专题-物理-L5-自由落体的频闪照片问题
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自由落体运动同学们,物体在脱离支撑之后要落回地面,这是一种很常见的现象。
但是你们认真观察过该种现象吗?你们比较过轻重不同物体的下落快慢吗?探究问题1:对于轻重不同的物体的下落快慢,你们认为是相同还是不同?一、落体运动快慢引发的思考回答:相同(不同)师:能不能拿起身边的物体证明你的结论?生:两个质量不同的小球同时落地。
师:有没有不同的观点?生:大小相同的纸片和铁片从同一高度释放,重的铁片先着地。
说明重的物体下落快一些。
师:大家再想一想,能不能用身边的器材设计一个实验让轻的物体先着地?生:用大小不同的两张纸片,把小的纸片弄成纸团。
结果质量小的纸团先着地。
到此未知,我们得到了几个相互矛盾的结论。
你们从中又想到了什么?生:有空气阻力的存有师:先让纸片下落,(下落很慢)再把纸片弄成纸团,(下落变快)。
弄成纸团后,什么变小了?截面积减小,空气阻力变小,纸的下落加快。
结论:物体在有空气的环境里下落,因为空气阻力的影响,能不能单凭物体的轻重来比较物体的下落快慢呢?(不能)那么没有空气阻力,物体的下来快慢又该如何呢?二、自由落体运动的定义板书:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自由落体运动问题:这个定义反映出自由落体运动应该满足什么条件?板书:只受重力和静止开始说明:刚刚试验中用到的金属小球,它在下落过程中受到的空气阻力很小,能够忽略不计,所以也能够把它看做自由落体运动。
探究问题2:在没有空气阻力的情况下,不同物体的下落快慢是否相同呢?毛钱管演示试验:看到了什么?铁片和羽毛同时到达底部。
放进空气:还同时到达底部吗?关于该问题历史上有个很有趣的故事(伽利略的落体推理)自由落体是一种什么性质的运动呢?频闪照片动画演示。
提问:观察频闪照片能发现什么规律?位移之比为奇数比,平方比猜测:可能是初速度为零的匀加速直线运动。
下面通过试验验证。
先来复习一下匀变速直线运动的规律三、自由落体运动的性质自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动前面的真空管实验中,轻重不同的物体,高度相同,时间相同,请同学想想这两个物体下落的加速度相同还是不相同?结论:在同一地点,不同物体下落的加速度都相同加速度是矢量,请问加速度的方向朝哪儿?竖直向下为什么?从运动学角度看,匀加速直线运动加速度方向和速度方向是什么关系?不同地点,重力加速度是什么呢?观察表格你发现什么规律?数据有没有变化?纬度越低的地方,加速度越大还是越小?四、自由落体运动规律的应用课堂练习:小球从教学楼顶部下落,求1s内,2s内,3s内下落的位移是多少?有没有问题?物理最后的结果要符合物理实际,假如要问你小球释放两小时之后的速度是多少,你能不能用v=gt去算?请一位同学配合做个游戏:抓笔的游戏,抓不住,为什么?在反应时间内,物体下落的高度能不能算出来?H大约等于10cm,要求抓笔的中部,这支笔的总长度还不到10cm。
高一物理必修一满分冲刺专题:闪光照片题一如图所示是一个网球沿竖直方向运动的频闪照片,由照片可知()A.网球的加速度方向向上B.网球一定在下降C.网球的加速度方向向下D.网球一定在上升题二在一竖直砖墙前让一个小石子自由下落,小石子下落的轨迹距离砖墙很近.现用照相机对下落的石子进行拍摄.某次拍摄的照片如图所示,AB为小石子在这次曝光中留下的模糊影迹.已知每层砖(包括砖缝)的平均厚度约为6.0 cm,A点距石子开始下落点的竖直距离约1.8 m.估算照相机这次拍摄的“曝光时间”最接近()A.2.0×10-1s B.2.0×10-2 s C.2.0×10-3 s D.2.0×10-4 s题三一个小球沿斜面向下运动,用每隔(1/10)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(1/10)s,测________(填“相等”或“不相等”),小球运动的性质属________直线运动.(2)甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下:甲同学:a1=(x2-x1)/T2,a2=(x3-x2)/T2,a3=(x4-x3)/T2,a=(a1+a2+a3)/3.乙同学:a1=(x3-x1)/(2T2),a2=(x4-x2)/(2T2),a=(a1+a2)/2.你认为甲、乙两位同学中计算方法更准确的是________,加速度值为________.练习详解题一答案:C详解:根据图像进行判断,网球有可能向上做减速运动,也有可能向下做加速运动,BD都不对,但网球的加速度方向一定向下。
题二答案:B详解:因为石子在曝光时间内的位移远小于A点距石子开始下落点的竖直距离,则可以用石子在A点的瞬时速度代替AB段的平均速度,由自由落体规律有v A=2gh=6 m/s,则曝光时间为t=s ABv A=0.02 s.题三答案:(1)相等匀加速(2)乙 1.10 m/s2详解:(1)2132431.1x x x x x x x cm∆=-=-=-=,所以小球在相邻的相等时间内的位移差相等,所以小球运动的性质属于匀加速直线运动。
2024届上海市松江区高三下学期二模物理试题一、单选题 (共7题)第(1)题如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,实线为一个带正电带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点,下列说法正确的是()A.三个等势面中等势面a的电势最高B.质点在Q点时的电势能比在P点时大C.质点在Q点时的动能比在P点时大D.质点在Q点时的加速度比在P点时的大第(2)题以下物理量为矢量的是( )A.电流B.电势C.磁感应强度D.功第(3)题如图甲所示为某款采用了主动降噪技术的汽车宣传海报,汽车主动降噪技术是指通过消音扬声器发出与噪音源相位相反、幅度相同的降噪声波,与外界噪音叠加以达到汽车降噪的一种降噪技术。
如图乙所示为理想情况下的降噪过程,实线表示噪音声波,虚线表示降噪声波,假设两声波均为简谐波,下列说法正确的是( )A.主动降噪技术应用了波的衍射原理B.噪音声波和降噪声波的波速大小一定相等C.图乙中噪音声波和降噪声波的频率可以不相等D.图乙中噪音声波和降噪声波相遇的P点的振幅增大第(4)题如图所示,在立方体的塑料盒内,其中AE边竖直,质量为m的带正电小球(可看作质点),第一次小球从A点以水平初速度沿AB方向抛出,小球在重力作用下运动恰好落在F点。
M点为BC的中点,小球与塑料盒内壁的碰撞为弹性碰撞,落在底面不反弹。
则下列说法正确的是( )A.第二次将小球从A点沿AM方向,以的水平初速度抛出,撞上FG的中点B.第二次将小球从A点沿AM方向,以水平初速度抛出,落在H点C.若又在空间增加沿AD方向的匀强电场,第三次将小球从A点沿AB方向水平抛出,要使小球落在G点初速度为vD.若又在空间增加沿AD方向的匀强电场,第三次将小球从A点沿AB方向水平抛出,要使小球落在G点电场力大小为2mg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。
自由落体频闪照片的拍摄原理自由落体频闪照片是一种通过高速摄影技术拍摄的照片,用于研究物体在自由落体运动中的运动轨迹和速度变化。
其拍摄原理主要涉及到以下几个方面:1. 高速摄影:自由落体频闪照片的拍摄需要使用高速摄影设备,如高速相机或高速摄像机。
这些设备能够以非常高的帧率进行拍摄,通常每秒可以拍摄数百或数千帧的图像。
2. 时间间隔:在拍摄自由落体频闪照片时,相机的快门速度是固定的,通常设置为较高的速度,如每秒1000 帧或更高。
通过设置相机的时间间隔,可以控制每两张照片之间的时间差。
3. 频闪闪光灯:为了在黑暗环境或低光照条件下拍摄清晰的照片,通常会使用频闪闪光灯。
频闪闪光灯会在每次相机拍摄时发出短暂而强烈的闪光,照亮物体,使其在照片中清晰可见。
4. 物体运动:当物体进行自由落体运动时,相机会在每个时间间隔拍摄一张照片。
由于相机的快门速度非常快,相机会捕捉到物体在不同位置的瞬间图像。
5. 合成图像:将拍摄到的一系列照片导入计算机或专门的图像处理软件中,可以将这些照片按照时间顺序合成一张频闪照片。
通过将多张照片叠加在一起,可以看到物体在自由落体过程中的连续运动轨迹。
通过分析自由落体频闪照片,可以研究物体的运动轨迹、速度、加速度等参数。
这种技术常用于物理学、工程学、运动学等领域的研究和实验中。
需要注意的是,拍摄自由落体频闪照片需要一定的技术和设备,同时还需要对拍摄环境和参数进行合理的设置,以获得准确和有用的结果。
在实际应用中,还需要考虑诸如相机的分辨率、帧率、闪光灯的同步等因素,以确保拍摄的频闪照片具有足够的质量和准确性。
总的来说,自由落体频闪照片的拍摄原理基于高速摄影和时间间隔控制,通过频闪闪光灯照亮物体并拍摄多张照片,最终合成一张展示物体运动轨迹的频闪照片。
这种技术在研究物体运动和物理现象方面具有重要的应用价值。
2024届四川省绵阳市高三上学期第一次诊断考试物理试题一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分 (共7题)第(1)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。
右图是小球自由下落时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04s闪光一次。
在误差允许范围内,根据图中的数据(图中数据的单位为cm)下列说法正确的是()A.小球在第一个位置时速度不为零B.用这种方法无法验证机械能守恒定律C.根据图中的数据可以测量当地的重力加速度D.图中相邻两个位置动量的变化量不一定相同第(2)题如图所示,圆心为O、半径为R的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场(图中未画出),ab、cd是两条相互垂直的直径,圆形区域外有一平行于cd、关于ab对称放置的线状粒子源ef,粒子源的长度为R,可以沿平行于ab的方向发射速度相同的同种带电粒子,从粒子源上f点发射的粒子经磁场偏转后从d点射出磁场。
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T,不计粒子重力及粒子间的相互作用。
下列说法正确的是( )A.从e点发射的粒子在磁场中运动的时间最长,为B.从e点发射的粒子在磁场中运动的时间最短,为C.从f点发射的粒子在磁场中运动的时间最长,为D.从f点发射的粒子在磁场中运动的时间最短,为第(3)题一遥控小车在遥控器控制下在水平地面上匀加速直线运动(如图甲所示),碰到前方挡板后反弹,小车与挡板作用时间不计,其速度v随时间t变化的关系如图乙所示,图中两斜线的斜率相等。
以静止开始运动起点为坐标原点,以小车开始运动时刻为t=0时刻,则下列选项中能正确反映小车运动的图像是( )A.B.C.D.第(4)题如图所示为餐厅暖盘车的储盘装置示意图,三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上,下端连接质量为的托盘,托盘上放着6个质量均为的盘子并处于静止状态。
自由落体和竖直上抛运动 1.特点和规律(1)自由落体运动的特点①从静止开始,即初速度为零. ②只受重力作用的匀加速直线运动.③公式:v =gt ,h =12gt 2,v 2=2gh .(2)竖直上抛运动的特点 ①初速度竖直向上.②只受重力作用的匀变速直线运动. ③若以初速度方向为正方向,则a =-g . 2.处理竖直上抛运动的方法 (1)分段处理①上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做自由落体运动. ②几个特征物理量上升的最大高度H =v 202g ,上升到最高点所用的时间T =v 0g ,回到抛出点所用的时间t =2v 0g,回到抛出点时的速度v=-v 0.(2)全程处理①初速度为v 0(设为正方向),加速度为a =-g 的匀变速直线运动. ②v >0时,物体上升. v <0时,物体下降.③h >0时,物体在抛出点上方. h <0时,物体在抛出点下方.二 基础练习1.(对自由落体运动的研究)伽利略对自由落体运动规律的探究中,下列描述错误的是( ) A .亚里士多德根据生活现象提出了重的物体下落得快,轻的物体下落得慢B .伽利略利用斜槽实验发现物体从静止开始滑下,在连续相等的时间间隔内通过的距离之比为1∶3∶5…从而间接证实了他提出的“落体速度与时间成正比”的假说C .在当时的实验中,伽利略已经可以较精确地测量自由落体时间,直接研究自由落体运动了D .伽利略对自由落体的探究中,经历了提出问题——猜想——数学推论——实验验证——合理外推——得出结论的科学推理方法2.(自由落体运动规律的应用)2014年8月3日在云南省昭通市鲁甸县发生6.5级地震.地震发生后,某空降兵部队迅速赶往灾区,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3.(竖直上抛运动规律的应用)物体以初速度v 0竖直上抛,经3s 到达最高点,空气阻力不计,g 取10m/s 2,则下列说法不正确的是( )A .物体上升的最大高度为45mB .物体速度改变量的大小为30m/s ,方向竖直向下C .物体在第1s 内、第2s 内、第3s 内的平均速度之比为5∶3∶1D .物体在第1s 内、第2s 内、第3s 内的平均速度之比为9∶4∶1 三 综合练习4.小球做自由落体运动,与地面发生碰撞,反弹后速度大小与落地速度大小相等.若从释放小球时开始计时,且不计小球与地面发生碰撞的时间,则小球运动的速度图线可能是图中的( )5.(多选)如图1所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方h处,空心管长为L,小球球心与管的轴线重合,并在竖直线上.当释放小球,小球可能穿过空心管,不计空气阻力,则下列判断正确的是()图1A.两者同时无初速度释放,小球在空中不能穿过管B.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v0,管无初速度,则小球一定能穿过管,且穿过管的时间与当地重力加速度无关C.两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v0,管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度有关D.两者均无初速度释放,但小球提前了Δt时间释放,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度无关6.如图2所示,在地面上一盘子C的正上方A处有一金属小球a距C为20m,在B处有另一个金属小球b距C为15m,小球a比小球b提前1s由静止释放(g取10m/s2).则()图2A.b先落入C盘中,不可能在下落过程中相遇B.a先落入C盘中,a、b下落过程相遇点发生在BC之间某位置C.a、b两小球同时落入C盘D.在a球下落过程中,a、b两小球相遇点恰好在B处7.如图3所示是一个网球沿竖直方向运动时的频闪照片,由照片可知()图3A.网球正在上升B.网球正在下降C.网球的加速度向上D.网球的加速度向下答案解析1.C2.B[物资包做自由落体运动,速度逐渐变大,在相等的时间间隔内距离不断变大,故选项A错误,B正确;物资包做自由落体运动,Δv=gΔt,所以相邻物资包的速度差不变,故选项C错误;物资包做自由落体运动,加速度为重力加速度,与质量无关,落地速度为v=2gh,全相同,故选项D错误.]3.D [上升高度h =12gt 2=12×10×32m =45m ,故选项A 正确;速度改变量大小为Δv =v 0-0=gt =30m/s ,方向向下,故选项B 正确;由运动学推论可知,在第1 s 末、第2 s 末、第3 s 末的速度分别为20 m/s,10m/s,0,由平均速度公式v =v +v 02得,物体在第1s 内、第2s 内、第3s 内的平均速度之比为5∶3∶1,故选项C 正确,D 错误.]4.D [小球与地面碰撞时,速度大小不变,但方向发生突变,A 、B 图中速度没有突变,故选项A 、B 错误;由C 图像可以看出,速度先减小到零,再反向增加到原来的值(竖直上抛运动),然后反弹(速度大小不变、方向突变),再重复这种运动,是上抛运动,故选项C 错误;由D 图像可以看出,速度先增加(自由落体运动),然后反弹(速度大小不变、方向突变),再减小到零(竖直上抛运动中的上升过程),再重复这种运动,故选项D 正确.]5.AB [两者同时无初速度释放,均做自由落体运动,球不能穿过管,A 正确;两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度v 0,以管为参考系,则小球匀速穿过管,时间为t =Lv 0,B 正确,C 错误;小球提前Δt 时间释放,相当于获得了初速度v 0=g Δt ,与当地重力加速度有关,D 错误.]6.D [小球a 、b 释放后均做自由落体运动,则有h =12gt 2,代入计算得t a =2s ,t b =3s ,小球a 提前1s 释放,所以b 释放后a 运动t a -1s =1s 落入C 盘,比b 球早落入.选项A 、C 错.b 球释放时a 下落1s ,此时下落的高度h ′=12gt ′2=5m ,刚好到达小球b 的同高处,此时b 开始释放,所以二者在B 处相遇,然后a 球超过b 球先落入盘中.选项D 对,B 错.]7.D [自由落体运动和竖直上抛运动互为逆运动,两者的运动具有对称性,所以网球可能向上做竖直上抛运动也可能向下做自由落体运动,无法判断运动方向,但是无论两者哪种运动,都只受重力作用,加速度向下,故D 正确.]运动图像一 基础知识回顾 1.x -t 图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律. (2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小. ②切线斜率的正负表示物体速度的方向. (3)两种特殊的x -t 图象①匀速直线运动的x -t 图象是一条倾斜的直线.②若x -t 图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态. 2.v -t 图象(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律. (2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体加速度的大小. ②图线上某点切线的斜率的正负表示物体加速度的方向. (3)两种特殊的v -t 图象①匀速直线运动的v -t 图象是与横轴平行的直线. ②匀变速直线运动的v -t 图象是一条倾斜的直线. (4)图线与时间轴围成的面积的意义①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小.②此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向. 3.a -t 图象(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的加速度随时间变化的规律. (2)图象斜率的意义:图线上某点切线的斜率表示该点加速度的变化率. (3)包围面积的意义:图象和时间轴所围的面积,表示物体的速度变化量. 二 基础练习1.(x -t 图像)(多选)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立即折返,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-时间图像如图1所示,图中t 2=2t 1,由图可知( )图1A .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~t 2时间内位移相等2.(x -t 2图像)质点做直线运动的位移x 和时间的平方t 2的关系图像如图2所示,则该质点( )图2A .加速度大小恒为1m/s 2B .0~2s 内的位移为1mC .2s 末的速度是4m/sD .第3s 内的平均速度大小为3m/s3.(v -t 图像)(多选)在某次军事演习中,空降兵从悬停在高空的直升机上跳下,当下落到距离地面适当高度时打开降落伞,最终安全到达地面,空降兵从跳离飞机到安全到达地面过程中在竖直方向上运动的v -t 图像如图3所示,则以下判断中正确的是( )图3A .空降兵在0~t 1时间内做自由落体运动B .空降兵在t 1~t 2时间内的加速度方向竖直向上,大小在逐渐减小C .空降兵在0~t 1时间内的平均速度v =12v 2D .空降兵在t 1~t 2时间内的平均速度v <12(v 1+v 2)4.(a -t 图像)(多选)一汽车在高速公路上以v 0=30m/s 的速度匀速行驶.t =0时刻,驾驶员采取某种措施,车运动的加速度随时间变化关系如图4所示.以初速度方向为正,下列说法正确的是( )图4A .t =6s 时车速为5m/sB .t =3s 时车速为零C .前9s 内的平均速度为15m/sD .前6s 内车的位移为90m5.(图像的转化)有一质点从x 轴的坐标原点开始沿x 轴做直线运动,其速度随时间变化的图像如图5所示,下列四个选项中a 表示质点运动的加速度,x 表示质点的位移,其中正确的是( )图56.(图像的比较)某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后,绘出了沿直线运动的物体的位移x、速度v、加速度a随时间变化的图像如图所示,若该物体在t=0时刻初速度为零,则下列图像中该物体在t=4s内位移一定不为零的是()三综合练习7.(多选)甲、乙两物体做直线运动的v-t图像如图6,由图可知()图6A.乙做加速度为1m/s2的匀加速直线运动B.4s内两物体通过的位移相等C.4s内乙的平均速度大小为2m/sD.4s内乙的速度大于甲的速度8.甲、乙两物体均做直线运动,它们在某段时间内的位移x随时间t变化的图像如图7所示,则在0~t1时间内,下列判断正确的是()图7A.甲物体做加速运动B.甲、乙两物体运动方向相同C.甲的平均速度比乙的平均速度大D.甲、乙两物体的平均速度大小相等9.如图8所示,为一质点做直线运动时的加速度-时间图像,图中斜线部分的面积S表示()图8A.初速度B.末速度C.速度的变化量D.位移10.一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的v-t图像如图9所示,图线与纵、横坐标轴的交点分别为0.5m/s 和-1s,由此可知()图9A.物体做匀速直线运动B.物体做变加速直线运动C.物体的初速度大小为0.5m/sD.物体的初速度大小为1m/s11.如图10所示,是一辆汽车做直线运动的x-t图像,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是()图10A.OA段运动最快B.AB段汽车做匀速直线运动C.CD段表示的运动方向与初始运动方向相反D.运动4h后汽车的位移大小为30km12.如图11为一质点做直线运动的v-t图像,下列说法正确的是()图11A.在18~22s时间内,质点的位移为24mB.18s时质点速度反向C.整个过程中,E点处质点离出发点最远D.整个过程中,CE段对应过程的加速度最大13.一物体沿一直线从静止开始运动且同时开始计时,其加速度随时间周期性变化的关系图线如图12所示,求:图12(1)物体在t=4s时的速度;(2)物体在第4s内的位移.答案解析1.BC [设A 、B 之间的距离为x .由t 2=2t 1,结合图像可知,小鸟与汽车相遇时,汽车的位移大小为x4,小鸟的位移大小为34x ,故选项A 错误,B 正确;小鸟飞行的总路程为64x =1.5x ,选项C 正确;小鸟在0~t 2时间内的位移为零,而汽车在0~t 2时间内位移大小为x ,故选项D 错误.]2.C [根据x =12at 2,可知图线的斜率表示12a ,则12a =22m/s 2,a =2 m/s 2.故A 错误;0~2s 内的位移x 1=12at 21=12×2×4m =4m .故B 错误;2s 末的速度v =at 1=2×2m/s =4 m/s.故C 正确;质点在第3s 内的位移x 2=12at 22-12at 21=12×2×(9-4) m =5m ,则平均速度v =x 2t 2=5m/s.D 错误.]3.BD [若空降兵做自由落体运动,其在v -t 图像中是斜直线,而题图中0~t 1时间内是曲线,选项A 错误;在v -t 图像中,图线的斜率的绝对值大小等于空降兵运动的加速度大小,斜率的绝对值逐渐减小,加速度逐渐减小,所以在t 1~t 2时间内,空降兵的速度向下,加速度的方向竖直向上,选项B 正确;在v -t 图像中图线与坐标轴围成的面积大小等于空降兵的位移大小,若在0~t 1内空降兵做匀变速直线运动,在此段时间内平均速度为12v 2,其对应的位移比实际运动对应的位移少图中0~t 1时间内的阴影部分的面积,故空降兵在0~t 1内的平均速度v >12v 2,选项C 错误;若在t 1~t 2时间内空降兵做匀变速直线运动,在此段时间内平均速度为12(v 1+v 2),其对应的位移比实际运动对应的位移多图中t 1~t 2时间内的阴影部分的面积,故空降兵在t 1~t 2时间内的平均速度v <12(v 1+v 2),选项D 正确.]4.BC [由a -t 图像可知汽车先做加速度为10 m/s 2的匀减速直线运动,后做加速度为5m/s 2的匀加速直线运动,因v 0=30 m/s ,所以t =3s 时汽车速度为零,故选项B 正确;6s 时汽车速度为v =5×(6-3) m/s =15 m/s ,故选项A错误;前9s 内的位移为30×32m +12×5×62m =135m ,所以前9s 内的平均速度为1359m/s =15 m/s ,选项C 正确;同理,求得前6s 内的位移为30×32m +12×5×32m =67.5m ,选项D 错误.]5.B [根据v -t 图线的斜率表示加速度知,0~1s 质点由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a =Δv Δt =2-01-0m/s2=2 m/s 2,1~2s 质点做匀减速直线运动,加速度为a =Δv Δt =0-22-1m/s 2=-2 m/s 2,同理分析,2~3s 质点反向做匀加速直线运动,加速度为-3m/s 2,3~4 s 质点反向做匀减速直线运动,加速度为3 m/s 2,故选项A 错误,B 正确;由匀变速直线运动的位移公式x =12at 2,易知每一时间段的质点的位移与时间成二次函数关系,x -t 图像为抛物线,故选项C 、D 错误.]6.C [A 中在t =0和t =4 s 时,物体的位移均为零,选项A 错误;在v -t 图像中图线与坐标轴围成的面积可表示位移大小,在0~2 s 内物体位移与2~4 s 的位移的矢量和为零,所以物体在4 s 内的位移一定为零,选项B 错误;C 中物体在0~1 s 内做加速运动,1~2 s 内做减速运动,2 s 末速度为零,2~3 s 内做加速运动,3~4 s 内做减速运动,4 s 末速度为零,物体一直在沿同一个方向上运动,所以位移一定不为零,选项C 正确;D 中物体在0~1 s 内做正向加速,1 s 末速度大小为v ,位移为x ,物体在1~2 s 内做正向减速运动,由可逆性可得2 s 末的速度为零,位移为2x,2~3 s 内物体做反向加速运动,3 s 末速度大小为v ,位移为x,3~4 s 内物体做反向减速运动,4 s 末速度为零,位移为零,所以D 中的位移一定为零,选项D 错误.]7.AC [由图像可知,乙做加速度为1 m/s 2的匀加速直线运动,选项A 正确;图线与坐标轴围成的面积表示位移,可知4s 内甲的位移较大,选项B 错误;4s 内乙的平均速度大小为2m/s ,选项C 正确;4 s 内乙的速度一直小于甲的速度,选项D 错误.] 8.D 9.C10.C [根据v -t 图像,可知物体的速度均匀增大,做匀加速直线运动,故A 、B 错误.图线纵轴截距表示初速度,则知物体的初速度大小为0.5 m/s ,故C 正确,D 错误.]11.C[因为x-t图线的斜率等于物体的速度大小,故由图线可看出CD段汽车运动的最快,选项A错误;AB段汽车处于静止状态,选项B错误;因为斜率的符号代表运动的方向,故CD段表示的运动方向与OA段方向相反,故选项C正确;运动4 h后汽车的位移大小为零,选项D错误;故选C.]12.D[在18~20s时间内,质点的位移为x1=12×22m =12m,在20~22s时间内,质点的位移为x2=-12×22m=-12m,在18~22s时间内,质点的位移为0.故A错误;由题图看出,在0~20s时间内,速度均为正值,质点沿正方向运动,在20~22s时间内速度为负值,质点沿负方向运动,所以整个过程中,D点对应时刻离出发点最远.故B、C选项错误;由题图看出,CE段图线斜率最大,则CE段对应过程的加速度最大,故D正确.]13.(1)8m/s(2)4m解析(1)在a-t图像中,图线与时间轴围成的面积表示速度,则可得t=4s时物体的速度为v4=[8×1+2×(-4)+8×1]m/s=8 m/s(2)由题图可知物体在t=3s时速度为零,因而在第4s内的位移为x=12at′2=12×8×12m=4m强化提升练习9.某同学为研究物体运动情况,绘制了物体运动的x-t图象,如图所示。
自由落体运动知识点 1 自由落体运动1、定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运自由落体运动。
【注】自由落体运动需同时满足两个条件:①只受重力作用;②初速度v0=0。
2、运动性质自由落体运动是初速度为零、加速度a=g的匀加速直线运动,它是匀变速直线运动的一个特例,其v-t 图线是一条过原点的倾斜直线,斜率k=g。
【注意】自由落体运动是一种理想化模型,忽略了空气阻力,实际上当物体在空中下落时,由于要受空气阻力的作用,物体并不是做自由落体运动。
知识点2 自由落体运动的规律1、重力加速度①定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,又叫重力加速度,通常用g表示。
②方向:总是竖直向下。
③大小:在地球的不同地点,g的大小一般不相同,从赤道到两极,一般随着纬度的增大而增大,从海平面到高山,一般随着海拔高度的增大而减小。
计算中g一般取9.8m/s2,近似计算时,取10 m/s2。
2、自由落体运动的规律初速度为零的匀加速直线运动的公式及匀变速直线运动的相关推论式对自由落体运动都适用。
①基本公式速度公式:v t=g t位移公式:ℎ=12g t2速度与位移的关系式:v2t=2gℎ②推论平均速度:v=v t2=v2连续相等时间间隔T内下落的高度差:∆ℎ=g T2知识点3 测重力加速度的方法1、打点计时器法①利用如图1所示装置,让重物自由下落,利用打点计时器打出点迹清晰的纸带。
②对纸带上计数点间的距离h进行测量,利用g=ℎn―ℎn+1T2求出重力加速度。
2、频闪照相机法频闪照相机可以每间隔相等的时间拍摄一次,利用频闪照相机可追踪记录做自由落体运动的物体在各个时刻的位置,根据匀变速直线运动的推论∆ℎ=g T2可求出重力加速度g=∆ℎT2。
3、滴水法在水龙头正下方放一个盘,让水一滴一滴地滴下,使第1滴水碰到盘的瞬间第2滴水正好从水龙头口开始下落,依次持续下去。
用刻度尺测出水龙头口距盘面的高度h ,再测出每滴水下落的时间T ,其方法是:当听到某一滴水滴落在盘上的同时,开启停表开始计时,之后每落到盘上一滴水依次数1,2,3,…,当数到n 时按下停表停止计时,每一滴水滴下落的时间为T =tn ―1,由ℎ=12g T 2得g =2(n―1)2ℎt2。