距离为L ,在水平道路上匀速运动,当看到道路前方有一条减速带时,立刻刹车使自行车做匀减速直线运动,自行车垂直经过该减速带时,对前、后轮造成的两次颠簸的时间间隔为t .利用以上数据,可以求出前、后轮经过减速带这段时间内自行车的( )图1A.初速度B.末速度C.平均速度D.加速度答案 C4.(2018·黑龙江哈尔滨质检)关于自由落体运动(g =10 m/s 2),下列说法中不正确的是( ) A.它是竖直向下,v 0=0、a =g 的匀加速直线运动 B.在开始连续的三个1 s 内通过的位移之比是1∶3∶5 C.在开始连续的三个1 s 末的速度大小之比是1∶2∶3D.从开始运动到距下落点5 m 、10 m 、15 m 所经历的时间之比为1∶2∶3 答案 D5.一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动.开始刹车后的第1 s 内和第2 s 内位移大小依次为9 m 和7 m.则刹车后6 s 内的位移是( ) A.20 m B.24 m C.25 m D.75 m 答案 C解析 由Δx =9 m -7 m =2 m 可知,汽车在第3 s 、第4 s 、第5 s 内的位移分别为5 m 、3 m 、1 m ,汽车在第5 s 末的速度为零,故刹车后6 s 内的位移等于前5 s 内的位移,大小为9 m +7 m +5 m +3 m +1 m =25 m ,故C 正确.6.(2018·河南信阳调研)在一平直路段检测某品牌汽车的运动性能时,以路段的起点作为x 轴的原点,通过传感器发现汽车刹车后的坐标x 与时间t 的关系满足x =30t -5t 2(m),下列说法正确的是( )A.汽车刹车过程的初速度大小为30 m/s ,加速度大小为10 m/s 2B.汽车刹车过程的初速度大小为30 m/s ,加速度大小为5 m/s 2C.汽车刹车过程的初速度大小为60 m/s ,加速度大小为5 m/s 2D.汽车刹车过程的初速度大小为60 m/s ,加速度大小为2.5 m/s 2 答案 A解析 根据汽车刹车后的坐标x 与时间t 的关系x =30t -5t 2(m),对比匀变速直线运动的规律x =v 0t +12at 2,可知汽车刹车过程的初速度大小为30 m/s ,加速度大小为10 m/s 2,故选A.7.一物体做初速度为零的匀加速直线运动,将其运动时间顺次分成1∶2∶3的三段,则每段时间内的位移之比为( ) A.1∶3∶5 B.1∶4∶9 C.1∶8∶27 D.1∶16∶81答案 C8.(多选)给滑块一初速度v 0使它沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为g2,当滑块速度大小减为v 02时,所用时间可能是( )A.v 02gB.v 0gC.3v 0gD.3v 02g 答案 BC解析 当滑块速度大小减为v 02时,其方向可能与初速度方向相同,也可能与初速度方向相反,因此要考虑两种情况,即v =v 02或v =-v 02,代入公式t =v -v 0a 得t =v 0g 或t =3v 0g ,故B 、C 正确.9.一物体以初速度v 0做匀减速直线运动,第1 s 内通过的位移为x 1=3 m ,第2 s 内通过的位移为x 2=2 m ,又经过位移x 3物体的速度减小为0,则下列说法错误的是( ) A.初速度v 0的大小为2.5 m/s B.加速度a 的大小为1 m/s 2C.位移x 3的大小为1.125 mD.位移x 3内的平均速度大小为0.75 m/s 答案 A解析 由Δx =aT 2可得加速度大小a =1 m/s 2;第1 s 末的速度v 1=x 1+x 22T =2.5 m/s ;物体的速度由2.5 m/s 减速到0所需时间t =Δv -a =2.5 s ,则经过位移x 3的时间t ′为1.5 s ,且x 3=12at ′2=1.125 m ;位移x 3内的平均速度v =x 3t ′=0.75 m/s.故选A.10.(2018·甘肃天水质检)如图2所示,木杆长5 m ,上端固定在某一点,由静止放开后让它自由落下(不计空气阻力),木杆通过悬点正下方20 m 处圆筒AB ,圆筒AB 长为5 m ,取g =10 m/s 2,求:图2(1)木杆经过圆筒的上端A所用的时间t1是多少?(2)木杆通过圆筒AB所用的时间t2是多少?答案(1)(2-3) s(2)(5-3) s解析(1)木杆由静止开始做自由落体运动,木杆的下端到达圆筒上端A用时t下A=2h下Ag=2×1510s= 3 s木杆的上端到达圆筒上端A用时t上A=2h上Ag=2×2010s=2 s则木杆通过圆筒上端A所用的时间t1=t上A-t下A=(2-3) s(2)木杆的上端到达圆筒下端B用时t上B=2h上Bg=2×2510s= 5 s则木杆通过圆筒所用的时间t2=t上B-t下A=(5-3) s11.如图3所示为某型号货车紧急制动时(假设做匀减速直线运动)的v2-x图象(v为货车的速度,x为制动距离),其中图线1为满载时符合安全要求的制动图象,图线2为严重超载时的制动图象.某路段限速72 km/h,是根据该型号货车满载时安全制动时间和制动距离确定的,现有一辆该型号的货车严重超载并以54 km/h的速度行驶.通过计算求解:图3(1)驾驶员紧急制动时,该型号严重超载并以54 km/h的速度行驶的货车制动时间和制动距离是否符合安全要求;(2)若驾驶员从发现险情到采取紧急制动措施的反应时间为1 s,则该型号货车满载时以72 km/h 速度正常行驶的跟车距离至少应为多远.答案见解析解析(1)根据速度位移公式v2-v02=2ax,有v2=2ax+v02,则图线斜率的一半表示加速度. 根据题中图象得到:满载时,加速度大小为a1=5 m/s2,严重超载时加速度大小为a2=2.5 m/s2;设该型号货车满载时以v=72 km/h=20 m/s的速度减速,制动距离x 1=v 22a 1=4002×5 m =40 m ,制动时间为t 1=v a 1=205s =4 s ;设该型号货车严重超载时以v ′=54 km/h =15 m/s 的速度减速, 制动距离x 2=v ′22a 2=1522×2.5 m =45 m >x 1,制动时间为t 2=v ′a 2=152.5s =6 s >t 1;所以驾驶员紧急制动时,该型号严重超载的货车制动时间和制动距离均不符合安全要求. (2)该型号货车在反应时间内做匀速直线运动x 3=v t 3=20×1 m =20 m , 跟车距离最小值x =v 22a 1+x 3=40 m +20 m =60 m.。
2019年高考物理一轮复习精品资料:专题1.2匀变速直线运动的规律(教学案)1. 匀变速直线运动及其公式应用是高考热点,几乎是每年必考,全国卷多数情况下以计算题形式出现,应高度重视.2. 通常结合生活实例,通过实例的分析,结合情景、过程、建立运动模型,再应用相应规律处理实际问题.本考点内容命题形式倾向于应用型、综合型和能力型、易与生产生活、军事科技、工农业生产等紧密联系,还可以以力、电综合题形式出现,主要题型为选择题、解答题,其中解答题多为中等难度。
一、匀变速直线运动规律及应用 1.基本规律(1)速度公式:v =v 0+at . (2)位移公式:x =v 0t +12at 2.(3)位移速度关系式:v 2-v 20=2ax .这三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.均为矢量式,应用时应规定正方向. 2.两个重要推论(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半,即:v =2v t =v 0+v 2.(2)任意两个连续相等的时间间隔T 内的位移之差为一恒量,即:Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2.3.v 0=0的四个重要推论(1)1T 末、2T 末、3T 末、……瞬时速度的比为:v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .(2)1T 内、2T 内、3T 内……位移的比为:x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内……位移的比为:x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1).(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1). 【方法技巧】记住两个推论,活用一种思维 1.两个重要推论公式 (1)v t =2v t =v 0+v t2(2)Δx =aT 22.用逆向思维法解决刹车问题(1)逆向思维法:匀减速到速度为零的直线运动一般看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动.(2)对于刹车类问题,实质是汽车在单方向上的匀减速直线运动问题.速度减为零后,加速度消失,汽车停止不动,不再返回,若初速度为v 0,加速度为a ,汽车运动时间满足t ≤v 0a,发生的位移满足x ≤v 202a.二、常用的几种物理思想方法 1.一般公式法一般公式指速度公式v =v 0+at ,位移公式x =v 0t +12at 2及推论式2ax =v 2-v 20,它们均是矢量式,使用时要注意方向性,一般以v 0方向为正方向,已知量与正方向相同者取正,与正方向相反者取负.未知量按正值代入,其方向由计算结果决定.2.平均速度法定义式v =x t 对任何性质的运动都适用,而v =12(v 0+v )只适用于匀变速直线运动.3.中间时刻速度法。
备考2019年高考物理一轮专题:第2讲匀变速直线运动的规律一、单1.下列有关匀变速直线运动的认识,其中正确的是()A、物体在一条直线上运动,若在相等的时间内通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动B、加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动C、匀变速直线运动是速度变化量为零的运动D、匀变速直线运动的加速度是一个恒量+2.有两个做匀变速直线运动的质点,下列说法中正确的是()A、经过相同的时间,速度大的质点加速度必定大B、若初速度相同,速度变化大的质点加速度必定大C、若加速度相同,初速度大的质点的末速度一定大D、相同时间里,加速度大的质点速度变化必定大+3.做匀变速直线运动的物体位移随时间的变化规律为x=24t-1.5t2(m),根据这一关系式可以知道,物体速度为零的时刻是( )A、1.5 sB、8 sC、16 sD、24 s+4.有一长为L的列车,正以恒定的加速度过铁路桥,桥长为2L,现已知列车车头过桥头的速度为v1,车头过桥尾时的速度为v2,那么,车尾过桥尾时的速度为()D、A、3v1﹣v2B、3v2﹣v1C、+5.做匀加速沿直线运动的质点在第一个3s内的平均速度比它在第一个5s内的平均速度小3m/s,则质点的加速度大小为()A、1m/s2B、2m/s2C、3m/s2D、4m/s2+6.一个由静止开始做匀加速直线运动的物体,从开始运动起连续发生3段位移,在这3段位移中所用的时间分别是1 s,2 s,3s,这3段位移的大小之比和这3段位移上的平均速度之比分别为( )A、1∶22∶32;1∶2∶3B、1∶23∶33;1∶22∶32C、1∶2∶3;1∶1∶1D、1∶3∶5; 1∶2∶3+7.如图所示,物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,途径A、B、C三点,其中A、B之间的距离,B、C之间的距离。
若物体通过这两段位移的时间相等,则O、A之间的距离等于()A、B、C、D、+8.一质点从静止开始由A点先做匀加速直线运动到B点,然后从B点做匀减速直线运动到C点时速度刚好为零.已知t AB=2t BC,那么在AB段和BC段( )A、加速度大小之比为2∶1B、位移大小之比为1∶2C、平均速度大小之比为2∶1D、平均速度大小之比为1∶1+9.对于公式v=v0+at,下列说法正确的是()A、适用于任何变速运动B、只适用于匀加速直线运动C、适用于任何匀变速直线运动D、v0和v只能是正值,不可能为负值+10.在平直公路上,汽车以20m/s 的速度做匀速直线运动,从某时刻开始刹车,在 阻力作用下,汽车以4m/s 2的加速度做匀减速直线运动,则刹车后10s 内汽车 的位移大小为( )A 、100mB 、75 mC 、56.25 mD 、50m +11.物体自O 点由静止开始做匀加速直线运动,A 、B 、C 、D 为其运动轨迹上的四 点,测得AB =3 m ,BC =4 m ,CD =5m.且物体通过AB 、BC 、CD 所用时间相等,则O 、A 之间的距离为( )A 、1 mB 、 mC 、 mD 、2m +12.假设某汽车刹车后立即做匀减速运动,在其开始刹车直至停止过程中,第一秒和最后一秒内的位移分别为,则() 和A 、汽车匀减速运动过程中的平均速度为B 、汽车匀减速的加速度大小为C 、汽车开始匀减速时的速度大小为 内运动的距离为D 、汽车从开始减速+13.关于匀变速直线运动的速度与时间关系式v =+at ,以下的理解正确的是()①是时间间隔t 开始时的速度,v 是时间间隔t 结束时的速度,它们均是瞬时速 度②v 一定大于③at 是在时间间隔t 内速度的变化量④a 与匀变速直线运动的v-t 图象的倾斜程度无关A 、①②B 、③④C 、①③D 、②④+14.飞机着陆后以6 m/s2的加速度做匀减速直线运动,若其着陆时的速度为60m/s,求它着陆后12 s末的速度( )A、0B、12 m/sC、-12 m/sD、132 m/s+二、多15.a、b两个物体从同一地点同时出发,沿同一方向做匀变速直线运动,若初速度不同而加速度相同,则在运动过程中()A、a、b的速度之差保持不变B、a、b的速度之差与时间成正比C、a、b的速度之和与时间成正比D、a、b的速度之和与时间成线性关系+三、计算题16.一列火车以0.25m/s2的加速度由静止开始运动,经过1min的时间,这时火车的速度为多大,走过的位移是多少?+17.一辆汽车以v1=6m/s的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行s1=3.6m,如果以v2=8m/s的速度行驶,在同样路面上急刹车后滑行的距离s2应为多少?+。
专题1.2 匀变速直线运动的规律1.某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经2 s 听到石头落底声。
由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g 取10 m/s 2)( )A .10 mB .20 mC .30 mD .40 m 答案 B解析 石头在井中的下落过程可看成自由落体运动,由h =12gt 2可得,当t =2 s 时h =20m ,B 正确。
2.若飞机着陆后以6 m/s 2的加速度做匀减速直线运动,若其着陆速度为60 m/s ,则它着陆后12 s 内滑行的距离是( )A .288 mB .300 mC .150 mD .144 m 答案 B3.一辆汽车在平直公路上做刹车实验,0时刻起运动过程的位移与速度的关系式为x =(10-0.1 v 2) m ,下列分析正确的是( )A .上述过程的加速度大小为10 m/s 2B .刹车过程持续的时间为5 sC .0时刻的初速度为10 m/sD .刹车过程的位移为5 m 答案 C解析 由v 2-v 20=2ax 可得x =12a v 2-12a v 20,对照x =(10-0.1v 2) m ,-0.1=12a ,10=-12av 20,可知a =-5 m/s 2,v 0=10 m/s ,A 错误,C 正确;由v 0+at =0可得刹车过程持续的时间为t =2 s ,由v 20=-2ax 可得刹车过程的位移为x =10 m ,B 、D 错误。
4.一个从静止开始做匀加速直线运动的物体,从开始运动起,连续通过三段位移的时间分别是1 s 、2 s 、3 s ,这三段位移的长度之比和这三段位移上的平均速度之比分别是( )A .1∶22∶32,1∶2∶3 B .1∶23∶33,1∶22∶32C .1∶2∶3,1∶1∶1D .1∶3∶5,1∶2∶3答案 B解析 物体从静止开始做匀加速直线运动,相等时间通过位移的比是1∶3∶5∶…∶(2n -1),2 s 通过的位移可看成第2 s 与第3 s 的位移之和,3 s 通过的位移可看成第4 s 、第5 s 与第6 s 的位移之和,因此这三段位移的长度之比为1∶8∶27,这三段位移上的平均速度之比为1∶4∶9,故选B 。
专题1.2 匀变速直线运动的规律及应用考点精讲一、匀变速直线运动的基本规律 1.速度与时间的关系式:v =v 0+at . 2.位移与时间的关系式:x =v 0t +12at 2.3.位移与速度的关系式:v 2-v 20=2ax . 二、匀变速直线运动的推论 1.平均速度公式:v =v t 2=v 0+v t2.2.位移差公式:Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2. 可以推广到x m -x n =(m -n )aT 2. 3.初速度为零的匀加速直线运动比例式 (1)1T 末,2T 末,3T 末……瞬时速度之比为:v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n .(2)1T 内,2T 内,3T 内……位移之比为:x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内,第二个T 内,第三个T 内……位移之比为:x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1).(4)通过连续相等的位移所用时间之比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n三、匀变速直线运动规律的应用1.运动公式中符号的规定:一般规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值.若v 0=0,一般以a 的方向为正方向.2.多过程问题:如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是连接各段的纽带,应注意分析各段的运动性质.3.两类特殊的匀减速直线运动(1)刹车类问题:指匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a 突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间.如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动.(2)双向可逆类:如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大小、方向均不变,故求解时可对全过程列式,但必须注意x 、v 、a 等矢量的正、负号及物理意义.四、 直线运动的x t 图象21.物理意义反映了做直线运动的物体位移随时间变化的规律. 2.两种特殊的x t 图象(1)若x t 图象是一条倾斜的直线,说明物体做匀速直线运动. (2)若x t 图象是一条平行于时间轴的直线,说明物体处于静止状态. 3.x t 图象中的“点”“线”“斜率”“截距”的意义五、 直线运动的v t 图象 1.图象的意义反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律. 2.两种特殊的v t 图象(1)若v t 图象是与横轴平行的直线,说明物体做匀速直线运动. (2)若v t 图象是一条倾斜的直线,说明物体做匀变速直线运动. 3.v t 图象中的“点”“线”“斜率”“截距”“面积”的意义3考点精练题组1 匀变速直线运动的规律1.质点做直线运动的位移x 与时间t 的关系为x =5t +t 2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )A .第1 s 内的位移是5 mB .前2 s 内的平均速度是6 m/sC .任意相邻的1 s 内位移差都是1 mD .任意1 s 内的速度增量都是2 m/s 【答案】D.2.(多选)某物体以30 m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g 取10 m/s 2.5 s 内物体的( ) A .路程为65 mB .位移大小为25 m ,方向向上C .速度改变量的大小为10 m/sD .平均速度大小为13 m/s ,方向向上 【答案】AB【解析】选AB.法一:分阶段法物体上升的时间t 上=v 0g =3010 s =3 s ,物体上升的最大高度h 1=v 202g =3022×10m =45 m .物体从最高点自由下落2 s 的高度h 2=12gt 2下=12×10×22m =20 m .运动过程如图所示,则总路程为65 m ,A 正确.5 s 末物体离抛出点的高度为25 m ,即位移的大小为25 m ,方向竖直向上,B 正确.5 s 末物体的速度v =gt 下=10×2 m/s =20 m/s ,方向竖直向下,取竖直向上为正方向,则速度改变量Δv =(-v )-v 0=(-20 m/s)-30 m/s =-50 m/s ,即速度改变量的大小为50 m/s ,方向向下,C 错误.平均速度v -=h 1-h 2t =255 m/s =5 m/s ,方向向上,D 错误.4法二:全过程法3.一辆匀加速行驶的汽车,经过路旁的两根电线杆共用5 s 时间,汽车的加速度为2 m/s 2,它经过第二根电线杆时的速度是15 m/s ,则汽车经过第一根电线杆的速度为 ( ) A .2 m/s B .10 m/s C .2.5 m/s D .5 m/s【答案】D【解析】由v t =v 0+at 知,v 0=v t -at =15 m/s -2×5 m/s=5 m/s ,D 正确。
2019年高考物理人教版一轮复习精编高效演练测试:1.2匀变速直线运动规律B点时接着做匀速直线运动到C点,整个过程汽车运动的总时间为t,总路程为s,B是AC的中点,则这辆汽车匀速运动的速度大小为( )A. B. C. D.【解析】选A。
设汽车从A运动到B所用时间为t1,从B运动到C所用时间为t2,汽车匀速运动的速度大小为v,则t1+t2=t,求得=vt1=vt2,t1=2t2=t,解得v=,故A正确,B、C、D错误。
4.(多选)如图所示,倾角为θ的斜面上有A、B、C三点,现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球,三个小球均落在斜面上的D点,今测得AB=BC=CD,不计空气阻力,由此可以判断( )A.从A、B、C处抛出的三个小球运动时间之比为∶∶1B.从A、B、C处抛出的三个小球落在斜面上时速度与斜面的夹角相同C.从A、B、C处抛出的三个小球的初速度大小之比为3∶2∶1D.从A、B、C处抛出的三个小球距斜面最远时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为∶∶1【解析】选A、B。
三球下降的高度之比为3∶2∶1,根据t=知,A、B、C处的三个小球运动时间之比为∶∶1,故A正确。
因为平抛运动某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,三个小球落在斜面上,位移方向相同,则速度方向相同,故B正确。
三个小球的水平位移之比为3∶2∶1,根据x=v0t知,初速度之比为∶∶1,故C错误。
从A、B、C处抛出的三个小球距斜面最远时速度方向和斜面平行,速度方向与水平方向夹角等于斜面的倾角,所以速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1∶1∶1,故D错误。
5.小钢球从某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到的照片如图所示。
已知连续两次曝光的时间间隔,为求出小球经过B点的速度,需测量( )A.照片中AC的距离B.照片中球的直径及AC的距离C.小钢球的实际直径、照片中AC的距离D.小钢球的实际直径、照片中球的直径及AC的距离【解析】选D。
第一章 第二节 匀变速直线运动的规律 [能力提升课][限时45分钟;满分100分]一、选择题(每小题7分,满分70分)1.(2019.山东模拟)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍,该质点的加速度为导学号:82210035A.s t 2B.3s 2t 2C.4s t 2D.8s t2 解析 动能变为原来的9倍,则物体的速度变为原来的3倍,即v =3v 0,由s =12(v 0+v )t 和a =v -v 0t 得a =st2,故A 对。
答案 A2.导学号:82210036(多选)在地震救援行动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,则运动了8 s ,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经4 s 停止。
则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是A .加速、减速中的加速度大小之比为a 1∶a 2等于2∶1B .加速、减速中的平均速度大小之比v 1∶v 2等于1∶1C .加速、减速中的位移大小之比x 1∶x 2等于2∶1D .加速、减速中的加速度大小之比a 1∶a 2不等于1∶2解析 汽车由静止运动8 s ,又经4 s 停止,加速阶段的末速度与减速阶段的初速度相等,由v t =at ,知a 1t 1=a 2t 2,a 1a 2=12,A 错、D 错,又由v 2t =2ax 知a 1x 1=a 2x 2,x 1x 2=a 2a 1=21,C 对,由v =v t2知,v 1∶v 2=1∶1,B 对。
答案 BC3.(多选)一物体自距地面高H 处自由下落,经时间t 落地,此时速度为v ,则导学号:82210037A.t 2时物体距地面高度为H 2B.t 2时物体距地面高度为3H 4 C .物体下落H2时速度为v 2D .物体下落H2时速度为2v 2解析 由于物体自由下落, 所以v 0=0,H =12gt 2所以h ′=12g (t 2)2=H 4,距地面高度为34H ,选项B 正确。
名师预测1.汽车进行刹车试验,若速率从8 m/s 匀减速至零,需用时间1 s ,按规定速度为8 m/s 的汽车刹车后拖行路程不得超过5.9 m ,那么上述刹车试验的拖行路程是否符合规定( ) A.拖行路程为8 m ,符合规定 B.拖行路程为8 m ,不符合规定 C.拖行路程为4 m ,符合规定 D.拖行路程为4 m ,不符合规定2.A 、B 两小球从不同高度自由下落,同时落地,A 球下落的时间为t ,B 球下落的时间为t/2,当B 球开始下落的瞬间,A 、B 两球的高度差为( ) A.gt 2B.23gt 8C.23gt 4D.21gt 43.一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面,把它在空中运动的时间分为相等的三段,如果它在第一段时间内的位移是1.2 m ,那么它在第三段时间内的位移是( ) A.1.2 mB.3.6 mC.6.0 mD.10.8 m3.【解析】选C.做初速度为零的匀加速直线运动的物体,从静止开始在相等时间内位移之比为1∶3∶5∶7∶…∶(2n -1),由此可知x 1∶x 2∶x 3=1∶3∶5,即:x 1∶x 3=1∶5=1.2∶x 3,解得x 3=6.0 m ,故C 正确. 4.质点做直线运动的位移x 与时间t 的关系为x=5t+t 2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( ) A.第1 s 内的位移是5 m B.前2 s 内的平均速度是6 m/s C.任意相邻的1 s 内位移差都是1 m D.任意1 s 内的速度增量都是2 m/s大小,选项D 正确.5.从水平地面竖直向上抛出一物体,物体在空中运动,到最后又落回地面.在不计空气阻力的条件下,以下判断正确的是( )A.物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度相同B.物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度方向相反C.物体上升过程经历的时间等于物体下落过程经历的时间D.物体上升过程经历的时间小于物体下落过程经历的时间6.汽车以20 m/s的速度做匀速运动,某时刻关闭发动机而做匀减速运动,加速度大小为5 m/s2,则它关闭发动机后通过37.5 m所需时间为( )A.3 sB.4 sC.5 sD.6 s7.一个物体在做初速度为零的匀加速直线运动,已知它在第一个Δt时间内的位移为x,若Δt未知,则可求出( )A.第一个Δt时间内的平均速度B.第n个Δt时间内的位移C.物体的加速度D.nΔt时间的位移8.一个小球从斜面上的A点由静止开始做匀加速直线运动,经过3 s后到斜面底端B点,并开始在水平地面做匀减速直线运动,又经过9 s停止于C点,如图所示,设小球经过B点时速度大小不变,则小球在斜面上运动的距离与在水平面上运动的距离之比是( )9.环球国际军情中心2019年8月28日消息:8月26日,歼—20战斗机在成都某机场再次进行试飞,在空中的歼—20姿态优美,做出各种机动动作.假设歼—20战斗机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v 所需时间t ,飞行一段时间后返回飞机场,以速度v 做匀减速直线运动,经过时间t 恰好停下,则( )图K 2-1A .起飞前的运动距离为vtB .起飞前的运动距离为vt2C .匀减速直线运动的位移是2vtD .起飞前的匀加速直线运动和返回后的匀减速直线运动的位移大小相等10.在平直公路上以72 km/h 的速度行驶的汽车,遇紧急情况刹车,刹车的加速度大小为5 m/s 2,该汽车在6 s 内的刹车距离为( )A .30 mB .40 mC .50 mD .60 m10.B 【解析】v 0=72 km/h =20 m/s ,设刹车时间为t ,则at =v 0,解得t =v 0a =4 s ,故刹车距离x =v 02t =40m.11.给滑块一初速度v 0,使它沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为g 2,当滑块速度大小变为v 02时,所用时间可能是( ) A.v 02g B.v 0g C.3v 0g D.3v 02g11.BC 【解析】当滑块速度大小变为v 02时,其方向可能与初速度方向相同,也可能与初速度方向相反,因此要考虑两种情况,即v =v 02或v =-v 02,代入公式t =v -v 0a 得,t =v 0g 或t =3v 0g,故选项B 、C 正确.12.如图K2-2所示,传送带保持v =1 m/s 的速度顺时针转动.现将一质量m =0.5 kg 的物体轻轻地放在传送带的左端a 点上,则物体从a 点运动到右端b 点所经历的时间为(设物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,a 、b 间的距离L =2.5 m ,g 取10 m/s 2)( )图K2-2A. 5 s B .(6-1) s C .3 s D .2.5 s13.有一列火车正在做匀加速直线运动.从某时刻开始计时,第1分钟内,发现火车前进了180 m ;第6分钟内,发现火车前进了360 m .则火车的加速度为( ) A .0.01 m/s 2B .0.05 m/s 2C .36 m/s 2D .180 m/s 214.如图K2-3所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一子弹以水平速度v 0射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次射入每个木块时的速度v 1、v 2、v 3之比和穿过每个木块所用的时间t 1、t 2、t 3之比分别为( )图K2-3A .v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1B .v 1∶v 2∶v 3=5∶3∶1C .t 1∶t 2∶t 3=1∶2∶ 3D .t 1∶t 2∶t 3=(3-2)∶(2-1)∶114.D 【解析】用“逆向思维”法解答.由题意,若倒过来分析,子弹向左做匀加速直线运动,初速度为零,15.汽车遇情况紧急刹车,经1.5 s 停止,刹车距离为9 m .若汽车刹车后做匀减速直线运动,则汽车停止前最后1 s 的位移是( )A .4.5 mB .4 mC .3 mD .2 m15.B 【解析】由x =12at 2,解得a =8 m/s 2,最后1 s 的位移为x 1=12×8×12m =4 m ,选项B 正确.16.如图K2-4所示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动,依次经a 、b 、c 、d 到达最高点e.已知ab =bd =6 m ,bc =1 m ,小球从a 到c 和从c 到d 所用的时间都是2 s ,设小球经b 、c 时的速度分别为v b 、v c ,则( )图K2-4 A .v b =10m/sB.v c=3 m/sC.de=3 mD.从d到e所用时间为4 s17.物体沿一直线运动,在t时间内通过的位移是x,它在中间位置处的速度为v1,在中间时刻的速度为v2,则v1和v2的关系为( )A.当物体做匀加速直线运动时,v1>v2B.当物体做匀减速直线运动时,v1>v2C.当物体做匀速直线运动时,v1=v2D.当物体做匀减速直线运动时,v1<v218.在一段限速为50 km/h的平直道路上,一辆汽车遇到紧急情况刹车,刹车后车轮在路面上滑动并留下9.0 m 长的笔直的刹车痕.从监控录像中得知该车从刹车到停止的时间为1.5 s.请你根据上述数据计算该车刹车前的速度,并判断该车有没有超速行驶.19.如图K2-5所示,一平板车以某一速度v0匀速行驶,某时刻一货箱(可视为质点)无初速度地放置于平板车上,货箱离车后端的距离为l=3 m,货箱放入车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程可视为做a=4 m/s2的匀减速直线运动.已知货箱与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10 m/s2.为使货箱不从平板车上掉下来,平板车匀速行驶的速度v0应满足什么条件?图K2-5联立得:v0≤2(a+μg)l代入数据:v0≤6 m/s.20. 2019年8月6日,我南海舰队蛟龙突击队演练直升机低空跳伞,当直升机悬停在离地面224 m高处时,伞兵离开直升机做自由落体运动.运动一段时间后,打开降落伞,展伞后伞兵以12.5 m/s2的加速度匀减速下降.为了伞兵的安全,要求伞兵落地速度最大不得超过5 m/s(取g=10 m/s2),求:(1)伞兵展伞时,离地面的高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?(2)伞兵在空中的最短时间为多少?21.物体以一定的初速度冲上固定的光滑的斜面,到达斜面最高点C时速度恰为零,如图所示,已知物体第一次运动到斜面长度3/4处的B点时,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间.21.【解析】解法一:逆向思维法22.王兵同学利用索尼HKl数码相机连拍功能(查阅资料得知此相机每秒连拍10张),记录下跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在10 m跳台跳水的全过程.所拍摄的第一张恰为她们起跳的瞬间,第四张如图甲所示,王兵同学认为这时她们在最高点;第十九张如图乙所示,她们正好身体竖直双手触及水面,设起跳时她们的重心离台面的距离和触水时她们的重心离水面的距离相等,由以上材料(g取10 m/s2):(1)估算陈若琳和王鑫的起跳速度.(2)分析第四张照片是在最高点吗?如果不是,此时重心是处于上升还是下降阶段?拍第四张照片历时是0.3 s,所以此时不是最高点,还处于上升阶段. (3分)答案:(1)3.4 m/s (2)见解析。
2019年高考物理一轮复习精品资料1.[多选]质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=6+5t-t2(各物理量均采用国际单位制),则该质点( )A.第1 s内的位移是10 mB.前2 s内的平均速度是3 m/sC.运动的加速度为1 m/s2D.任意1 s内的速度增量都是-2 m/s解析:选BD 第1 s内的位移x1=(6+5×1-1) m-6 m=4 m,故A错误。
前2 s内的位移x2=(6+5×2-4)m-6 m=6 m,则前2 s内的平均速度v=x2t2=62m/s=3 m/s,故B正确。
根据x=v0t+12at2=6+5t-t2得,加速度a=-2 m/s2,任意1 s内速度的增量Δv=at=-2×1 m/s=-2 m/s,故C错误,D正确。
2.一物体以初速度v0做匀减速直线运动,第1 s内通过的位移为x1=3 m,第2 s内通过的位移为x2=2 m,又经过位移x3物体的速度减小为0,则下列说法错误的是( )A.初速度v0的大小为2.5 m/sB.加速度a的大小为1 m/s2C.位移x3的大小为1.125 mD.位移x3内的平均速度大小为0.75 m/s3.某探险者在野外攀岩时,踩落一小石块,约5 s后听到石块直接落到崖底的声音。
探险者离崖底的高度最接近的是( )A.25 m B.50 mC.110 m D.150 m解析:选C 小石块落到崖底,其下落规律可以看做自由落体运动,即h =12gt 2,代入数据得h =12×9.8×52m =122.5 m 。
考虑声音传回来大约需0.4 s ,即下落距离应略小于122.5 m ,即选项C 正确。
4.[多选]在某一高度以v 0=20 m/s 的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为10 m/s 时,以下判断正确的是(g 取10 m/s 2)( )A .小球在这段时间内的平均速度大小可能为15 m/s ,方向向上B .小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ,方向向下C .小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s ,方向向上D .小球的位移大小一定是15 m5.跳伞运动员以大小为5 m/s 的速度匀速下降的过程中,在距地面10 m 处掉了一颗扣子,跳伞运动员比扣子晚着地的时间为(不计空气阻力对扣子的作用,重力加速度大小g =10 m/s 2)( )A .1 sB .2 s C. 2 s D .(2-2)s解析:选A 扣子掉了以后,运动员仍做匀速直线运动,而扣子做初速度大小为v 0=5 m/s 的竖直下抛运动,运动员下落需要的时间为t 1=105 s =2 s ,扣子下落过程中有10 m =v 0t 2+12gt 22,解得t 2=1 s ,时间差Δt =t 1-t 2=1 s ,A 正确。
6.一质点做匀加速直线运动,速度变化Δv 时运动位移x 1,紧接着速度变化同样的Δv 时运动位移x 2,则该质点的加速度为( )A.Δv 2x 2-x 1 B .2Δv2x 2-x 1C .(Δv )2⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 1-1x 2D .(Δv )2⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 1+1x 2解析:选A 设质点的加速度为a ,发生速度变化Δv 所用时间为t ,运动位移x 1的中间时刻速度v 1=x 1t,运动位移x 2的中间时刻速度v 2=x 2t ,又v 2-v 1=at ,Δv =at ,可解得a =Δv2x 2-x 1,A 正确。
7.如图所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一子弹以水平速度射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则下列关于子弹依次射入每个木块时的速度比或穿过每个木块所用时间比正确的是( )A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1B.v1∶v2∶v3=5∶3∶1C.t1∶t2∶t3=1∶2∶ 3D.t1∶t2∶t3=(3-2)∶(2-1)∶1解析:选D 用“逆向思维”法解答,则可视为子弹向左做初速度为零的匀加速直线运动,设每块木块厚度为L,则v32=2a·L,v22=2a·2L,v12=2a·3L,v3、v2、v1分别为子弹从右到左运动L、2L、3L时的速度,则v1∶v2∶v3=3∶2∶1,选项A、B错误;又由于每块木块厚度相同,则由比例关系可得t1∶t2∶t3=(3-2)∶(2-1)∶1,选项C错误,D正确。
8.假设列车经过铁路桥的全过程都做匀减速直线运动。
已知某列车长为L,通过一铁路桥时的加速度大小为a,列车全长通过桥头的时间为t1,列车全长通过桥尾的时间为t2,则列车车头通过铁路桥所需的时间为( )A.La·t2-t1t1t2B.La·t2+t1t1t2C.La·t2-t1t1t2-t2-t12D.La·t2-t1t1t2+t2-t129.(多选)做匀加速直线运动的质点先后经过A、B、C三点,AB=BC,质点在AB段和BC段平均速度分别为20 m/s、30 m/s,根据以上条件可以求出( )A.质点在AC段运动的时间B.质点的加速度C.质点在AC段的平均速度D.质点在C点的瞬时速度答案CD解析根据题意,设AB=BC=x,则质点在AB段运动的时间t1=xv1,在BC段运动的时间t2=xv2,由于两段长度不知,故无法求出质点在AC 段运动的时间,同时也无法求出质点的加速度,选项A 、B 错误;根据平均速度的定义可得,质点在AC 段的平均速度v =2xx v 1+x v 2=2v 1v 2v 1+v 2=24 m/s ,选项C 正确;根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得,AB 段的中间时刻速度为v 1=20 m/s ,BC 段中间时刻的速度为v 2=30 m/s ,则加速度a =v 2-v 1t 1+t 22,再根据速度公式有,v C =v 2+a t 22=v 2+v 1v 2-v 1v 2+v 1=34 m/s ,选项D 正确。
10.一个物体做匀加速直线运动,它在第3 s 内的位移为5 m ,则下列说法正确的是( ) A .物体在第3 s 末的速度一定是6 m/s B .物体的加速度一定是2 m/s 2C .物体在前5 s 内的位移一定是25 mD .物体在第5 s 内的位移一定是9 m 答案C11.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”定义为A =v t -v 0s,其中v 0和v t 分别表示某段位移s 内的初速度和末速度。
A >0表示物体做加速运动,A <0表示物体做减速运动。
而现在物理学中加速度的定义式为a =v t -v 0t,下列说法正确的是( )A .若A 不变,则a 也不变B .若A >0且保持不变,则a 逐渐变小C .若A 不变,则物体在中间位置处的速度为v 0+v t2D .若A 不变,则物体在中间位置处的速度为 v 20+v 2t2答案 C解析 若A 不变,有两种情况(A >0或A <0),若A >0,相等位移内速度增加量相等,平均速度越来越大,相等位移内用的时间越来越少,由a =v t -v 0t可知,a 越来越大,故A 、B 错误。
因为A 不变,相等位移内速度变化相等,所以到达中间位置处⎝⎛⎭⎪⎫位移为s 2,速度变化量为v t -v 02,所以中间位置处的速度为v 0+v t -v 02=v 0+v t 2,C 正确,D 错误。
12.“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器。
假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为v 时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间t 上浮到海面,速度恰好减为零,则“蛟龙号”在t 0(t 0<t )时刻距离海面的深度为( )A.v t -t 022tB.vt 022tC.vt2 D .vt 0⎝ ⎛⎭⎪⎫1-t 02t13.(多选)一根轻质细线将2个薄铁垫片A 、B 连接起来,一同学用手固定B ,此时A 、B 间距为3L ,A 距地面为L ,如图所示。
由静止释放A 、B ,不计空气阻力,且A 、B 落地后均不再弹起。
从开始释放到A 落地历时t 1,A 落地前的瞬时速率为v 1,从A 落地到B 落在A 上历时t 2,B 落在A 上前的瞬时速率为v 2,则( )A .t 1>t 2B.t 1=t 2C .v 1∶v 2=1∶2D .v 1∶v 2=1∶3解析:选BC 由题意可知L =12at 12,L +3L =12a (t 1+t 2)2,故t 1=t 2,选项A 错误,B 正确;而v 1=at 1,v 2=a (t 1+t 2),故v 1∶v 2=1∶2,选项C 正确,D 错误。
14.(多选)如图所示,t =0时,质量为0.5 kg 的物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑,经过B 点后进入水平面(经过B 点前后速度大小不变),最后停在C 点。
每隔2 s 物体的瞬时速度记录在下表中,重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法中正确的是( )t /s 0 2 4 6 v /(m·s -1)8128A .t =3 s 的时刻物体恰好经过B 点 B .t =10 s 的时刻物体恰好停在C 点C .物体运动过程中的最大速度为12 m/sD .A 、B 间的距离小于B 、C 间的距离15.一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动。
开始刹车后的第1 s 内和第2 s 内位移大小依次为9 m 和7 m 。
则刹车后6 s 内的位移是( )A .20 m B.24 m C .25 mD .75 m解析:选C 由Δx =9 m -7 m =2 m 可知,汽车在第3 s 、第4 s 、第5 s 内的位移分别为5 m 、3 m 、1 m ,汽车在第5 s 末的速度为零,故刹车后6 s 内的位移等于前5 s 内的位移,大小为9 m +7 m +5 m +3 m +1 m =25 m ,故C 正确。
16.一物体以初速度v 0做匀减速直线运动,第1 s 内通过的位移为x 1=3 m ,第2 s 内通过的位移为x 2=2 m ,又经过位移x 3物体的速度减小为0,则下列说法错误的是( )A .初速度v 0的大小为2.5 m/sB .加速度a 的大小为1 m/s 2C .位移x 3的大小为1.125 mD .位移x 3内的平均速度大小为0.75 m/s解析:选A 由Δx =aT 2可得加速度大小a =1 m/s 2;第1 s 末的速度v 1=x 1+x 22T=2.5 m/s ;物体的速度由2.5 m/s 减速到0所需时间t =Δv -a =2.5 s ,则经过位移x 3的时间t ′为1.5 s ,且x 3=12at ′2=1.125 m ;位移x 3内的平均速度v =x 3t ′=0.75 m/s 。