高中物理专题一 质点的直线运动
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直线运动高中物理知识点直线运动高中物理知识点直线运动高中物理知识点1知识点概述1.知识与技能:1掌握用v—t图象描述位移的方法.2掌握匀变速运动位移与时间的关系并运用(知道其推导方法).2.过程与方法:1通过对v—t图象位移的求法,明确“面积”与位移的关系。
2通过图像问题,学会用已有知识分析问题的方法和验证匀加速运动的平均速度求法。
3练习位移与时间公式的应用知识点总结位移--时间图象(s-t图)(1)描述:表示位移和时间的关系的图象,叫位移-时间图象,简称位移图象。
(2)物理意义:描述物体运动的位移随时间的变化规律。
(3)坐标轴的含义:横坐标表示时间,纵坐标表示位移。
由图象可知任意一段时间内的位移和发生某段位移所用的时间。
匀速直线运动的s-t图(1)匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜的直线,或某直线运动的s-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。
(2)s-t图象中斜率(倾斜程度)大小表示物体运动快慢,斜率(倾斜程度)越大,速度越快。
(3)s-t图象中直线倾斜方式(方向)不同,意味着两直线运动方向相反。
(4)s-t图象中,两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。
(5)s-t图象若平行于t轴,则表示物体静止。
(6)s-t图象并不是物体的运动轨迹,二者不能混为一谈。
(7)s-t图只能描述直线运动。
表达式:v =(vt+vo)/2、x=v·t、vt=v0+at、x = v0 + at2/2常见考点考法一辆汽车从静止开始加速,加速度a=5m/s2,问:10s后汽车走过的位移为多少?(汽车沿直线运动)解:因为物体做的是匀加速直线运动,所以:x = v0t + at2/2 x=250m直线运动高中物理知识点2一、直线运动1、质点:用来代替物体的有质量的点。
2、说明:(1)质点是一个理想化模型,实际上并不存在。
(2)物体可以简化成质点的情况:①物体各部分的运动情况都相同时(如平动)。
②物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计的情况下(如研究地球的公转)。
(物理)物理直线运动题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.货车A 正在公路上以20 m/s 的速度匀速行驶,因疲劳驾驶,司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B 时,两车距离仅有75 m .(1)若此时轿车B 立即以2 m/s 2的加速度启动,通过计算判断:如果货车A 司机没有刹车,是否会撞上轿车B ;若不相撞,求两车相距最近的距离;若相撞,求出从货车A 发现轿车B 开始到撞上轿车B 的时间.(2)若货车A 司机发现轿车B 时立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s 2(两车均视为质点),为了避免碰撞,在货车A 刹车的同时,轿车B 立即做匀加速直线运动(不计反应时间),问:轿车B 加速度至少多大才能避免相撞. 【答案】(1)两车会相撞t 1=5 s ;(2)222m/s 0.67m/s 3B a =≈ 【解析】 【详解】(1)当两车速度相等时,A 、B 两车相距最近或相撞. 设经过的时间为t ,则:v A =v B 对B 车v B =at联立可得:t =10 s A 车的位移为:x A =v A t= 200 mB 车的位移为: x B =212at =100 m 因为x B +x 0=175 m<x A所以两车会相撞,设经过时间t 相撞,有:v A t = x o 十212at 代入数据解得:t 1=5 s ,t 2=15 s(舍去).(2)已知A 车的加速度大小a A =2 m/s 2,初速度v 0=20 m/s ,设B 车的加速度为a B ,B 车运动经过时间t ,两车相遇时,两车速度相等, 则有:v A =v 0-a A t v B = a B t 且v A = v B在时间t 内A 车的位移为: x A =v 0t-212A a tB 车的位移为:x B =212B a t 又x B +x 0= x A 联立可得:222m/s 0.67m/s 3B a =≈2.倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D 处平滑连接,斜面上AB 的长度为3L ,BC 、CD 的长度均为3.5L ,BC 部分粗糙,其余部分光滑。
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第1讲 加速度和速度的关系(a=Δv/t )1.(单选)对于质点的运动,下列说法中正确的是( )【答案】BA .质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零B .质点速度变化率越大,则加速度越大C .质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零D .质点运动的加速度越大,它的速度变化越大 2、(单选)关于物体的运动,下列说法不可能的是( ).答案 BA .加速度在减小,速度在增大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3.(多选)沿一条直线运动的物体,当物体的加速度逐渐减小时,下列说法正确的是( ).答案 BD A .物体运动的速度一定增大 B .物体运动的速度可能减小 C .物体运动的速度的变化量一定减少 D .物体运动的路程一定增大 4.(多选)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( ).答案 CD 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 .v 0<0,a >0,物体做减速运动 D .v 0>0,a >0,物体做加速运动5.(单选)关于速度、速度的变化量、加速度,下列说法正确的是( ).答案 BA .物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大B .速度很大的物体,其加速度可能为零C .某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大D .加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大 6.(单选)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( ).答案 BA .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7.(单选)甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a 甲=4 m/s 2,a 乙=-4 m/s 2,那么对甲、乙两物体判断正确的是( ).答案 BA .甲的加速度大于乙的加速度B .甲做加速直线运动,乙做减速直线运动C .甲的速度比乙的速度变化快D .甲、乙在相等时间内速度变化可能相等8. (单选)如图所示,小球以v 1=3 m/s 的速度水平向右运动,碰一墙壁经Δt =0.01 s 后以v 2=2 m/s 的速度沿同一直线反向弹回,小球在这0.01 s 内的平均加速度是( )答案:CA .100 m/s 2,方向向右B .100 m/s 2,方向向左C .500 m/s 2,方向向左D .500 m/s 2,方向向右 9.(多选)物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s ,1s 后速度大小变为10m/s ,关于该物体在这1s 内的加速度大小下列说法中正确的是( )A .加速度的大小可能是14m/s 2B .加速度的大小可能是8m/s 2C .加速度的大小可能是4m/s 2D .加速度的大小可能是6m/s 2【答案】AD10、为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm 的遮光板,如图所示,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 .试估算: (1)滑块的加速度多大?(2)两个光电门之间的距离是多少?解析 v 1=L Δt 1=0.10 m/s v 2=L Δt 2=0.30 m/s a =v 2-v 1Δt ≈0.067 m /s 2. (2) x =v 1+v 22Δt =0.6 m.第二讲:匀变速直线运动规律的应用基本规律(1)三个基本公式①v =v 0+at . ②x =v 0t +12at 2. ③v 2-v 20=2ax(2)两个重要推论 ①平均速度公式:v =v t 2=v 0+v 2= s t .中间位置速度v s 2=√v12+v222.②任意两个连续相等的时间间隔T 内的位移之差为一恒量,即Δx =aT 2.(3).初速度为零的匀变速直线运动的四个推论(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)从静止开始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)∶…. 1.(单选)一物体从静止开始做匀加速直线运动,测得它在第n 秒内的位移为s ,则物体的加速度为( ) A .B .C .D .【答案】A2.(单选)做匀加速沿直线运动的质点在第一个3s 内的平均速度比它在第一个5s 内的平均速度小3m/s ,则质点的加速度大小为( )A .1 m/s 2B .2 m/s 2C .3 m/s 2D .4 m/s 2【答案】C 7.(单选)一个物体从某一高度做自由落体运动,已知它第1s 内的位移为它最后1s 内位移的一半,g 取10m/s 2,则它开始下落时距地面的高度为( )A . 5 mB . 11.25 mC . 20 mD . 31.25 m 【答案】B 3.(多选)一小球从静止开始做匀加速直线运动,在第15s 内的位移比第14s 内的位移多0.2m ,则下列说法正确的是()A . 小球加速度为0.2m/s 2B . 小球前15s 内的平均速度为1.5m/sC . 小球第14s 的初速度为2.8m/sD . 第15s 内的平均速度为0.2m/s 【答案】AB4.(单选)如图是哈尔滨西客站D502次列车首次发车,标志着世界首条高寒区高速铁路哈大高铁正式开通运营.哈大高铁运营里程921公里,设计时速350公里.D502次列车到达大连北站时做匀减速直线运动,开始刹车后第5 s 内的位移是57.5 m ,第10 s 内的位移是32.5 m ,则下列说法正确的有( ).答案 D A .在研究列车从哈尔滨到大连所用时间时不能把列车看成质点 B .时速350公里是指平均速度,921公里是指位移C .列车做匀减速运动时的加速度大小为6.25 m/s 2D .列车在开始减速时的速度为80 m/s5.一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1s 内和第2s 内位移大小依次为9m 和7m .求:(1)刹车后汽车的加速度大小. (2)汽车在刹车后6s 内的位移.解答:解:设汽车的初速度为v 0,加速度为a .则第1s 内位移为:x 1=代入数据,得:9=v 0+ 第2s 内的位移为:x 2=v 0t 2+﹣x 1, 代入数据得:7= 解得:a=﹣2m/s 2,v 0=10m/s汽车刹车到停止所需时间为:t==则汽车刹车后6s 内位移等于5s 内的位移,所以有:==25m 故答案为:2,256.质点做匀减速直线运动,在第1 s 内位移为6 m ,停止运动前的最后1 s 内位移为2 m ,求: (1)在整个减速运动过程中质点的位移大小; (2)整个减速过程共用的时间。
高中物理第一章《运动的描述》计算题专题训练 (1)一、计算题(本大题共30小题,共300.0分)1.摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。
(1)若将电梯上升过程中启动和制动的运动简化为匀变速直线运动,其v−t图像如图1所示。
请你根据图像求出电梯加速过程的加速度a和电梯上升过程的总位移x。
(2)考虑安全、舒适、省时等因素,实际中电梯的加速度a是随时间t变化的,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a−t图像如图2所示。
a、请写出加速度和速度的定义。
b、请你运用类比的研究方法,借鉴直线运动由v−t图像求位移的方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示a−t图像,求电梯在第1s内的速度改变量Δv1和第10s末的速度v。
2.如图所示是一种运动传感器测小车速度的原理图,这个系统由A、B两个小盒组成,A盒装有红外线发射器和超声波发射器,B盒装有红外线接收器和超声波接收器.A盒固定在向右运动的小车上,B盒固定在滑轨上.测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,B盒接收到红外线脉冲时,开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时,若两者的时间差为t1,空气中的声速为v0(红外线的传播时间可以忽略).求:(1)A与B之间的距离x1.(2)经过短暂的Δt时间后,进行第二次测量,此次的时间差为t2,小车向右运动的速度大小为多少.3.一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。
行驶过程中,司机忽然发现前方50m处有一警示牌,立即刹车。
刹车过程中,汽车运动加速度随位移变化可简化为左图中的图线。
从司机发现警示牌到采取措施期间为反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),x1-x2段位移为刹车系统的启动阶段,从x2位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止,已知从x2位置开始计时,汽车第1s内的位移为12m,第4s内的位移为0.5m。
求:(1)在右图中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线(t1对应x1,t2对应x2);(2)求x2位置汽车的速度大小及此后的加速度大小;(3)已知:司机反应时间为t1=0.5s,x1~x2段位移大小为15m求:司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离为多少。
【物理】 物理直线运动专题练习(及答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.如图所示,在沙堆表面放置一长方形木块A ,其上面再放一个质量为m 的爆竹B ,木块的质量为M .当爆竹爆炸时,因反冲作用使木块陷入沙中深度h ,而木块所受的平均阻力为f 。
若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计,重力加速度g 。
求: (1)爆竹爆炸瞬间木块获得的速度; (2)爆竹能上升的最大高度。
【答案】(1)()2f Mg hM-(2)()2f Mg Mh m g - 【解析】 【详解】(1)对木块,由动能定理得:2102Mgh fh Mv -=-, 解得:()2f Mg hv M-=;(2)爆竹爆炸过程系统动量守恒,由动量守恒定律得:0Mv mv -'=爆竹做竖直上抛运动,上升的最大高度:22v H g'=解得:()2fMg MhH m g-=2.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1s .分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移到了2m ;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m ,由此可以求得( ) A .第1次闪光时质点的速度 B .质点运动的加速度 C .质点运动的初速度D .从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移 【答案】ABD 【解析】 试题分析:根据得;,故B 不符合题意;设第一次曝光时的速度为v ,,得:,故A 不符合题意;由于不知道第一次曝光时物体已运动的时间,故无法知道初速度,故C 符合题意;设第一次到第二次位移为;第三次到第四次闪光为,则有:;则;而第二次闪光到第三次闪光的位移,故D 不符合题意考点:考查了匀变速直线运动规律的综合应用,要注意任意一段匀变速直线运动中,只有知道至少三个量才能求出另外的两个量,即知三求二.3.汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机,减速安全通过.在夜间,有一货车因故障停车,后面有一小轿车以30m/s 的速度向前驶来,由于夜间视线不好,驾驶员只能看清前方50m 的物体,并且他的反应时间为0.5s ,制动后最大加速度为6m/s 2.求:(1)小轿车从刹车到停止所用小轿车驾驶的最短时间;(2)三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞.【答案】(1)5s (2)40m 【解析】 【分析】 【详解】(1)从刹车到停止时间为t 2,则 t 2=0v a-=5 s① (2)反应时间内做匀速运动,则 x 1=v 0t 1② x 1=15 m③从刹车到停止的位移为x 2,则x 2=2002v a -④x 2=75 m⑤小轿车从发现物体到停止的全部距离为 x=x 1+x 2=90m ⑥ △x=x ﹣50m=40m ⑦4.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯开始闪烁,已知绿灯闪烁3秒后将转为红灯.请问: (1)若甲车在绿灯开始闪烁时刹车,要使车在绿灯闪烁的3秒时间内停下来且刹车距离不得大于18m ,则甲车刹车前的行驶速度不能超过多少?(2)若甲、乙车均以v 0=15m/s 的速度驶向路口,乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车(乙车司机的反应时间△t 2=0.4s ,反应时间内视为匀速运动).已知甲车、乙车紧急刹车时的加速度大小分别为a 1=5m/s 2、a 2=6m/s 2 . 若甲车司机看到绿灯开始闪烁时车头距停车线L=30m ,要避免闯红灯,他的反应时间△t 1不能超过多少?为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车刹车前之间的距离s 0至少多大? 【答案】(1)(2)【解析】(1)设在满足条件的情况下,甲车的最大行驶速度为v 1根据平均速度与位移关系得:所以有:v 1=12m/s(2)对甲车有v 0△t 1+ =L代入数据得:△t 1=0.5s当甲、乙两车速度相等时,设乙车减速运动的时间为t ,即: v 0-a 2t=v 0-a 1(t+△t 2) 解得:t=2s 则v=v 0-a 2t=3m/s此时,甲车的位移为:乙车的位移为:s 2=v 0△t 2+=24m故刹车前甲、乙两车之间的距离至少为:s 0=s 2-s 1=2.4m .点睛:解决追及相遇问题关键在于明确两个物体的相互关系;重点在于分析两物体在相等时间内能否到达相同的空间位置及临界条件的分析;必要时可先画出速度-时间图象进行分析.5.如图所示,物体A 的质量1kg A m =,静止在光滑水平面上的平板车B ,质量为0.5kg B m =,长为1m L =.某时刻A 以04m/s v =向右的初速度滑上木板B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力F ,忽略物体A 的大小,已知A 与B 之间的动摩擦因素0.2μ=,取重力加速度210m/s g =.求: (1)若5N F =,物体A 在小车上运动时相对小车滑行的最大距离. (2)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件.【答案】(1)0.5m (2)1N≤F≤3N【解析】(1)物体A 滑上木板B 以后,作匀减速运动,有μmg=ma A得a A =μg=2m/s 2木板B 作加速运动,有F+μmg=Ma B , 代入数据解得:a B =14m/s 2 两者速度相同时,有v 0-a A t=a B t , 代入数据解得:t=0.25s A 滑行距离:S A =v 0t-12a A t 2=4×0.25−12×2×116=1516m , B 滑行距离:S B =12a B t 2=12×14×116m=716m . 最大距离:△s=S A -S B =1516−716=0.5m (2)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度v 1,则:22201122A Bv v v L a a -=+ 又:011A Bv v v a a -= 代入数据可得:aB =6(m/s 2)由F=m 2a B -μm 1g=1N若F <1N ,则A 滑到B 的右端时,速度仍大于B 的速度,于是将从B 上滑落,所以F 必须大于等于1N .当F 较大时,在A 到达B 的右端之前,就与B 具有相同的速度,之后,A 必须相对B 静止,才不会从B 的左端滑落. 即有:F=(m+m )a ,μm 1g=m 1a 所以:F=3N若F 大于3N ,A 就会相对B 向左滑下. 综上:力F 应满足的条件是:1N≤F≤3N点睛:牛顿定律和运动公式结合是解决力学问题的基本方法,这类问题的基础是分析物体的受力情况和运动情况,难点在于分析临界状态,挖掘隐含的临界条件.6.如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量m=1 kg 的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=16 N ,无人机上升过程中最大速度为6m/s .若无人机从地面以最大升力竖直起飞,打到最大速度所用时间为3s ,假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变.(g 取10 m /s )2.求:(1)无人机以最大升力起飞的加速度;(2)无人机在竖直上升过程中所受阻力F f 的大小;(3)无人机从地面起飞竖直上升至离地面h=30m 的高空所需的最短时间. 【答案】(1)22/m s (2)4f N = (3)6.5s 【解析】(1)根据题意可得26/02/3v m s a m s t s∆-===∆ (2)由牛顿第二定律F f mg ma --= 得4f N =(3)竖直向上加速阶段21112x at =,19x m = 匀速阶段12 3.5h x t s v-== 故12 6.5t t t s =+=7.一物体从离地80m 高处下落做自由落体运动,g=10m/s 2,求 (1)物体下落的总时间: (2)下落3s 后还高地多高? 【答案】(1)4s (2)35m【解析】(1)根据212h gt =得,落地的时间4t s == (2)下落3s 内的位移23312h gt =则此时距离地面的高度h=H-h 3,联立得:h=35m8.我国ETC 联网正式启动运行,ETC 是电子不停车收费系统的简称.汽车分别通过ETC 通道和人工收费通道的流程如图所示.假设汽车以v 0=15m/s 朝收费站正常沿直线行驶,如果过ETC 通道,需要在收费线中心线前10m 处正好匀减速至v=5m/s ,匀速通过中心线后,再匀加速至v 0正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过20s 缴费成功后,再启动汽车匀加速至v 0正常行驶.设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1m/s 2,求:(1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小;(2)汽车过ETC通道比过人工收费通道节省的时间是多少.【答案】(1)210m(2)27s【解析】试题分析:(1)汽车过ETC通道:减速过程有:,解得加速过程与减速过程位移相等,则有:解得:(2)汽车过ETC通道的减速过程有:得总时间为:汽车过人工收费通道有:,x2=225m所以二者的位移差为:△=x2﹣x1=225m﹣210m=15m.(1分)则有:27s考点:考查了匀变速直线运动规律的应用【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时,由于这一块的公式较多,涉及的物理量较多,并且有时候涉及的过程也非常多,所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰,对给出的物理量所表示的含义明确,然后选择正确的公式分析解题9.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20m/s的速度匀速行驶,接近人工收费站时,轿车开始减速,至收费站窗口恰好停止,再用10s时间完成交费,然后再加速至20m/s继续行驶.若进入ETC通道.轿车从某位置开始减速至10m/s后,再以此速度匀速行驶20m即可完成交费,然后再加速至20m/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2.5m/s2.求:(l)轿车从开始减速至通过人工收费通道再加速至20m/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. 【答案】(1)160m ,26s ;(2)15s ; 【解析】(1)轿车匀减速至停止过程20110280v ax x m -=-⇒=,01108v at t s -=-⇒=;车匀加速和匀减速通过的路程相等,故通过人工收费通道路程12160x x m ==; 所用时间为121026t t s =+=;(2)通过ETC 通道时,速度由20m/s 减至10m/s 所需时间t 2,通过的路程x 2102v v at -=-解得:24t s =221022v v ax -=-解得:26x m =车以10m/s 匀速行驶20m 所用时间t 3=2s ,加速到20m/s 所用的时间为t 4=t 2=4s ,路程也为x 4=60m ;车以20m/s 匀速行驶的路程x 5和所需时间t 5:5242020x x x x m =---=;5501x t s v == 故通过ETC 的节省的时间为:234515t t t t t t s ∆=----=;点睛:解决本题的关键理清汽车在两种通道下的运动规律,搞清两种情况下的时间关系及位移关系,结合匀变速直线运动的位移公式和时间公式进行求解.10.甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动,某时刻乙车在前、甲车在后,相距s =6m ,从此刻开始计时,乙车做初速度大小为12m/s 加速度大小为1m/s 2的匀减速直线运动,甲车运动的s -t 图象如图所示(0-6s 是开口向下的抛物线一部分,6-12s 是直线,两部分平滑相连),求:(1)甲车在开始计时时刻的速度v 0和加速度a (2)以后的运动过程中,两车何时相遇? 【答案】(1)16m/s 2m/s 2 (2) 2s 6s 10s 相遇三次 【解析】 【详解】(1)因开始阶段s-t 图像的斜率逐渐减小,可知甲车做匀减速运动;由2012s v t at =-,由图像可知:t =6s 时,s =60m ,则60=6v 0 -12×a ×36;6s 末的速度68060m/s 4m/s 116v -==-;则由v 6=v 0-at 可得4=v 0-6a ;联立解得 v 0=16m/s ;a =2m/s 2(2)若甲车在减速阶段相遇,则:220011--22v t a t s v t a t +=甲甲乙乙,带入数据解得:t 1=2s ; t 2=6s ;则t 1=2s 时甲超过乙相遇一次,t 2=6s 时刻乙超过甲第二次相遇;因以后甲以速度v 甲=4m/s 做匀速运动,乙此时以v 乙=12-6×1=6m/s 的初速度做减速运动,则相遇时满足:21-2v t v t a t =甲乙乙 解得t =4s ,即在10s 时刻两车第三次相遇.。
高中物理必修一第一章运动的描述典型例题单选题1、杭州亚运会将于2022年9月10日至25日举行,目前已经确定竞赛大项增至37个,包括28个奥运项目和9个非奥项目。
届时将向全国人民奉献一届精彩的亚运会,在考察运动员的成绩时,可视为质点的是()A.体操B.跳水C.双杠D.马拉松答案:D因为当物体的大小和形状对于所研究的问题可以忽略时才能把物体看做质点,以上运动项目中,体操、跳水、双杠都需要看运动员的肢体动作,即运动员大小和形状不可忽略,而马拉松比赛可以忽略掉物体的大小和形状。
故选D。
2、关于坐标系,下列说法不正确的是()A.建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化B.坐标系都是建立在参考系上的C.坐标系的建立与参考系无关D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置答案:CA.建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化,故A正确;BC.坐标系都是建立在参考系上的,与参考系有关,故B正确,C错误;D .物体在平面内做曲线运动,属于二维运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置,故D 正确。
本题选错误的,故选C 。
小提示:理解坐标系的种类以及建立坐标系的目的及意义。
3、某人从甲地到乙地的平均速率为v 1,然后又从乙地原路返回到甲地的平均速率为v 2,则往返甲、乙两地的平均速度的大小和平均速率是( )A .v 1+v 22,v 1+v 22B .v 1−v 22,v 1−v 22C .0,v 1−v 2v 1v 2D .0,2v 1v 2v 1+v 2答案:D平均速度是位移与时间的比,由于此人在甲、乙两地往返一次,故位移x =0,平均速度v̅=x t=0 平均速率是路程与时间的比,由于此人往返一次,故平均速率为2s t 1+t 2=2s s v 1+s v 2=2v 1v 2v 1+v 2 故ABC 错误,D 正确。
故选D 。
4、某校举行教职工趣味运动会,其中一项比赛项目——“五米三向折返跑”,活动场地如图所示,AB =AC =AD =5m ,参赛教师听到口令后从起点A 跑向B 点,用手触摸折返线后再返回A 点,然后依次跑向C 点、D 点,最终返回A 点。
4.匀变速直线运动的速度与位移的关系(本栏目内容,在学生用书中分册装订!)1.一质点从A点由静止开始以加速度a运动,到达B点的速度是v,又以2a的加速度运动,到达C点的速度为2v,则AB∶BC等于()A.1∶3B.2∶3C.1∶4 D.3∶4解析:设AB段位移为x1,BC段位移为x2,由速度—位移公式得:v2=2ax1,(2v)2-v2=2(2a)x2,联立得:x1∶x2=2∶3.答案: B2.从静止开始做匀加速直线运动的物体,0~10 s的位移是10 m,那么在10~20 s的位移是()A.20 m B.30 mC.40 m D.60 m解析:当t=10 s时,Δx=12a(2t)2-12at2=32at2=12at2·3=10×3 m=30 m.答案: B3.汽车以5 m/s的速度在水平路面上匀速前进,紧急制动时以-2 m/s2的加速度在粗糙水平面上滑行,则在4 s内汽车通过的路程为()A.4 m B.36 mC.6.25 m D.以上选项都不对解析:根据公式v=v0+at得t=-v0a=52s=2.5 s,即汽车经2.5 s就停下来,则4 s内通过的路程为x=-v22a=522×2m=6.25 m.答案: C4.物体的初速度是v0,以不变的加速度a做直线运动,如果要使速度增加到初速度的n倍,那么经过的位移是()A.v202a(n2-1) B.v202a(n-1)C.v202a n2 D.v202a(n-1)2解析:据公式v2-v20=2ax知,(n v0)2-v20=2ax,x=v202a(n2-1).答案: A5.有一列火车正在做匀加速直线运动.从某时刻开始计时,第1 min内发现火车前进了180 m,第6 min内发现火车前进了360 m.火车的加速度为()A.0.01 m/s2B.0.05 m/s2C.36 m/s2D.180 m/s2解析:对于匀变速直线运动在连续相等时间内,位移之差为恒量,即Δx=aT2,在本题中时间T为60 s,x1=180 m,x6=360 m,则由x6-x1=5aT2,解得a=0.01 m/s2.答案: A6.如图所示,滑雪运动员不借助雪杖,由静止从山坡匀加速滑过x1后,又匀减速在平面上滑过x2后停下,测得x2=2x1.设运动员在山坡上滑行的加速度大小为a1,在平面上滑行的加速度大小为a2,则a1∶a2为()A.1∶1 B.1∶2C.2∶1 D.2∶1解析:设运动员滑至斜坡末端处的速度为v,此速度又为减速运动的初速度,由位移与速度的关系式有v2=2a1x1,0-v2=-2a2x2,故a1∶a2=x2∶x1=2∶1.答案: B7.我国高速公路的最高车速限制为120 km/h.设某人驾车以最高时速沿平直高速公路行驶,该车刹车时产生的加速度大小为5 m/s2,司机的反应时间(从意识到应该刹车至操作刹车的时间)为0.6~0.7 s.若前方车辆突然停止,则该司机应与前车至少保持多大的距离才比较安全?解析:在司机的反应时间内,汽车做匀速运动,位移为vΔt,采取刹车措施后,刹车位移为v22a,故安全车距x=vΔt+v22a=1203.6×0.7 m+12023.62×2×5m≈134.4 m,即该司机应与前车至少保持134.4 m才比较安全.答案:134.4 m8.竖直升空的火箭,其速度—时间图象如图所示,由图可知以下说法正确的是() A.火箭在40 s时速度方向发生变化B.火箭上升的最大高度为48 000 mC.火箭经过120 s落回地面D.火箭经过40 s到达最高点解析:火箭在40 s时速度方向没有发生变化,一直沿正方向向上运动,故选项A错误;火箭上升的最大高度h=12×120 s×800 m/s=48 000 m,故选项B正确;火箭经过120 s上升到最大高度,故选项C、D错误.答案: B9.完全相同的3块木块并排固定在水平面上,一颗子弹以速度v水平射入,若子弹在木块中做匀减速直线运动,且穿过第3块木块后子弹的速度恰好为零,则子弹依次射入每块木块时的速度之比和穿过每块木块所用的时间之比分别是()A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1B.v1∶v2∶v3=3∶2∶1C.t1′∶t2′∶t3′=1∶2∶ 3D.t1′∶t2′∶t3′=(3-2)∶(2-1)∶1解析:采用逆向转换,将子弹的匀减速直线运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动,可得v1∶v2∶v3=2a·3x∶2a·2x∶2a·x=3∶2∶1,选项A错误,B正确;t1′∶t2′∶t3′=(3-2)∶(2-1)∶1,选项C错误,D正确.答案:BD10.一个做匀加速直线运动的物体,先后经过相距为x的A、B两点时的速度分别为v和7v,从A到B的运动时间为t,则下列说法不正确的是()A.经过AB中点的速度为4vB.经过AB中间时刻的速度为4vC.通过前x2位移所需时间是通过后x2位移所需时间的2倍D.前t2时间通过的位移比后t2时间通过的位移少1.5v t解析:由匀变速直线运动的规律得,物体经过AB中点的速度为v x2=v2+(7v)23=5v,A错误;物体经过AB中间时刻的速度为v t2=v+7v2=4v,B正确;通过前x2位移所需时间t1=vx2-va=4va,通过后x2位移所需时间t2=7v-vx2a=2va,C正确;前t2时间通过的位移x1=v+4v2×t2=54v t,后t2时间通过的位移x2=4v+7v2×t2=114v t,Δx=x2-x1=1.5v t,D正确.答案: A11.如图所示,物体以4 m/s 的速度自斜面底端A 点滑上光滑斜面,途经斜面中点C ,到达斜面最高点B .已知v A ∶v C =4∶3,从C 点到B 点历时(3-2) s ,试求:(1)物体到达斜面最高点的速度; (2)斜面的长度.解析: (1)由已知可知,v A ∶v C =4∶3, 所以v c =3 m/s.又因为C 点为AB 中点,故v C =v 2A +v 2B2. 即v 2A +v 2B =2v 2C ,可得42+v 2B =2×32,所以v B = 2 m/s. (2)由x BC =v C +v B 2t =3+22×(3-2) m =72m 得 斜面长度x =2x BC =7 m. 答案: (1) 2 m/s (2)7 m12.一列从车站开出的火车,在平直轨道上做匀加速直线运动,已知这列火车的长度为l ,火车头经过某路标时的速度为v 1,而火车尾经过此路标时的速度为v 2,求:(1)火车的加速度a ;(2)火车中点经过此路标时的速度v ; (3)整列火车通过此路标所用的时间t .解析: (1)从火车头经过路标到火车尾经过此路标,火车的位移x =l ,由速度与位移的关系v 22-v 21=2ax得a =v 22-v 212l(2)从火车头经过路标到火车中点经过此路标,有 v 2-v 21=2a ·l 2从火车中点经过路标到火车尾经过此路标,有 v 22-v 2=2a ·l 2 联立两式,得v =v 21+v 222(3)火车通过此路标的过程中,由位移公式l =v 1+v 22t 得t =2lv 1+v 2即整列火车通过此路标所用时间为2lv 1+v 2.v22-v212l(2) v21+v222(2)2lv1+v2答案:(1)。
目夺市安危阳光实验学校专题1 质点的直线运动1.作为基础知识和基本能力的考察对象,考点多集中在速度时间图像和位移时间图像,而根据图像的斜率和面积所表示的物理意义引申出对位移路程和加速度以及合力等物理概念的考察和识别。
这是整个高中物理的入门知识,也是复习过程中经常一笔带过的知识,需要考生和老师反复确认本知识点的掌握程度。
2.变换考察模式,设置全新的情景题目,结合匀变速直线运动的部分规律比如平均速度等于中间时刻的瞬时速度,等于位移与时间的比值等,在具体的情景分析中,把物理规律和数据分析结合起来,把数量关系和图像结合起来,需要我们备考中放宽视野,提高分析问题解决问题的能力,做到临阵不乱,运筹帷幄。
3.质点的直线运动不一定都是选择题,计算题也会涉及,而且计算题考察重在多过程的分析和比较,备考中必须培养细化过程,强化练习的做题方式,及时发现解决问题的关联信息,切中要害。
【高考考点定位】高考试题命制中对该考点的考察并不只是我们所看到的单纯直线运动的考察,还涉及到各种复杂过程的运动分析。
直观的考题大部分以选择题的形式呈现,主要考察描述运动的相关物理量的大小方向及变化以及相互关系,但是根据直线运动总结出的相关的规律、推论的考察隐含在各种动力学和电磁学的运动过程分析中。
对这些规律、推论的考察其实更加体现出该考点的重要性。
【考点pk】名师考点透析考点一、描述运动相关概念【名师点睛】1.质点模型的建立和参考系的选取:质点是一个理想化的模型,之所以说质点是理想化的,是因为质点是没有大小性质而只有质量的点,现实中不存在。
只有当物体的大小性质对我们所研究的问题没有影响或者影响比较小可以忽略不计时才可以把其看做质点;参考系是为了描述研究对象的机械运动而假定不动的物体,参考系的选取是任意的,但不能使研究对象本身。
2.描述运动过程的相关物理量:○1位移和路程位移是初位置指向末位置的有向线段,既有大小又有方向,是矢量,而路程是运动轨迹的长度,只有大小没有方向,只有单方向直线运动时,位移大小才等于路程,其他情况下,位移大小小于路程。
专题一质点的直线运动直线运动的基本概念:1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。
2.参考系:被假定为不动的物体系。
对同一物体的运动,若所选的参考系不同,对其运动的描述就会不同,通常以地球为参考系研究物体的运动。
3.质点:用来代替物体的有质量的点。
它是在研究物体的运动时,为使问题简化,而引入的理想模型。
仅凭物体的大小不能视为质点的依据,如:公转的地球可视为质点,而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。
’物体可视为质点主要是以下三种情形:(1)物体平动时;(2)物体的位移远远大于物体本身的限度时;(3)只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时。
4.时刻和时间(1)时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量,通常说的“2 秒末”,“速度达2m/s 时”都是指时刻。
(2)时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。
对应位移、路程、冲量、功等过程量.通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。
5.位移和路程(1)位移表示质点在空间的位置的变化,是矢量。
位移用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。
当物体作直线运动时,可用带有正负号的数值表示位移,取正值时表示其方向与规定正方向一致,反之则相反。
(2)路程是质点在空间运动轨迹的长度,是标量。
在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关。
(3)位移与路程是在一定时间内发生的,是过程量,二者都与参考系的选取有关。
一般情况下,位移的大小并不等于路程,只有当质点做单方向直线运动时,二者才相等。
6.速度(1)速度:是描述物体运动方向和快慢的物理量。
(2)瞬时速度:运动物体经过某一时刻或某一位置的速度,其大小叫速率。
(3)平均速度:物体在某段时间的位移与所用时间的比值,是粗略描述运动快慢的。
①平均速度是矢量,方向与位移方向相同。
②平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关。
(4).平均速率:物体在某段时间的路程与所用时间的比值,是粗略描述运动快慢的。
①平均速率是标量。
是平均速率的定义式,适用于所有的运动。
③平均速度和平均速率往往是不等的,只有物体做无往复的直线运动时二者才相等。
加速度:1.加速度是描述速度变化快慢的物理量。
2.速度的变化量与所需时间的比值叫加速度。
3.加速度是矢量,其方向与v ∆ 的方向相同。
运动的图像:自由落体运动:匀变速直线运动规律:(1)说明:上述各式有V0,Vt,a,s,T 五个量,其中每式均含四个量,即缺少一个量,在应用中可根据已知量和待求量选择合适的公式求解。
⑤式中T 表示连续相等时间的时间间隔。
(2)上述各量中除t 外其余均矢量,在运用时一般选择取v0 的方向为正方向,若该量与v0 的方向相同则取为正值,反之为负。
对已知量代入公式时要带上正负号,对未知量一般假设为正,若结果是正值,则表示与v0 方向相同,反之则表示与V0 方向相反。
另外,在规定v0 方向为正的前提下,若a 为正值,表示物体作加速运动,若 a 为负值,则表示物体作减速运动;若v 为正值,表示物体沿正方向运动,若v 为负值,表示物体沿反向运动;若s 为正值,表示物体位于出发点的前方,若S 为负值,表示物体位于出发点之后。
(3)注意:以上各式仅适用于匀变速直线运动,包括有往返的情况,对匀变速曲线运动和变加速运动均不成立。
追及与相遇问题:在两物体同直线上的追及、相遇或避免碰撞问题中关键的条件是:两物体能否同时到达空间某位置.因此应分别对两物体研究,列出位移方程,然后利用时间关系、速度关系、位移关系解出.(1)追及追和被追的两者的速度相等常是能追上、追不上、二者距离有极值的临界条件.如匀减速运动的物体追从不同地点出发同向的匀速运动的物体时,若二者速度相等了,还没有追上,则永远追不上,此时二者间有最小距离.若二者相遇时(追上了),追者速度等于被追者的速度,则恰能追上,也是二者避免碰撞的临界条件;若二者相遇时追者速度仍大于被追者的速度,则被追者还有一次追上追者的机会,其间速度相等时二者的距离有一个较大值.再如初速度为零的匀加速运动的物体追赶同一地点出发同向匀速运动的物体时,当二者速度相等时二者有最大距离,位移相等即追上.(2)相遇同向运动的两物体追及即相遇,分析同(1).相向运动的物体,当各自发生的位移的绝对值的和等于开始时两物体间的距离时即相遇.练习题:一车处于静止状态,车后距车S0=25m处有一个人,当车以1m/s2的加速度开始起动时,人以6m/s的速度匀速追车。
问:能否追上?若追不上,人车之间最小距离是多少?一滑块以20m/s滑上一足够长的斜面,已知滑块加速度的大小为5m/s2,则经过5秒滑块通过的位移是多大?第一章静电场 1.1电荷及其守恒定律重点:电荷守恒定律难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
1.正电荷和负电荷:把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示.电荷及其相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. (1)原子的核式结构及摩擦起电的微观解释 原子:包括原子核(质子和中子)和核外电子。
(2)摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同. 实质:电子的转移.结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.(3用静电感应的方法也可以使物体带电. (4)静电感应:把电荷移近不带电的异体,可以使导体带电的现象。
利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.2、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.另一种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。
3.元电荷电荷的多少叫做电荷量.符号:Q 或q 单位:库仑 符号:C 元电荷:电子所带的电荷量,用e 表示.注意:所有带电体的电荷量或者等于e ,或者等于e 的整数倍。
就是说,电荷量是不能连续变化的物理量。
电荷量e 的值:e =1.60×10-19C比荷:电子的电荷量e 和电子的质量m e 的比值,为111076.1⨯=em eC/㎏ ●巩固练习1.关于元电荷的理解,下列说法正确的是:[ ] A .元电荷就是电子B .元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C .元电荷就是质子D .物体所带的电量只能是元电荷的整数倍2.5个元电荷的电量是________, 16 C 电量等于________元电荷. 3.关于点电荷的说法,正确的是:[ ] A .只有体积很小的带电体才能看成点电荷B .体积很大的带电体一定不能看成点电荷C .当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体可看成点电荷D .一切带电体都可以看成点电荷1.2库仑定律重点:掌握库仑定律难点:会用库仑定律的公式进行有关的计算1、影响两电荷之间相互作用力的因素:1.距离.2.电量.2、库仑定律内容表述:力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比.作用力的方向在两个点电荷的连线上公式:221r q q kF = 静电力常量k = 9.0×109N ·m 2/C 2 适用条件:真空中,点电荷——理想化模型 3、库仑扭秤实验(1785年,法国物理学家.库仑)【例题1】:试比较电子和质子间的静电引力和万有引力.已知电子的质量m 1=9.10×10-31kg ,质子的质量m 2=1.67×10-27kg .电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C .分析:这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力,而是列公式,化简之后,再求解.解:电子和质子间的静电引力和万有引力分别是可以看出,万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似,表述的都是力,这是相同之处;它们的实质区别是:首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力,绝没有相排斥的力.其次,由计算结果看出,电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多,因此在研究微观带电粒子间的相互作用时,主要考虑静电力,万有引力虽然存在,但相比之下非常小,所以可忽略不计.参考题2.如图14-1所示,A 、B 、C 三点在一条直线上,各点都有一个点电荷,它们所带电量相等.A 、B 两处为正电荷,C 处为负电荷,且BC=2AB .那么A 、B 、C 三个点电荷所受库仑力的大小之比为________.3.真空中有两个点电荷,分别带电q 1=5×10-3C ,q 2=-2×10-2C ,它们相距15cm ,现引入第三个点电荷,它应带电量为________,放在________位置才能使三个点电荷都处于静止状态.4.把一电荷Q 分为电量为q 和(Q -q)的两部分,使它们相距一定距离,若想使它们有最大的斥力,则q 和Q 的关系是________.F Q r F m r F F Q Gm m F F 12222212212121919113127160160910167=kQ =G m =kQ =9.01010106.67101010=2.310111939,,·×××××××××××....-----1.3.1电场强度重点:电场强度的概念及其定义式难点:对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算1.(1)电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的,电荷的周围都存在电场.特殊性:不同于生活中常见的物质,看不见,摸不着,无法称量,可以叠加.物质性:是客观存在的,具有物质的基本属性——质量和能量.(2)基本性质:主要表现在以下几方面①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用,且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.③当带电体在电场中移动时,电场力将对带电体做功,这表示电场具有能量.可见,电场具有力和能的特征2、电场强度(E):(1)关于试探电荷和场源电荷-(详见P12)注意:检验电荷是一种理想化模型,它是电量很小的点电荷,将其放入电场后对原电场强度无影响指出:虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱,但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关,所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱.实验表明:在电场中的同一点,电场力F与电荷电量q成正比,比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定,跟电荷电量无关,是反映电场性质的物理量,所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱.(2)电场强度①定义:电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.用E表示。