高一物理匀变速直线运动基础复习(含答案)重点

1、1/12高一物理 匀变速直线运动基础 复习一、描述运动的物理量1、位移与路程、平均速度与平均速率的区别例题 1:在 2008北京奥运会中,牙买加选手博尔特是一公认的世界飞人,在男子 100m 决赛和男子 200m 决赛中分别以 9.69s 和 19.30s 的成绩破两项世界纪录,获得两枚金牌。关于他在这两次决赛中的运动情况, 下列说法正确的是( A . 200m 决赛中的位移是 100m 决赛的两倍 B . 200m 决赛中的平均速度约为 10.36m/s C . 100m 决赛中的平均速度约为 10.32m/s D . 100m 决赛中的最大速度约为 20.64m/s点评:位移是矢量,它的大

2、小由初、末位置决定,方向由初位置指向末位置。路程是标量,它的大小由实际运动轨迹的长度决定,没有方向。平均速度是位移与时间的比值,是矢量,其方向与位 移的方向相同;平均速率是路程与时间的比值,是标量;平均速度为零时,平均速率可能不为 零。变式 1:A 、 B 、 C 三物体同时、同地、同向出发作直线运动,图 2是它们位移与时间的图象,由图 2可知它们在时间 0 t 0内(除时刻 t 0外( A . A 、 B 、 C 的位移关系为 s A >s B >s C B . A 、 B 、 C 的路程关系为 s A >s B >s C C .平均速率 A B C v v v &g

3、t;> D .平均速度 v A =v B =v C2、对加速度的理解例题 2:关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是( A .物体加速度的方向为正方向时,则速度一定增加 B .物体的速度变化越快,则加速度就越大C .物体加速度的方向保持不变,则速度方向也保持不变 D .物体加速度的大小不断变小,则速度大小也不断变小点评:加速度是描述速度变化快慢的物理量,它由物体所受的合外力及物体的质量来决定,与物体的速度、速度的变化量、时间等没有必然的联系。图 1 2/12 图 3变式 2:(双选题下列说法中,可能的是( A .加速度与运动方向相同时,物体减速 B .加速度减小时,物体加速C .加速

4、度不变,速度不断改变 D .加速度不断改变,速度不变二、匀变速直线运动的规律1、自由落体运动和竖直上抛运动例题 3:若从砖墙前的某高处使一个石子由静止自由落下,用照相机拍摄石子在空中的照片如图 3所示,由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹 AB 。已知该照相机的曝光时间为 0.015s ,每块砖的平 均厚度为 6cm ,试估算这个石子是从距离位置 A 2变式 3:将一小球以 30m/s的速度竖直向上抛出,不计空气阻力,从抛出时开始计时,下列说法中正确的是( A .小球在 2s 末和 4s 末经过空间同一位置 B .小球在 2s 末和 4s 末的速度相同C .小球 3s 末回到抛出位置

5、 D .小球向上运动的最大高度是 90m点评:竖直上抛运动可分为上升和下落两个过程,物体从上升过程中某点到最高点和物体从最高点下落到同一点所用的时间相同,这就是时间的对称性;物体上升过程中经过某一点 的速度和下落过程中经过同一点的速度大小相等而方向相反,这就是速度的对称性。3/12图 42、匀变速直线运动的一般规律例题 4:吴菊萍徒手勇救小妞妞,被誉为 “ 最美妈妈 ” 。设妞妞的质量 m =10kg,从离地 h 1=27m高的阳台掉下,下落过程中空气阻力约为本身重力的 0.4倍; 在妞妞开始掉下时, 吴菊萍立刻从静止开始匀加速奔跑水 平距离 S =9 m到达楼下,张开双臂在距地面高度为 h

6、2=1.5m处接住妞妞,缓冲到地面时速度恰好为零, 缓冲过程中的空气阻力不计。 g =10m/s2。求: (1妞妞在被接到前下落的时间; (2吴菊萍跑到楼下时的速度; (3在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功。变式 4:卡车原来用 10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为道口出现红灯,司机从较远的地方即开始刹车,使卡车匀减速前进。当车减速到 2m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即启动加速,并且只 用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度。从刹车开始到恢复原速过程用了 12s 。求: (1减速与加速过程中的加速度大小; (2开始刹车后 2s 末及 10s 末的瞬时速度。点评:灵活运用匀变速运动的两

7、个基本公式(0t v v at =+、 2012s v t at =+和两导出公式(222t v v as -=、 02tv v s t +=是解答本章习题的关键。这些公式总共涉及到了 5个量,即加速度、初速度、末速度、位移和时间, 而每个公式只涉及 4个物理量,我们知道其中的 3个量,就可以选择其中一个公式求另两个未知量。4/123、匀变速直线运动的特殊规律例题 5:关于自由落体运动,下列说法中错误 .的是( A .自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B .前 3 s竖直方向的位移只要满足 x 1 x 2 x 3=1 4 9的运动一定是自由落体运动 C .自由落体运动在开始的连续三个 2

8、s内的位移之比是 1 3 5 D .自由落体运动在开始的连续三个 2 s末的速度之比是 1 2 3点评:(1初速度为零的匀加速直线运动特殊规律:速度之比: 在 1T 末、 2T 末、 3T 末 的瞬时速度之比为 v1 v2 v3 =1 2 3 ; 前 s 、前 2s 、前 3s 前 ns 米末速度之比:依据方程:2as =v 2 v = v 1 v 2 v 3 位移之比: 在 1T 内、 2T 内、 3T 内、 位移之比为 1 4 9 ;在第一个 T 内、第二个 T 内、第三个 T 内、 位移之比为 1 3 5 。相同时间通过的相邻位移差 s =s 2-s 1=s 3-s 2=aT2 (适用于

9、一切匀变速 直线运动时间之比: 前 s 、前 2s 、前 3s 前 ns 时间之比:依据方程:s 0=122 T =aT 1 T 2 T 3 =1 相邻相等位移时间之比:依据 4中结果得:t 1 t 2 t 3 =1 -1 (-n -1(2 匀变速直线运动中间时刻瞬时速度为:/201( 2t t v v v =+,中间位置的瞬时速度为 /2s v 系:v s /2>v t /2。变式 5-1:一颗子弹以某一初速度射入三块完全相同的固定在地面上的木块,恰好未穿 出.假设子弹在木块中受到的阻力不变,则子弹经过三块木块的时间比 _.变式 5-2:一个物体做匀加速直线运动,以相同的时间经过相邻的

10、两段位移 AB 和 BC ,每 段位移的时间都是 0.2s , AB=2cm, BC=4cm,则 a=_.变式 5-3:在水平面上有 a 、 b 两点,相距 20cm ,一质点在一恒定的合外力作用下沿 a 向 b 做直线运动,经过 0.2s 的时间先后通过 a 、 b 两点,则该质点通过 a 、 b 中点时的 速度大小为(A .若力的方向由 a 向 b ,则大于 1m/s,若力的方向由 b 向 a ,则小于 1m/sB .若力的方向由 a 向 b ,则小于 1m/s,若力的方向由 b 向 a ,则大于 1m/sC .无论力的方向如何均大于 1m/sD .无论力的方向如何均小于 1m/s三、运动

11、的图像例题 6 图像如图 5所示。 以下判断正确的是(A .前 3s 内货物处于超重状态B .最后 2s 内货物只受重力作用C .前 3s 内与最后 2s 内货物的平均速度相同D .第 3s 末至第 5s 末的过程中,货物的机械能守恒变式 6:甲、乙两物体做直线运动的 v t 图象如图 6所示,由图可知(A .甲的加速度为 4m/s2B .乙的速度为 1.3 m/sC . 3s 末两物体的速度相等D . 3s 内两物体通过的位移相等图 65/12点评:对于速度图像,要弄清如下问题:(1纵轴的截距表示初速度,横轴的截距表示物体此时的速度为零;(2图线的斜率即表示加速度,斜率为正表示加速度沿正方向

12、,斜率为负表示加速度沿负方向;(3通过图线判断运动性质,倾斜直线表示匀变速运动,平行横轴的直线表示匀速运动;(4图线与时间轴所夹的 “ 面积 ” 表示位移,如果这个 “ 面积 ” 在时间轴的上方,则位移为正值,如果 这个 “ 面积 ” 在时间轴的下方,则位移为负值,全过程中的位移就是所有这些带有正负号的 “ 面积 ” 相加; (5两图线相交点表示速度相同。四、追及、相遇到行车安全问题例题 7:A 、 B 两车在平直的公路上同向前进,相距 s 0=27 m ,后方的 A 车正以 v A =4 m/s的速度做匀速直线运动; 此时前方的 B 车初速度为 v 0=10 m/s,并开始以 2 m/s2的

13、加速度刹车。从 B 车刹车开始计时,求:(1 A 车追上 B 车前,运动多长时间两车相距最远;(2 A 车追上 B 车所用的时间。点评:解答追及和相遇问题的常用方法:(1速度相等时,两物体距离最远或最小。这个结论可以在计算中直接引用。(2极限法:设相遇时间为 t ,根据条件列方程,得到关于 t 的一元二次方程,用判别式进行讨论, 若>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若 =0,说明刚好追上或者相碰;若<0,说 明刚好追不上或者不能相碰。(3图像法:将两者的速度图像在同一个坐标系中画出,然后利用图像求解。图 11变式 7:一辆汽车正以 36km/h的速度在平直的公路上匀速行驶,突然发

14、现前方 15m 处有一人正横穿公路,于是他紧急制动,制动过程中的加速度为 5m/s2,问,如果要不发生交通事故,要求驾驶员的反应时间 不超过多少?点评:在汽车实际刹车过程中,司机存在一个反应时间问题。在这段时间里,汽车仍然做匀速直线运动,经过这段反应时间后,汽车才开始做减速运动。因此刹车距离不等于停车距离,停车距离 应是反应距离与刹车距离之和。五、拓展练习1、小明家自驾车去旅游,行驶到某处见到如图 11所示的公路交通标志,下列说法正确的是( A .此路段平均速度不能超过 60km/h B .此路段瞬时速度不能超过 60km/h C .此路段平均速率不能低于 60km/h D .此处到宜昌的位移

15、大小是 268km2、一物体自空中的 A 点以一定的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力, g 取 10m/s2, 1s 后物体的速率变为 10m/s, 则该物体此时( A .位置一定在 A 点上方,速度方向向上 B .位置一定在 A 点上方,速度方向向下C .位置一定在 A 点上方,速度方向可能向上也可能向下 D .位置一定在 A 点下方,速度方向可能向上也可能向下3、 (双选题 从某一高度相隔 1s 先后释放两个相同的小球甲和乙, 若不计空气阻力, 它们在空中任一时刻 ( A .甲、乙两球距离越来越大 B .甲、乙两球距离保持不变 C .甲、乙两球速度之差越来越大 D .甲、乙两球速度之差保持

16、不变 图 12134、(双选题一个沿竖直方向运动的物体,其速度图像如图 12所示,设向上为正方向,则可知( A .这可能是从高台上竖直上抛又落回地面的过程 B .物体在 1.5s 时位于抛出点的下方 C .物体在 12s的加速度方向向上 D .物体在 1s 时离抛出点的位移为 5m5、质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,则在此过 程中( A .速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值 B .速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值 C .位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值 D .位移逐渐增大,当加速度减小到零时,

17、位移将不再增大6、某科技馆中有一个展品,该展品放在较暗处,有一个不断均匀滴水的水龙头(刚滴出的水滴速度为零,在某 种光源的照射下,可以观察到一种奇特的现象:只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔,在适当的情况下, 看到的水滴好像都静止在各自固定的位置不动(如图 13中 A 、 B 、 C 、 D 所示,其右边数值的单位是 cm 。要 出现这一现象,所用光源应满足的条件是(取 g=10m/s2 (A .普通的白炽光源即可 B .频闪发光,间歇时间为 0.30s C .频闪发光,间歇时间为 0.14s D .频闪发光,间歇时间为 0.17s7、如图 14所示是某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运

18、动时打出的一条纸带, A 、 B 、 C 、 D 、 E 为该同学 在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为 0.1s 。由图可知,打点计时器打下 D 点时小车的瞬时速度 为 _m/s,小车的加速度为 _m/s2(结果均保留两位有效数字。8、跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开飞机后先做自由落体运动,直到距离地面 125m 处打开降落伞。伞张开后, 他以 14.3m/s2的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为 5m/s,问:(1伞张开时运动员的速度;(2运动 员离开飞机时离地面的高度;(3离开飞机后,经过多长时间才到达地面?(g=10m/s29、步行者以 6.0m/s的速度跑去追赶被红灯阻停

19、的公共汽车,在跑到距离公共汽车 25m 处时,绿灯亮了,汽车以 1.0m/s2的加速度匀加速启动前进,问:人能否追上公共汽车?若能,请说明理由;若不能,求人、车最近的 距离。10、公路上行驶的两汽车之间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 1s 。当汽车在晴天 干燥沥青路面上以 108km/h的速度匀速行驶时,安全距离为 120m ,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 120m ,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。高一物理 匀变速直

20、线运动基础 复习参考答案一、例题 1:C ;变式 1:D ;例题 2:B ;变式 2:BC ;二、例题 3:3.2 m解答:石子在曝光时间内的平均速度为:22610/8/0.015x v m s m s t -= 由于曝光时间很短,可近似将此速度看成是石子运动到 A 时的瞬时速度, 取 g =10m/s2,由 202v gh -=;解得:3.2h m =变式 3:A ;例题 4:解:(1对妞妞用牛顿第二定律:mg -0.4mg =ma 1 求得:a 1=6m/s2妞妞下落过程:21112h a t =求得:t =3s (2吴菊萍做匀加速运动:2212s a t =解得:222m/sa =v 2

21、=a 2t =6m/s(或由 102( s v t =+直接得出 (3妞妞下落 h 1的速度 v 1=a 1t =18m/s缓冲过程中,对妞妞由动能定理得221102W mgh mv +=-解得:1770J W =-变式 4:(1已知物体的初速度 v 0=10m/s,刹车过程的最小速度为 v 1=2m/s,刹车过程的加速度为 a 1,用时 t 1,加速过程中的加速度为 a 2,用时 t 2,则:由 0t v v a t -=得:0t v v t a-= 即:1011v v t a -=, 0122v v t a -=,由题意得:2112t t = 联立得:a 2=-2a 1;而 t 1+t 2

22、=12联立并代入数据可得:a 1=-1m/s2, a 2=2 m/s2 (2将代入得:t 1=8s, t 2=4s刹车后 2s 末的速度为 v 2=v 0+a 1t =(10-1×2m/s=8m/s汽车 8s 末速度已减为 2m/s，在 10s 末汽车已重新加速了 2s，故 10s 末的速度为： v10=v8+a2t=(2+2× 2m/s=6m/s 例题 5：B； 变式 5-1：( 3 2( 211 变式 5-2： 0.5m/s2 变式 5-3：C； 三、 例题 6：AC； 变式 6：C； 四、 例题 7：（1）当 vA=vB 时，两车相距最大，即： vA = v0 + a

23、t 其中 a = -2m / s 2 ，代入数据得：t=3s （2）B 车刹车至停止用时： t停 = 2 由 vt2 - v0 = 2as 得： s停 = 0 - v0 = 5s a 2 0 - v0 = 25m ；此时 sA = vAt停 = 20m 2a 可见 s A < sB + s0 ，即 A 追上 B 前，B 车已停下 则 A 追上 B 的时间为： t ' = s停 + s0 vA = 25 + 27 s = 13s 4 变式 7：0.5s。解析：36km/h=10m/s。设驾驶员的反应时间不得超过 t 秒。 反应时间内发生的位移： s1 = v0t ；由运动学公式有： vt 2 - v02 = 2as 得制动过程发生的位移为： s2 = vt 2 - v0 2 0 - 102 = m = 10m 2a 2 ´ (-5 依题意有 s1 + s2 = 15 m；解得 t=0.5s，即反应时间不