【配套K12】[学习]2019年度高考物理一轮复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动 第1讲 运动
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运动的描述一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.下列说法错误的是: ( )A.研究某学生骑车返校的速度时可将其视为质点,而对这位学生骑车姿势进行生理学分析时不可将其视为质点B.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点C.研究地球上物体的运动时,可以选取地面为参考系;而研究地球公转时可以选取太阳为参考系D.相对于不同的参考系来描述同一个物体的运动其结果一定不同【答案】D2.在100m竞赛中,测得某一运动员5s末瞬时速度为10.4m/s,10s末到达终点的瞬时速度为10.2m/s。
则他在此竞赛中的平均速度为: ( )A.10m/s B.10.2m/s C.10.3m/s D.10.4m/s【答案】A3.如图所示,一小球在光滑的V形槽中由A点释放,经B点(与B点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点,设A点的高度为1 m,则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为: ( )A B C,1m【答案】C4.下列几种速度,不是瞬时速度的是: ( )A.汽车速度计指示着速度60 km/hB.高速火车以260 km/h 的速度经过“哈尔滨到长春”这一路段C.城市路口速度路标上标有“30 km/h 注意车速”字样D.足球以12 m/s 的速度射入球门【答案】B5.关于质点,下列说法中正确的是: ( )A.体积和质量极小的物体一定可以看作质点B.研究汽车车轮上一个点的运动规律时,汽车可看作质点C.欣赏花样滑冰表演者的精彩表演时,可以把表演者看作质点D.研究运动员在1500 米长跑比赛中运动的快慢时,该运动员可看作质点【答案】D6.一物体做匀变速直线运动,初速度大小为15 m/s,方向向东,第5s 末的速度大小为10m/s,方向向西,则物体开始向西运动的时刻为: ( )A.第2s初 B.第3s初 C.第4s初 D.第4s末7.关于做匀变速直线运动的物体的速度与加速度的关系,下列说法正确的是: ( )A.加速度越大,速度变化地越快B.速度减小时,加速度也一定减小C.速度为零,加速度也一定为零D.速度增大时,加速度也一定增大【答案】A8.物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1=10m/s,v2=15 m/s,则物体在整个运动过程中的平均速度是: ( )A.13.75 m/sB.12.5 m/sC.12 m/sD.11.75 m/s【答案】C9.北京时间2012年10月25日23时33分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,将第十二颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道。
第1讲描述运动的基本概念★★★考情微解读★★★教材冋扣廡础门检O微知识•对点练•知识梳理重温教材夯实基础微知识1参考系和质点1.参考系(1)定义:在描述物体的运动时,选来作为参考的另外的物体。
(2)参考系的选取①参考系的选取是任意的,但为了观测方便和运动的描述尽可能简单,一般以地面为参考系。
②参考系既可以是静止的物体,也可以是运动的物体。
③比较两物体的运动情况吋,必须选同•参考系。
2.质点(1)定义:用来代替物体的有质量的点叫质点。
(2)质点是为了使研究问题简化而引入的一个理想化的物理模型,物体简化为质点的条件:物体的大小、輕对所研究的问题的影响可以忽略。
微知识2位移、速度1.位移和路程类別位移路程定义位移表示质点的位置变动•它是质点由初位置指向末位置的有向线段路程是质点运动轨迹的长度区別(1)位移是矢量,方向由初位置指向吏位置(2)路程是标量,没有方向联系(1)在单向直线运动中,位移的大小等于路程(2)—般情况下,位移的大小小于路程2.速度和速率(1)平均速度位移与发生这段位移所用因迴的比值,用卩表示,即r 平均速度是矢量,方向与位移方向相同。
(2)瞬时速度运动物体在某一吐刻(或某一位置)的速度。
瞬时速度是矢量,方向沿轨迹上该点的切线方向且指向前进的一•侧。
(3)速率①定义:物体瞬时速度的大小。
②标矢性:速率是标量,只有大小,没有方向。
微知识3加速度1.物理意义:描述速度变化快慢的物理量。
A v2.定乂式:a=△广。
3.方向:与A y的方向相同。
4.标矢性:加速度是矢量。
思维辨析对点微练一、思维辨析(判断正误,正确的画“,错误的画“X”。
)1.研究物体的运动时,只能选择静止的物体作为参考系。
(X)2.体积很大的物体不能视为质点。
(X)3.做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程。
(X)4.平均速度为零的运动,其平均速率不一定是零。
(丁)5.加速度为正值,表示速度大小一定越来越大。
(X)6.加速度是反映速度大小变化快慢的物理量。
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第二节匀变速直线运动规律(建议用时:60分钟)一、单项选择题1.(2018·内蒙古杭锦后旗奋斗中学模拟)伽利略在对自由落体运动的研究过程中,开创了如下框图所示的一套科学研究方法,其中方框2和4中的方法分别是( )错误!→错误!→错误!→错误!→错误!→错误!A.实验检验,数学推理B.数学推理,实验检验C.提出假设,实验检验D.实验检验,合理外推解析:选C.这是依据思维程序排序的问题,这一套科学研究方法,要符合逻辑顺序,即通过观察现象,提出假设,根据假设进行逻辑推理,然后对自己的逻辑推理进行实验验证,紧接着要对实验结论进行修正推广,故C正确,A、B、D错误.2.(2018·湖北襄阳第五中学检测)在一根轻绳的上、下两端各拴一个小球,一人用手拿住上端的小球站在某高台上,放手后小球自由下落,两小球落地的时间差为Δt。
如果将它们开始下落的高度提高一些,用同样的方法让它们自由下落,不计空气阻力,则两小球落地的时间差将()A.减小 B.增大C.不变D.无法判定解析:选A.设细绳的长度为L,第一个小球着地后,另一个小球运动的位移为L,在L内运行的时间,即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度.高度越高,落地的速度越大,知高度越高,另一个小球在位移L内的初速度越大,根据L=v0Δt+错误!gΔt2,初速度越大,时间越短,所以两小球落地的时间差将减小。
微考点3速度、速度变化和加速度的关系核I心I微I讲1.三个物理量的刈比A v F2.尸云是加速度的定义式,加速度的决定式是口即加速度的大小由物体受到的合力尸和物体的质量/〃共同决定,加速度的方向rti合力的方向决定。
典I例I微I探【例3】关于物体的运动,下列说法不可能的是()A.加速度在减小,速度在增加B.加速度方向始终改变而速度不变C.加速度和速度大小都在变化,加速度最大时速度最小,速度最大时加速度最小D.加速度方向不变而速度方向变化【解题导思】(1)加速度方向与速度方向相同或相反时能决定物体的速度增加或减小吗?答:能。
加速度方向与速度方向相同时,物体的速度一定在增大;加速度的方向与速度方向相反时,物体的速度一定在减小。
(2)加速度大小又决定了什么呢?答:加速度人小决定了速度变化的快慢,不管方向如何,只要加速度人,速度变化一定快。
解析对于加速直线运动,当加速度减小时,速度还在增加,只不过增加变慢,A项可能;加速度方向发生改变,即加速度存在,有加速度存在速度就改变,B项不可能;加速度仅反映速度改变的快慢,若加速度方向与速度方向相反,加速度最大时,速度减小得最快,当然速度可能最小,若加速度方向与速度方向相同,当加速度最小时,速度增大得最慢,加速度为零时,速度取得最大值,C项可能;加速度方向不变,物体可能做初速度不为零的匀减速运动,而后做反向的匀加速运动,D项可能。
故选B项。
答案B题I组I微I练5.关于物体的运动,下列说法正确的是()A.物体的加速度等于零,速度一定等于零B.物体的速度变化量大,加速度一定大C.物体具有向东的加速度吋,速度的方向可能向西D.做直线运动的物体,加速度减小,速度也一定减小解析加速度是描述速度变化快慢的物理量,选项A、B、D错误,选项C正确。
答案C6.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,但加速度大小逐渐减小为零,则在此过程中,下列说法正确的是()A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值解析加速度的方向始终与速度方向相同,故加速度减小并不代表速度减小,只是说明单位时间内速度的增加量减小了,但仍是加速。
3 匀变速直线运动的多过程问题[方法点拨] (1)多过程问题一般是两段或多段匀变速直线运动的组合.各阶段运动之间的“转折点”的速度是关键物理量,它是前一段的末速度,又是后一段的初速度,是两段运动共有的一个物理量,用它来列方程能减少解题的复杂程度.(2)多过程问题一般情景复杂,可作v -t 图象形象描述运动过程,有助于分析问题,也往往能从图象中发现解决问题的简单办法.1.(多选)(2017·河北衡水中学高三下期中)物体由静止开始做加速度大小为a 1的匀加速直线运动,当速度达到v 时,改为做加速度大小为a 2的匀减速直线运动,直至速度为零.在匀加速和匀减速运动过程中物体的位移大小和所用时间分别为x 1、x 2和t 1、t 2,下列各式成立的是( )A.x 1x 2=t 1t 2B.a 1a 2=t 1t 2C.x 1t 1=x 1+x 2t 1+t 2D .v =2(x 1+x 2)t 1+t 2 2.(2017·湖南怀化一模)如图1所示,甲、乙两车同时由静止从A 点出发,沿直线AC 运动.甲以加速度a 3做初速度为零的匀加速运动,到达C 点时的速度为v .乙以加速度a 1做初速度为零的匀加速运动,到达B 点后做加速度为a 2的匀加速运动,到达C 点时的速度亦为v .若a 1≠a 2≠a 3,则( )图1A .甲、乙不可能同时由A 到达CB .甲一定先由A 到达CC .乙一定先由A 到达CD .若a 1>a 3,则甲一定先由A 到达C3.为了研究汽车的启动和制动性能,现用甲、乙两辆完全相同的汽车在平直公路上分别进行实验.让甲车以最大加速度a 1加速到最大速度后匀速运动一段时间再以最大加速度a 2制动,直到停止;乙车以最大加速度a 1加速到最大速度后立即以加速度a 22制动,直到停止.实验测得甲、乙两车的运动时间相等,且两车运动的位移之比为5∶4.则a 1∶a 2的值为( )A .2∶1 B.1∶2 C.4∶3 D.4∶54.(2018·山东实验中学月考)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v0继续匀速前进,从开始刹车至加速到v0的时间是t0(设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v0应为( )A.vtt-t0B.vtt+t0C.2vt2t-t0D.2vt2t+t05.如图2所示,两光滑斜面在B处连接,小球由A处静止释放,经过B、C两点时速度大小分别为3 m/s和4 m/s,AB=BC.设小球经过B点前后的速度大小不变,则球在AB、BC段的加速度大小之比及球由A运动到C的过程中的平均速率分别为( )图2A.3∶4 2.1 m/s B.9∶16 2.5 m/sC.9∶7 2.1 m/s D.9∶7 2.5 m/s6.(2018·湖北黄冈模拟)跳伞运动员从350 m高空离开飞机开始下落,最初未打开伞.自由下落一段距离后打开伞,打开伞后以2 m/s2的加速度匀减速下落,到达地面时速度为4 m/s,求跳伞运动员自由下落的高度.(g取10 m/s2)答案精析1.ACD [由题意得,x 1=v 2t 1,x 2=v 2t 2,则x 1x 2=t 1t 2,故A 正确;由v =a 1t 1=a 2t 2,得到a 1a 2=t 2t 1,故B 错误;对于整个运动过程,x 1+x 2=v 2(t 1+t 2), 所以x 1+x 2t 1+t 2=v 2=x 1t 1=x 2t 2,v =2(x 1+x 2)t 1+t 2,故C 、D 正确.] 2.A3.B[作出甲、乙两车的速度—时间图象,如图所示,设甲车匀速运动的时间为t 1,总时间为t 2,因为两车的位移之比为5∶4,则有(t 1+t 22v m )∶(t 22v m )=5∶4,解得t 1∶t 2=1∶4,乙车以最大加速度a 1加速到最大速度后立即以加速度a 22制动,直到停止,根据速度—时间图线的斜率表示加速度,可知乙车匀减速运动的时间是甲车匀减速运动时间的2倍,则甲车匀速运动的时间和匀减速运动的时间相等,可知甲车匀加速运动的时间和匀减速运动的时间之比为2∶1,则加速度a 1∶a 2为1∶2,B 正确.]4.C 5.C6.59 m解析 设跳伞运动员应在离开地面h 高处打开伞,打开伞时速度为v 1.落地时速度为v t =4 m/s ,打开伞后加速度a =-2 m/s 2由题意可得:打开伞前跳伞运动员做自由落体运动:v 12=2g (H -h )①打开伞后跳伞运动员做匀减速直线运动:v t 2-v 12=2ah ②由方程①②联立解得:h =291 m故跳伞运动员自由下落的高度为:Δh=H-h=(350-291) m=59 m.。
1 匀变速直线运动基本公式的应用[方法点拨] (1)匀变速直线运动的基本公式(v -t 关系、x -t 关系、x -v 关系)原则上可以解决任何匀变速直线运动问题.因为那些导出公式是由它们推导出来的,在不能准确判断用哪些公式时可选用基本公式.(2)未知量较多时,可以对同一起点的不同过程列运动学方程.(3)运动学公式中所含x 、v 、a 等物理量是矢量,应用公式时要先选定正方向,明确已知量的正负,再由结果的正负判断未知量的方向.1.一小球以3 m/s 的初速度沿一光滑斜面向上做加速度恒定为4 m/s 2、方向沿斜面向下的匀变速直线运动,起始点为A ,小球运动到A 点沿斜面下方2 m 处的B 点时的速度及所用的时间为(沿斜面向上为正方向)( )A .5 m/s 2 sB .-5 m/s 2 sC .5 m/s 0.5 sD .-5 m/s 0.5 s 2.(2018·湖北荆州质检)“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器.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.vt 2 B .vt 0(1-t 02t ) C.vt 022t D.v (t -t 0)22t3.(2017·吉林长春质检)一列火车从静止开始做匀加速直线运动,一人站在第一节车厢前端的旁边观测,第一节车厢通过他历时2 s ,整列车厢通过他历时8 s ,则这列火车的车厢有( )A .16节B .17节C .18节D .19节4.(多选)一滑块在粗糙程度相同的水平面上滑行,通过频闪照片分析得知,滑块在最开始2 s 内的位移是最后2 s 内位移的两倍,已知滑块最开始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3 sD .滑块运动的总位移为4.5 m5.(2017·山东济南模拟)如图1所示,甲从A 地由静止匀加速跑向B 地,当甲前进距离为s 1时,乙从距A 地s 2处的C 点由静止出发,加速度与甲相同,最后二人同时到达B 地,则AB 两地距离为( )图1A .s 1+s 2 B.(s 1+s 2)24s 1C.s 124(s 1+s 2)D.(s 1+s 2)2s 1(s 1-s 2) 6.(2018·河南洛阳期中)如图2所示,一汽车停在小山坡底,突然司机发现在距坡底240 m 的山坡处泥石流以8 m/s 的初速度、0.4 m/s 2的加速度匀加速倾泄而下,假设泥石流到达坡底后速率不变,在水平地面上做匀速直线运动.已知司机的反应时间为1 s ,汽车启动后以0.5 m/s 2的加速度一直做匀加速直线运动.试分析汽车能否安全脱离?图2答案精析1.B2.D [“蛟龙号”上浮时的加速度大小a =v t,根据逆向思维,可知“蛟龙号”在t 0时刻距离海面的深度h =12a (t -t 0)2=v (t -t 0)22t,故A 、B 、C 错误,D 正确.] 3.A [火车做初速度为零的匀加速直线运动,则第一节车厢通过时有L =12at 12,全部车厢通过时nL =12at n 2,解得n =16,故选项A 正确.] 4.CD [设滑块运动的加速度大小为a ,运动总时间为t ,把滑块的运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动,则最后2 s 内的位移为x 1=12a ×22=2a ,最初2 s 内的位移为x 2=12at 2-12a (t -2)2=2at -2a ,又x 2∶x 1=2∶1,解得总时间t =3 s ,故C 正确;第1 s 的位移为x 3=12at 2-12a (t -1)2=2.5 m ,解得a =1 m/s 2,故A 错误;总位移x =12at 2=4.5 m ,故D 正确;滑块的初速度v 0=at =3 m/s ,故B 错误.]5.B6.见解析解析 设泥石流到达坡底的时间为t 1,速率为v 1,则x 1=v 0t 1+12a 1t 12,v 1=v 0+a 1t 1 代入数据得t 1=20 s ,v 1=16 m/s而汽车在t 2=20 s -1 s =19 s 的时间内发生的位移为 x 2=12a 2t 22=90.25 m ,速度为v 2=a 2t 2=9.5 m/s假设再经过时间t 3,泥石流追上汽车,则有 v 1t 3=x 2+v 2t 3+12a 2t 32代入数据并化简得t 32-26t 3+361=0,因Δ<0,方程无解.所以泥石流无法追上汽车,汽车能安全脱离.。
(新课标)2019届高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第三节运动的图象追及、相遇问题达标诊断高效训练编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((新课标)2019届高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第三节运动的图象追及、相遇问题达标诊断高效训练)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(新课标)2019届高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第三节运动的图象追及、相遇问题达标诊断高效训练的全部内容。
第三节运动的图象追及、相遇问题(建议用时:60分钟)一、单项选择题1.(2018·江西师大附中月考)某跳伞运动员从悬停在高空的直升机上跳下,他从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示,则下列关于他的运动情况分析不正确的是( )A.0~10 s内加速度向下,10~15 s内加速度向上B.0~10 s、10~15 s内都做加速度逐渐减小的变速运动C.0~10 s内下落的距离大于100 mD.10~15 s内下落的距离大于75 m解析:选D.由图象和题意可知,向下方向为正方向,速度时间图象的斜率等于加速度,由图象可知,0~10 s斜率为正,加速度向下,10~15 s斜率为负,加速度向上,故A正确;由图象可知,0~10 s、10~15 s内斜率都逐渐减小,所以加速度都逐渐减小,故B正确;若0~10 s做匀加速直线运动,则位移为x=错误!×10 m=100 m,而本题图象围成的面积比匀加速直线运动的大,所以0~10 s内下落的距离大于100 m,故C正确;同理可以证明10~15 s内下落的距离小于匀减速直线运动的位移75 m,故D错误.2.(2018·湖南师范大学附属中学检测)汽车在平直公路上做刹车实验,若从t=0时起汽车在运动过程中的位移x与速度的平方v2之间的关系,如图所示,下列说法正确的是()A.刹车过程持续的时间为5 sB.t=0时汽车的速度为10 m/sC.刹车过程经过3 s的位移为7.5 mD.刹车过程汽车加速度大小为10 m/s2解析:选B.根据0-v2=2ax得,错误!=-错误!,可知错误!=错误!=错误!,解得刹车过程中加速度大小a=5 m/s2,由图线可知,汽车的初速度为10 m/s,则刹车过程持续的时间t=va=错误! s=2 s,故A、D错误,B正确;刹车过程中3 s内的位移等于2 s内的位移,则x=错误!=10 m,故C错误.3.(2018·江西上高二中开学考试)如图甲,一维坐标系中有一质量为m=2 kg的物块静置于x 轴上的某位置(图中未画出),t=0时刻,物块在外力作用下沿x轴开始运动,如图乙为其位置坐标和速率平方关系图象的一部分,下列说法正确的是( )A.t=4 s时物块的速率为2 m/sB.物块做匀加速直线运动且加速度大小为1 m/s2C.t=4 s时物块位于x=4 m处D.在0~4 s时间内物块运动的位移为6 m解析:选A。
第一章第一节运动的描述[A级—基础练]1.(导学号08786014)在研究物体的运动时,力学中引入“质点”的概念,从科学方法上来说属于( )A.极限分析物理问题的方法B.观察实验的方法C.建立理想物理模型的方法D.等效替代的方法答案:C2.(导学号08786015)在下列比赛中,在评判下列运动员的比赛成绩时,运动员可视为质点的是( )解析:A [马拉松比赛时,由于路程长,运动员的体积可以忽略,可以将其视为质点,故选项A符合题意.跳水时,评委要关注运动员的动作,所以不能将运动员视为质点,故选项B不符合题意.击剑时评委需要观察运动员的肢体动作,不能将其视为质点,故选项C不符合题意.评委主要根据体操运动员的肢体动作进行评分,所以不能将其视为质点,故选项D不符合题意.]3.(2018·深圳模拟)在变速直线运动中,下面关于速度和加速度关系的说法,正确的是( )A.加速度与速度无必然联系B.速度减小时,加速度也一定减小C.速度为零时,加速度也一定为零D.速度增大时,加速度也一定增大解析:A [速度和加速度无必然联系,A对;速度减小时,加速度也可以增大或不变,B错;速度为零时,加速度不一定为零,C错;速度增大时,加速度也可以不变或减小,D 错.]4.(导学号08786016)一质点沿直线Ox方向做变速运动,它离开O点的距离x随时间t变化的关系为x=(5+2t3) m,它的速度随时间t变化的关系为v=6t2 m/s,该质点在t=0到t=2 s间的平均速度和t=2 s到t=3 s间的平均速度的大小分别为( ) A.12 m/s 39 m/s B.8 m/s 38 m/sC.12 m/s 19.5 m/s D.8 m/s 13 m/s解析:B [平均速度v=ΔxΔt,t=0时,x0=5 m;t=2 s时,x2=21 m,t=3 s时,x 3=59 m.故v1=x2-x02=8 m/s,v2=x3-x2t2=38 m/s.故B正确.]5.关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )A.速度变化量越大,加速度就越大B.速度变化得越快,加速度就越大C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小解析:B [速度变化量大是指Δv大,但若所用时间Δt也很大,则ΔvΔt就不一定大,故A错误.速度变化得快是指速度的变化率ΔvΔt大,则加速度a一定大,B正确.加速度方向保持不变,速度方向可能变,也可能不变,当物体做减速直线运动时,v=0以后就反向运动,如竖直向上抛出的物体的运动,故C错误.物体在运动过程中,若加速度方向与速度方向相同,即便加速度在变小,物体也仍在加速,当加速度a=0时,物体速度达到最大,故D错误.]6.(导学号08786017)(2018·浙江重点中学协作体适应性测试)有一人在平直马路边散步(速度不变),他发现每隔t1时间有一路公共汽车迎面开过,他还发现每隔t2时间有一辆这路公共汽车从身后开过,于是他计算出这路车从汽车站发车的时间间隔是( )A.2t1t2t1+t2B.2t1t22t1+t2C.t 1t22t1+t2 D.2t1t2t1+t2解析:D [设车速为v车,人的速度为v人,时间间隔为t,则有(v车-v人)t2=v车t,(v车+v人)t1=v车t,两式联立得t=2t1t2t1+t2,因此D正确,A、B、C错误.]7.(导学号08786018)(多选)(2018·杭州模拟)为使交通有序、安全,高速公路设立了许多交通标志,甲、乙两幅图是高速公路指示牌,下列说法中正确的是( )A.甲图中“25 km”是指从此处到下一个出口的位移是25 kmB.甲图中“25 km”是指从此处到下一个出口的路程是25 kmC.乙图中“80 km/h”是指要求汽车在该路段行驶的瞬时速度小于80 km/hD.乙图中“80 km/h”是指要求汽车在该路段行驶的平均速度小于80 km/h解析:BC [根据题中指示牌的含义,可知甲图中“25 km”是指从此处到下一个出口的路程是25 km,A错误,B正确;乙图中“80 km/h”是指要求汽车在该路段行驶的瞬时速度小于80 km/h,C正确,D错误.]8.(多选)有关加速度方向的理解,下列说法中正确的是( )A.由a=ΔvΔt知,a的方向与Δv的方向相同B.a的方向与初速度v0的方向相同C.只要a>0,物体就做加速运动D .a 的方向与初速度的方向相同,则物体做加速运动 答案:AD9.(导学号08786019)(多选)湖中O 处有一观察站,一小船从O 处出发一直向东行驶4 km ,又向北直线行驶3 km ,则下列说法中正确的是( )A .相对于O 处的观察员,小船运动的路程为7 kmB .相对于小船,O 处的观察员始终处于静止状态C .相对于O 处的观察员,小船最终位于东偏北37 °方向5 km 处D .相对于湖岸上的另一观察员,小船不可能是静止的 答案:AC10.(多选)一质点沿一边长为2 m 的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1 m ,初始位置在bc 边的中点A ,由b 向c 运动,如图所示,A 、B 、C 、D 分别是bc ,cd ,da ,ab 边的中点,则下列说法正确的是( )A .第2 s 末的瞬时速度是1 m/sB .前2 s 内的平均速度为22m/s C .前4 s 内的平均速度为0.5 m/s D .前2 s 内的平均速度为2 m/s 答案:ABC[B 级—能力练]11.(导学号08786020)(多选)(2018·泰州模拟)根据给出的速度和加速度的正负,对下列运动性质的判断正确的是( )A .v 0>0,a <0,物体做加速运动B .v 0<0,a <0,物体做减速运动C.v0<0,a>0,物体做减速运动D.v0>0,a>0,物体做加速运动解析:CD [当速度方向和加速度方向相同时,物体做加速运动,当速度方向和加速度方向相反时,物体做减速运动,故选项C、D正确.]12.(导学号08786021)(多选)结合图片中交代的情况及数据,以下判断正确的是( )A.位于点燃火药的枪膛中的子弹的速度、加速度可能均为零B.轿车时速为100 km/h,紧急刹车距离为31 m(可视为匀减速至静止),由此可得轿车刹车阶段的加速度为a=12.4 m/s2C.高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零D.根据图中数据可求出刘翔在110 m栏比赛中通过全程的平均速度为v= 8.42 m/s 解析:BCD [当火药点燃瞬间,子弹速度为零,但其加速度一定不为零,故A错误;由v2=2ax可求得轿车紧急刹车的加速度a=12.4 m/s2,则B正确;若高速行驶的磁悬浮列车匀速行驶时,其加速度为零,则C正确;由于110 m栏场地都是直道,所以由v=x t 可求得刘翔全程平均速度为v=8.42 m/s,故D正确.]13.(多选)如图所示,两光滑斜面在B处连接,小球从A处由静止释放,经过B、C 两点时速度大小分别为3 m/s和4 m/s,AB=BC.设小球经过B点前后速度大小不变,则下列判断正确的是( )A.小球在AB、BC段的加速度大小之比为4∶3B.小球由A运动到C的过程中平均速率为2.1 m/sC.小球在AB、BC段的运动时间之比为7∶4D.小球由B运动到C的过程中平均速度大小为3.5 m/s解析:BD [设AB=BC=x,由速度位移关系式得v2B=2a1x,v2C-v2B=2a2x,两式相比得a1∶a2=9∶7,选项A错误;小球在AB段运动的时间t1=2x0+3 m/s,在BC段的运动时间t2=2x3 m/s+4 m/s,则小球在AB、BC段的运动时间之比为7∶3,选项C错误;由A到C的过程中平均速率为路程与时间之比,即v-AC=2xt1+t2=2.1 m/s,选项B正确;小球由B运动到C过程中的平均速度v BC=vB+v C2=3.5 m/s,选项D正确.]14.(导学号08786022)为进一步加强交通安全,2018年新交规1月1日开始实行.有些国家的交通管理部门特别制定了死亡加速度为500g(g取10 m/s2)警示人们,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险.这么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故,将会达到这一数值.(1)一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生正面碰撞,碰撞时间为2.1×10-3 s,则摩托车驾驶员是否有生命危险?(2)为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车从急刹车到完全静止所需的时间分别为4 s、3 s,则货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少?解析:(1)由于货车的质量比摩托车的质量大很多,故摩托车与货车相撞瞬间,货车的速度几乎不变,摩托车的速度反向,大小至少与货车的速度相同,因此,摩托车速度的变化量大于Δv=72 km/h-(-54 km/h)=126 km/h=35 m/s.所以摩托车的加速度大小a=ΔvΔt=352.1×10-3m/s2=16 667 m/s2=1 666.7g>500 g,因此摩托车驾驶员有生命危险.(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2,根据加速度定义得a1=Δv1Δt1,a2=Δv2Δt2,所以a1∶a2=Δv1Δt1∶Δv2Δt2=723.6×4∶543.6×3=1∶1.答案:(1)有生命危险(2)1∶1。
第1讲 运动的描述一、质点和参考系 1.质点(1)用来代替物体的有质量的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略,就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在. 2.参考系(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的.(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同.通常以地球为参考系. 自测1 (多选)关于质点和参考系的理解,下列说法正确的是( ) A.研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作可以将马龙看成质点B.研究女子50米步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹可以将子弹看成质点C.“一江春水向东流”是以地面为参考系D.“太阳东升西落”是以地球为参考系 答案 BCD 二、位移和速度 1.位移和路程2.速度与速率(1)平均速度:在变速运动中,物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v =ΔxΔt ,是矢量,其方向就是对应位移的方向.(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度,是矢量,其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向. (3)速率:瞬时速度的大小,是标量.(4)平均速率:物体运动实际路程与发生这段路程所用时间的比值,不一定等于平均速度的大小.自测2 在伦敦奥运会上,牙买加选手博尔特在男子100 m 决赛(直跑道)和男子200 m 决赛(弯曲跑道)中分别以9.63 s 和19.32 s 的成绩获得两枚金牌,成为奥运会历史上连续两届获得100米和200米冠军的第一人.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )A.200 m 决赛的位移是100 m 决赛的两倍B.200 m 决赛的平均速度约为10.35 m/sC.100 m 决赛的平均速度约为10.38 m/sD.100 m 决赛的最大速度约为20.76 m/s 答案 C解析 200 m 比赛跑道是弯曲的,位移小于200 m ,100 m 比赛跑道是直线,A 错;200 m 19.32 s≈10.35 m/s 是平均速率,B 错;100 m9.63 s ≈10.38 m/s 是平均速度,C 对;最大速度由已知条件无法求出,D 错. 三、加速度1.物理意义:描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量.2.定义式:a =Δv Δt =v -v 0Δt.3.决定因素:a 不是由v 、Δt 、Δv 来决定,而是由F m来决定.4.方向:与Δv 的方向一致,由合外力的方向决定,而与v 0、v 的方向无关. 自测3 教材P29第2题改编(多选)下列说法中可能发生的运动是( ) A.物体运动的加速度等于0,而速度却不等于0B.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小C.物体具有向东的加速度,而速度的方向却向西D.物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大 答案 ABCD命题点一质点、参考系和位移1.三个概念的进一步理解(1)质点不同于几何“点”,它无大小但有质量,能否看成质点是由研究问题的性质决定,而不是依据物体自身大小和形状来判断.(2)参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的物体.(3)位移是由初位置指向末位置的有向线段,线段的长度表示位移大小.2.三点注意(1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解.(2)在研究两个物体间的相对运动时,选择其中一个物体为参考系,可以使分析和计算更简单.(3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质.例1在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图1所示.下面说法正确的是( )图1A.地球在金星与太阳之间B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点C.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零D.以太阳为参考系,可以认为金星是运动的答案 D解析金星通过太阳和地球之间时,我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A 错误;因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用,所以观测“金星凌日”不能将太阳看成质点,选项B错误;金星绕太阳一周,起点与终点重合,位移为零,选项C错误;金星相对于太阳的空间位置发生了变化,所以以太阳为参考系,金星是运动的,选项D正确. 变式1(2018·陕西铜川模拟)下列关于运动学概念的论述,正确的是( )A.运动员跑完800 m比赛,指的是路程为800 mB.运动员铅球成绩为4.50 m,指的是铅球的位移大小为4.50 mC.足球比赛挑边时,上抛的硬币落回地面猜测正反面,硬币可以看做质点D.阅兵预演空中梯队通过天安门上空时,以编队中某一飞机为参考系,地面上的观众是静止的答案 A命题点二平均速度和瞬时速度1.区别与联系(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度.(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度.2.方法和技巧(1)判断是否为瞬时速度,关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”.(2)求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”.例2(多选)如图2所示,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9 km,实际从A运动到B用时5 min,赛车上的里程表指示的里程数增加了15 km.当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是( )图2A.整个过程中赛车的平均速度为180 km/hB.整个过程中赛车的平均速度为108 km/hC.赛车经过路标C时的瞬时速度为150 km/hD.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B答案BC解析从A到B位移为9 km,用时112h,由平均速度定义式可得整个过程的平均速度为108 km/h,故A错,B对;速度计显示的是瞬时速度大小,故C对;经过C时速度的方向沿C点切线指向运动方向,故D错.变式2 (多选)骑自行车的人沿斜坡直线向下行驶,在第1 s 、第2 s 、第3 s 、第4 s 内通过的位移分别是1 m 、2 m 、3 m 、4 m ,有关其运动的描述,下列说法中正确的是( ) A.整个过程中的平均速度是2.5 m/s B.在第3、4两秒内的平均速度是3.5 m/s C.第3 s 末的瞬时速度为3 m/s D.该运动一定是匀加速直线运动 答案 AB变式3 (2018·贵州遵义模拟)一质点沿直线Ox 方向做变速运动,它离开O 点的距离x 随时间t 变化的关系为x =(5+2t 3) m ,它的速度随时间t 变化的关系为v =6t 2(m/s),该质点在t =2 s 时的速度和t =2 s 到t =3 s 间的平均速度的大小分别为( ) A.12 m/s 39 m/s B.24 m/s 38 m/s C.12 m/s 19.5 m/s D.24 m/s 13 m/s答案 B解析 由v =6t 2(m/s)得,当t =2 s 时,v =24 m/s ;根据质点离开O 点的距离随时间变化的关系为x =(5+2t 3) m 得:当t =2 s 时,x 2=21 m ,t =3 s 时,x 3=59 m ;则质点在t =2 s 到t =3 s 时间内的位移Δx =x 3-x 2=38 m ,v =Δx Δt =381 m/s =38 m/s ,故选B.拓展点 用平均速度法求解瞬时速度——极限思想的应用 1.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)公式v =ΔxΔt 中,当Δt →0时v 是瞬时速度.(2)公式a =ΔvΔt 中,当Δt →0时a 是瞬时加速度.2.注意(1)用v =ΔxΔt 求瞬时速度时,求出的是粗略值,Δt (Δx )越小,求出的结果越接近真实值.(2)对于匀变速直线运动,一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间中间时刻的瞬时速度.例3 为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d =3.0 cm 的遮光板,如图3所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1=0.30 s ,通过第二个光电门的时间为Δt 2=0.10 s ,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt =3.0 s ,则滑块的加速度约为( )图3A.0.067 m/s 2B.0.67 m/s 2C.6.7 m/s 2D.不能计算出 答案 A解析 遮光板通过第一个光电门时的速度v 1=d Δt 1=0.030.30 m/s =0.10 m/s ,遮光板通过第二个光电门时的速度v 2=d Δt 2=0.030.10 m/s =0.30 m/s ,故滑块的加速度a =v 2-v 1Δt≈0.067 m/s 2,选项A 正确.变式4 (2018·甘肃天水质检)如图4所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt .测得遮光条的宽度为Δx ,用ΔxΔt 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使ΔxΔt更接近瞬时速度,正确的措施是( )图4A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角答案 A命题点三 速度、速度变化量和加速度的关系1.三个概念的比较2.判断直线运动中的“加速”或“减速”方法物体做加速运动还是减速运动,关键是看物体的加速度与速度的方向关系.(1)a 和v 同向加速直线运动―→⎩⎪⎨⎪⎧a 不变,v 随时间均匀增加a 增大,v 增加得越来越快a 减小,v 增加得越来越慢(2)a 和v 反向(减速直线运动)―→⎩⎪⎨⎪⎧a 不变,v 随时间均匀减小或反向增加a 增大,v 减小或反向增加得越来越快a 减小,v 减小或反向增加得越来越慢例4 (多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s ,1 s 后速度的大小变为10 m/s ,在这1 s 内该物体的可能运动情况为( ) A.加速度的大小为6 m/s 2,方向与初速度的方向相同 B.加速度的大小为6 m/s 2,方向与初速度的方向相反 C.加速度的大小为14 m/s 2,方向与初速度的方向相同 D.加速度的大小为14 m/s 2,方向与初速度的方向相反 答案 AD解析 若初、末速度方向相同时,a =v -v 0t =10-41m/s 2=6 m/s 2,方向与初速度的方向相同,A 正确,B 错误;若初、末速度方向相反时,a =v -v 0t =-10-41m/s 2=-14 m/s 2,方向与初速度的方向相反,C 错误,D 正确.变式5 近几年,国内房价飙升,在国家宏观政策调控下,房价上涨出现减缓趋势.王强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”,将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,据此,你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( ) A.速度增加,加速度减小 B.速度增加,加速度增大C.速度减小,加速度增大D.速度减小,加速度减小 答案 A解析 “房价上涨”可以类比成运动学中的“速度增加”,“减缓趋势”则可以类比成运动学中的“加速度减小”.变式6 (多选)(2018·湖北荆州调研)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v 1和v 2,v 1、v 2在各个时刻的大小如表所示,从表中数据可以看出( )A.火车的速度变化较慢B.汽车的加速度较小C.火车的位移在减小D.汽车的位移在增加 答案 AD解析 从表格中可得火车的加速度a 火=Δv 火Δt 火=-0.51 m/s 2=-0.5 m/s 2,汽车的加速度a 汽=Δv 汽Δt 汽=1.21m/s 2=1.2 m/s 2,故火车的加速度较小,火车的速度变化较慢,A 正确,B 错误;由于汽车和火车的速度一直为正值,速度方向不变,则位移都增加,C 错误,D 正确.。