匀变速直线运动的规律及应用精讲
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《匀变速直线运动规律的应用》讲义匀变速直线运动规律的应用讲义一、匀变速直线运动的基本概念匀变速直线运动是指在直线上运动的物体,其加速度保持不变的运动。
加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,如果加速度为正,速度将不断增加;如果加速度为负,速度将不断减小。
在匀变速直线运动中,有几个重要的物理量需要我们了解。
首先是速度,它表示物体运动的快慢。
其次是位移,它描述了物体位置的变化。
还有加速度,如前所述,它决定了速度变化的快慢。
二、匀变速直线运动的基本规律1、速度公式:$v = v_0 + at$其中,$v$ 是末速度,$v_0$ 是初速度,$a$ 是加速度,$t$ 是运动时间。
这个公式告诉我们,在匀变速直线运动中,末速度等于初速度加上加速度与时间的乘积。
2、位移公式:$x = v_0t +\frac{1}{2}at^2$此公式表明,位移等于初速度乘以时间再加上二分之一的加速度乘以时间的平方。
3、速度位移公式:$v^2 v_0^2 = 2ax$通过这个公式,可以由速度和位移的关系直接求出加速度或者位移等物理量。
三、匀变速直线运动规律的应用实例1、汽车刹车问题假设一辆汽车以某一初速度$v_0$ 在平直公路上行驶,发现前方有紧急情况需要刹车,刹车时的加速度为$a$(通常为负值,因为是减速运动)。
我们可以利用匀变速直线运动的规律来计算汽车刹车到停止所需的时间$t$ 和刹车的位移$x$。
首先,当汽车停止时,末速度$v = 0$ 。
使用速度公式$v = v_0 + at$ ,可得:$0 = v_0 + at$$t =\frac{v_0}{a}$然后,再用位移公式$x = v_0t +\frac{1}{2}at^2$ ,可求出刹车位移。
在解决这类问题时,需要注意判断汽车在给定的时间内是否已经停止,避免出现错误的计算结果。
2、自由落体运动自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动,其加速度为重力加速度$g$(约为 98m/s²),方向竖直向下。
1.2匀变速直线运动的规律及应用一、匀变速直线运动的基本规律及应用 1.匀变速直线运动沿着一条直线且加速度不变的运动.如图所示,v -t 图线是一条倾斜的直线.2.匀变速直线运动的两个基本规律 (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.位移的关系式及选用原则 (1)x =v t ,不涉及加速度a ; (2)x =v 0t +12at 2,不涉及末速度v ;(3)x =v 2-v 022a ,不涉及运动的时间t .二、匀变速直线运动的基本规律解题技巧 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.正方向的选定无论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动,通常以初速度v 0的方向为正方向;当v 0=0时,一般以加速度a 的方向为正方向.速度、加速度、位移的方向与正方向相同时取正,相反时取负.3.解决匀变速运动的常用方法 (1)逆向思维法:对于末速度为零的匀减速运动,采用逆向思维法,可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动.(2)图像法:借助v -t 图像(斜率、面积)分析运动过程.两种匀减速直线运动的比较 1.刹车类问题(1)其特点为匀减速到速度为零后停止运动,加速度a 突然消失. (2)求解时要注意确定实际运动时间.(3)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的匀加速直线运动.2.双向可逆类问题(1)示例:如沿光滑固定斜面上滑的小球,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.(2)注意:求解时可分过程列式也可对全过程列式,但必须注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义.例题1.以72→km/h的速度在平直公路上行驶的汽车,遇到紧急情况而急刹车获得大小为4→m/s2的加速度,则刹车6→s后汽车的速度为()A.44→m/sB.24→m/sC.4→m/sD.0【答案】D【解析】汽车的初速度为v0=72→km/h=20→m/s,汽车从刹车到停止所用时间为t=v0a =204→s=5→s,故刹车5→s后汽车停止不动,则刹车6→s后汽车的速度为0,故选D。
一、匀变速直线运动的公式匀变速直线运动的加速度a 是恒定的. 反之也成立. 加速度方向与初速度方向相同的匀变速直线运运称为匀加速直线运动; 加速度的方向与初速度方向相反叫匀减速直线运动.如果以初速度v 0的方向为正方向,则在匀减速直线运动中,加速度应加一负号表示。
1. 基本规律: (公式)(1) 速度公式: v t = v 0 + a t 或:a =tv v t 0-. (图象为一直线,纵轴截距等于初速度大小) 平均速度: 2v v v t +== X/ t (前一式子只适用于匀变速直线运动,它是指平均速度,不是速度的平均值;后一式子对任何变速运动均适用。
(2) 位移公式: x = v 0t +21at 2注:在v -t 图象中,由v - t 直线与两坐标轴所围的面积等于质点在时间t 内运动的位移(3). 速度、加速度和位移的关系式: as v v t 2202=-说明: 以上各矢量均自带符号,与正方向相同时取正,相反取负.在牵涉各量有不同方向时,一定要先规定正方向. 如果物体做匀加速直线运动时加速度取正值的话,则匀减速直线运动时加速度就取负值代入公式运算. 对做匀减速直线运动的情况,一般要先判断物体经历多少时间停止下来,然后才能进行有关计算.否则可能解出的结果不符合题意.【例】一个质点先以加速度a 1从静止开始做匀加速直线运动,经时间t ,突然加速度变为反方向,且大小也发生改变,再经相同时间,质点恰好回到原出发点。
试分析两段时间内的加速度大小关系,以及两段时间的末速度大小关系。
2. 推论公式:(1) 2v v v t += = v t 2 (匀变速直线运动某段过程的平均速度等于这段过程初速度与末速度之和的一半,也等于这段过程中间时刻的瞬时速度) (2) x =v 0+v t 2·t (仅适用匀变速直线运动)(3) v s 2=√v 02+v t22(匀变速直线运动某段过程中间位置的瞬时速度等于这段过程初速度平方与末速度平方之和的一半)(4)v s2>v t2(图像法和公式法两种证明)(5)∆x=aT2 (匀变速运动中,任意连续相等的两段时间T内位移之差为定值)x m-x n=(m-n)aT2 (逐差法)【例1】.一颗子弹水平射入静止在光滑水平面上的木块中. 已知子弹的初速度为v0, 射入木块深度为L后与木块相对静止,以共同速度v 运动,求子弹从进入木块到与木块相对静止的过程中,木块滑行的距离.【例2】. 羚羊从静止开始奔跑,经过50m距离加速到最大速度25m/s,并能维持一段较长时间;猎豹从静止开始奔跑经过60m的距离能加速到最大速度30m/s,以后只能维持这个速度4.0s.设猎豹距离羚羊x m时开始攻击,羚羊在猎豹开始攻击后1.0s才开始奔跑,假定羚羊和猎豹加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线索奔跑.求:⑴猎豹要在其最大速度减速前追到羚羊,x值应在什么范围? ⑵猎豹要在其加速阶段追上羚羊, x 值应在什么范围?【例3】. 两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度为v0.若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住后,后车以前车刹车时的加速度开始刹车. 已知前车在刹车过程中行驶的距离为s ,若要保证两车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少为()A. s ;B. 2s ;C. 3s ; D 4s .3.初速度为零的匀加速直线运动的比例规律:(一)从静止开始连续相等时间T分段(1)1T末, 2T末, 3T末, … n T末瞬时速度之比为:v1∶v2∶v3∶…:∶v n = 1∶2 ∶3 ∶…∶n .(2) 1T内, 2T内, 3T内,… n T内位移之比为:s1∶s2∶ s3∶…∶s n = 12∶ 22∶32∶…∶n2 .(3)第一个T 内, 第二个T 内, 第三个T 内, …, 第n 个T 内位移之比为. s Ⅰ∶s Ⅱ∶s Ⅲ∶…s N = 1∶3∶5 ∶… ∶(2n -1).(二)从静止开始连续相等位移S 分段(1)1S 末, 2S 末, 3S 末, … n S 末瞬时速度之比为:v 1 ∶v 2∶ v 3 ∶…:∶v n = √1∶√2 ∶√3 ∶… ∶√n .(2) 1S 内, 2S 内, 3S 内, … n S 内时间之比为:t 1 ∶t 2 ∶ t 3 ∶… t n = √1∶√2 ∶√3 ∶… ∶√n .(3)第一个S 内, 第二个S 内, 第三个S 内, …, 第n 个S 内时间之比为. t Ⅰ ∶t Ⅱ ∶t Ⅲ ∶ … ∶ t N ∶:)23(:)12--… ∶ (1--n n ).【例1】. 三块完全相同的木块固定在地板上. 一初速度为v 0的子弹水平射穿第三块木板后速度恰好为零. 设子弹在三块木板中的加速度相同,求子弹分别通过三块木板的时间之比.【例2】. 一质点由A 点出发沿直线AB 运动,行程的第一部分是加速度为a 1的匀加速运动,接着做加速度为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 ,试求质点从A 到B 所用的时间 t. 【例3】.已知O 、A 、B 、C 为同一直线上的四点。
匀变速直线运动规律匀变速直线运动规律:匀变速直线运动是物体沿直线运动,速度恒定不变的一种运动规律。
它包括物体在任意时刻应具有恒定的速度,且连续变化。
1、位移s与时间t的关系:在匀变速直线运动中,物体在每一小段时间内的位移都是一样的,比如说物体的速度为v(m/s),那么每一小段的速度也是一样的。
所以,在某一时刻t的位移s等于t时刻之前的位移s0 加上t时刻之间时间内的位移,即:s = s0 + v*t 。
2、速度v与时间t的关系:关于速度与时间的关系可以从第一条关系s = s0 + v*t 来理解,由于物体在每一小段时间内的位移都是一样的,而这一小段时间的位移取决于当前的速度与时间的乘积,所以我们可以推出速度与时间的关系v = (s-s0) / t。
3、加速度a与时间t的关系:加速度a与时间t的关系也是可以从第一条关系s = s0 + v*t 来推出的,我们可以将该关系展开后得到:s = s0 + v0*t + 1/2 * a*t^2 ,这里的a就是物体变化的加速度,因此可以推出:a = 2*(s-s0 - v0*t)/t^2 。
4、位移s与速度v的关系:在匀变速直线运动中,物体的速度恒定不变,所以可以简单得知:s = s0 + v*t 。
5、加速度a与速度v的关系:从加速度a与时间t的关系可以得到:a = 2*(s-s0 - v0*t)/t^2 ,因此可以推出:v = v0 + a*t 。
总结而言,匀变速直线运动的规律就是:物体的速度是恒定的,其位移、速度、加速度之间存在着密切的关系,利用上述关系可以得出物体的位移、速度、加速度随时间的变化情况,从而得出物体的完整的运动轨迹。
匀变速直线运动的规律及其应用典型例题精讲精练(学生用)(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--匀变速直线运动的规律及其应用一、匀变速直线运动的位移与时间的关系 匀变速直线运动位移—时间关系式:201x v t at 2=+匀变速直线运动的两个基本关系式: ①速度—时间关系式:v=v 0+at ②位移—时间关系式:201x v t at 2=+(2)公式中的x,v 0,a 都是矢量,应用时必须选取统一的方向为正方向. 二、匀变速直线运动的位移与速度的关系匀变速直线运动的位移与速度的关系:as V V t 2202=- (1)不含时间,应用很方便.(2)公式中四个矢量也要规定统一的正方向.【活学活用】已知O,A,B,C 为同一直线上的四点,AB 间的距离为l 1,BC 间的距离为l 2.一物体自O 点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A,B,C 三点.已知物体通过AB 段与BC 段所用的时间相等.求O 与A 的距离.解:三、匀变速直线运动的规律1.几个重要推论:①平均速度公式0tv v v .2+=②任意两个相邻的相等的时间间隔T 内的位移差相等,即Δx=x Ⅱ-x Ⅰ=x Ⅲ-x Ⅱ=…=x N -x N-1=aT 2.③中间时刻的瞬时速度0t t 2v v v 2+=.即匀变速直线运动的物体在一段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,等于初速度、末速度和的一半. ④中点位置的瞬时速度220tx2v v v 2+=2.初速度为零的匀加速直线运动的六个比例关系:(T 为时间单位)A 、把一段过程分成相等的时间间隔1)从运动始算起,在1T 末、2T 末、3T 末、……….nT 末的速度的比为:V 1:V 2:V 3:…:V n = 1:2:3:…:n 2)从运动开始算起,在前1T 内、前2T 内、前3T 内、………..nT 内的位移的比为:x 1:x 2:x 3:…:x n = 12:22:32:…:n 2 3)从运动开始算起,第1个T 内、第2个T 内、第3个T 内…第n 个T 内位移的比为:x 1:x 2:x 3:…:x n = 1:3:5:…(2n-1) B 、把一段过程分成相等的位移间隔1)从运动开始算起,前位移X 、前位移2X 、前位移3X ……、前位移nX 末的速度之比为:V 1:V 2:V 3:…:V n = 1:2: 3:…:n 2)从运动开始算起,前位移X 所用时间、前位移2X 所用时间、前位移3X 所用时间……、前位移nX 所用时间之比为:t 1:t 2:t 3:…:t n = 1:2: 3:…:n 3)从运动开始算起,通过连续相等位移所用时间之比为:t 1:t 2:t 3:…:t n = 1 :(2-1):(3-2):…:(n -1-n )【活学活用】从斜面上某一位置,每隔释放一个小球,在连续释放几个小球后,拍下在斜面上滚动的小球的照片,如图所示,测得s AB =15cm,s BC =20cm,求:(1)小球的加速度; (2)拍摄时B 球的速度; (3)拍摄时s CD 的大小;(4)A 球上面滚动的小球还有几个。
匀变速直线运动的规律及应用目录题型一匀变速直线运动基本规律的应用类型1 基本公式和速度位移关系式的应用类型2逆向思维法解决匀变速直线运动问题题型二匀变速直线运动的推论及应用类型1平均速度公式类型2位移差公式类型3初速度为零的匀变速直线运动比例式类型4第n秒内位移问题题型三自由落体运动和竖直上抛运动类型1自由落体运动基本规律的应用类型2自由落体运动中的“两物体先后下落”问题类型3竖直上抛运动的基本规律类型4自由落体运动和竖直上抛运动的相遇问题题型四多过程问题题型一匀变速直线运动基本规律的应用【解题指导】1.v=v0+at、x=v0t+12at2、v2-v20=2ax原则上可解任何匀变速直线运动的问题,公式中v0、v、a、x都是矢量,应用时要规定正方向.2.对于末速度为零的匀减速直线运动,常用逆向思维法.3.对于汽车刹车做匀减速直线运动问题,要注意汽车速度减为零后保持静止,而不发生后退(即做反向的匀加速直线运动),一般需判断减速到零的时间.【必备知识与关键能力】1.基本规律2 0(1)速度-时间关系:v=v0+at(2)位移-时间关系:x=v0t+12at2(3)速度-位移关系:v2-v=2ax----→初速度为零v0=0v=atx=12at2v2=2ax2.对于运动学公式的选用可参考下表所列方法题目中所涉及的物理量(包括已知量、待求量和为解题设定的中间量)没有涉及的物理量 适宜选用的公式v0、v、a、t x【速度公式】v=v0+atv0、a、t、x v【位移公式】x=v0t+12at2 v0、v、a、x t【速度位移关系式】v2-v20=2axv0、v、t、x a【平均速度公式】x=v+v0 2t类型1 基本公式和速度位移关系式的应用1(2024·北京·高考真题)一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经2s停止,汽车的制动距离为()A.5mB.10mC.20mD.30m【答案】B【详解】速度公式汽车做末速度为零的匀减速直线运动,则有x=v0+v2t=10m故选B。
专题1.2 匀变速直线运动的规律及应用【考情分析】1.高考命题以选择题和实验题为主,以计算题为辅。
2.命题热点为运动学基本规律的应用和图象问题,实验题以测瞬时速度和加速度为主。
【核心素养分析】物理观念:参考系、质点、位移、速度、加速度、匀变速直线运动、自由落体运动。
科学思维:在特定情境中运用匀变速直线运动模型、公式、推论及图象解决问题(如2018全国卷Ⅱ·T 19、Ⅱ·T 18)。
科学探究:研究匀变速直线运动的特点(如2017全国Ⅱ卷·T 22,2019Ⅱ卷·T 22)。
科学态度与责任:以生产、生活实际为背景的匀变速直线运动规律的应用(如2019全国Ⅱ卷·T 18)。
【重点知识梳理】知识点一、匀变速直线运动的基本规律 1.概念:沿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v 方向相同。
(2)匀减速直线运动:a 与v 方向相反。
3.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―――――→初速度为零即v 0=0⎩⎪⎨⎪⎧v =at x =12at 2【知识拓展】 1.重要公式的选择2.运动学公式中正、负号的规定一般情况下,规定初速度方向为正方向,与正方向相同的物理量取正值,相反的取负值。
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立即停止运动,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。
知识点二、匀变速直线运动的重要关系式 1.两个导出式⎭⎪⎬⎪⎫(1)速度—位移关系:v 2-v 20=2ax(2)位移—平均速度关系:x =v -t =v 0+v 2t ―――――→初速为零v 0=0 ⎩⎪⎨⎪⎧v 2=2ax x =v 2t 2.三个重要推论(1)位移差公式:Δx=x2-x1=x3-x2=…=x n-x n-1=aT2,即任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量。
匀变速直线运动的规律及应用1. 匀变速直线运动的基础概念1.1 什么是匀变速直线运动?匀变速直线运动,其实就是物体在运动过程中,速度在不断变化,但变化的速度是恒定的。
说白了,就是车子加速或减速的速度保持不变。
就像你骑自行车,如果每秒钟都加速10公里,那么你就是在做匀变速直线运动。
1.2 匀变速直线运动的公式说到公式,别怕复杂。
其实也就那么几个关键点。
首先,我们有位移公式:( s = v_0 t + frac{1}{2} a t^2 ),其中 ( s ) 是位移,( v_0 ) 是初速度,( a ) 是加速度,( t ) 是时间。
接着,速度公式是:( v = v_0 + a t )。
只要掌握了这些,匀变速运动也就搞定了。
2. 匀变速直线运动的实际应用2.1 交通工具中的匀变速我们在交通工具上最常见的就是匀变速运动了。
例如,汽车起步的时候,加速度是比较均匀的,车速逐渐增加。
这个时候,如果你有个车速表,就能看到车速稳步上升。
再比如地铁,刚启动时加速也是匀速的,让你在车上也能感受到“平稳”的感觉。
2.2 日常生活中的应用不仅限于交通工具,我们平常玩滑板、溜冰,甚至走路时,也会遇到匀变速运动的情况。
当你加速走路或减速时,速度的变化往往是均匀的。
比如你在跑步机上慢跑,跑步机的速度增加得比较平稳,这就是匀变速的典型表现。
3. 如何利用匀变速直线运动提高生活质量。
3.1 提高运动效果利用匀变速运动的规律,我们可以更科学地安排运动计划。
比如你要增加跑步的强度,可以在跑步时逐渐增加速度,这样可以避免突然加速带来的不适,同时提高运动效果。
3.2 安全驾驶在驾驶过程中,掌握匀变速运动的知识也非常重要。
比如,当你在高速公路上超车时,平稳加速不仅让驾驶更安全,也能提高车辆的稳定性。
懂得运用匀变速的原理,你的驾驶体验会更舒适,车子也能更省油。
结语所以呢,匀变速直线运动不仅是物理课上的难题,更是我们日常生活中的重要部分。
了解它的规律,应用到实际生活中,不仅能让我们在运动时更有效率,还能在驾驶时更安全。
匀变速直线运动规律的公式总结与应用一、基本公式:1. 速度—时间公式:v t=v0+at;2.位移—时间公式: x v0t1at222-v2 4. 位移—平均速度公式:X V0V3. 位移—速度公式:v t0 =2ax2t t二、推导公式:v0v t X1.平均速度公式:v.=2Tv0v t2.某段的中刻的瞬速度等于段内的平均速度:v t223.某段位移的中位置的瞬速度公式:v 02v t2v x2。
无匀加或匀减速都有。
24.匀速直运中,在任意两个相等的T 内的位移差是恒量,即X=X n+l–X n=aT 2= 恒量。
5.初速零的匀速直运中的比例关系(T 相等的隔, x 相等的位移隔):⑴、 T 末、 2T 末、 3T 末⋯⋯的瞬速度之比: v1:v2:v3:⋯⋯:v n=1 :2 :3 :⋯⋯:n;⑵、 T 内、 2T 内、 3T 内⋯⋯的位移之比: x1: x2:x3:⋯⋯:x n=1 :4:9 :⋯⋯:n 2;⑶、第一个 T 内、第二个 T 内、第三个 T 内⋯⋯的位移之比: xⅠ:xⅡ: xⅢ:⋯⋯:s n=1 :3 :5 :⋯⋯:(2n-1) ;⑷、前一个 x、前两个 x、前三个 x⋯⋯所用的之比: t 1:t 2:t 3:⋯⋯:t n =1 :⋯⋯:;⑸、第一个 x、第二个 x、第三个 x⋯⋯所用的之比 tⅠ、 t Ⅱ、t Ⅲ:⋯⋯:t N =1 :⋯⋯:。
三、追及相遇问题:Ⅰ、速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动):Ⅱ、速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动):相遇问题的常见情况:1、同向运动的两物体追及即相遇;2、相向运动的物体,当各自发生的位移大小和等于开始时两物体的距离时即相遇。
匀变速直线运动的规律及其应用【知识要点】一、匀变速直线运动的规律1.条件:物体受到的合外力恒定,且与运动方向在一条直线上.2.特点:a 恒定,即相等时间内速度的变化量恒定.3.规律:(1)v t =v 0+at(2)s =v 0t +21at 2 (3)v t 2-v 02=2as4.推论:(1)匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量,即Δs =s i +1-s i =aT 2=恒量.(2)匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即v t /2=v =20t v v + 以上两个推论在“测定匀变速直线运动的加速度”等学生实验中经常用到,要熟练掌握.(3)初速度为零的匀加速直线运动(设T 为等分时间间隔):①1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度的比为:v 1∶v 2∶v 3∶……∶v N =1∶2∶3∶…∶n②1T 内、2T 内、3T 内……位移的比为:s 1∶s 2∶s 3∶…∶s N =12∶22∶32∶…∶n 2③第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内…… 位移的比为:s Ⅰ∶s Ⅱ∶s Ⅲ∶…∶s 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: t 1∶t 2∶t 3∶…∶t N =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -1-n )5.自由落体运动是初速度为0、加速度为g 的匀加速直线运动,初速度为零的匀加速运动的所有规律和比例关系均适用于自由落体运动。
二、运动学中的追赶问题⑴匀减速运动物体追赶同向匀速运动物体时,恰能追上或恰好不能追上的临界条件:即将追及时,追赶者速度等于被追赶者速度(即当追赶者速度大于被追赶者速度时,能追上;当追赶者速度小于被追赶者速度时,追不上)。
⑵初速度为零的匀加速运动物体追赶同向匀速运动物体时,追上之前两者具有最大距离的条件:追赶者的速度等于被追赶者的速度。
⑶被追赶的物体作匀减速运动时,一定要注意追上前该物体是否已停止运动。
匀变速直线运动的规律一.考点整理匀变速直线运动规律1.匀变速直线运动:沿着一条直线,且加速度的运动.分为匀加速直线运动〔a与v方向〕和匀减速直线运动〔a与v向〕.2.三个根本规律:①速度公式:v = ;②位移公式:x = ;③位移速度关系式:v2t–v02 = .3.三个推论:①做匀变速直线的物体在连续相等的相邻时间间隔T内的位移差等于恒量,即x2–x1 = x3–x2 =……= x n–x n – 1 = ;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,即v平均= v t/2= ;③匀变速直线运动的某段位移中点的瞬时速度v x/2 = .4.初速度为零的匀加速直线运动的特别规律:⑴在1T末,2T末,3T末,…,n T末的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶v n = ;⑵在1T内,2T内,3T内,…,n T内的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶x n = ;⑶在第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:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶x N =____________________________________;⑷从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t1∶t2∶t3∶…∶t n = ;⑸从静止开始通过连续相等的位移时的速度之比为v1∶v2∶v3∶…∶v n = ;5.自由落体运动:物体只在作用下,从开始下落的运动叫自由落体运动.⑴根本特征:只受,且初速度为、加速度为的匀加速直线运动.⑵根本规律:由于自由落体运动是直线运动,所以匀变速直线运动的根本公式及其推论都适用于自由落体运动.①速度公式:v = ;②位移公式:h = ;③位移与速度的关系:v2 = .⑶推论:①平均速度等于中间时刻的瞬时速度,也等于末速度的一半,即v平均= v/2 = ;在相邻的相等时间内下落的位移差Δh = 〔T为时间间隔〕.二.思考与练习思维启动1.依据给出的速度和加速度的正负,对物体运动性质的推断正确的选项是〔〕A.v > 0,a < 0,物体做加速运动B.v < 0,a < 0,物体做加速运动C.v < 0,a > 0,物体做减速运动D.v > 0,a >0,物体做加速运动2.一物体由静止开始沿光滑斜面做匀加速直线运动,运动6秒到达斜面底端,斜面长为18米,则:⑴物体在第3秒内的位移多大?⑵前3秒内的位移多大?3.甲物体的质量是乙物体质量的5倍,甲从H高处自由下落,同时乙从2H高处自由下落,以下说法中正确的选项是〔高度H远大于10 m〕〔〕A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速率比乙的大B.下落1 s末,它们的速度相等C.各自下落1 m,它们的速度相等D.下落过程中甲的加速度比乙的大三.考点分类探讨典型问题〖考点1〗匀变速直线运动规律的应用【例1】珠海航展现场空军八一飞行表演队两架“歼-10〞飞机表演剪刀对冲,上演精彩空中秀.质量为m的“歼-10〞飞机表演后返回某机场,降落在跑道上减速过程简化为两个匀减速直线运动.飞机以速度v0着陆后马上翻开减速阻力伞,加速度大小为a1,运动时间为t1;随后在无阻力伞情况下匀减速直至停下.在平直跑道上减速滑行总路程为x.求:第二个减速阶段飞机运动的加速度大小和时间.【变式跟踪1】如下列图,是某型号全液体燃料火箭发射时第—级发动机工作时火箭的a– t图象,开始时的加速度曲线比较平滑,在120 s的时候,为了把加速度限制在4g以内,第—级的推力降至60%,第—级的整个工作时间为200s.由图线可以看出,火箭的初始加速度为15 m/s2,且在前50 s内,加速度可以看做均匀变化,试计算:⑴t = 50 s时火箭的速度大小;⑵如果火箭是竖直发射的,在t = 10 s前看成匀加速运动,则t =10 s时离地面的高度是多少?如果此时有一碎片脱落,不计空气阻力,碎片将需多长时间落地?〔取g = 10 m/s2,结果可用根式表示〕〖考点2〗自由落体运动和竖直上抛运动例2某人在高楼的平台边缘,以20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子.不考虑空气阻力,取g=10 m/s2,求:⑴物体上升的最大高度;回到抛出点所用的时间;⑵石子抛出后通过距抛出点下方20 m处所需的时间.【变式跟踪2】在塔顶上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20m,不计空气阻力,设塔足够高,则物体位移大小为10 m时,物体通过的路程可能为〔〕A.10 m B.20 m C.30 m D.50 m考点3:实际应用:汽车的“刹车〞问题.汽车刹车问题的实质是汽车做单方向匀减速直线运动问题.汽车在刹车过程中做匀减速直线运动,速度减为0后,车相对地面无相对运动,加速度消逝,汽车停止不动,不再返回.汽车运动时间满足t≤v0/a,发生的位移满足x≤v02/2a〔停止时取“=〞号〕.例3一辆汽车以10 m/s的速度沿平直的公路匀速前进,因故紧急刹车,加速度大小为0.2 m/s2,则刹车后汽车在1 min内通过的位移大小为〔〕A.240 m B.250 m C.260 m D.90 m【变式跟踪3】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〔〕C.25 m D.75 m四.考题再练高考真题1.〔202xX高考〕某航母跑道长200m,飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的X速度为50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为〔〕A.5m/s B.10m/s C.15m/s D.20m/s【预测1】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3000m,着陆距离大约为202xm.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∶12.〔202x全国卷大纲版〕一客运列车匀速行驶,其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性撞击.坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0s.在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动.该旅客在此后的20.0s内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过.每根铁轨的长度为25.0m,每节货车车厢的长度为16.0m,货车车厢间距忽略不计.求:⑴客车运行速度的大小;⑵货车运行加速度的大小【预测2】小明同学乘坐“和谐号〞动车组,觉察车厢内有速率显示屏.当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间,他记录了不同时刻的速率,局部数据列于表格中.动车组的总质量M = 2.0×105kg,假设动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1倍,取g = 10m/s2.在小明同学记录动车组速率这段时间内,求:⑴动车组的加速度值;⑵动车组牵引力的最大值;⑶动车组位移的大小.五.课堂演练自我提升t/s v/m·s-1 0 30 100 40 300 50 400 50 500 60 550 70 600 801.一个物体从静止开始做匀加速直线运动.它在第1 s内与第2 s内的位移之比为x1∶x2,在走完第1 m时与走完第2 m时的速度之比为v1∶v2.以下说法正确的选项是〔〕A.x1∶x 2 = 1∶3,v1∶v2 = 1∶2 B.x1∶x2 = 1∶3,v1∶v2 = 1∶ 2C.x1∶x2 = 1∶4,v1∶v2 = 1∶2 D.x1∶x2 = 1∶4,v1∶v2 = 1∶ 22.某做匀加速直线运动的物体初速度为2 m/s,经过一段时间t后速度变为6 m/s,则t/2时刻的速度为〔〕A.由于t未知,无法确定t/2时刻的速度B.5 m/sC.由于加速度a及时间t未知,无法确定t/2时刻的速度D.4 m/s3.科技馆里有一个展品,该展品放在暗处,顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置,在频闪光源的照耀下,可以看到水滴好似静止在空中固定的位置不动,如下列图.某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔,用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中几滴水间的距离,由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为〔g取10 m/s2〕〔〕A.0.01 s B.0.02 s C.0.1 s D.0.2 s4.做匀减速直线运动的物体经4 s后停止,假设在第1 s内的位移是14 m,则最后1 s内的位移是〔〕A.3.5 m B.2 m C.1 m D.05.沙尘暴天气会严峻影响交通.有一辆卡车以54 km/h的速度匀速行驶,司机突然模糊看到正前方十字路口一个老人跌倒〔假设没有人扶起他〕,该司机刹车的反响时间为0.6 s,刹车后卡车匀减速前进,最后停在老人前1.5 m处,预防了一场事故.刹车过程中卡车加速度大小为5 m/s2,则〔〕A.司机觉察情况后,卡车经过3 s停下B.司机觉察情况时,卡车与该老人的距离为33 mC.从司机觉察情况到停下来的过程,卡车的平均速度为11 m/sD.假设卡车的初速度为72 km/h,其他条件都不变,则卡车将撞到老人6.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,则以下说法正确的选项是〔〕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.两物体在空中同时到达的同一高度处肯定是B开始下落时高度的中点7.一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A、B,A在西B在东,一辆匀速行驶的汽车自东向西经过B路牌时,一只小鸟恰自A路牌向B匀速飞去,小鸟飞到汽车正上方马上折返,以原速率飞回A,过一段时间后,汽车也行驶到A.以向东为正方向,它们的位移-时间图像如下列图,图中t2 = 2t1,由图可知〔〕A.小鸟的速率是汽车速率的两倍B.相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3:1C.小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍D.小鸟和汽车在0-t2 时间内位移相等8.汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动产生明显的滑动痕迹,即常说的刹车线.由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小,因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据.假设某汽车刹车后至停止的加速度大小为7 m/s2,刹车线长为14 m,求:⑴该汽车刹车前的初始速度v0的大小;⑵该汽车从刹车至停下来所用的时间t0;⑶在此过程中汽车的平均速度.参考答案:一.考点整理匀变速直线运动规律1.保持不变同反2.v0 + at v0t + at2/2 2ax 3.aT2(v0 + v t)/22220tvv4.1∶2∶3∶…∶n 12∶22∶32∶…∶n21∶3∶5∶…∶(2n–1) 1∶(2–1)∶(3–2)∶…∶(n–n-1) 1∶2∶3∶…∶n5.重力静止重力零g初速度为零的匀加速gt gt2/2 2gh gt/2 gT2二.思考与练习思维启动1.BCD;速度和加速度都是矢量,假设二者符号相同,物体就做加速运动,故B、D正确;假设二者符号相反,物体就做减速运动,故A错误,C正确.2.⑴第1 s,第2 s,第3 s……第6 s内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9∶11,因此第3秒内的位移xⅢ=51+3+5+7+9+11×18 m = 2.5 m,⑵将6 s的时间分成2个3 s,前3 s内的位移x3=11+3×18 m=4.5 m.3.BC三.考点分类探讨典型问题例1如图,A为飞机着陆点,AB、BC分别为两个匀减速运动过程,C点停下.A到B过程,依据运动学规律有:x1 = v0t1–12a1t12,v B = v0–a1t1,B到C过程,依据运动学规律有:x2 = v B t2–12a2t22,0 = v B–a2t2,A到C过程,有:x = x1 + x2,联立解得:a2 = (v 0–a1t1)2/(2x + a1t12– 2 v0t1) t2 = (2x + a1t12– 2v0t1)/( v 0–a1t1)变式1 ⑴因为在前50 s内,加速度可以看做均匀变化,则加速度图线是倾斜的直线,它与时间轴所围的面积就表示该时刻的速度大小,所以有:v = (1/2)(15+20)×50 m/s = 875 m/s.⑵如果火箭是竖直发射的,在t = 10 s前看成匀加速运动,则t = 10 s时离地面的高度是h=at2/2 =(1/2)×15×102 m = 750 m,如果有一碎片脱落,它的初速度v1=at=150 m/s,离开火箭后做竖直上抛运动,有-h = v1t-12gt2,代入数据解得t=5(3+15) s,t′=5(3-15) s舍去.例2 法1:⑴上升过程,匀减速直线运动,取竖直向上为正方向,v0 = 20 m/s,a1 = –g,v = 0,依据匀变速直线运动公式:v2–v02 = 2ax,v= v0 + at,得物体上升的最大高度:H = v02/2a1 = v02/2g = 20 m;上升时间:t1 = v0/g = 2 s;下落过程,自由落体运动,取竖直向下为正方向.v02 = 0,a2 = g,回到抛出点时,x1 = H,到抛出点下方20 m处时,x2 = 40 m,依据自由落体公式,得下落到抛出点的时间:t2=2x1g =2×2010s=2 s,回到抛出点所用的时间为t = t1+t2 = 4 s.⑵下落到抛出点下方20 m处的时间:t2′=2x2g=2×4010s = 2 2 s;从抛出到落到抛出点下方20 m处所经历时间为t′ = t1 + t2′= 2(1+2) s.法2:⑴全过程分析,取向上为正方向,v0 = 20 m/s,a= –g,最大高度时v = 0,回到原抛出点时x1 =0 m,由匀变速运动公式得最大高度:H = v02/2g = 20 m,回到原抛出点:x1 = v0t–12gt2,t = 2 v0/g =4 s.⑵落到抛出点下方20 m处时,x = – 20 m:x = v0t2–12gt22,代入数据得:–20 = 20t2–12×10t22,解得⎩⎨⎧t2=〔2+22〕 s t2′=〔2-22〕 s.舍去.所以石子落到抛出点下方20 m 处所需时间t 2=2(1+2) s 变式2 A CD ;物体在塔顶上的A 点抛出,位移大小为10 m 的位置有两处,如下列图,一处在A 点之上,另一处在A 点之下,在A 点之上时,通过位移为10 m 处又有上升和下降两种过程,上升通过时,物体的路程s 1等于位移x 1的大小,即s 1=x 1=10 m ;下落通过时,路程s 2=2H -x 1=2×20 m -10 m =30 m ,在A 点之下时,通过的路程s 3=2H +x 2=2×20 m +10 m =50 m .故A 、C 、D 正确例3 B ;因汽车刹车后一直做匀减速直到运动速度为零为止,所以t = v 0/a = 50 s ,所以汽车刹车后在1 min内通过的位移为x = v 0t /2 = 250 m . 变式3 C ;因汽车做匀减速直线运动.由x = v 0t +12at 2得 9=v 0×1-12a ×12,9+7=v 0×2-12a ×22,解得v 0 = 10 m/s ,a = 2 m/s 2.汽车从刹车到停止所需时间t = v 0/a = 5s ;刹车后6 s 内的位移即5 s 内的位移x = v 0t – 12at 2,代入数据解得x = 25 m .四.考题再练 高考真题 1.B预测1:B ;由x = v t /2解得起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比是 t 1:t 2 =(x 1/x 2)(v 2/v 1) =1∶1,选项B 正确. 2.⑴ 设连续两次撞击铁轨的时间间隔为Δt ,每根铁轨长度为l ,则客车速度为v = l /Δt ,其中l = 25.0m 、Δt = 10.0/(16–1) s 得 v = 37.5m/s .⑵ 设从货车开始运动后t = 20.0s 内客车行驶了s 1米,货车行驶了s 2米,货车加速度为a ,30节货车车厢的总长度为L = 30×16.0m .由运动学公式有 s 1 = v t 、s 2 = at 2/2,由题给条件有L = s 1 – s 2,联立上述各式,并代入数据解得a = 1.35m/s 2.预测2:⑴ 通过记录表格可以看出,动车组有两个时间段处于加速状态,设加速度分别为a 1、a 2,由 a =Δv /Δt 代入数据后得a 1 = 0.1m/s 2、a 2 = 0.2m/s 2.⑵ 由牛顿第二定律 F - F f = Ma ,F f = 0.1Mg 当加速度大时,牵引力也大.代入数据得 F = F f + Ma 2 =2.4×105N .⑶ 通过作出动车组的 v – t 图可知,第—次加速运动的结束时刻是200s ,第二次加速运动的开始时刻是450s .x 1 = (v 1 + v 2)/2]t 1、x 2 = v 2t 2、x 3 = (v 2 + v 3)/2]t 3、x = x 1 + x 2 + x 3,代入数据解得x = 30250m .五.课堂演练 自我提升1.B ;由x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶xn =1∶3∶5∶…∶(2n – 1)知x 1∶x 2=1∶3,由x =12at 2知t 1∶t 2=1∶2,又v=at 可得v 1∶v 2=1∶2,正确.2.D ;中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度,即v t/2 = (v 0 + v )/2 = 4 m/s3.C ;自上而下第—、二和三点之间的距离分别为x 1 = (10.00 – 1.00)×10-2 m = 9.00×10-2 m ,x 2 = (29.00 –10.00)×10-2 m =19.00×10-2 m ,依据公式Δx = aT 2得x 2–x 1 = gT 2,故T = 0.1 s . 4.B ;设加速度大小为a ,则开始减速时的初速度大小为v 0=at =4a ,第1 s 内的位移是x 1=v 0t 1-12at 12=3.5a = 14 m ,所以a =4 m/s 2,物体最后1 s 的位移是x =12at 22=2 m .此题也可以采纳逆向思维的方法,把物体的运动看做是初速度为零的匀加速直线运动,其在连续相邻相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7,第4 s 内的位移是14 m ,所以第1 s 内的位移是2 m .5.BD ;v 0=15 m/s ,故刹车后卡车做匀减速运动的时间t 2 = v 0/a = 3 s ,故卡车经过3.6 s 停下来,A 错误;卡车与该老人的距离x =v 0t 1 + v 02/2a +Δx =33 m ,B 正确;v 平 = (x –Δx )/(t 1 + t 2) =8.75 m/s ,C 错误;x ′ = v ′t 1 + v ′2/2a = 52 m > 33 m ,所以D 正确.6.AC ;设两物体从下落到相遇的时间为t ,竖直上抛物体初速度为v 0,由题gt = v 0 – gt = v 得v 0=2v .故A 正确.依据竖直上抛运动的对称性可知,B 自由落下到地面的速度为2v ,在空中运动时间为t B = 2v /2g ,A 竖直上抛,在空中运动时间t A = 2×(2v /g ) = 4v /g .故B 错误.物体A 能上升的最大高度h A = (2v )2/2g ,B 开始下落的高度h B =g (2v /g )2/2,显然两者相等.故C 正确.两物体在空中同时到达同一高度为h = gt 2/2 = g (v /g )2/2 = v 2/2g = h B /4.故D 错误.应选AC7.BC ;设AB 之间的距离为L ,小鸟的速率是v 1,汽车的速率是v 2,小鸟从出发到与汽车相遇的时间与返回的时间相同,故它们相向运动的时间为t 1/2,则在小鸟和汽车相向运动的过程中有v 1t 1/2 + v 2t 1/2 = L ,即〔v 1 + v 2〕t 1/2 = L ,对于汽车来说有v 2t 2 = L ;联立以上两式可得v 1 =3 v 2,故A 错误B 正确.汽车通过的总路程为x 2 = v 2t 2,小鸟飞行的总路程为x 1 = v 1t 1=3 v 2×(t 2/2) = (3/2)x 2,故C 正确.小鸟回到出发点,故小鸟的位移为0,故D 错误.应选BC .8.⑴ 由题意依据运动学公式v 2 – v 20 = 2ax 得– v 20 = 2ax 代入数据解得v 0 = 14 m/s . ⑵ 法1:由v = v 0 + at 0得t 0 = (v – v 0)/a = 2s ;法2:(逆过程) 由x = 12at 02 得t 0 =2xa= 2 s . ⑶ 法1:v 平均 = x /t = 7 m/s ;法2:v 平均 = (v 0 + v )/2 = 7 m/s .附:9.物体以肯定的初速度v 0冲上固定的光滑斜面,到达斜面X 点C 时速度恰为零,如下列图.物体第—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. 法1〔比例法〕:对于初速度为0的匀加速直线运动,在连续相等的时间里通过的位移之比为 x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n = 1∶3∶5∶…∶(2n – 1),现有x BC ∶x AB = (x AC /4)∶(3x AC /4) = 1∶3,通过x AB 的时间为t ,故通过x BC 的时间t BC = t . 法2〔中间时刻速度法〕:中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度.v AC = (v 0 + 0)/2 = v 0/2,又v 02 =2ax AC ① v B 2 = 2ax BC ② x BC = x AC /4 ③ 解①②③得:v B = v 0/2,可以看出v B 正好等于AC 段的平均速度,因此B 点是中间时刻的位置.因此有t BC = t . 法3〔利用有关推论〕:对于初速度为0的匀加速直线运动,通过连续相等的各段位移所用的时间之比为 t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n = 1∶(2-1)∶(3-2)∶(4-3)∶…∶(n-n -1).现将整个斜面分成相等的四段,如下列图.设通过BC段的时间为t x ,那么通过BD ,DE ,EA 的时间分别为:t BD = (2-1)t x ,t DE = (3-2)t x ,t EA = (2-3)t x ,又t BD + t DE + t EA = t ,得t x = t .v /m·s -1t/s100 200 300 400 500 600 20406080。
专题四匀变速运动的规律及应用知识精讲一.知识结构图二.学法指导1.通过v-t图像分析匀变速直线运动的速度变化特点,并定义匀变速直线运动2.学会并体会物体做匀变速直线运动的v-t图像与坐标轴所围面积表示位移,重点学校运动v-t图像表示位移大小及方向3.通过对公式推导掌握匀变速直线运动的三个基本公式及有关推论的学习4.掌握初速度为零运动的规律并运用此规律解题三.知识点贯通知识点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。
知识点2.基本规律和推论例题1 5 s 内的位移多4 m ,则该质点的加速度、9 s 末的速度和在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】 根据匀变速直线运动的规律,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 =44 m/s 2=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。
例题2. 物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为16 m 的路程,第一段用时4 s ,第二段用时2 s ,则物体的加速度是( ) A.23 m/s 2 B.43 m/s 2 C.89 m/s 2 D.169m/s 2 【答案】B【解析】 根据题意,物体做匀加速直线运动,t 时间内的平均速度等于t2时刻的瞬时速度,在第一段内中间时刻的瞬时速度为:v 1=v 1=164 m/s =4 m/s ;在第二段内中间时刻的瞬时速度为:v 2=v 2=162 m/s =8 m/s ;则物体加速度为:a =v 2-v 1t =8-43 m/s 2=43m/s 2,故选项B 正确。
第二节 匀变速直线运动的规律及应用,[学生用书P 8])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 . 1.(单选)(2013·高考广东卷)某航母跑道长200 m ,飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s 2,起飞需要的最低速度为50 m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为( )A .5 m/sB .10 m/sC .15 m/sD .20 m/s解析:选B.飞机在滑行过程中,做匀加速直线运动,根据速度与位移的关系v 2-v 20=2ax 解决问题.由题知,v =50 m/s ,a =6 m/s 2,x =200 m ,根据v 2-v 20=2ax 得借助弹射系统飞机获得的最小初速度v 0=v 2-2ax =502-2×6×200 m/s =10 m/s.故选项B 正确.二、匀变速直线运动的推论 1.平均速度公式:v =v t 2=v 0+v2.2.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 =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1).2.(单选)(2015·佛山模拟)如图所示,一小球从A 点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动,若到达B 点时速度为v ,到达C 点时速度为2v ,则x AB ∶x BC 等于( )A .1∶1B .1∶2C .1∶3D .1∶4解析:选C.由v B ∶v C =1∶2知,t AB =t BC ,由比例法得x AB ∶x BC =1∶3,故C 正确. 三、自由落体运动和竖直上抛运动的规律1.自由落体运动规律 (1)速度公式:v =gt . (2)位移公式:h =12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2=2gh . 2.竖直上抛运动规律 (1)速度公式:v =v 0-gt . (2)位移公式:h =v 0t -12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2-v 20=-2gh . (4)上升的最大高度:h =v 202g .(5)上升到最大高度用时:t =v 0g.3.(单选)2014年9月29日,在仁川亚运会跳高比赛中,卡塔尔选手穆·巴沙姆打破亚运32年跳高纪录,夺得金牌.假设穆·巴沙姆的重心离地面高1.2 m ,起跳后身体横着越过了1.96 m 的高度.据此可估算出他起跳时的竖直速度大约为(取g =10 m/s 2)( )A .2 m/sB .4 m/sC .6 m/sD .8 m/s 答案:B考点一__匀变速直线运动基本公式的应用_______ [学生用书P 9]1.速度时间公式v =v 0+at 、位移时间公式x =v 0t +12at 2、位移速度公式v 2-v 20=2ax ,是匀变速直线运动的三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.2.匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,应用时要注意各物理量的符号,一般规定初速度的方向为正方向,当v 0=0时,一般以a 的方向为正方向.(2014·高考新课标全国卷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108 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2/5.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 0①s =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=25μ0③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 ④s =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[总结提升] (1)求解匀变速直线运动的一般步骤 画过程分析图→判断运动性质→选取正方向→选用公式列方程→解方程并讨论(2)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所用时间,再选择合适公式求解.③物体先做匀减速直线运动,速度减为零后又反向做匀加速直线运动,全程加速度不变,可以将全程看做匀减速直线运动,应用基本公式求解.1.(单选)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,滑块在最初开始2 s 内的位移是最后2 s 内位移的两倍,且已知滑块最初开始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4 sD .滑块运动的总位移为4.5 m解析:选D.根据题意可知,滑块做末速度为零的匀减速直线运动,其逆运动是初速度为零的匀加速直线运动,设其运动的总时间为t ,加速度为a ,设逆运动最初2 s 内位移为x 1,最后2 s 内位移为x 2,由运动学公式有x 1=12a ×22;x 2=12at 2-12a (t -2)2,且x 2=2x 1;2.5=12at 2-12a (t -1)2,联立以上各式并代入数据可解得a =1 m/s 2,t =3 s ,A 、C 均错误;v 0=at =1×3 m/s =3 m/s ,B 错误;x =12at 2=12×1×32 m =4.5 m ,D 正确.考点二__匀变速直线运动推论的应用____________ [学生用书P 9]1.推论公式主要是指:①v =v t 2=v 0+v t2,②Δx =aT 2,①②式都是矢量式,在应用时要注意v 0与v t 、Δx 与a 的方向关系.2.①式常与x =v ·t 结合使用,而②式中T 表示等时间隔,而不是运动时间. 有一质点在连续12 s 内做匀加速直线运动,在第一个4 s 内位移为24 m ,在最后4 s 内位移为56 m ,求质点的加速度大小.[解析] 法一:运用运动学基本公式求解 根据x =v 0t +12at 2,有24=v 0×4+12a ·42①56=v 1×4+12a ·42②又由v =v 0+at ,有v 1=v 0+a ×8③ 以上三式联立可解得a =1 m/s 2. 法二:利用平均速度公式求解由于已知量有x 及t ,平均速度v 可求,故想到利用平均速度公式v =v t 2,第一个4 s 内平均速度等于中间时刻2 s 时的速度,v 2=244m/s =6 m/s ,最后4 s 内平均速度等于中间时刻10 s 时的速度, v 10=564m/s =14 m/s 所以a =v 10-v 2t 10-t 2=14-610-2 m/s 2=1 m/s 2.法三:利用Δx =aT 2求解本题出现了三个连续相等时间间隔(4 s),故想到选用公式Δx =aT 2,x 2-x 1=aT 2,x 3-x 2=aT 2,所以x 3-x 1=2aT 2,a =x 3-x 12T 2=56-242×42 m/s 2=1 m/s 2.[答案] 1 m/s 2[名师点评] 一道题可能有多种不同的解题方法,但采用不同的方法,繁简程度不同,因此在处理问题时,要分析题目特点,判断利用哪种方法更合适.2.(单选)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解析:选D.由匀变速直线运动的位移公式x =v 0t +12at 2,对比题给关系式可得v 0=5 m/s ,a =2 m/s 2.则第1 s 内的位移是6 m ,A 错;前2 s 内的平均速度是v =x 2t =5×2+222 m/s =7 m/s ,B 错;Δx =aT 2=2 m ,C 错;任意1 s 内速度增量Δv =at =2 m/s ,D 对.考点三__自由落体运动和竖直上抛运动_________ [学生用书P 9]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(1)对称性 ①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 .②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,造成双解,在解决问题时要注意这个特点.气球以10 m/s 的速度沿竖直方向匀速上升,当它上升到离地175 m 的高处时,一重物从气球上掉落,则重物需要经过多长时间才能落到地面?到达地面时的速度是多大?(g 取10 m/s 2)[解析] 法一:全程法取全过程为一整体进行研究,从重物自气球上掉落计时,经时间t 落地,规定初速度方向为正方向,画出运动草图,如图所示.重物在时间t 内的位移h =-175 m 将h =-175 m ,v 0=10 m/s 代入位移公式 h =v 0t -12gt 2解得t =7 s 或t =-5 s(舍去), 所以重物落地速度为v =v 0-gt =10 m/s -10×7 m/s =-60 m/s其中负号表示方向竖直向下,与初速度方向相反. 法二:分段法设重物离开气球后,经过t 1时间上升到最高点,则 t 1=v 0g =1010s =1 s上升的最大高度h 1=v 202g =1022×10 m =5 m故重物离地面的最大高度为 H =h 1+h =5 m +175 m =180 m重物从最高处自由下落,落地时间和落地速度分别为 t 2=2H g=2×18010s =6 s , v =gt 2=10×6 m/s =60 m/s ,方向竖直向下 所以重物从气球上掉落至落地共历时t =t 1+t 2=7 s. [答案] 7 s 60 m/s[方法总结] 竖直上抛运动的研究方法全程法将上升和下降过程统一看成是初速度v 0向上,加速度g 向下的匀变速直线运动,v =v 0-gt ,h =v 0t -12gt 2(向上为正)若v >0,物体上升,若v <0,物体下落 若h >0,物体在抛点上方,若h <0,物体在抛点下方3.(单选)(2014·高考上海卷)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.v gC.2h vD.h v解析:选A.以竖直向下为正方向,对向上和向下抛出的两个小球,分别有h =-v t 1+12gt 21,h =v t 2+12gt 22,Δt =t 1-t 2,解以上三式得两球落地的时间差Δt =2v g,故A 正确. ,[学生用书P 10])物理思想——用转换法求解多个物体的运动(14分)从斜面上某一位置每隔0.1 s 释放一颗小球,在连续释放几颗后,对斜面上正在运动着的小球拍下部分照片,如图所示.现测得AB =15 cm ,BC =20 cm ,已知小球在斜面上做匀加速直线运动,且加速度大小相同,求:(1)小球的加速度;(2)拍摄时B 球的速度; (3)D 、C 两球相距多远?(4)A 球上面正在运动着的小球共有几颗?[审题点睛] (1)将多个小球某一时刻的照片看做一个小球每隔0.1 s 的频闪照片. (2)涉及等时间隔问题,选用推论公式计算较为简单.[规范解答]—————————该得的分一分不丢! (1)由Δx =aT 2得a =Δx T 2=BC -AB T 2=0.20-0.150.12 m/s 2=5 m/s 2.(3分)(2)v B =AB +BC 2T =0.15+0.202×0.1 m/s =1.75 m/s.(3分)(3)由Δx =DC -BC =BC -AB 得DC =BC +(BC -AB )=20 cm +5 cm =25 cm.(2分) (4)小球B 从开始下滑到图示位置所需的时间为 t B =v B a =1.755s =0.35 s(3分)则B 球上面正在运动着的小球共有三颗,A 球上面正在运动着的小球共有两颗.(3分) [答案] (1)5 m/s 2 (2)1.75 m/s (3)25 cm (4)两颗[方法提炼] 在涉及多体问题和不能视为质点的研究对象问题时,应用“转化”的思想方法转换研究对象、研究角度,就会使问题清晰、简捷.通常主要涉及以下两种转化形式:(1)将多体转化为单体:研究多物体在时间或空间上重复同样运动问题时,可用一个物体的运动取代多个物体的运动.(2)将线状物体的运动转化为质点运动:长度较大的物体在某些问题的研究中可转化为质点的运动问题.如求列车通过某个路标的时间,可转化为车尾(质点)通过与列车等长的位移所经历的时间.4.屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1 m 的窗子的上、下沿,如图所示,(g 取10 m/s 2)问:(1)此屋檐离地面多高?(2)滴水的时间间隔是多少?解析:如图所示,如果将这5滴水运动等效为一滴水的自由落体,并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段,设每段时间间隔为T ,则这一滴水在0时刻、T 末、2T 末、3T 末、4T 末所处的位置,分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置,据此可作出解答.设屋檐离地面高为x ,滴水间隔为T .则 x =16x 0,5x 0=1 m ,所以x =3.2 m 另有x =12g (4T )2,解得T =0.2 s.答案:(1)3.2 m (2)0.2 s1.(多选)(2015·云南第一次统一检测)一质点沿x 轴运动,其位置x 随时间t 变化的规律为:x =15+10t -5t 2(m),t 的单位为s.下列关于该质点运动的说法正确的是( )A .该质点的加速度大小为5 m/s 2B .t =3 s 时刻该质点速度为零C .0~3 s 内该质点的平均速度大小为5 m/sD .物体处于x =0处时其速度大小为20 m/s解析:选CD.由x =15+10t -5t 2(m)可知,初速度v 0=10 m/s ,加速度a =-10 m/s 2,则A 错;由速度公式v =v 0+at 得t =3 s 时,v =-20 m/s ,B 错;t =3 s 时,x =0 m ,t =0时,x =15 m ,则0~3 s 内该质点的平均速度v =Δx Δt =0-15 m3 s =-5 m/s ,大小为5 m/s ,C 对;当x =0时,得t =3 s ,则v =-20 m/s ,速度大小为20 m/s ,D 对.2.(单选)(2015·广州模拟)一个物体以足够大的初速度做竖直上抛运动,在上升过程的最后1 s 初的瞬时速度的大小和最后1 s 内的位移大小分别是(g 取10 m/s 2)( )A .10 m/s ,10 mB .10 m/s ,5 mC .5 m/s ,5 mD .由于不知初速度的大小,故无法计算解析:选B.上升的最后1 s 的末速度为0,最后1 s 初的速度为v =gt =10 m/s ,最后1 s 内的位移为x =v t =5 m ,故B 正确.3.(单选)(2015·福州高三模拟)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解析:选C.由Δx =aT 2得:7-9=a ×12,a =-2 m/s 2,由x =v 0t +12at 2得:9=v 0×1+12×(-2)×12,v 0=10 m/s ,所以汽车到停下来用时t =0-v 0a =0-10-2 s =5 s ,6秒内的位移:x =v t =0+102×5 m =25 m ,故C 对.4.(多选)(原创题)一物体从斜面顶端由静止开始匀加速滚下,到达斜面中点用时1 s ,速度为2 m/s ,则下列说法正确的是( )A .斜面长度为1 mB .斜面长度为2 mC .物体在斜面上运动的总时间为 2 sD .到达斜面底端时的速度为4 m/s解析:选BC.v =v 中2=1 m/s ,L 2=v -t 1=1 m ,L =2 m ,故A 错B 对;由t 1∶t 2=1∶(2-1)得:t 2=(2-1s ,t =t 1+t 2= 2 s ,故C 对;由v =at 知,v 底=2 2 m/s ,故D 错.5.(单选)一物块(可看做质点)以一定的初速度从一光滑斜面底端A 点上滑,最高可滑至C 点,已知AB 是BC 的3倍,如图所示,已知物块从A 至B 所需时间为t 0,则它从B 经C 再回到B ,需要的时间是( )A .t 0B .t 04C .2t 0D .t 02解析:选C.将物块从A 到C 的匀减速直线运动,运用逆向思维可看做从C 到A 的初速度为零的匀加速直线运动,根据初速度为零的匀加速直线运动规律,可知连续相邻相等的时间内位移之比为奇数比,而CB ∶AB =1∶3,正好符合奇数比,故t AB =t BC =t 0,且从B 到C 的时间等于从C 到B 的时间,故从B 经C 再回到B 需要的时间是2t 0,C 对.6.(多选)如图所示,一冰壶以速率v 垂直进入三个矩形区域做匀减速运动,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( )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:选BD.逆向看冰壶的运动为初速度等于0的匀加速直线运动,利用结论判断可知B 、D 正确.一、单项选择题1.做匀减速直线运动的物体经4 s 停止,若在第1 s 内的位移是14 m ,则最后1 s 内位移是( )A .3.5 mB .2 mC .1 mD .0解析:选B.各秒内物体的位移之比为7∶5∶3∶1,由于第1 s 内位移为14 m ,故最后1 s 内的位移为2 m ,B 正确.2.一辆以20 m/s 的速度行驶的汽车,突然采取急刹车,加速度大小为8 m/s 2,汽车在刹车后的3秒内的位移和3秒时的速度分别为( )A .24 m ,4 m/sB .25 m ,4 m/sC .24 m ,-4 m/sD .25 m ,0答案:D 3.(2015·福建福州一模)一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验,让一个质量为2 kg 的小球从一定的高度自由下落,测得在第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 .物体在第2 s 内的位移是20 mD .物体在5 s 内的位移是50 m解析:选D.根据x =12gt 2可得,12g ×(5 s)2-12g ×(4 s)2=18 m ,因此星球上的重力加速度g =4 m/s 2,因此2 s 末的速度v =gt =8 m/s ,A 错误;第5秒内的平均速度v =181 m/s =18 m/s ,B 错误;第2 s 秒内的位移x 2=12gt 22-12gt 21=12×4×22 m -12×4×12 m =6 m ,C 错误;物体在5 s 内的位移x =12gt 2=12×4×52 m =50 m ,D 正确.4.(2015·贵州贵阳十校联考)一条悬链长7.2 m ,从悬挂点处断开,使其自由下落,不计空气阻力,则整条悬链通过悬挂点正下方20 m 处的一点所需的时间是(g 取10 m/s 2)( )A .0.3 sB .0.4 sC .0.7 sD .1.2 s解析:选B.链条上、下端到达该点用时分别为:t 上=2h 上g =2×2010s =2 s , t 下=2h 下g=2×(20-7.2)10s =1.6 s ,则Δt =t 上-t 下=0.4 s ,故B 正确.5.(2015·威海模拟)从16 m 高处每隔一定时间释放一球,让它们自由落下,已知第一个球刚好落地时,第五个球刚释放,这时第二个球离地面的高度是(g 取10 m/s 2)( ) A .15 m B .12 m C .9 m D .7 m解析:选D.第一个小球落地时,从上到下相邻两球之间的距离之比为:1∶3∶5∶7,因此第1、2两球间距离为:71+3+5+7×16 m =7 m ,故D 正确.6.一物体做匀加速直线运动,在第一个Δt 的时间内通过的位移为x 1,在第三个Δt 的时间内通过的位移为x 2,则物体运动的加速度为( )A.x 1+x 2Δt 2B .x 2-x 1Δt 2C.x 2-x 12Δt 2 D .x 2-x 13Δt 2解析:选C.由逐差公式得:x 2-x 1=2a (Δt )2,所以a =x 2-x 12Δt 2,故C 正确.二、多项选择题 7.(2015·郑州模拟)在塔顶上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,设塔足够高,则物体位移大小为10 m 时,物体通过的路程可能为( )A .10 mB .20 mC .30 mD .50 m解析:选ACD.物体在塔顶上的A 点抛出,位移大小为10 m 的位置有两处,如图所示,一处在A 点之上,另一处在A 点之下,在A 点之上时,通过位移为10 m 处又有上升和下降两种过程,上升通过时,物体的路程s 1等于位移x 1的大小,即s 1=x 1=10 m ;下降通过时,路程s 2=2h -x 1=2×20 m -10 m =30 m .在A 点之下时,通过的路程s 3=2h +x 2=2×20 m +10 m =50 m .故A 、C 、D 正确,B 错误.8.做初速度不为零的匀加速直线运动的物体,在时间T 内通过位移x 1到达A 点,接着在时间T 内又通过位移x 2到达B 点,则以下判断正确的是( )A .物体在A 点的速度大小为x 1+x 22TB .物体运动的加速度为2x 1T 2C .物体运动的加速度为x 2-x 1T 2D .物体在B 点的速度大小为2x 2-x 1T解析:选AC.根据匀变速直线运动规律,中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,故A 正确;根据x 2-x 1=aT 2,C 正确,B 错误;根据v =v 0+aT ,物体在B 点的速度大小为3x 2-x 12T,D 错误.☆9.(2015·河北石家庄质检)酒后驾驶会导致许多安全隐患,这是因为驾驶员的反应时间变长.反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间.下表中“思考距离”是指驾驶员发现情况到采取制动的时间内汽车的行驶距离;“制动距离”是指驾驶员发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动加速度都相同).速度(m/s)思考距离(m) 制动距离(m) 正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.72512.525.054.266.7 分析上表可知,下列说法正确的是()A.驾驶员正常情况下反应时间为0.5 sB.驾驶员酒后反应时间比正常情况慢0.5 sC.驾驶员采取制动措施后汽车加速度大小为3.75 m/s2D.当车速为25 m/s时,发现前方60 m处有险情,酒驾者不能安全停车解析:选ABD.反应时间=思考距离÷车速,因此正常情况下反应时间为0.5 s,酒后反应时间为1 s,故A、B正确;设汽车从开始制动到停车的位移为x,则x=x制动-x思考,根据匀变速直线运动公式:v2=2ax,解得a=v22(x制动-x思考)=7.5 m/s2,C错;根据表格,车速为25 m/s时,酒后制动距离为66.7 m>60 m,故不能安全停车,D正确.三、非选择题10.在一次低空跳伞训练中,当直升机悬停在离地面224 m高处时,伞兵离开飞机做自由落体运动.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,求:(取g=10 m/s2)(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?解析:(1)设伞兵展伞时,离地面的高度至少为h,此时速度为v0,着地时相当于从h1高处自由落下,则有v2-v20=-2ah,又v20=2g(224 m-h)联立解得h=99 m,v0=50 m/s以5 m/s 的速度落地相当于从h 1高处自由落下,即2gh 1=v 2,所以 h 1=v 22g =5220m =1.25 m.(2)设伞兵在空中的最短时间为t , 则有v 0=gt 1,t 1=v 0g =5010 s =5 s ,t 2=v -v 0a =5-50-12.5s =3.6 s ,故所求时间t =t 1+t 2=(5+3.6)s =8.6 s.答案:(1)99 m 1.25 m (2)8.6 s 11.(2015·广州模拟)做匀加速直线运动的物体途中依次经过A 、B 、C 三点,已知AB =BC =l2,AB 段和BC 段的平均速度分别为v 1=3 m/s 、v 2=6 m/s ,则:(1)物体经B 点时的瞬时速度v B 为多大?(2)若物体运动的加速度a =2 m/s 2,试求AC 的距离l .解析:(1)设加速度大小为a ,经A 、C 的速度大小分别为v A 、v C .由匀加速直线运动规律可得:v 2B -v 2A =2a ×l 2① v 2C -v 2B =2a ×l 2② v 1=v A +v B2③v 2=v B +v C 2④解①②③④式得:v B =5 m/s. (2)解①②③④式得: v A =1 m/s ,v C =7 m/s由v 2C -v 2A =2al ,得:l =12 m.答案:(1)5 m/s (2)12 m ☆12.(2014·高考山东卷)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t 0=0.4 s ,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72 km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L =39 m .减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10 m/s2.求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.解析:(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a,所用时间为t,由题可得初速度v0=20 m/s,末速度v t=0,位移s=25 m,由运动学公式得v20=2as①t=v0 a ②联立①②式,代入数据得a=8 m/s2③t=2.5 s.④(2)设志愿者反应时间为t′,反应时间的增加量为Δt,由运动学公式得L=v0t′+s⑤Δt=t′-t0⑥联立⑤⑥式,代入数据得Δt=0.3 s.⑦(3)设志愿者所受合外力的大小为F,汽车对志愿者作用力的大小为F0,志愿者质量为m,由牛顿第二定律得F=ma⑧由平行四边形定则得F 20=F 2+(mg )2⑨联立③⑧⑨式,代入数据得 F 0mg =415. 答案:(1)8 m/s 2 2.5 s (2)0.3 s (3)415。