2020版高考物理一轮复习课时跟踪检测二匀变速直线运动的规律含解析
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匀变速直线运动规律一、选择题(本题共10小题,1~6题为单选题,7~10题为多选题)1。
如图所示,国产某品牌汽车装备了具有“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",加速度大小约为5 m/s2,使汽车避免与障碍物相撞.则“全力自动刹车”系统设置的安全距离约为()A.50 m B.20 mC.10 m D.1 m解析:C 由题意知,车速v≤10 m/s,系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为5 m/s2,最后末速度减为0,由推导公式v2=2ax可得:x≤v22a=错误! m=10 m,所以系统设置的安全距离约10 m,故C正确,A、B、D错误.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,则下列说法中不正确的是() A.初速度v0的大小为2.5 m/sB.加速度a的大小为1m/s2C.位移x3的大小为1。
匀变速直线运动规律(45分钟100分)一、选择题(此题共9小题,每一小题6分,共54分,1~6题为单项选择题,7~9题为多项选择题)1.图中ae为珠港澳大桥上四段110m的等跨钢箱连续梁桥,假设汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,如此通过ce段的时间为( )A.tB.tC.(2-)tD.(2+)t【解析】选C。
设汽车的加速度为a,经历bc段、ce段的时间分别为t1、t2,根据匀变速直线运动的位移时间公式有:x ab=at2,x ac=a(t+t1)2,x ae=a(t+t1+t2)2,解得:t2=(2-)t,选项C正确,A、B、D错误。
2.将固定在水平地面上的斜面分为四等份,如下列图。
AB=BC=CD=DE,在斜面的底端A点有一个小滑块以初速度v0沿斜面向上运动,刚好能到达斜面顶端E点。
如此小滑块向上运动经过D点时速度大小是( )A. B. C. D.【解析】选D。
将末速度为零的匀减速直线运动看作初速度为零的匀加速直线运动,如此-0=2ax EA、-0=2ax ED,又x EA=4x ED,解得:v D=v0,选项D正确,A、B、C错误。
3.某汽车正以72km/h在公路上行驶,为“礼让行人〞,假设以5m/s2加速度刹车,如此以下说法错误的答案是( )A.刹车后2s时的速度大小为10m/sB.汽车滑行40m停下C.刹车后5s时的速度大小为0D.刹车后6s内的位移大小为30m【解析】选D。
汽车刹车到停止的时间为t0==s=4s,刹车后2s时的速度大小为v=v0-at=20m/s-5×2m/s=10m/s,选项A正确;根据速度位移公式可得x==40m,选项B正确;由于汽车刹车到停止的时间为t0==s=4s,所以刹车后5s时的速度大小为0,刹车后6s内的位移大小等于刹车后4s内的位移大小,即位移为40m,选项C正确,D错误。
4.物体沿直线以恒定加速度运动,它的位移与时间的关系是x=24t-6t2(x单位是m,t单位是s),如此( )A.它的初速度为12m/sB.2s末的速度为0C.2s末的速度为48m/sD.4s 末的速度为0【解析】选B。
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。
高考物理一轮复习第一章匀变速直线运动的规律课时作业2(含解析)1.一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 mB .24 mC .25 mD .75 m答案:C 解析:根据Δs =at 2,可得a =Δs t2=2 m/s 2;从开始刹车计时,1 s 时的速度为v 1=9+72 m/s 2=8 m/s ,再经过4 s 汽车停止运动,所以汽车的总刹车时间是5 s ,刹车后6 s 内的位移s =12at 2=12×2×52m =25 m .本题答案为C .2.一个物体做变加速直线运动,依次经过A 、B 、C 三点,B 为AC 的中点,物体在AB 段的加速度恒为a 1,在BC 段的加速度恒为a 2,已知物体经过A 、B 、C 三点的速度为v A 、v B 、v C ,有v A <v C ,且v B =v A +v C2,则加速度a 1和a 2的大小为( )A .a 1<a 2B .a 1=a 2C .a 1>a 2D .条件不足无法确定答案:A 解析:解法一:由于物体做加速运动,所以v AB <v BC ,则t AB >t BC ,由v B =v A +v C2得:v B -v A =v C -v B 即a 1t AB =a 2t BC ,由于t AB >t BC ,故a 1<a 2,A 选项正确.解法二:作出v t 图象如图所示,B 为AC 的中点且v B =v A +v C2,只能是a 1<a 2.3.一辆汽车正在以速度54 km/h 匀速运动,由于某种原因需要在100 m 内停下,则刹车加速度大小不可能为( )A .1.06 m/s 2B .1.65 m/s 2C .2.4 m/s 2D .3.2 m/s 2答案:A 解析:刹车初速度为v 0=54 km/h =15 m/s 、末速度为v =0,设加速度大小为a ,应用速度—位移关系式有v 2-v 20=-2ax ,解得a =1.125 m/s 2,则加速度大小分别为3.2 m/s 2、2.4 m/s 2、1.65 m/s 2时汽车在100 m 内能停下,选项B 、C 、D 均可能,选项A 错.4.(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,当滑块速度大小变为v 02时,所用时间可能是( )A .v 02gB .v 0g C .3v 0g D .3v 02g答案: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 1=v 02和v 2=-v 02,由公式t =v -v 0a ,得t 1=v 0g 和t 2=3v 0g,B 、C 正确.5.如图所示,斜面倾角为θ,一个小物体从斜面底端以某一初速度沿斜面向上做匀减速直线运动,其依次经过a 、b 、c 三点,最终停在斜面顶点P .a 、b 、c 三点到P 点的距离分别为x 1、x 2、x 3,小物体由a 、b 、c 运动到P 点所用的时间分别为t 1、t 2、t 3,则下列结论正确的是( )A .x 1t 1=x 2t 2=x 3t 3B .x 2-x 1t 22-t 21=x 3+x 1t 23-t 21C .x 1t 1=x 2t 2<x 3t 3D .x 1t 21=x 2t 22=x 3t 23答案:D 解析:运用逆向思维,小物体从斜面顶端做初速度为0的匀加速直线运动,根据位移公式x =12at 2有a =2x 1t 21=2x 2t 22=2x 3t 23,选项D 对;应用数学知识有x 2-x 1t 22-t 21=x 3-x 1t 23-t 21,选项A 、B 、C 均错.6.(2014·上海单科)在离地高h 处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,它们的初速度大小均为v ,不计空气阻力,两球落地的时间差为( )A .2v gB .vgC .2h vD .h v答案:A 解析:下抛落地时间满足h =vt 1+12gt 21,上抛落地所需要时间满足-h =vt 2-12gt 22,两式相加得t 2-t 1=2vg,A 项正确. 7.磕头虫是一种不用足跳但又善于跳高的小甲虫.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,使重心迅速向下加速,背部猛烈撞击地面,地面反作用力便将其弹向空中.弹射录像显示,磕头虫拱背后重心向下加速(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,假设加速度与磕头虫加速过程的加速度大小相等,如果加速过程(视为匀加速)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(空气阻力不计,设磕头虫撞击地面和弹起的速率相等)( )A .150 mB .75 mC .15 mD .7.5 m答案:A 解析:磕头虫向下运动末速度大小与向上运动初速度大小相等,向下运动的过程中v 21=2ah 1,弹射过程中v 21=2gh 2;人向上加速运动过程中v 22=2aH 1,离地上升过程中v 22=2gH 2,代入数值得H 2=150 m ,故A 正确.8.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,如图所示.已知物体运动到距斜面底端34l 处的B 点时,所用时间为t ,物体从B 滑到C 所用的时间为t ′,则( )A .t ′=13tB .t ′=12tC .t ′=tD .t ′<t答案:C 解析:把物体运动看成从C 点到A 点的初速度为0的匀加速直线运动.由题意知s CB ∶s BA =1∶3,根据初速度为0的匀加速度直线运动在连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5…,可知t ′=t .9.(2014·云南师大附中调研)(多选)如图所示,在斜面上有四条光滑细杆,其中OA 杆竖直放置,OB 杆与OD 杆等长,OC 杆与斜面垂直放置,每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),四个环分别从O 点由静止释放,沿OA 、OB 、OC 、OD 滑到斜面上所用的时间依次为t 1、t 2、t 3、t 4.下列关系正确的是( )A .t 1>t 2B .t 1=t 3C .t 2=t 4D .t 2<t 4答案:ABD 解析:根据等时圆模型,可知从圆上最高点沿任意一条弦滑到底端所用时间相同,故沿OA 和OC 滑到底端的时间相同,OB 不是一条完整的弦,时间最短,OD 长度超过一条弦,时间最长.t 4>t 1=t 3>t 2故正确选项为A 、B 、D .10.一物体从某高处做匀加速下落运动,最初3 s 和最后3 s 的位移之比为3∶7,此两段时间内的位移之差大小为6 m ,求:(1)物体下落的高度; (2)物体下落的时间.答案:(1)12.5 m (2)5 s 解析:(1)设最初3 s 和最后3 s 的位移分别为x 1、x 2. 由题意可知x 1∶x 2=3∶7,x 2-x 1=6 m 解得x 1=4.5 m ,x 2=10.5 m过程草图如图所示,易知物体从顶端A 至底端B 做初速度为0的匀加速直线运动,根据初速度为0的匀加速直线运动连续相等时间内的位移之比等于连续的奇数之比可知最初3 s 和最后3 s 有交叉过程,CD 为交叉过程,由最初Δt =3 s 有x 1=12a Δt 2解得a =1 m/s 2由最后Δt =3 s 有x 2=v C Δt +12a Δt 2解得v C =2 m/s则AC 距离为x AC =v 2C2a =2 mAB 距离x =x AC +x 2解得x =12.5 m (2)AC 段用时间t 1=v C a从A 到B 需时间t =t 1+Δt 解得t =5 s11.(2015·湖北襄阳市调研)我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁 3 s ,而后才会变成黄灯,再在3 s 黄灯提示后再转为红灯.新交通法规定:黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可继续前行,车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯,属于交通违章运动.(本题中的刹车过程均视为匀减速直线运动)(1)若某车在黄灯开始闪烁时刹车,要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于24 m ,该车刹车前的行驶速度不能超过多少?(2)若某车正以v 0=18 m/s 的速度驶向路口,此时车距停车线的距离为L =58.5 m ,当驾驶员看到绿灯开始闪烁时,经短暂考虑后开始刹车,该车在红灯刚亮时恰停在停车线以内.求该车驾驶员的允许的考虑时间.答案:(1)16 m/s (2)0.5 s解析:(1)设在满足题设条件的情况下该车的最大行驶速度为v 根据平均速度公式x 1=v2t 1解得v =16 m/s(2)该车驾驶员的允许的从绿灯闪烁到红灯亮起的过程中,汽车做减速运动的时间t 2=6-t该汽车在刹车过程中通过的位移为x 2=v 02t 2设绿灯开始闪烁时该车距离停车线的距离为L ,则L =L 0+x 2 联立解得:t =0.5 s即该驾驶员的允许的考虑时间不能超过0.5 s.12.(2015·浙江温州一模)我海军小分队在进行登陆某海岛演习.一大型战舰停在离某海岛登陆点一定距离处,登陆队员需要从较高的甲板上利用绳索下滑到海水中的快艇上,再开快艇接近登陆点.绳索的一端固定在战舰甲板边缘,另一端固定在快艇上,使绳索处于绷直状态,其长度为L =16 m .队员沿绳索先由静止匀加速下滑,再匀减速滑到快艇时速度刚好为零,在此过程中队员的最大速度v max =8 m/s.当队员抵达快艇后,立即撤除绳索,快艇正对登陆点从静止开始以a 1=2 m/s 2的加速度匀加速直线行驶一段时间后,立即改做加速度大小为a 2=4 m/s 2的匀减速直线运动,到达海岛登陆点时速度恰好为零.快艇距登陆点的直线距离s =540 m ,撤除绳索时间忽略不计,队员和快艇均视为质点.求队员登岛的总时间.答案:(4+910) s解析:设队员在绳索上运动的时间为t 1,在快艇上运动的时间为t 2,由运动学公式得:L =v max2t 1v 2=2a 1x 1 v 2=2a 2x 2 s =x 1+x 2 s =v 2t 2代入数据得t 1=4 st 2=910 s所以队员登岛的总时间t =t 1+t 2=(4+910) s.13.(2015·陕西师大附中摸底)2012年11月25日,中国第一艘装有帮助飞机起飞弹射系统的航母“辽宁舰”完成了歼-15首次起降飞行训练并获得圆满成功.已知歼-15在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0 m/s 2,当歼-15的速度达到50 m/s 时才能离开航空母舰起飞.设航空母舰处于静止状态.求:(1)若要求歼-15滑行160 m 后起飞,弹射系统必须使飞机至少具有多大的初速度? (2)若“辽宁舰”上不装弹射系统,要求该种飞机仍能从此舰上正常起飞,问该舰身长至少应为多长?(3)若“辽宁舰”上不装弹射系统,设航空母舰甲板长为L =160 m ,为使歼-15仍能从此舰上正常起飞,可采用先让“辽宁舰”沿飞机起飞方向以某一速度匀速航行,再让歼-15起飞,则“辽宁舰”的航行速度至少为多少?答案:(1)30 m/s (2)250 m (3)10 m/s解析:(1)设经弹射系统使飞机起飞时初速度为v 0,由运动学公式v 2-v 20=2ax 得v 0=v 2-2aL =30 m/s(2)不装弹射系统时,飞机从静止开始做匀加速直线运动.由运动学公式v 2-0=2ax 得该舰身长至少应为x =v 2-02a=250 m(3)航空母舰沿飞机起飞方向匀速航行,设速度为v 1,在飞机起跑过程中的位移为x ,则x 1=v 1t飞机起跑过程中做初速度为v 1的匀加速直线运动,设位移为x 2,则由运动学公式v 2-v 21=2ax 2得x 2=v 2-v 212a又有v =v 1+at 解得运动的时间为t =v -v 1a由位移关系可知L =x 2-x 1解以上各式得L =v 2-v 212a -v 1·v -v 1a解得v 1=10 m/s 或v 1=90 m/s(舍去)故航空母舰沿飞机起飞方向的速度至少为10 m/s.。
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。
课时跟踪检测(二)匀变速直线运动的规律一、立足主干知识,注重基础性和综合性1.以8 m/s的初速度从地面竖直上抛一石子,该石子两次经过小树顶端的时间间隔为0.8 s,则小树高约为()A.0.8 m B.1.6 mC.2.4 m D.3.2 m解析:选C石子竖直上升的最大高度为H=v22g=3.2 m,由题意可知,石子从最高点运动到小树顶端的时间为t1=t2=0.4 s,则最高点到小树顶端的距离为h1=12gt12=0.8 m,则小树高约为h=H-h1=2.4 m,故C正确。
2.一旅客在站台8号车厢候车线处候车,若动车一节车厢长25米,动车进站时做匀减速直线运动。
他发现第6节车厢经过他时用了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/s2B.1 m/s2C.0.5 m/s2D.0.2 m/s2解析:选C将动车的运动等效为反向的匀加速直线运动,设动车第7节车厢经过旅客的时间为t,动车第7节车厢通过旅客过程,有12at2=25 m,第6、7节车厢通过旅客过程,有12a(t+4 s)2=2×25 m,解得a≈0.5 m/s2,C正确。
3.(2024·汕头高三联考)如图所示,一辆汽车A在t=0时刻从坐标为(-10 m,0)的A点以5 m/s的速率沿x轴正方向匀速行驶,另一辆汽车B在t=2 s时刻从坐标为(20 m,-10 m)的B点以5 m/s的速率沿y轴正方向匀速行驶,运动过程中两车相距最近的时刻是()A.t=6 s B.t=5 sC.t=8 s D.t=16 s解析:选B经2 s时间A车运动到O点,以此为计时起点,设A、B两车相距为s,s2=(v A t -20)2+(v B t -10)2,解得s 最小时t =3 s ,故运动过程中两车相距最近的时刻是t =5 s 。
故选B 。
4.如图所示,一点光源固定在水平面上,一小球位于点光源和右侧竖直墙壁之间的正中央,某时刻小球以初速度v 0竖直上抛。
第一章运动的描述匀变速直线运动综合过关规范限时检测满分:100分考试时间:90分钟一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2020·安徽定远高级中学质检)伽利略为了研究自由落体运动的规律,利用斜面做了上百次实验。
如图,让小球从光滑斜面上的不同位置自由滚下,测出小球从不同起点滚动到斜面底端的位移s以及所用的时间t。
若比值错误!为定值,小球的运动即为匀变速运动。
下列叙述不符合实验事实的是(B)A.当时采用斜面做实验,是为了便于测量小球运动的时间B.小球从同一倾角斜面上的不同位置滚下,比值错误!有较大差异C.改变斜面倾角,发现对于每一个特定倾角的斜面,小球从不同位置滚下,比值错误!保持不变D.将小球在斜面上运动的实验结论合理外推至当斜面倾角为90°时,比值错误!也将保持不变,因此可认为自由落体运动为匀变速运动[解析]本题考查对伽利略斜面实验的理解。
在伽利略时代,没有先进的计时仪器,因此伽利略让小球从斜面上滚下来“冲淡”重力,目的是便于测量小球运动的时间,故A符合实验事实;在伽利略时代,技术不够发达,无法直接测定瞬时速度,所以不可能直接得到速度的变化规律,但是伽利略通过数学运算得出结论;如果物体的初速度为零,而且s与t的平方成正比,则v与t成正比,则对于每一个特定倾角的斜面,小球从不同位置滚下加速度不变,比值错误!保持不变,故B错误,C符合实验事实.将斜面实验的结果合理“外推”至当斜面倾角为90°时,比值错误!也将保持不变,说明自由落体运动是匀变速直线运动,故D 符合实验事实。
本题选不符合实验事实的,故选B。
2.(2020·甘肃武威一中月考)汽车在平直的公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直到停车,已知汽车刹车过程中第1秒内的位移为13 m,在最后1秒内的位移为2 m,则下列说法正确的是(C)A.汽车在第1秒末的速度为10 m/sB.汽车加速度大小为3 m/s2C.汽车在第1秒末的速度为11 m/sD.汽车的加速度大小为4.5 m/s2[解析]本题为刹车类问题,考查根据位移计算加速度与速度.汽车刹车运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动,对于最后 1 s,有x1=错误!at错误!,解得a=错误!=错误!m/s2=4 m/s2.设汽车在第1秒末的速度为v,对于第1 s内,设第1 s 末的速度为v,由x′1=vt1+错误!at错误!,代入数据得13 m=v×1 s +错误!×4×12m,可得v=11 m/s,故选C。
2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题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 (2)(一)比例法的应用 ......................................................................................................................................... 3 (二)Δx =aT 2推论法的应用 ........................................................................................................................... 4 (三)平均速度公式的应用 ............................................................................................................................. 5 (四)图象法的应用 ......................................................................................................................................... 5 热点题型三 自由落体和竖直上抛运动 .. (5)拓展点:双向可逆运动 类竖直上抛运动 ........................................................................................................ 7 热点题型四 物体运动的多过程问题 (7)(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 ............................................ 7 (二)多过程运动之“先加后匀”模型(限速问题) ...................................................................................... 8 (三)多过程运动之“返回出发点”模型 .......................................................................................................... 9 (四)多过程运动之“反应时间(先匀后减)”模型 .................................................................................... 10 (六)多过程运动之“耽误时间(先减后加)”模型 ..................................................................................... 11 【题型演练】 (11)【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/s210 mB. 5 m/s211 mC. 2.5 m/s210 mD. 2.5 m/s210 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-6t2,则它在前3 s内的平均速度为()A.6 m/s B.8 m/sC.10 m/s D.12 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+2t2,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/s2 B.0与4 m/s2C.4 m/s与4 m/s2 D.4 m/s与0【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/s2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x2-x1=x3-x2=…=x n-x n-1=aT2.(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 Ⅰ∶x Ⅰ∶…∶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【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 。
匀变速直线运动规律的应用【专题诠释】一、基本公式(1)速度公式:at v v t +=0(注意:公式的矢量性以及t v -图是一次函数)(2)位移公式:①2021at t v x +=(注意:公式的矢量性以及t x -图是二次函数)②t v v x t 20+=(注意:公式的矢量性)(3)速度与位移的关系式:ax v v t 2202=-(位移等分专项工具)二、常用推论(1)2aT x =∆即任意相邻相等时间内的位移之差相等。
可以推广到2)(aT n m x x n m -=-(2)txv v v t t =+=202/,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。
22202/t x v v v +=,某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。
可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有2/2/x t v v <。
【强调】运用匀变速直线运动的平均速度公式tx v v v t t =+=202/解题,往往会使求解过程变得非常简捷,因此,要对该公式给与高度的关注。
三、初速度为零的匀变速直线运动的重要推论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.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).【高考引领】【16年全国三卷】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16倍。
该质点的加速度为()A.2s t B.265s t C.24s t D.29s t 【命题立意】考查了匀变速直线运动规律的应用【答案】A【解析】设质点的初速度为v ,动能212k E mv =,经ts 动能变为原来的16倍,设此时速度为v ',则有212kE mv ='',联立得4v v '=,则这段时间内的平均速度42v v s v t +==,解得25s v t =,根据加速度定义式2365v v v s a t t t=='-=,选B.【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 。
2020(人教版)高考物理复习课时过关题02匀变速直线运动规律1.沿直线运动的甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过同一路标,从此时开始,甲车做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们通过下一路标时的速度相同,则( ) A.甲车先通过下一路标B.乙车先通过下一路标C.丙车先通过下一路标D.三辆车同时通过下一路标2.两位杂技演员,甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起,结果两人同时落回蹦床上(忽略空气阻力).若以演员自己为参考系,此过程中他们各自看到对方的运动情况是( ) A.甲看到乙先朝上、再朝下运动B.甲看到乙一直朝上运动C.乙看到甲先朝下、再朝上运动D.甲看到乙一直朝下运动3.一物体做匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )A.物体的末速度一定与时间成正比B.物体的位移一定与时间的平方成正比C.物体的速度在一定时间内发生的变化与这段时间成正比D.若物体做匀加速直线运动,则速度和位移都随时间增大;若物体做匀减速直线运动,则速度和位移都随时间减小4.物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第3 s内通过的位移是3 m,下列说法正确的是( )A.第3 s内物体的平均速度是1 m/sB.物体的加速度是1.0 m/s2C.前3 s内物体的位移是5.4 mD.3 s末物体的速度是4 m/sA.物体做匀速直线运动6.如图所示,若干个质量不相等但可视为质点的小球用轻细绳穿拴成一串,将细绳的一端挂在车厢的顶部。
当车在平直路面上做匀加速直线运动时,这串小球及细绳在车厢中的形状的示意图正确的是( )7.A、B两个物体在同一直线上运动,速度图像如图所示,下列说法正确的是( )A.A、B运动方向相反B.0~4 s内,A、B的位移相同C.t=4 s时,A、B的速度相同D.A的加速度比B的加速度大8.A、B两个物体在水平面上沿同一直线运动,它们的v-t图像如图所示。
在t=0时刻,B在A的前面,两物体相距7 m,B物体做匀减速运动的加速度大小为2 m/s2。
课时跟踪检测(二)匀变速直线运动的规律[A 级——基础小题练熟练快]1.(2019·浙江十校联考)如图所示,一辆汽车安装了自动刹车系统,当车速v ≤8 m/s 且与前方障碍物之间的距离达到安全距离时,该系统立即启动,启动后汽车刹车的加速度大小范围为4~6 m/s 2,在该系统控制下汽车刹车的最长时间为( )A .1.33 sB .2 sC .2.5 sD .4 s解析:选B 刹车加速度大小最小为a =4 m/s 2,车速最大为v =8 m/s ,由v =at 可得,汽车刹车的最长时间为t =va=2 s ,选项B 正确。
2.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解析:选D 自由落体运动是竖直向下,v 0=0、a =g 的匀加速直线运动,A 正确;根据匀变速直线运动规律,在开始连续的三个1 s 内通过的位移之比是1∶3∶5,B 正确;在开始连续的三个1 s 末的速度大小之比是1∶2∶3,C 正确;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,D 错误。
3.(2018·石家庄模拟)t =0时刻,物体由静止开始做匀加速直线运动,已知2 s 末的速度大小为8 m/s ,则( )A .物体的加速度大小为8 m/s 2B .物体在2 s 内的平均速度大小为8 m/sC .物体在第2 s 内的位移大小为8 mD .物体在2 s 内的位移大小为8 m解析:选D 物体由静止开始做匀加速直线运动,2 s 末的速度大小为8 m/s ,则加速度大小a =8-02 m/s 2=4 m/s 2,A 错误;物体在2 s 内的位移大小为x 2=12at 22=8 m ,则物体在2 s 内的平均速度大小v =x 2t 2=4 m/s ,B 错误,D 正确;物体在第2 s 内的位移大小为Δx =12at 22-12at 12=6 m ,C 错误。
4.蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动。
为了测量运动员跃起的高度,训练时可在弹性网上安装压力传感器,利用传感器记录弹性网所受的压力,并在计算机上作出压力—时间图像,假如作出的图像如图所示。
设运动员在空中运动时可视为质点,则运动员跃起的最大高度是(g 取10 m/s 2)( )A .1.8 mB .3.6 mC .5.0 mD .7.2 m解析:选C 由题图可知运动员每次在空中运动的时间t =2.0 s ,故运动员跃起的最大高度H m =12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22=5.0 m ,C 正确。
5.(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。
[B 级——保分题目练通抓牢]6.(2019·淮南模拟)如图所示,一杂技演员用一只手抛球、接球,他每隔0.4s 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,将球的运动近似看成是竖直方向的运动,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 由题图所示的情形可以看出,四个小球在空中的位置与一个小球抛出后每隔0.4 s 对应的位置是相同的,因此可知小球抛出后到达最高点和从最高点落回抛出点的时间均为t =0.8 s ,故有H m =12gt 2=3.2 m ,C 正确。
7.(多选)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<2 s ,所以从刹车到停止的位移大小x 1=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-v 022a =6410m = 6.4m ,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 =1.68 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。
8.一辆汽车在平直公路上做刹车实验,0时刻起,汽车运动过程的位移与速度的关系式为x =(10-0.1v 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解析:选C 由v 2-v 02=2ax 可得x =-12a v 02+12a v 2,对照x =10-0.1v 2可知,12a =-0.1,-12a v 02=10,解得a =-5 m/s 2,v 0=10 m/s ,选项A 错误,C 正确。
由v =v 0+at 可得,刹车过程持续的时间为t =2 s ,由v 2-v 02=2ax 可得,刹车过程的位移为x =10 m ,选项B 、D 错误。
9.(2017·全国卷Ⅱ)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s 0和s 1(s 1<s 0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示。
训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v 0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。
训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。
假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v 1,重力加速度大小为g 。
求:(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数; (2)满足训练要求的运动员的最小加速度。
解析:(1)设冰球的质量为m ,冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ,由动能定理得-μmgs 0=12mv 12-12mv 02① 解得μ=v 02-v 122gs 0。
②(2)冰球到达挡板时,满足训练要求的运动员中,刚好到达小旗处的运动员的加速度最小。
设这种情况下,冰球和运动员的加速度大小分别为a 1和a 2,所用的时间为t 。
由运动学公式得v 02-v 12=2a 1s 0③ v 0-v 1=a 1t ④ s 1=12a 2t 2⑤联立③④⑤式得a 2=s 1v 1+v 022s 02。
答案:(1)v 02-v 122gs 0 (2)s 1v 1+v 022s 0210.(2018·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 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)设轿车匀减速至停止通过的路程为x 1x 1=v 022a=150 m轿车匀加速和匀减速通过的路程相等,故轿车通过人工收费通道通过的路程为x 2x 2=2x 1=300 m轿车匀减速至停止需要的时间为t 1=v 0-0a=10 s 轿车通过人工收费通道所用时间为t 2=2t 1+10 s =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 所需时间为t 3,通过的路程为x 3,t 3=v 0-v 1a=5 s x 3=v 02-v 122a=112.5 m轿车以15 m/s 匀速行驶15 m 所用时间t 4=1 s轿车在x 2=300 m 路程内以30 m/s 匀速行驶的路程为x 4和所需时间为t 5,x 4=x 2-2x 3-15 m =60 mt 5=x 4v 0=2 s故通过ETC 交费通道节省的时间为t =t 2-2t 3-t 4-t 5=17 s 。
答案:(1)300 m 30 s (2)17 s[C 级——难度题目适情选做]11.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,珍惜生命。
如图所示为某型号货车紧急制动时(假设做匀减速直线运动)的v 2x 图像(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像,图线2为严重超载时的制动图像。
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:(1)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。