2020高中物理 重难点复习一本通 专题02 匀变速直线运动的规律通关检测1
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1.实验:探究小车速度随时间变化的规律1.掌握打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2.了解如何从实验中获取数据,学会利用v.t图像处理、分析实验数据的方法。
3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
1。
实验原理(1)瞬时速度的计算:可用以该点为□,01中间时刻的一段时间内的错误!平均速度来代替,即错误!v n=错误!。
(2)作出vt图像判断小车速度随时间变化的关系:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标系中描点作出v。
t图像,根据点的分布规律思考小车速度与时间的关系。
2.实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长铝板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流电源.课堂任务探究过程·获取数据仔细观察下列图片,认真参与“师生互动"。
活动1:本实验要研究的对象是什么?研究的目的是什么?提示:研究的对象是小车,研究其速度随时间变化的规律.活动2:本实验的操作步骤是什么?提示:(1)按照实验装置图,把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上,并使定滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长铝板上没有定滑轮的一端,连接好电路。
(2)铝板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过定滑轮系有槽码的细绳。
(3)把小车停在靠近打点计时器的位置,启动计时器,然后放开小车,让它拖着纸带运动,打点计时器会在纸带上打下一行小点,随后,立即关闭电源。
(4)增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验.活动3:本实验中有哪些注意事项?提示:(1)开始放开小车时,应使小车靠近打点计时器。
(2)先启动打点计时器,再放开小车。
(3)取下纸带前,先断开电源。
(4)选取一条点迹最清晰的纸带,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点作为计时起点。
适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚相邻两计数点的时间间隔T是多少。
(5)不要逐次测量各段距离,应一次测量完毕各计数点与计时起点间的距离。
【2019最新】精选高考物理一轮复习考点大通关专题1-2 匀变速直线运动的规律及应用学案考点精讲一、匀变速直线运动的基本规律1.速度与时间的关系式:v=v0+at.2.位移与时间的关系式:x=v0t+at2.3.位移与速度的关系式:v2-v=2ax.二、匀变速直线运动的推论1.平均速度公式:v=v=.2.位移差公式:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2.可以推广到xm-xn=(m-n)aT2.3.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:v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n.(2)1T内,2T内,3T内……位移之比为:x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶22∶32∶…∶n2.(3)第一个T内,第二个T内,第三个T内……位移之比为:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1).(4)通过连续相等的位移所用时间之比为:t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-).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v0=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xt图象1.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xt图象(1)若xt图象是一条倾斜的直线,说明物体做匀速直线运动.(2)若xt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.xt图象中的“点”“线”“斜率”“截距”的意义五、直线运动的vt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vt图象(1)若vt图象是与横轴平行的直线,说明物体做匀速直线运动.(2)若vt图象是一条倾斜的直线,说明物体做匀变速直线运动.3.vt图象中的“点”“线”“斜率”“截距”“面积”的意义考点精练题组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+t2(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/s2.5 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== s=3 s,物体上升的最大高度h1=,2g)= m=45 m.物体从最高点自由下落2 s的高度h2=gt=×10×22 m=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)-v0=(-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== m/s =5 m/s,方向向上,D错误.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/s2,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/sC.2.5 m/s D.5 m/s【答案】D【解析】由vt=v0+at知,v0=vt-at=15 m/s-2×5 m/s=5 m/s,D正确。
第2课时匀变速直线运动的规律(重点突破课)[考点一基本规律及应用]该部分内容主要考查对匀变速直线运动基本规律的理解和应用,该部分内容与其他知识交汇点较多、试题情景取材常涉及生活实际,考生由于建模能力的欠缺,解题常常找不到突破口而受阻。
1.匀变速直线运动(1)定义:沿着一条直线,且加速度不变的运动。
(2)分类①匀加速直线运动,a与v0方向相同;②匀减速直线运动,a与v0方向相反。
2.基本规律(1)速度公式:v=v0+at。
(2)位移公式:x=v0t+12at2。
(3)速度和位移的关系式:v2-v02=2ax。
3.运动学公式中正、负号的规定匀变速直线运动的基本公式和推论公式都是矢量式,使用时要规定正方向。
而直线运动中可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下规定初速度v0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。
当v0=0时,一般以加速度a的方向为正方向。
[考法细研]考法1基本公式的应用[例1](2019·济南调研)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v1=54 km/h=15 m/s,由速度公式得a=v1t1=1510m/s2=1.5 m/s2由位移公式得x1=12at12=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 =3022×1.5m =300 m设这时出租车从开始运动已经经历的时间为t 2,根据速度公式得t 2=v 2a =301.5 s =20 s这时出租车时间表应显示10时11分15秒。
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编(第一期) 匀变速直线运动一、选择题1、(2020·安徽蚌埠第二次检测)一物体沿直线运动,其v -t 图像如图所示,下列说法正确的是A. 0-2s 内,物体的加速度为5m/s 2B. 2-4s 内,物体发生的位移为6mC. 0-4s 内,物体的平均速度为1m/sD. 2-4s 内与4-6s 内的平均速度相同【答案】C【解析】A. v -t 图像的斜率代表加速度,0-2s 内,物体的加速度为22010=m/s =5m/s 2a --,故A 错误; B. v -t 图面积代表位移,2-4s 内面积为负,所以物体发生的位移为1=26m=6m 2x -⨯⨯-,故B 错误; C. 0-4s 内,物体的平均速度为111022622=m/s=1m/s 4v ⨯⨯-⨯⨯,故C 正确; D. v -t 图像的面积代表位移,2-4s 内的面积比4-6s 内的面积大,则2-4s 内的平均速度比4-6s 内的平均速度大,故D 错误。
故选C 。
2、(2020·天津市六校上学期期末联考)物体在水平面上做直线运动,由t =0时开始的速度—时间图象如图所示,下列选项正确的是A. 在0~6 s 内,物体离出发点最远为30 mB. 在0~6 s 内,物体在4s 时速度方向发生变化C. 在0~4 s 内,物体的平均速度为7.5 m/sD. 在5~6 s 内,物体做匀减速直线运动 【答案】C【解析】AB .0~5s ,物体沿正向运动,5~6s 沿负向运动,故5s 末离出发点最远,故AB 错误; C .在0~4s 内,物体经过的位移为1(102102)m 30m 2x =⨯⨯+⨯=所以平均速度为30m/s 7.5m/s 4x v t === 故C 正确;D .在5~6s 内,物体的速度为负值,加速度也为负值,做匀加速直线运动,故D 错误。
故选C 。
3、(2020·四川省成都市高三一诊)图甲所示的无人机在飞行的某1min 内,前0.5min 沿正东方向做水平直线运动,后0.5min 沿正北方向做水平直线运动,其速率u 随时间t 变化的关系如图乙。
专题02 匀变速直线运动的规律一、常用运动学公式 定义式:x v t ∆=∆,v a t ∆=∆,x v t= 匀变速直线运动:0v v at =+,2012x v t at =+,2202v v ax -=,02v v v += 上式皆可作为矢量表达式,要特别注意各物理量的符号,在规定正方向后,同向为正,反向为负。
二、竖直方向的匀变速直线运动自由落体运动:物体仅在重力作用下由静止开始竖直下落的运动。
仅在重力作用下沿竖直方向的运动,是匀变速直线运动,加速度为重力加速度,在规定正方向后,匀变速直线运动的公式皆可适用。
对竖直方向仅受重力的运动,求解时要特别注意多解的分析,考虑是否存在多解,各解是否都有意义。
三、匀变速直线运动的规律是高考的重要考点,在各种题型中均可体现,常结合牛顿运动定律、电场力等,考查多个运动的比较分析或多过程问题的分析。
路面上以10 m/s 速度匀速行驶的汽车,在路口遇到红灯后开始做减速运动,减速过程一共经历了4秒,则减速过程中的加速度为A .–2.5 m/s 2B .2.5 m/s 2C .–3 m/s 2D .3 m/s 2【参考答案】A【详细解析】由速度公式v =v 0+at ,代入数据有0=10 m/s+a ·4 s,解得a =–2.5 m/s 2,选A 。
【名师点睛】本题考查匀变速直线运动中速度公式的应用,要特别注意公式中各物理量的正负符号,明确加速度为负时,代表减速运动。
1.如图所示,一汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统,系统以50 Hz 的频率监视前方的交通状况。
当车速v ≤10 m/s、且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时,如果司机未采取制动措施,系统就会立即启动“全力自动刹车”,使汽车避免与障碍物相撞。
在上述条件下,若该车在不同路况下的“全力自动刹车”的加速度取4~6 m/s 2之间的某一值,则“全力自动刹车”的最长时间为A .53sB .253sC .2.5 sD .12.5 s 【答案】C 【解析】刹车时的加速度最小时,刹车时间最长,故00010 s 2.5s 4v t a --===-,选C 。
高考物理基础知识综合复习:阶段检测卷(一) 匀变速直线运动的规律(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.某人从井口静止释放一颗小石子,不计空气阻力,为表示小石子落水前的运动,下列四幅图像可能正确的是()2.下列说法正确的是()A.参考系必须是静止不动的物体B.凡轻小的物体皆可看成质点C.研究地面上物体的运动,必须选取地面为参考系D.研究物体的运动,可选择不同的参考系,但选择不同的参考系对于研究同一物体的运动而言,有时会出现不同的结果3.2020年11月10日,我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909 m。
“奋斗者”号照片如图所示,下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是()A.估算下降总时间时B.用推进器使其转弯时C.在海沟中穿越窄缝时D.科学家在其舱内进行实验时4.在某次驾驶车辆过程中,听到导航仪提醒“前方有2 km拥堵,通过时间25分钟”,根据导航仪提醒,下列推断合理的是()A.汽车将匀速通过前方2 kmB.此处的2 km为该拥堵路段的路程C.可以根据此信息求出此时车辆的瞬时速度D.通过前方2 km的过程中,车子的平均速度大约为1.3 m/s5.高铁出行舒适、便捷,成为一种新颖时尚的旅行方式。
下列有关说法正确的是()A.列车8:12从杭州站出发指的是时刻B.营业里程1.8万千米指的是列车运行的位移C.计算列车通过某隧道口的时间时,列车可以看成质点D.从杭州到长沙所需的时间取决于列车的最大瞬时速度6.百米赛跑时小明到达终点的撞线速度是9.1 m/s。
这里的“速度”表示()A.瞬时速度大小B.平均速度大小C.瞬时速度方向D.平均速度方向7.如图所示为小车运动时的v-t图像。
由图可知,小车()A.做匀速直线运动B.做匀减速直线运动C.在t=10 s时的速度大小是4 m/sD.在t=0时从静止开始运动8.一物体在水平面上由静止开始先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动到停止,共历时2×103 s,位移2×103 m。
专题04 实验:研究匀变速直线运动1.在做“研究匀变速直线运动基本公式应用”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图1所示,并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V 、50Hz 交流电源.(1)设电火花计时器的周期为T , 计算F 点的瞬时速度F v 的公式为F v =________;(2)如果当时电网中交变电流的电压变成210V ,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________.(填“偏大”、“偏小”或“不变”) 【答案】(1)6410d d T(2)不变 2.如图甲所示是小格同学测定当地重力加速度的装置图,他进行了如下操作:他先安装好电磁打点计时器,打点计时器两个接线头与6V 、50Hz 交流电源相连将纸带固定上重锤,并穿过打点计时器的限位孔,用夹子夹住纸带上端待重锤稳定于图示位置,松开夹子后迅速接通电源打点,之后将打好点的纸带取下准备处理数据.(1)上述操作中不当之处有________(填正确答案标号)。
A .打点计时器接在低压电源上了B .打点计时器安装位置过高,使重锤初始位置离打点计时器太远C .先放纸带后接通电源(2)小致同学按照正确的操作得到了.条较为理想的纸带, 选择某一点为0,依次每隔四个计时点取一个计数点编号为1、2、3、4、5......,由于不小心,纸带被撕断了,如图乙所示请在在B 、C 、D 三段纸带中选出从纸带A 上撕下的那段应该是________(填正确答案标号)(3)依据小致打出的纸带求得当地重力加速度大小为________m/s².(结果保留三位有效数字) 【答案】(1)BC (2)D (3)9.72~9.74(3)根据2x aT ∆=得:29.74m/s g =【点睛】此题要求掌握匀变速直线的物体在根据连续相等时间内的位移之差是一恒量;根据2x aT ∆=求出物体的加速度;所以要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.3.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题。
专题01 匀变速直线运动的规律【专题导航】目录热点题型一 匀变速直线运动的基本规律及应用 ................................................ 1 热点题型二 匀变速直线运动的推论及应用 (3)(一)比例法的应用 .................................................................... 4 (二)Δx =aT 2推论法的应用 ............................................................. 6 (三)平均速度公式的应用 .............................................................. 7 (四)图象法的应用 .................................................................... 8 热点题型三 自由落体和竖直上抛运动 . (8)拓展点:双向可逆运动类竖直上抛运动.................................................... 11 热点题型四 物体运动的多过程问题 .. (12)(一):多过程运动之-----“先以1a 由静止加速在以2a 匀减至速度为零”模型 ................. 12 (二)多过程运动之“先加后匀”模型(限速问题) ........................................ 14 (三)多过程运动之“返回出发点”模型.................................................. 15 (四)多过程运动之“反应时间(先匀后减)”模型 ........................................ 15 (六)多过程运动之“耽误时间(先减后加)”模型 ........................................ 17 【题型演练】 . (18)【题型归纳】热点题型一 匀变速直线运动的基本规律及应用 1.基本规律⎭⎪⎬⎪⎫(1)速度—时间关系:v =v 0+at(2)位移—时间关系:x =v 0t +12at 2(3)速度—位移关系:v 2-v 2=2ax ――――→初速度为零v 0=0⎩⎪⎨⎪⎧v =atx =12at 2v 2=2ax 2.对于运动学公式的选用可参考下表所列方法【例1】短跑运动员完成100 m 赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段.一次比赛中, 某运动员用11.00 s 跑完全程.已知运动员在加速阶段的第2 s 内通过的距离为7.5 m ,则该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离为( ).A. 5 m/s 210 m B. 5 m/s 211 m C. 2.5 m/s 210 m D. 2.5 m/s 210 m 【答案】 A【解析】 根据题意,在第1 s 和第2 s 内运动员都做匀加速直线运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a ,在第1 s 和第2 s 内通过的位移分别为s 1和s 2,由运动学规律得:s 1=12at 20 s 1+s 2=12a (2t 0)2 t 0=1 s联立解得:a =5 m/s 2设运动员做匀加速运动的时间为t 1,匀速运动的时间为t 2,匀速运动的速度为v ,跑完全程的时间为t ,全程的距离为s ,依题意及运动学规律,得t =t 1+t 2 v =at 1 s =12at 21+vt 2设加速阶段通过的距离为s ′, 则s ′=12at 21求得s ′=10 m【变式1】(2019·河南十校联考)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】B【解析】将题目中的表达式与x =v 0t +12at 2比较可知:v 0=24 m/s ,a =-12 m/s 2.所以由v =v 0+at 可得汽车从刹车到静止的时间为t =0-24-12 s =2 s ,由此可知第3 s 内汽车已经停止,汽车运动的位移x =24×2 m-6×22m =24 m ,故平均速度v =x t ′=243m/s =8 m/s. 【变式2】(2019·福建泉州名校联考)某质点的位移随时间变化规律的关系是s =4t +2t 2,s 与t 的单位分别为m 和s ,则质点的初速度与加速度分别为( ) A .4 m/s 与2 m/s 2B .0与4 m/s 2C .4 m/s 与4 m/s 2D .4 m/s 与0【答案】C【解析】根据匀变速直线运动的位移公式s =v 0t +12at 2,与质点运动的位移随时间变化的关系式s =4t +2t2相对比可以得到,物体的初速度的大小为v 0=4 m/s ,加速度的大小为a =4 m/s 2,选项C 正确.【变式3】(2019·广西钦州模拟)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 m B .2 m C .10 m D .0.5 m【答案】D【解析】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.热点题型二 匀变速直线运动的推论及应用 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 02+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)前T 内、前2T 内、前3T 内、…、前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 =1∶(2-1)∶(3-2)∶(2-3)∶…∶(n -n -1). 3.思维方法(一)比例法的应用【例2】.(多选)北京时间2017年3月26日世界女子冰壶锦标赛决赛在北京首都体育馆举行.加拿大以8比3战胜了俄罗斯队,时隔九年再次夺冠,比赛中一冰壶以速度v 垂直进入三个相等宽度的矩形区域做匀减速直线运动,且在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( )A .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【解析】.因为冰壶做匀减速直线运动,且末速度为零,故可以视为反向的匀加速直线运动来研究,通过连续相等位移所用的时间之比为1∶(2-1)∶(3-2)…,故冰壶匀减速通过三段连续相等位移所用的时间之比为(3-2)∶(2-1)∶1,选项C 错误,D 正确;初速度为零的匀加速直线运动在各位移等分点的速度之比为1∶2∶3…,则冰壶匀减速进入每个矩形区域时的速度之比为3∶2∶1,选项A 错误,B 正确.【变式1】(2019·新课标全国Ⅰ卷)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H 。
匀变速直线运动的规律1.(2019·成都七中月考)四川九寨沟地震灾后重建中,在某工地上一卡车以10 m/s 的速度匀速行驶,刹车后第一个2 s内的位移与最后一个2 s内的位移之比为3∶2,设卡车做匀减速直线运动,则刹车后4 s内卡车通过的距离是( )A.2.5 m B.4 mC.12 m D.12.5 m2.轿车在笔直的公路上做匀速直线运动,当轿车经过公路上的A路标时,停靠在旁边的一辆卡车开始以加速度a1做匀加速直线运动,运动一段时间后立即以加速度a2做匀减速直线运动,结果卡车与轿车同时到达下一个路标,此时卡车的速度恰好减为零,若两路标之间的距离为d,则轿车匀速运动的速度大小为( )A.2a1a2da1-a2B.a1a2d2(a1+a2)C.2a1a2d3(a1-a2)D.2a1a2da1+a23.(多选)(2019·郑州模拟)在塔顶边缘将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20 m,不计空气阻力,g取10 m/s2,设塔足够高,则物体位移大小为10 m 时,物体运动的时间可能为( )A.(2-2) s B.(2+2) sC.(2+6) s D. 6 s4.(多选)(2019·河南省洛阳市调研)如图所示,在一平直公路上,一辆汽车从O点由静止开始做匀加速直线运动,已知在3 s内经过相距30 m的A、B两点,汽车经过B点时的速度为15 m/s,则( )A.汽车经过A点的速度大小为5 m/sB.A点与O点间的距离为20 mC.汽车从O点到A点需要的时间为5 sD.汽车从O点到B点的平均速度大小为7.5 m/s5.(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/s2D.质点3 s末的速度为5 m/s6.(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 m7.一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx 所用的时间为t 1,紧接着通过下一段位移Δx 所用的时间为t 2,则物体运动的加速度为( )A .2Δx (t 1-t 2)t 1t 2(t 1+t 2)B .Δx (t 1-t 2)t 1t 2(t 1+t 2)C .2Δx (t 1+t 2)t 1t 2(t 1-t 2)D .Δx (t 1+t 2)t 1t 2(t 1-t 2)8.(多选)一质点做匀加速直线运动,第3 s 内的位移2 m ,第4 s 内的位移是2.5 m ,那么( )A .这两秒内的平均速度是4.5 m/sB .第三秒末的瞬时速度是2.25 m/sC .质点的加速度是0.125 m/s 2D .质点在零时刻的初速度是0.75 m/s9.(2019·江西红色七校第一次联考)我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过收费站的时间。
1.在做“研究匀变速直线运动基本公式应用”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图1所示,并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V 、50Hz 交流电源.(1)设电火花计时器的周期为T , 计算F 点的瞬时速度F v 的公式为F v =________;(2)如果当时电网中交变电流的电压变成210V ,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)【★答案★】(1)6410d d T(2)不变2.如图甲所示是小格同学测定当地重力加速度的装置图,他进行了如下操作:他先安装好电磁打点计时器,打点计时器两个接线头与6V 、50Hz 交流电源相连将纸带固定上重锤,并穿过打点计时器的限位孔,用夹子夹住纸带上端待重锤稳定于图示位置,松开夹子后迅速接通电源打点,之后将打好点的纸带取下准备处理数据.(1)上述操作中不当之处有________(填正确★答案★标号)。
A .打点计时器接在低压电源上了B .打点计时器安装位置过高,使重锤初始位置离打点计时器太远C .先放纸带后接通电源(2)小致同学按照正确的操作得到了.条较为理想的纸带, 选择某一点为0,依次每隔四个计时点取一个计数点编号为1、2、3、4、5......,由于不小心,纸带被撕断了,如图乙所示请在在B 、C 、D 三段纸带中选出从纸带A 上撕下的那段应该是________(填正确★答案★标号)(3)依据小致打出的纸带求得当地重力加速度大小为________m/s².(结果保留三位有效数字)【★答案★】(1)BC (2)D (3)9.72~9.74(3)根据2x aT ∆=得:29.74m/s g =【点睛】此题要求掌握匀变速直线的物体在根据连续相等时间内的位移之差是一恒量;根据2x aT ∆=求出物体的加速度;所以要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.3.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题。
专题02 匀变速直线运动的规律
1.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,车头过桥尾时的速度为,那么,车尾过桥时的速度为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】列车车头过桥头到车头过桥尾有:,车头过桥尾到车尾过桥尾有:,联立解得,故C正确,A、B、D错误.
2.2016年7月南方多地发生洪灾,某空降兵部队迅速赶往某灾区,通过直升机投放救灾物资。
若在投放物资包时直升机悬停在足够高的空中,物资包的质量各不相同,每隔相同的时间先后由静止投放一个,不计空气阻力,则下列说法正确的是
A.物资包在空中间隔的距离相等
B.物资包在空中间隔的距离从上到下越来越大
C.在下降过程中,相邻两个物资包的速度差不断增大
D.质量较大的物资包落地时速度较大
【答案】B
【解析】相邻物资包在空中间隔的距离不相等,从上到下,相邻物资包的间距越来越大,A错误,B正确;
在物资包下落的过程中,物资包均做自由落体运动,相等的时间内,它们的速度增量相等,故相邻两个物资包的速度差值不变,C错误;做自由落体运动的物体下落快慢与质量无关,D错误。
3.一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,照片中轨迹的长度为2 mm,照片长度的比例尺为1∶10。
已知曝光时间为0.001 s,则小石子出发点离A点的距离大约为
A .6.5 m
B .10 m
C .20 m
D .45 m 【答案】C
【解析】由图可知AB 的长度为cm 2,即m 02.0,曝光时间为
,所以AB 段的平均速度的大小为:
,由于时间极短,故A 点对应时刻的瞬时速度近似为s m /20,由自由落体的速度位
移的关系式
,可得:
,故选C 。
4.在香港海洋公园的游乐场中,有一台大型游乐机叫“跳楼机”.参加游乐的游客被安全带固定在座椅上,由电
动机将座椅提升到40 m 高处,座椅沿光滑杆自由下落一段高度后开始受到压缩空气提供的恒定阻力,下落36 m 后速度刚好减小到零.这一过程经历的总时间是6 s.求座椅被释放后,自由下落的高度有多高?在减速阶段,座椅对游客的压力是游客体重的多少倍? 【答案】7.2 m 1.25倍
【解析】座椅释放后自由下落的高度为1h ,速度为v ,减速下落的高度为2h : 自由下落的位移:2
1112
h gt = 减速阶段,逆向思维 座椅的位移:2
2212
h a t =
由速度公式得:1gt v =,20at v += 下落的总高度:1236m h h += 运动总时间:126s t t += 解得: 1 1.2s t = 2 4.8s t = 自由下落高度:2
1117.2m 2
h gt =
=
减速阶段,座椅的加速度是:12gt at -=,解得22.5m/s a =-
设游客的质量为m ,座椅对游客的支持力为F ,由牛顿第二定律得:ma mg F =- 则座椅对游客的支持力与游客的重力的比值是:25.1==
mg
F
n
1.某人站在三楼阳台上,同时以10 m/s 的速率抛出两个小球,其中一球竖直上抛,另一球竖直下抛,它们落
地的时间差为;如果该人站在六楼阳台上,以同样的方式抛出两个小球,它们落地的时间差为,不计
空气阻力。
则下列关系中正确的是 A .
B .
C .
D .无法判断
【答案】C
【解析】某人站在三楼阳台上,同时以10 m/s 的速率抛出两个小球,其中一个球竖直上抛,另一个球竖直下抛,将竖直上抛运动按照时间段分解为:①竖直上抛到落回抛出点;②接下来的竖直下抛过程;故两个小球的时间差为:0
22s v t g
∆=
=;该人站在六楼阳台上,以同样的方式抛出两个小球,它们落地的时间差为:0
22s v t g
'∆=
=,故t t '∆=∆,故选C 。
2.在水平桌面上方有三个金属小球a 、b 、c ,离桌面高度之比h 1∶h 2∶h 3=3∶2∶1。
若按先后依次静止释放a 、
b 、
c ,三球刚好同时落到桌面上,不计空气阻力,则
A 32
B 32
C .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 .b 与a 开始下落的时间差大于c 与b 开始下落的时间差 【答案】ABC
【解析】下落过程中,机械能守恒,故2
12
mgh mv =
,解得2v gh =12332h h h ,A 正确;三者都做匀变速直线运动,初速度为零,所以0
2
v v v +=,故平
12332h h h =,B 正确;根据2
12
h gt =可得ab 运动时间为
31212223
(2)2h h h t g g g ∆=
-=-,bc 运动的时间之差为3322222(21)h h h t g g g
∆=-=-,所以
,故C 正确D 错误.
3.某校一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭发射后,始终在竖直方向上运动.火箭点火后可认为是从水平
地面开始向上做匀加速直线运动,经过4s 到达离地面40m 高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力,取g =10 m/s 2
,求:
(1)燃料恰好用完时火箭的速度. (2)火箭上升的最大高度.
(3)火箭从发射到残骸落到地面过程的总时间. 【答案】(1)20m/s (2)60m (3)(623)s +
【解析】设燃料用完时火箭的速度为,加速度为a ,所用时间为1t .火箭的运动分为两个过程,第一个过程为做匀加速上升运动,第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点. (1)对第一个过程有1
112
v h t =
代入数据解得2
120m /s v =
(2)对第二个过程有2
122v h g
=
代入数据解得220m h =. 所以火箭上升离地面的最大高度
1260m h h h =+=
(3)从燃料用完到运动至最高点的过程中, 由
得1
22s v t g
=
= 从最高点落回地面的过程中有
2312
h gt =
代入数据得323s t =
故总时间123(623)s t t t t =++=+
1.(2016·全国新课标Ⅲ卷)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 .
2s
t
B .
232s t
C .
24s t
D .
28s t
【答案】A
【解析】设初速度为1v ,末速度为2v ,根据题意可得22
1211922
mv mv ⋅
=,解得213v v =,根据0+v v at =,可得113+v v at =,解得12at v =,代入2112s v t at =+可得2s
a t
=,故A 正确。
2.(2014·海南卷)短跑运动员完成100 m 赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀减速运动两个阶段。
一次比
赛中,某运动员用11.00 s 跑完全程。
已知运动员在加速阶段的第2 s 内通过的距离为7.5 m ,求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离。
【答案】10 m
【解析】根据题意,在第1 s 和第2 s 内运动员都做匀加速运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a ,在在第1 s 和第2 s 内通过的位移分别为1x 和2x ,由运动学规律得
2
1012
x at =
21201
(2)2
x x a t +=
式中01s t =,联立两式得2m/s 5=a
设运动员做匀加速运动的时间为1t ,匀速运动时间为2t ,匀速运动的速度为v ;跑完全程的时间为t ,全程的距离为s 。
依题意及运动学规律,得
21t t t += 1at v =
22
12
1vt at s +=
设加速阶段通过的距离为s',则
212
1'at s =
联立,并代入数据得
m 10'=s
3.(2015·四川卷)严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,
“铁腕治污”已成为国家的工作重点,地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车的使用,减少汽车尾气排放。
若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20s 达到最高速度72km/h ,再匀速运动80s ,接着匀减速运动15s 到达乙站停住。
设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106
N ,匀速阶段牵引力的功率为6×103
kW ,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。
(1)求甲站到乙站的距离;
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气体污染物的
质量。
(燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10-6克) 【答案】(1)1950m x = (2) 2.04kg m =
【解析】(1)根据匀变速直线运动规律可知,地铁列车匀加速运动的位移为:112
1
vt x =① 匀减速运动的位移为:332
1
vt x =
② 根据匀速运动规律可知,地铁列车匀速运动的位移为:22vt x =③ 根据题意可知,甲站到乙站的距离为:321x x x x ++=④ 由①②③④式联立,并代入数据解得:1950m x =。