2020高中物理学业水平考试物理精品学案(必修1) 第二章 匀变速直线运动的研究(整理推荐含答案)

000000002020高中物理学业平考试理精品案必修1二章匀变速直线运动的究知识内速度与时间、位移与时间的关系自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究实验：探究小车速度随时间变化的规律考点一

匀变速直线运动的速与时间的关系1．匀变速直线运动定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动．分类：匀加速直线运动，a与v方向_______匀减速直线运动，a与v方向_2．匀变速线运动的速度公式：发展提升(1)特殊形式：当a＝0时，＝________(匀速直线运动．当v＝时，v＝由静止开始的匀加速直线运动)．公式v＝v＋为矢量式，应用时应规定正方向，一般规定初速度方向为正方向．如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，各段交接处的速度往往是联系各段的纽带，应注意分析各段的运动性质．3．速度时间(－)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)斜率的意义：线上某点切线斜率的

示物体在该点加速度的________，斜率________表示物体的加速度方向．10003000030考点基础题组过关测试1．关于匀速直线运动，以下说法正确的是)．匀变速直线运动是速度不变的运动．匀变速直线运动是加速度不变的运动．匀变速直线运动是速度变化量不变的运动．匀变速直线运动是速度不断增加的运动2某质点的速度随时间变化的关系式为v＝＋t式中v与t的单位分别是与则质点的初速度与加速度分别为)2A．0与2C．5与2s

2

B．5m/s与D．m与4

23运用式v＝v＋at时各个物理量的符号列说法中正确的是()①必须规定正方向，式中的v、v、才取正、负号在任何情况下a0表示做加速运动，a表示做减速运动习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向a＞0表示做加速运动，a0表示做减速运动v的方向总是与v的方向相同A．①③C．①②

B．②④D．③④4．如1示，高速动车出站时能在匀加速到180，然后正常行驶某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至h.以初速度方向为正方向，则下列说法不正确的是()1A．列车速时的加速度大小为m/s3

图121B．列车减速时，若运用＝v＋计算瞬时速度，其中a

2C．若用v－t图象描述列车的运动，减速时的图线在时间轴轴的下方2D．列车由静止加速，1内速度可达5．下v－t图象中，表示物体做匀速直线运动的是()6．如是质点做直线运动的v－t象．关于该质点的运动，下列说法正确的是()图2A．0～时间内质点做匀速运动1B．～t时间内质点保持静止12．质点先做匀加速运动再做匀速运动．t时刻质点的运动方向改变17．某路段许汽车行驶的最大速度为m/s，如果汽车以最大允许速度行驶，必须在s停下来，汽车在刹车的过程中加速度至少多大？32200220220022222002202200222考点二

匀变速线运动的位与时间关系11．匀变速线运动的位移公式：＝vtat发展提升(1)特殊形式①当a0，＝vt(匀速直线运动)1②当v＝时，x＝at(由静止开始的匀加速直线运动)1(2)公式＝vt＋at为矢量式，应用时应规定正方向，一般规定初速度方向为正方向．v＋v．平均速度公式＝(此式只适用于匀变速直线动)．v－t图象中用“积”求位移物体在时间t内的位移可以用－t图象与t所围的_示当“面积”在t轴上方时，位移取_____，这表示物体的位移与规定的正方向；当“面积”在t轴下方时，位移取_，这表示物体的位移与规定的正方向________，例如：沿直线运动的物体v－t图象，如图所示．图32＋4在0～4内物体的位移x＝×10＝m11在4～6内物体的位移x＝－×2×20＝－20～6内物体的位移x＝＋x＝101考点基础组过关测试42222221．某物体匀变速直线运动的位移随时间的变化规律是x＝0.5t＋个物体()2A．初速为1B．加速度为1

2

，则这C．前2内的位移为5mD．第2末的速度为42．一女同穿着轮滑鞋以一定的速度俯身“滑入”静止汽车的车底，她用s穿越了20汽车底部后“滑出”，位移为．假设她的运动可视为匀变速直线运动，从上述数据可以确定()A．她在底运动时的加速度C．她刚“滑入”车底时的速度

B．她在车底运动时的平均速度D．她刚“滑出”车底时的速度3．一辆汽沿平直公路做匀加速直线运动，初速度为km/h，经过度达到km/h则汽车的平均速度大小为()A．12.5/sBsC．/s45s4．汽车刹后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，可以明显地看出滑动的痕迹即常说的刹车线如图4所示由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据．若汽车刹车后6m/s的加速度运动，刹车线长，则可知汽车在紧急刹车前的速度大小为()

2图4A．12．C．45．如5示，质量为m的小球从静止开始沿长为L斜面从顶端滑到底端，小球做匀加速直线运动，小球滑到底端的速度为，经历的时间为t则()图5LtLA．小球到处所用的时间为B．小球滑到处所用的时间为t52222tC．小球滑行时的速度为

v2

tD．小球滑行时的速度为

226．如6示是物体做直线运动的v－t图象，由图可知，该物体()图6．第1s内和第3s的运动方向相反．第3s内和第4s的加速度相同．第1s内和第4s的位移大小不相等．0～2和～4的平均速度大小相等7质量为3kg的物体放在水平地面上在水平恒力的作用下做匀加速直线运动，4s末撤去水平力物体运动的v－t图象如图所示．求：图7物体在0～4s的加速度大小；物体在4～10s位移大小．8．如图8所示，2012年9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接入列，歼—15战斗机是“辽宁”号舰载的首款战斗机．已知歼战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5，起飞速度为50m/，“辽宁”号航空母舰跑道长100．求：图8歼—15斗机在陆地上从静止开始起飞，跑道至少要多少米？若“辽宁”号航空母舰静止时15斗机在航空母舰上滑行100起飞，则弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？666考点三

自由落运动1.自由落体运动条件：物体只受重力，从静止开始下落．运动性质：初速度v＝0，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动．基本规律：速度公式_；位移公式：＝发展提升自由落体运动的处理技巧自由落体运动是匀变速直线运动的特例分析匀变速直线运动的各种方法对于自由落体运动仍然适用．2．自由落体加速度g自由落体运动的加速度，又叫重力加速度，其方向总是竖直向下，在地球上的不同纬度，重力加速度大小一般不同．考点基础组过关测试1．关于自落体运动，下列说法中正确的是)．在空气中的运动是自由落体运动．物体做自由落体运动时不受任何力的作用．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．质量大的物体，受到的重力大，落到地面时的速度也大21971年美国宇航员大卫斯科特在登上月球后从同一高度同时由静止释放锤子和羽毛(如图9所示，则下落过程中()A．锤子羽毛速度变化大C．锤子比羽毛加速度大

图9B．羽毛比锤子速度变化大D．锤子和羽毛加速度一样大13．宇航员月球上离月球表面(重力加速度为地球的)高处由静止释放一片羽毛，羽毛落到月球表面上的时间大约是)7D．t＝3D．t＝3A．1.0B．1.4s．3.5sD．12s4如图10示为悬崖跳水精彩的一瞬间一位跳水爱好者在体验悬崖跳水的惊险和刺激的同时，测出他在空中下落的时间为．若将跳水过程等效为自由落体运动，则悬崖距离水面的高度约为(gm/s)()图10A．30B35．D．45m5如图11示只要测量了小明释放直尺到小张捏住直尺这段时间内直尺下落的高度h就能确定小张的反应时间t，其所依据的关系式是)图11A．＝

hv

B．＝

2hv

C．＝

2h2hgh6．质量为的物体从高为h自由下落，开始的用时为t，则()A．物体地所用的时间为3t．物体落地所用的时间为tC．物体落地时的速度为6gtD．物体落地时的速度为3gt8考点四

伽利略自由落体运的研究．伽利略的观点：重物与轻物应该下落得_．．伽利略的科学猜想与假说：落体一定是一种最简单的变速运动，它的速度应该是_．．伽利略的科学方法(1)观察现象(2)__________________；(3)逻辑推论合理外推．4．伽利科学思想方法核心：把______________________(括数学推)合起来．考点基础组过关测试1．伽利略研究运动的过程中，创造了一套科学研究方法，如框图所示：观察现象→出假设→辑推理→→正推广→……其中方框4是()A．提出想C．实验验证

B．数学推理D．合理外推2．伽利略自由落体运动研究时做了著名的铜球沿斜面运动的实验，让小球分别沿倾角不同阻力很小的斜面从静止开始滚下请根据物理史实判断下面关于他实验观察和逻辑推理说法正确的是()．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间的平方成正比．倾角一定时，不同质量的小球从斜面上同一位置滚下的时间相同．通过改变倾角的大小，最终由实验直接得到自由落体运动的性质3．伽利略自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑推理的完美结合．伽利略先用斜面进行实验研究获得匀变速直线运动的规律然后将此规律合理外推至倾角为90°——自由落体的情形，如图12所示．对伽利略研究过程的理解，下列说法正确的是()9tt图12．图中所示的情形均为真实的实验过程．图中所示的情形均为理想的实验过程．利用斜面“放大”重力的作用，使实验现象更明显．利用斜面“冲淡”重力的作用，便于测量实验数据4．如13示是伽利略的斜面实验，下表为某次实验的一组数据．据此，他发s现＝常数有同学想验证伽利略的结论出如下四幅图象最合理的是()图13时间t/位距离s位

132

2130

3298

4526

5824

61

71

8210nn＋2Tn1223nn＋2Tn12231＋2T2T2T2T23n考点五

实验：究小车速度时间变的规律1．实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)一端附有滑轮的长木板小车纸带细绳、钩码、刻度尺、导线、学生电源、复写纸等．2．实验步骤(1)按照图14所示实验装置，把打点计时器定在长木板无滑轮的一端，接好电源；图14把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车；小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；换纸带重复三次实验，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．3．数据处理(1)瞬时速度的计算方法：匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这x＋段时间内的平均速度即v＝求出打第个计数点时纸带的瞬时速度．(2)实验所得纸带如图所示，计算各测量点的瞬时速度：图15v

1

x＋＋xx＋＋x＝；v＝；v＝……v＝.(3)用图象法研究速度随时间变化的规律①在坐标纸上建立直角坐标系横轴表示时间纵轴表示速度并根据表格中的数据在坐标系中描点．11t－vt－v画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示．观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律．(4)利用－t图象求物体的加速度，如图所示．vva＝＝

1t1

考点基础题组过关测试1用如图18所示的装置做“探究小车速度时间变化的规律”实验下列做法正确的是()A．小车靠近定滑轮处释放C．实验前要平衡小车受到的阻力

图18B．先启动计时器，再释放小车D．电火花计时器接学生电源直流输出端2．如图所是某次实验中得到的一条纸带A、CD分别表示纸带上连续打出的点，打点计时器所用的电源频率为50Hz.根据图示数据可知()A．纸带匀速运动

B．相邻两点的时间间隔为．与C之间纸带平均速度为m/s．打点时纸带的瞬时速度为3．在“探小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列做法不能减小实验误差的是()．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位．使小车运动的加速度尽量小一些12．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那部分进行测量、计算．选用各处平整程度相同的长木板做实验4．在“探小车速度随时间变化的规律”实验中，某同学用位移传感器进行实验．图20

图21(1)如图20固定位移传感器的小车运动过程中的情景，在计算机屏上显示如图21示，横坐标代表的物理量是_，纵坐标代表的物理量是_______．(2)图是小车在某区域运动的－t图象，t时刻两位移传感器相距最近，1根据图象可知_图22A．时刻小车的速度最大2B．时刻两位移传感器之间的距离最大2．t～t与t～t时间内小车的运动方向相反1234．t～t时间内小车的加速度逐渐减小3413Δt1503Δt1503答案精考点一基础知识梳理1．(2)相同2．v＝＋at0发展提升

相反(1)①v0

②at3．(2)大小

大小

正负基础题组自测．B．C[由v＝＋at＝5＋2t知该运动的初速度为v＝m/s，a＝m/s2，00故C正确．]3．A4．C[列车的加速度大小＝

Δv501＝m/s2＝m/s

2

，减速时，加速度方向与速度方向相反，′＝－

13

m/s

2

，故选项A、B都正确；列车速时－t象中1图线依然在时间t轴的上方C误vat可v＝×60m/s＝20m/s，3选项D正确．]．D．C[根据v－t象可知，该质点在～t间内做匀加速运动，在t～t时112间内保持匀速．故选C.]7．8m/s

2解析以初速度的方向为正，由公式v＝＋at＝0

v－0t

＝

0－121.5

m/s

2

＝－8m/s2，故加速度的大小至少为8m/s2.考点二基础知识梳理3．面积正

相同

负

相反14t1t1基础题组自测1．C[由位移公式xv＋at

可知物体的初速度v＝0.5，a＝m/s0

2

，所以选项、B误．代入数据可得前2s的位移为5m，选项C正确．由v＝vat得第2s末的速度为m/s，故D错误．]0B[由＝vt＋202

知，仅知tx不能求出v和a，ACD错误．由0xv知可求出平均速度，B正确．]t．A．A[设初速度为v，刹车时间为t，则00＝v6t①0112＝vt－×6202

②由①②解得t＝s，由v＝＋atv＝v－＝0－(－6)×2m/s12m/s，故00A正确．]L1L125．C[设小球滑到处所用时间为t′，则L＝at，＝at′，得t′＝t，22222v中间时刻的瞬时速度等于时间t内的平均速度，即为26．B[第s和第3s内图象在时间轴的上方，物体的运动方向都与正方向相同，选项A错误；vt象中图象的斜率表示加速度，故第3s内和第4s内物体的加速度相同选项B正确－t象中相应图形的面积表示位移第111s内物体的位移大小x＝×1×1＝0.5．第s内物体的位移大小x＝×11222×1＝0.5m，选项C错误；由题图知0～2s内和0～4s内的位移相等，由vx＝知两段时间内的平均速度大小不相等，选项错误．]7．(1)3m/s

2

(2)36m解析设加速运动时间为t，减速运动时间为t运动过程最大速度为v121v(1)设0～4s内的加速度大小为a：＝3m/s211t1151g1gv(2)设4～10s内的加速度大小为a：＝2m/s222t21则由xva2得x36m.21222228．(1)278m(2)40m/s解析(1)设起飞过程需要经过时间为t1则t1

v－0a

＝

1009

s所以x＝at

≈278m(2)设初速度为v0则50＝v＋4.5t021100＝vt＋×4.5t0222联立解得v＝40m/s.0考点三基础知识梳理1．(3