专题2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系-高一新生入学暑假物理预习讲练 Word版含解析
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【答案】(1)4 m/s (2)1 s【解析】汽车刹车后停止的时间设为t 0,则 t 0=0-v 0a =-10-2 s =5 s.(1)3 s<5 s ,故3 s 末车速v 3=v 0+at 2=(10-2×3)m/s =4 m/s.(2)刹车后前进9 m 所用时间设为t ,由匀变速直线运动规律有:x =v 0t +12at 2,即9=10t -12×2t 2.解得t 1=1 s ,t 2=9 s(舍去).(20分钟,30分)知识点一从v -t 图象探究匀变速直线运动的位移1.某质点做直线运动的速度v 和时间t 的关系如图所示,那么该质点在3 s 内通过的位移是( )A .4.5 mB .3 mC .1 mD .0.5 m 【答案】A【解析】图线与坐标轴围成图形的“面积”,即位移的大小,x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1×1+2×1+1+22×1 m =4.5 m ,A 正确. 2.物体甲的x -t 图象和物体乙的v -t 图象分别如图所示,则这两物体的运动情况是( )A .甲在整个t =6 s 时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 mB .甲在整个t =6 s 时间内来回运动,它通过的总位移为零C .乙在整个t =6 s 时间内来回运动,它通过的总位移为零D .乙在整个t =6 s 时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 m 【答案】AC3.质点做直线运动的v -t 图象如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8 s 内平均速度的大小和方向分别为( )A.0.25 m/s,向右B.0.25 m/s,向左C.1 m/s,向右D.1 m/s,向左【答案】B【解析】由v-t图象得前8 s的位移x=-2 m,前8 s内的平均速度是v=-28m/s=-0.25 m/s,方向向左,B正确.4.下列所给的图象中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )【答案】ACD【解析】由图A可知,物体开始和结束时的纵坐标为0,说明物体又回到了初始位置,A正确;由图B可知,物体一直沿正方向运动,位移增大,故无法回到初始位置,B 错误;由图C知,物体第1 s内的位移沿正方向,大小为2 m,第2 s内的位移沿负方向,大小为2 m,故2 s末物体回到初始位置,C正确;由图D知,物体做匀变速直线运动,2 s末时物体的总位移为零,故物体回到初始位置,D正确.知识点二匀变速直线运动的位移公式5.一质点做匀变速直线运动,第3 s内的位移为12 m,第5 s内的位移为20 m,则该质点运动过程中( )A.初速度大小为零B.加速度大小为4 m/s2C.第4 s内的平均速度为8 m/sD.5 s内的位移为50 m【答案】B【解析】根据题意,v2.5=12 m/s,v4.5=20 m/s,故a=ΔvΔt=v4.5-v2.5Δt=20-124.5-2.5m/s2=4 m/s2,选项B正确;初速度大小v0=v2.5-at2.5=12 m/s-4 m/s2×2.5 s=2 m/s,选项A错误;第4 s内的平均速度等于3.5 s时刻的瞬时速度,即为v3.5=v2.5+at1=12 m/s+4 m/s2×1 s=16 m/s,选项C错误;5 s内的位移为x=v0t5+12at25=60 m,选项D错误.6.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=6t+2t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )A.在第1 s内的位移大小是6 m知识点三匀变速直线运动的推论9.一物体做初速度为零的匀加速直线运动,将其运动时间顺次分为1∶2∶3的三段,则每段时间内的位移之比为( )A.1∶3∶5 B.1∶4∶9C.1∶8∶27 D.1∶16∶81【答案】C【解析】设该物体在这三段时间内的运动时间依次为t、2t、3t,则由x=12at2得,x Ⅰ=x1=12at2,xⅡ=x2-x1=12a(3t)2-12at2=4at2,xⅢ=x3-x2=12a(6t)2-12a(3t)2=272at2,故xⅠ∶xⅡ∶xⅢ=1∶8∶27,选项C正确.10.物体先做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a1=2 m/s2,加速一段时间t1,然后接着做匀减速直线运动,加速度大小为a2=4 m/s2,直到速度减为零,已知整个运动过程所用时间t=20 s,总位移为300 m,则运动的最大速度为( )A.15 m/s B.30 m/sC.7.5 m/s D.无法求解【答案】B【解析】最大速度为v m,前段:v-=12(0+v m)=12vm,后段:v-=12(v m+0)=12vm,所【解析】前2 s 内的位移大小为x 1=12at 21,前3 s 内的位移大小为x 2=12at 22,则第3s 内的位移大小为x 3=x 2-x 1=12at 22-12at 21,可得加速度大小为a =1.2 m/s 2,则前3 s 内的位移大小为x 2=12at 22=5.4 m ;第3 s 末的速度大小是v 3=1.2×3 m/s =3.6 m/s ,第3s 内的平均速度大小是3 m1 s=3 m/s ,故ABD 正确,C 错误.3.甲、乙两物体朝同一方向做匀速直线运动,已知甲的速度大于乙的速度,t =0时,乙在甲之前一定距离处,则两个物体运动的位移-时间图象应是( )【答案】C【解析】在x -t 图象中直线的倾斜程度表示速度的大小,倾斜程度越大,表示速度越大,选项B 、D 表示甲的速度小于乙的速度,B 、D 错误;选项A 表示甲在乙之前一定距离处,选项C 表示乙在甲之前一定距离处,A 错误,C 正确.4.一辆沿笔直的公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距50 m 的电线杆共用5 s 时间,它经过第二根电线杆时的速度为15 m/s ,则汽车运动的加速度大小为( )A .2 m/s 2B .-2 m/s 2C .4 m/s 2D .1 m/s 2 【答案】A【解析】用逆向思维法求解,看成反向匀减速直线运动,由位移公式得50=15×5-12a×52,解得a=2 m/s2,A正确.5.a、b两车在两条平行的直车道上同方向行驶,它们的v-t图象如图所示.在t =0时刻,两车间距离为d;t=5 s的时刻它们第一次相遇.关于两车之间的关系,下列说法正确的是( )A.在t=15 s的时刻两车第二次相遇B.在t=20 s的时刻两车第二次相遇C.在5~15 s时间内,先是a车在前,而后是b车在前D.在10~15 s时间内,两车间距离逐渐变大【答案】A【解析】从图象可以看出两车均做匀变速直线运动,因t=5 s时两车第一次相遇,t=10 s时速度相同,由对称性可知两车在t=15 s时第二次相遇,A正确,B错误;由于两车在t=5 s时第一次相遇,在前5 s内有v a>v b,故a车在后、b车在前,5 s后a 车在前、b车在后,15 s后b车超过a车,C错误;t=10 s时速度相同,此后v a<v b,两车间距离逐渐减小,D错误.6.用相同材料做成的A、B两木块的初速度大小之比为2∶3,它们以相同的加速度在同一粗糙水平面上沿直线滑行直至停止,则它们滑行的( )A .时间之比为1∶1B .时间之比为2∶3C .距离之比为4∶9D .距离之比为2∶3 【答案】BC【解析】由匀变速直线运动的速度公式v =v 0+at ,得t =v -v 0a =-v 0a,因为加速度相同,因此运动时间之比就等于初速度之比,选项A 错误,选项B 正确;将其看成反向的初速度为零的匀加速直线运动,根据位移公式x =12at 2,知位移之比等于运动时间的平方之比,选项C 正确,选项D 错误.7.某物体做直线运动的v -t 图象如图所示,若初速度的大小为v 0,末速度的大小为v ,则在时间t 1内物体的平均速度是( )A. 等于v 0+v 2B .大于v 0+v 2C. 小于v 0+v 2D. 条件不足,无法比较 【答案】B【解析】如果物体做初速度为v 0末速度为v 的匀变速直线运动,在0~t 1内的位移为图中阴影部分的面积,即x =12(v 0+v )t ,其平均速率为v =v 0+v2.但实际物体的v -t图象中图线与时间包围的面积大于阴影部分的面积,所以平均速度应大于v 0+v 2,故B 选项正确.8.物体先做初速为零的匀加速运动,加速度为a 1,当速度达到v 时,改为以a 2做匀减速运动直至速度为零,在加速和减速过程中,物体的位移和所用时间分别为s 1,t 1和s 2,t 2.下列式子不成立的是( )A.s 1s 2=t 1t 2 B.s 1t 1=s 2t 2=s 1+s 2t 1+t 2C.a 1a 2=t 1t 2 D .v =2s 1+s 2t 1+t 2 【答案】C【解析】由运动学规律得s 1=12a 1t 21,s 2=12a 2t 22,v =a 1t 1=a 2t 2,C 错误;整理以上各式可得s 1s 2=t 1t 2,A 正确;s 1t 1=s 2t 2=s 1+s 2t 1+t 2=v 2,变形后可得v =2s 1+s 2t 1+t 2,B 、D 正确.综上所述,应选择C.=2 s,t2=3 s,当位移与v0反向时,5t+12(-2)t2=-6,解得:t3=6 s,故B、C、D正确.二、非选择题11.假设飞机的起飞过程是从静止开始,在直跑道上匀加速前进,当达到一定速度时离地.已知某飞机加速前进的距离为1600 m,所用的时间为40 s,则该飞机起飞时的加速度是________m/s2,离地时的速度是________m/s.【答案】2 80【解析】由题意可知,位移x=1600 m,时间t=40 s,由公式x=12at2可得a=2xt2=2×1600402m/s2=2m/s2,则v=at=2×40 m/s=80 m/s.12.一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6 s,则这列火车的车厢有________节.【答案】9【解析】设一节车厢长为L,则L=12at21,nL=12at22,将t1=2 s,t2=6 s代入上面两式,解得n=9.13.汽车由静止开始在平直的公路上行驶,在0~60 s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示.(1)画出汽车在0~60 s内的v-t图线;(2)求在这60 s内汽车行驶的路程.【解】(1)设t=10 s,40 s,60 s时汽车的速度分别为v1,v2,v3.由a-t图象知在0~10 s内汽车以加速度大小为2 m/s2匀加速行驶,由运动学公式得v1=2×10 m/s=20 m/s由a-t图象知在10~40 s内汽车匀速行驶,因此v2=20 m/s由a-t图象知在40~60 s内汽车以加速度大小为1 m/s2匀减速行驶由运动学公式得v3=(20-1×20) m/s=0则汽车在0~60 s内的v-t图线如图所示.(2)由v-t图线可知,在这60 s内汽车行驶的路程s=30+602×20 m=900 m.14.由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1 s内通过的位移为0.4 m,问:(1)汽车在第1 s末的速度为多大?(2)汽车在第2 s内通过的位移为大?【解】(1)由x=12at2得a=2xt2=2×0.41m/s2=0.8 m/s2。
常德外国语学校预习学案 高中物理必修1(第二章) 陈新才 胡琼霜 明龙高一物理备课组 2-3匀变速直线运动的位移与时间的关系(预习案)【学习目标】1.知道匀速直线运动的位移与时间的关系.2.了解匀变速直线运动位移与时间关系的推导方法,并简单认识x =v o t + at 2/2.3.能用x =v o t + at 2/2解决简单问题.【学习重点】 重点:会用x =v o t + at 2/2及图像解决简单问题.难点:微元法推导位移时间关系式【自主学习】1.做匀速直线运动的物体,其位移公式为___________,其 v-t 图象为__________。
在 v-t 图象中某段时间内位移的大小与____________相等。
2.匀变速直线运动位移与时间的的关系式为________________。
3.匀变速直线运动的 v-t 图象是________________,其中图象的倾斜程度表示物体的__________,图象与坐标轴所围面积表示物体的______________。
【预习自测】1.某质点的位移随时间的变化关系式为x =4t +2t 2,x 与t 的单位分别是米与秒,则质点的初速度与加速度分别是() A .4m/s 与2m/s 2 B .0与4m/s 2C .4m/s 与4m/s 2D .4m/s 与02、一火车以2 m/s 的初速度,1 m/s 2的加速度做匀加速直线运动,求:(1)火车在第3 s 末的速度是多少?(2)火车在前3 s 的位移是多少?(3)火车前3 s 的平均速度是多少?3.如图所示是某一质点运动的速度--时间图像,请从图像中找出以下物理量,质点的初速度是________,0-2s 内的加速度_________,2-4s 的加速度___________,4s-6s 的加速度__________,质点离出发点最远的时刻是________,质点6s 内的位移是__________。
第六讲位移与时间的关系知识点一、位移时间公式[提出问题]1.在匀变速直线运动中,虽然速度时刻变化,但只要时间足够小,速度的变化就非常小,如果把每一小段△t 内的运动看做匀速运动,则矩形面积之和等于各段匀速直线运动的位移。
如果把整个运动过程划分得非常非常细,当△t→0时,各矩形面积之和趋近于v-t 图线下面的面积,如图所示。
设初速度为v 0,加速度为a ,试通过V-t 图像推导其位移公式。
答案:方法一:用图形推导由前面的讨论可知,当时间间隔分割得足够小时,折线趋近于直线AP ,由此可以求出匀变速运动在时间t 内的位移,它在数值上等于直线AP 下方的梯形OAPQ 的面积(如图丙).这个面积等于21201122S S S OA OQ AR RP v t at =+=⨯+⨯=+,即位移2012x v t at =+这就是匀变速直线运动的位移公式.方法二:用公式推导由于位移x vt =,而02t v v v +=,又0t v v at =+,故002v v at x t ++=⨯,即2012x v t at =+.[要点提炼]1.匀变速直线运动的位移与时间的关系:x=v0t+12at22.当v0=0时,x=12at2(由静止开始的匀加速直线运动)3.当a=0时,x=v0t(匀速直线运动)4.公式中x、v0、a都是矢量,应用时必须选取统一的正方向.若选v0方向为正方向,则:物体加速,a取正值;物体减速,a取负值.若位移为正值,位移的方向与正方向相同;若位移为负值,位移的方向与正方向相反.5.公式x=v0t+12at2只适用于匀变速直线运动[经典例题]1.做匀加速直线运动的物体初速度是0.50m/s,加速度是20.10m/s,那么第4s末的瞬时速度4v=____,头4秒内的平均速度4v=____,4秒内通过的位移4s=___,第4秒内通过的位移IVs=____。
【答案】0.90m/s0.70m/s 2. 80 m0.85m【详解】[1]第4s末的瞬时速度为4040.90m/sv v at =+=[3][2]头4s 内的位移为240441 2.80m 2s v t at =+=则头4s 内的平均速度为4440.70m /s s v t ==[4]头3s 内的位移为230331 1.95m 2s v t at =+=则第4s 内通过的位移为2.一物体做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a =2m/s 2,求:(1)第5s 末物体的速度多大?(2)前4s 的位移多大?(3)第4s 内的位移多大?解析(1)第5s 末物体的速度由v t =v 0+at 1得v 1=0+2×5m/s =10m/s(2)前4s 的位移由x 1=v 0t +12at 2得x 1=0+12×2×42m =16m (3)物体第3s 末的速度v 2=v 0+at 2=0+2×3m/s =6m/s则第4s 内的位移x 2=v 2t 3+12at 23=6×1m +12×2×12m =7m 答案(1)10m/s (2)16m (3)7m3.做匀变速直线运动的物体,在一段时间t 内的平均速度等于这段时间内_____的瞬时速度,还等于这段时间初、末速度矢量和的一半。
匀变速直线运动的位移与时间的关系【学习目标】物理观念(1)知道匀速直线运动的位移x =vt对应着图像中的矩形面积(2)掌握匀变速直线运动的位移与时间关系的公式,及其简单应用(3)掌握匀变速直线运动的位移与速度关系的公式,及其简单应用科学思维(1)提升运用数学知识——函数图像的能力(2)提升运用已知结论正确类比推理的能力科学探究探究位移与时间,速度与位移的关系科学态度与责任提升应用物理知识解决实际问题的能力【学习重难点】1.探究位移与时间,速度与位移的关系2.提升运用数学知识——函数图像的能力3.提升运用已知结论正确类比推理的能力【学习过程】一、知识纲要导引二、基础导学(一)匀变速直线运动的位移(自学教材“匀变速直线运动的位移”部分)1.匀速直线运动的位移:(1)位移公式:x=vt.(2)vt图像:①如图所示,匀速直线运动的vt图像是一条平行于时间轴的直线.②图线与对应的时间轴所围成的矩形面积(图中阴影部分)在数值上等于物体在这段时间内的位移.2.匀变速直线运动的位移(1)vt图像初速度为v0,加速度为a的匀变速直线运动的v t图像如图所示.(2)匀变速直线运动的位移vt图像中着色部分的梯形面积表示匀变速直线运动物体的位移.(3)位移与时间的关系式x=v0t+12at2(4)公式的特殊形式:当v0=0时,x=12at2(由静止开始的匀加速直线运动).(二)速度与位移的关系(自学教材的“速度与位移的关系”部分)1.关系式的推导:2.速度与位移的关系式v2-v20=2ax(1)适用范围:仅适用于匀变速直线运动.(2)各物理量的含义.(3)特点:不涉及时间t.三、思考判断(1)匀速直线运动物体的运动轨迹就是它的xt图像.()(2)位移公式x=v0t+12at2仅适用于匀加速直线运动.()(3)初速度越大,时间越长,匀变速直线运动物体的位移一定越大.()(4)匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、时间三个因素有关.()(5)公式v2-v20=2ax适用于所有的直线运动.()(6)做匀加速直线运动的物体,位移越大,物体的末速度一定越大.()(7)确定公式v2-v20=2ax中的四个物理量的数值时,选取的参考系应该是统一的.()四、达标检测单项选择题:1.如图所示,一辆正以8m/s的速度沿直线行驶的汽车,突然以1m/s2的加速度加速行驶,则汽车加速行驶18m时的速度为()A.8m/s B.12m/s C.10m/s D.14m/s2.质点沿直线运动,其位移—时间图像如图所示,关于质点的运动,下列说法中正确的是()A.2s末质点的位移为零,前2s内位移为“-”,后2s内位移为“+”,所以2s末质点改变了运动方向B.2s末质点的位移为零,该时刻质点的速度为零C.质点做匀速直线运动,速度大小为0.1m/s,方向与规定的正方向相反D.质点在4s时间内的位移大小为0.4m,位移的方向与规定的正方向相同3.质点A、B均做匀变速直线运动,它们的运动规律分别是x A=2t-5t2和x B=5t-3t2(位移x A 和x B的单位是m,时间t的单位是s),由这两个关系可知()A.质点A的加速度a A=-5m/s2 B.质点B的初速度v B0=-5m/sC.质点A的加速度a A=-10m/s2 D.质点B的初速度v B0=3m/s4:如图为一质点做直线运动的vt图像,下列说法正确的是()A.在18~22s时间内,质点的位移为24mB.整个过程中,BC段的加速度最大C.BC段表示质点通过的位移大小为34mD.整个过程中,E点所表示的状态离出发点最远5:某航母跑道长200m.飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的最低速度为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多项选择题:6.(多选)如图为AK47突击步枪,该枪枪管长度约为400mm,子弹在枪口的速度约为700m/s,若将子弹在枪管中的运动看做匀加速直线运动,下列说法正确的是()A.子弹在枪管中的加速度约为6.125×105m/s2 B.子弹在枪管中的加速度约为6.125×104m/s2C.子弹在枪管中的运动时间约为1.14×10-3s D.子弹在枪管中的运动时间约为0.114s7:(多选)若一质点从t=0时刻开始由原点出发沿直线运动,其速度-时间图像如图所示,则该质点()A.t=1s时离原点最远B.t=2s时离原点最远C.t=3s时回到原点D.t=4s时回到原点8. (多选)做匀减速直线运动的质点,它的加速度大小为a,初速度大小为v0,经过时间t速度减小到零,则它在这段时间内的位移大小可表示为()A .v 0t +12at 2B .v 0tC .v 0t -12at 2 D.12at 2 9.(v 2-v 20=2ax 的理解)(多选)关于关系式v 2-v 20=2ax ,下列说法正确的是( )A .此关系式对非匀变速直线运动也适用B .x 、v 0、a 都是矢量,应用时必须选取统一的正方向C .不管是加速运动还是减速运动,a 都取正值D .v 0和v 是初、末时刻的速度,x 是这段时间内的位移。
第07讲 匀变速直线运动的位移与时间的关系1.知道匀速直线运动的位移与v -t 图像中矩形面积的对应关系。
2.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系式,会应用此关系式分析和计算有关匀变速直线运动问题。
3.了解利用极限思想推导位移公式的方法。
4.理解匀变速直线运动的速度与位移关系。
5.会应用速度与位移的关系式分析有关问题。
一、匀变速直线运动的位移 1.利用图v -t 图像求位移v -t 图像与时间轴所围的梯形面积表示位移,如图所示,x =12(v 0+v )t 。
2.匀变速直线运动位移与时间的关系式 x =v 0t +12at 2,当初速度为0时,x =12at 2。
3.适用条件:匀变速直线运动。
4.矢量性:公式中x 、v 0、a 都是矢量,应用时必须选取统一的正方向。
通常选取初速度 的方向为正方向a 、v 0同向时a 取正值 a 、v 0反向时a 取负值位移的计算结果正值:说明位移方向与规定的正方向相同负值:说明位移方向与规定的正方向相反1.公式:v 2-v 20=2ax 。
2.推导:速度与时间的关系式v =v 0+at 。
位移与时间的关系式x=v0t+12at2。
由以上两个公式消去t,可得3.公式的适用条件:匀变速直线运动。
4.公式的意义:反映了初速度v0、末速度v、加速度a、位移x之间的关系,当其中三个物理量已知时,可求第四个未知量。
5.公式的矢量性:公式中v0、v、a、x都是矢量,应用时必须选取统一的正方向,一般选v0的方向为正方向。
6.两种特殊形式:(1)当v0=0时,v2=2ax。
(初速度为零的匀加速直线运动)(2)当v=0时,-v20=2ax。
(末速度为零的匀减速直线运动)考点一:匀变速直线运动位移与时间的关系式应用【例1】一质点做直线运动的位移x与时间t的关系为26x t t=+,各物理量均采用国际单位制单位,则该质点()A.第1s内的位移是6m B.前2s内的平均速度是6m/sC.任意相邻的1s内位移差都是2m D.任意1s内的速度增量都是1m/s考点二:匀变速直线运动位移与速度的关系式应用【例2】如图所示,一小球从A点由静止开始沿斜面做匀变速直线运动,若到达B点时速度为v,到达C点时速度为2v,则AB:BC等于()A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:41.由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1s内通过0.4m路程,以下说法不正确的是()A.第1s末的速度为0.8m/sB.加速度为0.8m/s2C .第2s 内通过的路程为1.2mD .前2s 内通过的路程为1.8m2.一物体沿x 轴做变速直线运动,其坐标与时间的函数关系式为2205x t t =--(x 单位为m ,t 单位为s )。
1.知道匀速直线运动的位移与v-t图象中矩形面积的对应关系。
2.理解匀变速直线运动的位移与v-t图象中四边形面积的对应关系,使学生感受利用极限思想解决物理问题的科学思维方法。
3.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系。
教材展示学案8匀变速直线运动的位移与时间的关系知识梳理1.做匀速直线运动的物体在时间t内的位移x=①。
在速度图象中,其位移为对应着边长分别为②的一块矩形的面积,如图甲中的阴影部分。
2.利用匀变速直线运动的速度—时间图象来求位移。
做匀变速直线运动的物体,在时间t 内的位移的数值③速度图线下方④的面积(如图乙所示)。
3.用上面第2点中所述的方法可推得匀变速直线运动的位移与时间的关系式为⑤。
一、匀变速直线运动位移公式的应用1.由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1 s内通过0.4 m的位移,问:(1)汽车在第1 s末的速度为多大?(2)汽车在第2 s内通过的位移为多大?(3)汽车在第2 s内通过的位移与第1 s内通过的位移之差是多少?二、利用v-t图象处理匀变速直线运动2.某一做直线运动的物体的v-t图象如图所示,根据图象求:(1)物体距出发点的最远距离。
(2)前4 s内物体的位移。
(3)前4 s内通过的路程。
3.一质点沿一直线运动,t=0时位于坐标原点,图示为质点做直线运动的v-t图象。
由图可知:知识拓展(1)该质点的位移随时间变化的关系式是x =。
(2)在时刻t =s 时,质点距坐标原点最远。
(3)从t =0到t =20 s 内质点的位移是 ,通过的路程是 。
三、匀变速直线运动平均速度v =v 0+v t 2的应用 4.一个滑雪的人,从85 m 长的山坡上匀变速直线滑下(如图所示),初速度是1.8 m/s ,末速度是5.0 m/s ,他通过这段山坡需要多长时间?1.根据匀变速直线运动的位移公式x =v 0t +12at 2,则做匀加速直线运动的物体,在t 秒内的位移说法正确的是( )A .加速度大的物体位移大B .初速度大的物体位移大C .末速度大的物体位移大D .以上说法都不对2.某质点的位移随时间变化的关系是x =4t +4t 2,x 与t 的单位分别为m 和s ,设质点的初速度为v 0,加速度为a ,下列说法正确的是( )A .v 0=4 m/s ,a =4 m/s 2思维导图B .v 0=4 m/s ,a =8 m/s 2C .2 s 内的位移为24 mD .2 s 末的速度为24 m/s3.由静止开始做匀加速直线运动的物体,在第1 s 内的位移为2 m .关于该物体的运动情况,以下说法正确的是( )A .第1 s 内的平均速度为2 m/sB .第1 s 末的瞬时速度为2 m/sC .第2 s 内的位移为4 mD .运动过程中的加速度为4 m/s 24.汽车由静止开始做匀加速直线运动,速度达到v 时立即做匀减速直线运动,最后停止,运动的全部时间为t ,则汽车通过的全部位移为( )A .13vtB .12vtC .23vtD .14vt 5.利用速度传感器与计算机结合,可以自动作出物体运动的图象.某同学在一次实验中得到的运动小车的速度—时间图象如图所示,以下说法正确的是( )A .小车先做加速运动,后做减速运动B .小车运动的最大速度约为0.8 m/sC .小车的位移一定大于8 mD .小车的运动轨迹是曲线6.质点做直线运动的v -t 图象如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8 s 内平均速度的大小和方向分别为( )A .0.25 m/s ;向右B .0.25 m/s ;向左C.1 m/s;向右D.1 m/s;向左7.质点沿直线运动,其位移—时间图象如图所示,关于质点的运动,下列说法中正确的是()A.2 s末质点的位移为零,前2 s内位移为“-”,后2 s内位移为“+”,所以2 s末质点改变了运动方向B.2 s末质点的位移为零,该时刻质点的速度为零C.质点做匀速直线运动,速度大小为0.1 m/s,方向与规定的正方向相反D.质点在4 s时间内的位移大小为0.4 m,位移的方向与规定的正方向相同8.如图所示为甲、乙两物体运动的x—t图象,则下列说法正确的是()A.甲物体做变速直线运动,乙物体做匀速直线运动B.两物体的初速度都为零C.在t1时间内两物体平均速度大小相等D.相遇时,甲的速度大于乙的速度9.汽车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,刹车后做匀减速运动经2 s速度变为6 m/s,求:(1)刹车后2 s内前进的距离及刹车过程中的加速度;(2)刹车后前进9 m所用时间;(3)刹车后8 s内前进的距离.10.物体由静止开始在水平面上行驶,0~6 s内的加速度随时间变化的图线如图甲所示.(1)在图乙中画出物体在0~6 s内的v-t图线;(2)求在这6 s内物体的位移。
匀变速直线运动位移与时间的关系-专题练习(含解析)一、单选题1.汽车甲沿着平直的公路以速度v0做匀速直线运动,当它经过某处的同时,该处有汽车乙开始作初速度为零的匀加速直线运动去追赶甲车,根据已知条件()A. 可求出乙车追上甲车时乙车的速度B. 可求出乙车追上甲车时乙车的路程C. 可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间D. 不能求出上述三者中的任何一个2.一辆小轿车和一辆大货车均做匀加速直线运动,速度都从零增加到60km/h,小车用时10s,大货车用时20s,在上述加速过程中()A. 小轿车的速度变化量较大B. 大货车的速度变化量较大C. 小轿车的加速度较大D. 大货车的加速度较大3.以初速度为10m/s运动的汽车,某时刻开始以5m/s2的加速度刹车,刹车后第1s的运动距离和刹车后3s内的运动距离之比为()A. 1:1B. 1:2C. 2:3D. 3:44.汽车原来以速度v匀速行驶,刹车后加速度大小为a,做匀减速直线运动,则t秒后其位移为()A. vt-at2/2B. v2/2aC. -vt+at2/2D. 无法确定5.甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变.在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半.加速度随时间变化规律如图所示,则甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比是()A. 1:1B. 5:7C. 7:5D. 9:76.在匀变速直线运动中,下述正确的是()A. 相同时间内位移的变化相同B. 相同时间内速度的变化相同C. 相同时间内加速度的变化相同D. 相同位移内速度的变化相同7.如图所示,甲、乙两物体在同一条直线上运动,折线是物体甲运动的图象,直线是物体乙运动的图象,则下列说法正确的是()A. 甲、乙两物体运动方向相同B. 甲做匀速直线运动,速度大小为7.5m/sC. 乙做匀减速直线运动,加速度是﹣5m/s2D. 甲、乙两物体在距甲的出发点60m处相遇8.某物体的位移﹣时间图象如图所示,则下列叙述正确的是()A. 物体运动的轨迹是抛物线B. 0﹣8s物体运动得先越来越快,后越来越慢C. 4s﹣8s物体向正方向做加速运动D. 0﹣8s内物体运动的路程是160m9.某质点的位移随时间的变化规律的关系是:,与t的单位分别为和,则质点的初速度与加速度分别为()A. 与B. 与C. 与D. 与二、多选题10.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置一时间(x﹣t)图线.由图可知()A. 在时刻t1,b车追上a车B. 在时刻t2,a、b两车运动方向相反C. 在t1到t2这段时间内,b车的速率先增加后减少D. 在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大11.一辆汽车正在以v=20m/s的速度匀速行驶.突然,司机看见车的正前方x=33m处有一只狗,如图甲所示,若从司机看见狗开始计时(t=0),司机采取了一系列动作.整个过程中汽车的运动规律如图乙所示,g取10m/s2.则()A. 汽车先做匀速运动再做反向匀减速运动B. 汽车减速运动的加速度大小为5 m/s2C. 若狗正以v′=4 m/s的速度与汽车同向奔跑,则狗不能摆脱被撞的噩运D. 汽车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离为48.4 m12.如图所示为在同一直线上运动的A、B两质点的x﹣t图象,由图可知()A. t=0时,A比B的速度快B. B在t2时刻追上A,并在此后跑在A的前面C. B开始时速度比A小,t1时刻后速度比A大D. t1到t2之间A静止不动13.物体由静止开始做匀加速直线运动,3s末速度为v,则下列说法正确的是()A. 2s末、3s末的速度之比为1:3B. 第1s内和第2s内的位移之比为1:3C. 2s末的速度为D. 3s内的平均速度为14.近来淄博交警部门开展的“礼让行人”活动深入人心,不遵守“礼让行人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚。
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2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 追及和相遇问题一、以考查知识为主试题【容易题】1、甲乙两车在一平直道路上同向运动,其t v -图像如图所示,图中OPQ ∆和OQT ∆的面积分别为1s 和2s (12s s >)。
初始时,甲车在乙车前方0s 处( )A .若210s s s +=,两车不会相遇B .若10s s <,两车相遇2次C .若10s s =,两车相遇1次D .若20s s =,两车相遇1次答案:ABC2、(大连市2015一模)如图所示为甲、乙两个物体在同一条直线上运动的t v -图象,0=t 时两物体相距03S ,在s 1=t 时两物体相遇,则下列说法正确的是( )A .0=t 时,甲物体在前,乙物体在后B .s 2=t 时,两物体相距最远C .s 3=t 时,两物体再次相遇D .s 4=t 时,甲物体在乙物体后02S 处答案:C3、甲、乙两个物体在t=0时的位置如图a 所示,它们沿x 轴正方向运动的速度图象分别如图b 中图线甲、乙所示,则( )A.t=2s时甲追上乙B.t=4s时甲追上乙C.甲追上乙前t=1s时二者相距最远D.甲追上乙前t=3s时二者相距最远答案:BC4、甲、乙两物体由同一位置出发沿同一直线运动,其速度图象由图所示,下列说法正确的是()A. 甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动B. 两物体两次相遇的时刻分别为2 s末和6 s末C。
第07讲匀变速直线运动的位移与时间的关系模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理(吃透教材)模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练(7大考点)模块五小试牛刀过关测1.了解v-t图像围成的面积即相应时间内的位移,提高应用数学研究物体问题的能力,体会变与不变的辨证关系;2.能用v-t图像得出匀变速直线运动的位移与时间的关系式,进一步体会利用图像分析物体运动规律的研究方示;3.能推导出匀变速直线运动速度与位移的关系式,体会科学推理的逻辑性。
■知识点一:匀速直线运动的位移(1)位移公式:x=。
(2)位移在v t图像中的表示:对于做匀速直线运动的物体,其位移在数值上等于v t图线与对应的时间轴所围成的矩形。
如图1所示,阴影图形的面积就等于物体在t时间内的位移。
■知识点二:匀变速直线运动的位移(1)位移与时间的关系式:x=。
(2)位移在v-t图像中的表示:对于做匀变速直线运动的物体,其位移大小等于v t图线与时间轴所围成的。
如图2所示,阴影图形的面积等于物体在t时间内的位移。
说明:对于任意形状的v t图像,位移都等于v-t图线与t轴包围的面积。
(3)两种特殊情形①当v0=0时,x=,即由静止开始的匀加速直线运动,位移x与t2成正比。
②当a=0时,x=,即匀速直线运动。
【素养拓展】■知识点三:速度与位移的关系(1)关系式:。
式中v0和v分别是和,x是这段时间内的。
(2)推导:由v=v0+at和x=,联立消去t,可得v2-v20=。
(3)当初速度v0=0时,有;当末速度v=0时,有。
【参考答案】1.匀速直线运动的位移:(1)vt;(2)面积;2.匀变速直线运动的位移(1)v 0t +12at 2; (2)梯形面积 (3)①12at 2;②v 0t ;(4)加速度、初速度3.速度与位移的关系:(1)v 2-v 20=2ax 、初速度、末速度、位移;(2)v 0t +12at 2、2ax ;(3)v 2=2ax 、v 20=2ax4.数剧分析:(2)均匀增加、不变教材习题012022年6月17日上午,我国完全自主设计建造的首艘弹射型福建舰下水,福建舰采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,以利于航空母舰的舰载机在航母上起飞,降落。
知识点梳理
1、位移公式的推导过程
运用数学思想得出结论假如把时间t 无限分割,情况又会怎么样呢?
依据这个结论和v-t 图象,求得位移的计算式
由图可知:梯形OABC 的面积
S 梯形=(OC +AB )×OA /2
代入各物理量得:
t
v v x )(21
0+=
把v =v 0+at ,代入得:
2
021t v at x +=
2.公式:
2
2
1
at
t
v
x0+
=
,
对位移公式的理解:
(1)反映了位移随时间的变化规律.
(2)公式适用于匀变速直线运动
(3)因为υ0、α、x均为矢量,使用公式时应先规定正方向。
(一般以υ0的方向为正方向)若物体做匀加速运动,a取正值,若物体做匀减速运动,则a取负值.
(4)若v0=0,则x=
2 1
2
at
(5)代入数据时,各物理量的单位要统一 (用国际单位制中的主单位)
3.位移公式为矢量式,若取初速度方向为正方向,当物体做匀加速运动时,a取正值;物体做匀减速运动,a取负值.并注意x、υ0、a必须选取统一的正方向.
4、利用面积求位移
图像与时间轴围成的“面积”在数值上等于物体在该段时间内的位移,其中在时间轴上面部分的位移为正,在时间轴下面部分的位移为负。
在某段时间内合位移在数值上等于这段时间内图象与时间轴围成的“面积”的代数和;路程为位移大小之和。
5、多条图象分析——“看交点”
在v-t图象中,往往出现多个物体运动的图象,在分析比较两物体运动性质时,除以上五点需要注意外,还应该清楚图象交点的意义,即在该时刻两物体速度相同。
这一交点在以后处理追击相遇问题时尤为重要。
6.在运用位移公式时要注意一下问题
(1).要认真阅读和审题,并学会画物理情境示意图。
(2).使用匀变速直线运动的速度公式和位移公式时应先规定正方向。
一般地取初速度方向为正(若初速度为零,一般规定运动方向为正方向)。
若为加速运动,a取正值;若为减速运动,a取负值.
(3).一般先用字母代表物理量进行运算,得出由已知量表达未知量的关系式,然后把数值代入式中,求出未知量的值,这样做能清楚地看出未知量和已知量的关系,计算也比较简便。
(4).各物理理单位要用国际单位。
考点题组训练
题组一匀变速直线运动的位移与时间得关系
1.做匀变速直线运动的物体位移随时间的变化规律为x=24t-1.5t2(m),根据这一关系式可以知道,物体速度为零的时刻是( )
A. 1.5 s
B. 8 s
C. 16 s
D. 24 s
【答案】B
2.某物体做匀变速直线运动,其位移与时间的关系为x=0.5t+t2(m),则当物体速度为3 m/s时,物体已运动的时间为( )
A. 1.25 s
B. 2.5 s
C. 3 s
D. 6 s
【答案】A
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.若为匀加速运动,速度和位移都随时间增加;若为匀减速运动,速度和位移都随时间减小
【答案】C
【解析】根据v=v0+at和x=v0t+at2可知,A、B选项不正确,由a=可知,C正确.当物体做匀减速直线运动时,速度减小但位移可以增大,D不正确
4.做匀加速直线运动的物体,初速度v0=2 m/s,当t=2 s时,物体的位移x=8 m,则物体的加速度为( )
A.1 m/s2
B.2 m/s2
C.3 m/s2
D.4 m/s2
【答案】B
【解析】根据位移时间公式可得x=v0t+at2
a==m/s2=2 m/s2
5.一辆汽车以2 m/s2的加速度做匀减速直线运动,经过2 s(汽车未停下),汽车行驶了36 m.汽车开始减速时的速度是( )
A. 9 m/s
B. 18 m/s
C. 20 m/s
D. 12 m/s
【答案】C
【解析】由x=v0t+at2,将x=36 m,a=-2 m/s2,t=2 s,代入解得:v 0=20 m/s,选项C正确.
6.由静止开始做匀加速直线运动的火车,在第10 s末的速度为2 m/s,下列叙述中正确的是( )
A.前10 s内通过的位移为10 m
B.每秒速度变化0.2 m/s
C.10 s内平均速度为1 m/s
D.第10 s内的位移为2 m
【答案】ABC
7.(多选)物体从静止开始做匀加速直线运动,第4 s内通过的位移是7 m,则( )
A.第3 s内的平均速度是5 m/s
B.物体的加速度是4 m/s2
C.4 s末的速度是7 m/s
D.前4 s内的位移是16 m
【答案】AD
【解析】第4 s内通过的位移是7 m,有:at-at=7 m,代入数据解得a=2 m/s2,第3 s内的
位移x3=at-at=×2×(9-4) m=5 m,则第3 s内的平均速度==m/s=5 m/s,A正
确,B错误;4 s末的速度v4=at4=2×4 m/s=8 m/s,C错误;前4 s内的位移x4=at=×2×16 m =16 m,D正确.
题组二 v-t图像位移
1、如图4所示为某质点做直线运动的v-t图象,关于这个质点在4s内的运动情况,下列说法中正确的是
A.质点始终向同一方向运动
B.4s内通过的路程为4m,而位移为零
C.4s末物体离出发点最远
D.加速度大小不变,方向与初速度方向相同
【答案】B
2、甲乙两个物体同时同地向同一方向做直线运动,它们的v―t图象如图5所示,则下列说法正确的是()
A.在2s末,甲乙两物体的速度不同,位移不同
B.在2s末,甲乙两物体的速度相同,位移不同
C.在4s末,甲乙两物体的速度相同,位移不同
D.在4s末,甲乙两物体的速度不同,位移相同
【答案】BD
【解析】根据图象与时间轴围成的面积表示位移,图象交点表示2s末速度相同,则答案为BD
3.(多选)如图所示为一质点做直线运动的速度-时间图象,下列说法中正确的是( )
A.整个过程中,CD段和DE段的加速度数值最大
B.整个过程中,BC段的加速度数值最大
C.整个过程中,C点所表示的状态离出发点最远
D.BC段所表示的运动通过的路程是34 m
【答案】AD
4. (多选) 2012年6月24日,中国第一台自行设计、自主集成研制的深海载人潜水器——“蛟龙”号在西太平洋的马里亚纳海沟下潜深度超过7000米,预示着中国已经有能力征服全球99.8%的海底世界.假设在某次实验时,“蛟龙”号从水面开始下潜到最后返回水面共历时10 min,其速度随时间的变化如图所示,则“蛟龙”号( )
A.下潜的最大深度为360 m
B.整个过程中的最大加速度为0.025 m/s2
C.在3~4 min和6~8 min内加速度方向相同
D.在6~10 min内向上运动,10 min末返回水面
【答案】.ACD
5.物体运动的速度-时间图像如图,由图可知( )
A.0~2 s物体做匀速直线运动
B.2~6 s物体静止
C.2~6 s内物体的位移为8 m
D.0~2 s内物体的加速度为1 m/s2
【答案】.D
【解析】0~2 s物体做匀加速直线运动,加速度为:a==m/s2=1 m/s2,A错误,D正确;2~6 s物体做匀速直线运动,速度为4 m/s,,位移为x=vt=4×4 m=16 m,B、C错误。