新教材高中物理第二章匀变速直线运动的研究课件新人教版必修第一册

第二章匀变速直线运动的研究课时1实验:探究小车速度随时间变化的规律教材必备知识精练知识点1实验原理与操作1.某同学用如下图装置做“探究小车速度随时间变化的规律〞实验。(1)图中仪器A叫作打点计时器,使用220V电源(选填“交流〞或“直流〞),释放小车前,小车应停在 (选填“靠近〞或“远离〞)仪器A的位置。

(2)在使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有以下根本步骤:A.松开纸带让物体带着纸带运动B.穿好纸带C.把打点计时器固定好D.接通电源,进行打点以上步骤的正确顺序是。

答案1.答案

(1)电火花

交流

靠近

(2)CBDA解析

(1)题图中仪器A叫作电火花打点计时器,使用220V交流电源,实验过程中,放开小车前,小车要靠近打点计时器。(2)在使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,先把打点计时器固定好,穿好纸带,再接通电源,进行打点,之后松开纸带让物体带着纸带运动,故正确的顺序是CBDA。知识点2数据处理及误差分析2.(多项选择)在“探究小车速度随时间变化的规律〞实验中,对减小实验误差来说,以下方法中有益的是()A.选取计数点,把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量大些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间距离适当的一局部进行测量和计算D.作图像时,必须要把描出的各点都连在同一条直线上答案2.ABC选取计数点使被测量和计算的相邻点间的间隔较大,这样在用刻度尺测量这些点间的距离时,在一次测量绝对误差根本相同的情况下,相对误差较小,因此A正确;在实验中,如果小车运动的加速度偏小,纸带上打出的点大局部会很密,这样测量长度的相对误差会较大,测量准确度会降低,因此小车的加速度尽量大些,B正确;为了减小测量长度时的相对误差,舍去纸带上过于密集甚至分辨不清的点是必要的,因此C正确;作图像时,将偏离比较远的点舍去,D错误。知识点2数据处理及误差分析3.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律〞的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点。测量点间的距离如下图,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s,试完成下面问题。(1)根据纸带上各个测量点间的距离,某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中,请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中。(要求保存3位有效数字)(2)在如下图的直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。(以测量点0对应的时刻为计时起点)(3)由图像求出小车的加速度a=m/s2。(结果保存1位有效数字)

瞬时速度v1v2v3v4v5数值/(m·s-1)0.1650.2140.263

0.363知识点2数据处理及误差分析答案

学科关键能力构建1.“探究小车速度随时间变化的规律〞的实验装置如图甲所示,打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图乙所示,其中每相邻两点之间还有4个点未画出。(1)局部实验步骤如下:A.测量完毕,关闭电源,取出纸带B.接通电源,等打点计时器工作稳定后放开小车C.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连D.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是(用字母填写)。

(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s。

(3)计数点5对应的瞬时速度大小的计算式为v5=。

(4)如果当时电网中交流电的频率是49Hz,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比(选填“偏大〞“偏小〞或“不变〞)。

答案

2.小车牵引纸带沿斜面下滑,用打点计时器打出的纸带如图甲所示。打点周期为0.02s。根据纸带提供的数据填写表格并求出加速度为m/s2,在图乙中作出v-t图像。(保存3位有效数字)

分段第1段第2段第3段第4段第5段第6段时间t/s0~0.10.1~0.20.2~0.30.3~0.40.4~0.50.5~0.6各段位移x/m1.45×10-22.45×10-23.55×10-24.55×10-25.60×10-26.65×10-2

答案

3.在做“探究小车速度随时间变化的规律〞的实验中。(1)实验室提供了以下器材: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、交流电源、复写纸、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是。

(2)如图甲所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器使用50Hz交流电,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm。下表列出了打点计时器打下B、C、F点时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。(3)以打下A点时为计时起点,在如图乙所示坐标系中画出小车的速度—时间关系图线。(4)根据画出的速度—时间关系图线计算出小车的加速度a=m/s2。(结果保存2位有效数字)

位置BCDEF速度/(m/s)0.7370.801

0.994答案

课时2匀变速直线运动的速度与时间的关系教材必备知识精练知识点1匀变速直线运动答案1.A

甲、乙、丙均表示匀变速直线运动,丁表示加速度均匀变化的运动,所以选项A正确。知识点1匀变速直线运动答案2.B甲、乙均沿正方向运动,速度方向相同,故A错误;由题图看出,乙的速度均匀增大,加速度不变,说明乙做匀加速直线运动,故B正确;图像的斜率表示加速度,那么知甲的加速度为负值,乙的加速度为正值,两物体的加速度方向相反,故C错误;甲的斜率绝对值大于乙的斜率绝对值,那么甲的加速度大于乙的加速度,故D错误。知识点2匀变速直线运动速度与时间的关系式3.(多项选择)在匀变速运动中应用公式v=v0+at时,关于各个物理量的符号,以下说法正确的选项是()A.必须规定正方向,式中的v、v0、a才能取正、负号B.在任何情况下,a>0表示做匀加速运动,a<0表示做匀减速运动C.习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向,a>0表示做匀加速运动,a<0表示做匀减速运动D.v的方向总是与v0的方向相同答案3.AC

应用公式v=v0+at解题时首先要规定正方向,规定了正方向后,v、v0、a等物理量就可以用带有正负号的数值表示,选项A正确;加速运动并非看a的正负,而是要看速度与加速度的方向关系,因正方向的规定是任意的,故a<0的运动也可以是匀加速运动,选项B错误,选项C正确;显然可往复的直线运动中的v的方向并不总是与v0的方向相同,选项D错误。知识点2匀变速直线运动速度与时间的关系式答案

知识点3利用v-t图像分析物体的运动答案5.A汽车在紧急刹车时加速度的大小为6m/s2,在2s内停下来,那么a=-6m/s2,由匀变速直线运动的公式得0=v0+at,解得v0=12m/s,即在2s内汽车速度从12m/s变成0,能正确表示该汽车刹车过程的v-t图像是A项。知识点3利用v-t图像分析物体的运动答案

学科关键能力构建

答案

2.一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如下图。取物体开始运动的方向为正方向,那么以下关于物体运动的描述正确的选项是()A.在1~2s时间内,物体做减速运动B.在t=2s时物体的速度最大,为3m/sC.在1~3s时间内,物体做匀变速直线运动D.在0~4s时间内,物体先沿正方向运动,后沿负方向运动答案2.B

在0~2s时间内物体加速度为正,沿正方向做加速运动,在2~4s时间内加速度为负,物体沿正方向做减速运动,选项AD错误;在1~3s时间内物体加速度先减小后反向增大,选项C错误;a-t图像与横轴所围面积为速度变化量,t=2s时加速度反向,故t=2s时物体的速度最大,为3m/s,选项B正确。3.2021年自由式滑雪世锦赛中,此前拿到U型池冠军的中国选手谷爱凌,在坡面障碍技巧决赛中再接再厉,又锁定冠军,单届世锦赛已拿到个人第二枚金牌。如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。t=0时运发动从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。假设第2s末和第6s末速度大小均为8m/s,第4s末速度大小为12m/s,那么()A.运发动在第4s末恰好经过B点B.运发动在运动过程中的最大速度为15m/sC.运发动在第10s末恰好停在C点D.运发动在第8s末恰好停在C点答案

4.[2022广东省肇庆市二模]甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条相邻车道上同向行驶,其运动的v-t图像如下图。假设t=0时刻它们恰好经过同一路标,以下说法正确的选项是()A.0~2s内乙车的加速度为4m/s2B.0~6s内乙车行驶的路程为60mC.t=2s时两车相距最近D.t=6s时甲车在乙车前方答案

5.高空侦察机可进行高空侦察,导弹那么是打击高空侦察机的有力武器。假设某日有一架高空侦察机正以300m/s的速度向某城市飞来,它将通过该城市上空的A点。某导弹基地通过雷达探测并计算出高空侦察机的飞行规律,在高空侦察机离A点尚有一段距离时发射导弹,导弹以80m/s2的加速度做匀加速直线运动,以1200m/s的速度在A点击中敌机,求:(1)导弹发射后经过多长时间击中敌机;(2)敌机离A点多远时,导弹基地开始发射导弹。答案

课时3匀变速直线运动的位移与时间的关系(一)教材必备知识精练

1.汽车在水平面上刹车,其停止前位移与时间的关系是x=24t-6t2(x的单位是m,t的单位是s),那么它在前3s内的平均速度为()A.6m/s B.8m/sC.10m/s D.12m/s答案

答案

答案

知识点2对运动图像问题的理解及应用答案4.D由题图甲看出,物体A和B的x-t图像都是倾斜的直线,斜率都不变,速度都不变,说明两物体都做匀速直线运动,应选项A错误;由题图甲看出,在0~3s的时间内,物体A的位移始终大于B的位移,且从图像上可以看出两者之间的距离一直在增大,故B错误;由题图乙可以看出C、D两物体的v-t图线在t=3s交于一点,所以此时刻C、D的速度一定相同,根据v-t图线与t轴所围面积表示位移以及物体C、D从同一地点沿同一方向运动可知,t=3s时物体C、D的位移不相同,应选项C错误;由题图乙看出,在0~3s的时间内,D的速度较大,C、D间距离增大,应选项D正确。知识点2对运动图像问题的理解及应用

答案

学科关键能力构建1.[2022广东省潮州市期末考试]超音速巡航是指飞机在不开启后燃器的情况下能够持续在1.5倍音速以上进行超过30分钟的超音速飞行。超音速巡航的提出主要是基于快速突防的战术思想,因此,该技术在未来的超视距作战中具有很大的优势。超音速巡航是第五代战斗机的主要技术特征之一。第五代战机歼-20在一次直线加速飞行中,速度由270m/s提升至510m/s,耗时一分钟,假设加速过程为匀加速,那么该过程飞行的距离为()A.16200m B.23400mC.30600m D.46800m答案

2.某质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图像如下图,那么该质点()A.加速度大小恒为1m/s2B.在0~2s内的位移大小为1mC.2s末的速度大小是4m/sD.第3s内的平均速度大小为3m/s答案

答案

4.[2021安徽省合肥市一测]某质点做匀变速直线运动,其位置—时间图像如下图。以下说法正确的选项是()A.t1与t2时刻的速度相同B.t1与t2时刻的加速度不同C.t1至t2时间内的位移为2(x2-x1)D.t1至t2时间内的平均速度为零答案

答案

答案6.A画出匀加速直线运动和匀减速直线运动的v-t图像,如下图可很直观看出总有v1>v2,只有A正确。7.[2022湖南省株洲市一模]某高速上一长直路段设置有区间测速,区间长度为19km,一辆小汽车通过测速起点时的速度为92km/h,汽车匀加速行驶36s后速度为108km/h,接着匀速行驶6min,然后匀减速行驶并通过测速终点。为使汽车在该区间的平均速度不超过最高限速100km/h,求:(1)小汽车在该区间运动的最短总时间;(2)该车通过区间测速终点时的最高速度大小。答案

答案

课时3匀变速直线运动的位移与时间的关系(二)教材必备知识精练知识点1速度与位移的关系

1.[2022浙江省二模]高速公路上的隧道设置限速以保证行驶平安,某汽车以120km/h的速度行驶,在离隧道200m处开始减速,做匀变速直线运动,假设以不超过80km/h的限速进入隧道,其加速度的大小至少约为()A.1.0m/s2 B.1.2m/s2 C.1.6m/s2 D.2.0m/s2答案

知识点1速度与位移的关系

答案

知识点1速度与位移的关系

3.[2021山东省潍坊市期中考试]港珠澳大桥是目前世界上最长的跨海大桥,一辆小汽车在平直的桥面上加速运动,某时有一辆卡车从另一车道追上小汽车,假设以并排行驶时的位置为位移起点,两车速度的平方v2随位移x的变化关系如下图,由图可知()A.卡车运动的加速度大B.当小汽车到达x=L处,小汽车追上了卡车C.在0~L段,卡车比小汽车的平均速度大D.在0~L段,小汽车比卡车的平均速度大答案

知识点2刹车问题答案

知识点2刹车问题答案

知识点2刹车问题知识点2刹车问题答案

学科关键能力构建1.[2022山东省威海市期末考试]甲、乙两物体从同一地点同时开始沿同一直线运动,甲物体做匀速直线运动,乙物体做加速度逐渐减小的加速运动,以下图像能够反映两物体运动情况的是()答案

答案

答案

答案

5.[2022广东省梅州市质检]如下图,两条图线是驾驶员驾驶同一辆汽车在两种路面紧急刹车时的v-t图像。驾驶员的反响时间为0.5s(从发现问题到制动的时间),以下说法正确的选项是()A.从t=0到停下,汽车在枯燥路面的平均速度较小B.从t=0到停下,汽车在湿滑路面的位移是枯燥路面的2倍C.从t=0.5s到停下,汽车在湿滑路面和枯燥路面的平均速度大小相等D.从t=0.5s到停下,汽车在湿滑路面和枯燥路面的加速度之比为1∶2答案

答案

7.[2022山东省安丘市、诸城市、高密市期中考试]如图甲所示,平直公路上依次有A、B、C、D、E五根太阳能路灯灯杆,相邻两灯杆间距相等,一辆汽车以20m/s的速度沿公路匀速行驶,经过O点(图中未标出)时发现前方道路封闭,经过反响时间t1后开始刹车,汽车刹车后立即做匀减速直线运动,直到停止。自O点开始计时,汽车在7.5s内运动的v-t图像如图乙所示,汽车在5.5s和7.5s时恰好分别经过B、C两灯杆,汽车可视为质点。求:(1)汽车经过A灯杆时的速度大小(结果可保存根号);(2)反响时间t1;(3)O点距E灯杆距离LOE。答案

专项1匀变速直线运动的推论的应用题型1比例关系的应用答案1.C初速度为0的匀加速直线运动,第1个T、第2个T、第3个T、…、第6个T时间内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9∶11,所以xOA∶xAB∶xBC=1∶(3+5)∶(7+9+11)=1∶8∶27,应选项C正确。题型1比例关系的应用

答案

题型1比例关系的应用

答案

题型1比例关系的应用

答案

题型1比例关系的应用答案

题型2

Δx=aT2的应用答案

题型2

Δx=aT2的应用答案

题型2

Δx=aT2的应用答案

题型2

Δx=aT2的应用题型2

Δx=aT2的应用答案

答案

答案

答案

专项2运动图像问题题型1

x-t图像1.[2021新高考八省(市)联考辽宁物理]甲、乙两物体沿直线同向运动,其位置x随时间t的变化如下图,甲、乙图线分别为圆弧、直线。以下说法正确的选项是()A.甲做匀减速直线运动B.乙做匀加速直线运动C.第4s末,二者速度相等D.前4s内,二者位移相等答案1.D

如果甲做匀减速直线运动,其位置时间图像为抛物线,选项A错误;乙做匀速直线运动,选项B错误;图像切线的斜率表示速度,所以第4s末二者速度不等,选项C错误;前4s内,二者的初末位置相同,所以位移相同,选项D正确。题型1

x-t图像

答案

题型2

v-t图像3.[2022广东省梅州市丰顺县和五华县一模]2021球王故里五华马拉松赛于12月1日在广东五华鸣枪开赛。本次赛事工程分别有全程马拉松、半程马拉松、全民健康跑、MINI(亲子)欢乐跑。假设如图1是此次半程马拉松赛中两位选手参赛的某一情形,甲、乙两人起跑时都做匀加速直线运动,到达某一速度后都各自做匀速直线运动直至第一个转弯处,他们的速度—时间图像如图2所示,那么以下说法正确的选项是()A.乙选手起跑1s后刚好追上甲选手B.乙选手起跑时,甲选手正好跑了1mC.相遇前甲、乙两选手之间的最大距离为4mD.乙选手超过甲选手后,两选手可能再次相遇答案

题型2

v-t图像4.某汽车在启用ABS刹车系统和不启用ABS刹车系统紧急刹车时,其车速与时间的变化关系分别如图中的①、②图线所示,由图可知,启用ABS后(

)A.t1时刻车速更小B.0~t3时间内加速度更小C.加速度总是比不启用ABS时大D.刹车后前行的距离比不启用ABS时短答案4.D由题图可知,启用ABS后,t1时刻车速更大,A错误;由v-t图线的斜率表示加速度可知,在0~t1时间内,启用ABS后的加速度比不启用ABS时小,而在t1~t2时间内,启用ABS后的加速度比不启用ABS时大,BC错误;由图线与横轴所围“面积〞表示位移可知,启用ABS后,刹车距离比不启用ABS时短,D正确。题型3

x-t图像与v-t图像的综合答案5.AC位移—时间图像中图线的斜率表示速度,甲在整个过程中图线的斜率不变,知甲运动的速度不变,总位移为Δx=2m-(-2m)=4m,应选项A正确,B错误;乙在0~6s内,先向负方向做匀减速直线运动,后向正方向做匀加速直线运动,速度的方向在第3s时发生改变,图线与时间轴围成的面积表示位移,那么乙在0~6s内总位移为零,应选项C正确;v-t图像中图线的斜率表示加速度,题图2中图线的斜率不变,知乙的加速度大小不变,方向也未发生改变,应选项D错误。题型4

a-t图像

答案6.D运载工具加速度一直变化,做变加速直线运动,A错误;由题图知加速度随时间的变化图像为倾斜直线,那么急动度为一定值且大于零,BC错误;加速度随时间的变化图像与时间轴围成的面积表示速度变化量,由题图知,0~t0时间的速度变化量比t0~2t0时间的速度变化量小,D正确。题型5其他图像

答案

题型5其他图像8.[2022湖南省第二次联合检测]一物体做直线运动的运动图像如下图,在图像所示的运动过程中,以下说法正确的选项是()A.如图甲所示的运动过程中,物体做变加速直线运动B.如图甲所示的运动过程中,物体做匀加速直线运动,加速度大小为1m/s2C.如图乙所示的运动过程中,t=2s时物体的速度大小为2m/sD.如图乙所示的运动过程中,假设物体的初速度为零,那么t=2s时物体的速度大小为2m/s答案

题型5其他图像

答案

专项3匀变速直线运动的相关实验题型1根底实验1.[2022广东省韶关市一模]某同学采用如图甲所示的装置及电火花打点计时器探究小车做匀变速直线运动的特点。(1)为完本钱实验,以下器材中必须有的是(填编号);

①天平②8V低压直流电源③刻度尺④秒表(2)安装好实验装置后开始实验。实验中以下操作必需的是;

A.托盘和砝码的总质量要远小于小车的总质量B.调整滑轮的高度,使细线与长木板平行C.将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起D.释放小车前,小车应尽可能靠近打点计时器放置E.选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验(3)实验中获得某条点迹清晰的纸带如图乙所示,测出五个相邻计数点间的距离,假设(填写表达式,用图中物理量表示),那么可认为匀变速直线运动具有的特点(提示:填有关速度或位移的特点)。

题型1根底实验答案1.答案(1)③(2)BDE(3)s4-s3=s3-s2=s2-s1连续相等时间内的位移差相等解析(1)在处理纸带求解速度与加速度的过程中,物体的质量不需要知道,所以不用天平测物体的质量;实验使用的电源必须是交流电源;刻度尺要用来测量纸带的点之间的距离,所以必须要有刻度尺;打点计时器本身就是计时的仪器,所以不需要秒表。选③(2)不管托盘和砝码的总质量与小车的总质量大小关系如何,只要小车做匀变速直线运动即可,即托盘和砝码的总质量不需要远小于小车的总质量,应选项A错误;调整滑轮的高度,使细线与长木板平行,保证小车所受的合力在运动过程中不变,应选项B正确;将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起是为了平衡摩擦力,但本实验是探究小车做匀变速直线运动的特点,不管平衡摩擦力与否,都是匀变速直线运动,因此不需要将长木板远离滑轮的一端用小木块垫起,应选项C错误;为了提高纸带的利用率,释放小车前,小车应尽可能靠近打点计时器放置,应选项D正确;为了保证小车受力稳定,做匀变速直线运动,因此要选择平直且各处粗糙程度相同的长木板做实验,应选项E正确。(3)本实验要探究小车做匀变速直线运动的特点,假设s4-s3=s3-s2=s2-s1,那么可认为匀变速直线运动在连续相等时间内的位移差相等。题型2创新实验2.[2022广东省佛山市期末考试]小明同学用拍摄视频的方法测量木块做匀变速直线运动的加速度,测量方法和步骤如下:(1)如图,在长木板侧面平行木板固定一刻度尺(单位为cm),并按图组装好其他器材,调节滑轮使细线与木板。

(2)将具有高清摄像功能的正对长木板侧面用支架固定并调试好,先固定木块,在左边挂上钩码;启动录像后,释放木块,让钩码带动木块加速运动,钩码落地后结束录像。(3)在视频编辑软件上回放录像,拖动时间进度条,按时间先后顺序分别找出t1、t2、t3时刻木块前端对应刻度尺上的刻度值分别为s1、s2、s3,其中图中木块前端对应的刻度值为cm,t2-t1=t3-t2=T,那么木块的加速度大小a=(用题中字母符号表示)。

题型2创新实验答案

题型2创新实验3.某同学为探究匀变速直线运动的规律,设计了如图甲所示的装置。实验中将打点计时器固定在竖直方向上,质量为m1的物体1与质量为m2的物体2(m1<m2)通过轻绳悬挂在定滑轮上,物体1通过铁夹与纸带相连接。开始时物体1与物体2均处于静止状态,之后将它们同时释放。实验中打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带如图乙所示,O是打点计时器打下的第一个点,A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点,在相邻两个计数点之间还有四个点没有画出。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。(1)将各计数点至O点的距离依次记为s1、s2、s3、s4。实际测得s2=1.60cm,s4=6.40cm,打点计时器打下C点时物体1的速度大小是m/s;

(2)该同学根据测出的物体1上升的高度s与相应的时间t,描绘出如图丙所示的s-t2图线,那么物体1的加速度大小为m/s2。

题型2创新实验答案

题型2创新实验次数s/mV/mL14.509524.008933.508443.007752.5071题型2创新实验

题型2创新实验答案

次数s/mV/mLV2/mL214.5095902524.0089792133.5084705643.0077592952.50715041题型2创新实验5.[2022北京市东城区期末考试]在用打点计时器研究小车速度随时间变化规律的实验中,得到一条纸带如图甲所示。A、B、C、D、E、F、G为纸带轴线上的计数点(相邻计数点间有四个点未画出),图中相邻计数点的时间间隔为0.10s,x1=1.20cm,x2=1.60cm,x3=1.98cm,x4=2.38cm,x5=2.79cm,x6=3.18cm。(1)根据图中数据,那么打B点时小车的速度是m/s,小车的加速度是m/s2。(结果保存2位有效数字)

(2)某同学用以下方法绘制了小车运动的v-t图像:先把纸带从计数点A处开始每隔T=0.1s剪断,得到假设干段纸条,长度分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6。再把这些纸条并排贴在一张纸上,使这些纸条的下端对齐,作为时间轴,标出时间。最后根据纸条上端中心位置画一条直线,于是得到v-t图像(如图乙所示)。a.t1处应标为(此空填具体数值);v1处应标为(此空用第(2)问中的字母表示);

b.请说明利用纸条长度表示瞬时速度所依据的原理 。

题型2创新实验答案

课时4自由落体运动教材必备知识精练知识点1对自由落体运动的理解1.[2022广东省珠海市期末考试]一个两端封闭的玻璃管(也称牛顿管),其中一端有开关,玻璃管可以与外界相通,把质量不相同的金属片和羽毛放到玻璃管中,玻璃管竖直放置,如下图,让金属片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落,观察下落情况,以下说法正确的选项是()A.玻璃管内存在空气时,金属片和羽毛均做自由落体运动B.玻璃管内存在空气时,金属片和羽毛下落的加速度相同C.玻璃管抽成真空后,金属片和羽毛下落一样快D.玻璃管抽成真空后,金属片比羽毛下落快答案

知识点2自由落体运动的规律2.[2022广东省清远市期末统考]椰子从距地面高度h1=25m的树上由静止落下,不计椰子下落时受到的空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s2,那么椰子在距地面h2=5m处时的速度大小为(

)A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s答案2.D

椰子在距地面h2=5m处时已下落了h=20m,由2gh=v2得v=20m/s,所以只有选项D正确。知识点2自由落体运动的规律答案

知识点2自由落体运动的规律4.(多项选择)[2022湖南省长沙市期末考试]如下图,某地播送电视塔对外开放的旅游观光厅坐落在距地面约125m的高处,活动面积近300m2,可同时容纳近200人。一游客在观光厅拍照时,一不小心从手中滑落,做自由落体运动并落到地面,g取10m/s2,那么()A.做自由落体运动的时间为t=5sB.下落3s时的速度大小为15m/sC.在第13s内通过的位移大小为45mD.落地前最后2s内的平均速度大小为40m/s答案

知识点3竖直上抛运动5.[2022安徽省淮南市模拟考试]如下图为一杂技演员用一只手抛球、接球的示意图,他每隔0.4s抛出一球,接到球后便立即把球抛出。除抛、接球的时刻外,空中总有4个球,将球的运动近似看成是竖直上抛运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,取g=10m/s2)()A.1.6m B.2.4mC.3.2m D.4.0m答案

知识点3竖直上抛运动6.[2022四川省广安市模拟考试]东东同学在五楼顶部看到远处燃放的烟花,每颗烟花从地面竖直发射到最高点时瞬间爆炸。最高点与五楼顶部平齐,且前一颗烟花爆炸时后一颗烟花恰好从地面发射。东东同学看到烟花爆炸闪光的同时还听到了爆炸的声音,而在最后一颗烟花爆炸闪光之后还能再听到一次爆炸的声音。请你根据这些现象估算他离烟花燃放点的距离约为(空气中声音的传播速度为340m/s,重力加速度为10m/s2)(

)A.34m B.59mC.340m D.590m答案

因为h相比s极小,那么可直接估算x≈s=590m知识点4自由落体运动加速度的测定

知识点4自由落体运动加速度的测定答案

学科关键能力构建答案

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4.(多项选择)[2022广东省揭阳市一模]t=0时,一物体从某一行星外表竖直向上抛出(不计空气阻力),其位移随时间变化的x-t图像如下图,那么()A.该行星外表的重力加速度大小为8m/s2B.该物体上升的时间为5sC.该物体被抛出时的初速度大小为10m/sD.该物体落到行星外表时的速度大小为20m/s答案

5.[2022湖南师大附中期末考试]小球A从离地面20m高处做自由落体运动,小球B从A正下方的地面上以20m/s的初速度做竖直上抛运动,两球同时开始运动,在空中相遇,取g=10m/s2,那么以下说法正确的选项是()A.相遇时,小球B的速率是15m/sB.两球相遇的位置离地面高度为15mC.开始运动0.5s时两球相遇D.从开始运动到相遇,A、B两球位移大小之比为1∶1答案

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易错疑难集训教材易混易错集训易错点1忽略自由落体运动的特点造成错解

易错点1忽略自由落体运动的特点造成错解答案

易错点2因对物体惯性的理解不深刻而出错2.气球以v0=10m/s的速度匀速竖直上升,从气球上掉下一个物体,经t=17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。(空气阻力不计,g=10m/s2)答案

易错点2因对物体惯性的理解不深刻而出错答案

技巧点拨在解决运动学问题的过程中,画运动草图很重要。解题前应根据题意画出运动草图。草图上要有规定的正方向,否那么利用矢量方程解决问题时容易出现错误。常考疑难问题突破疑难点利用“减法〞解决“自由落体运动〞1.两个物体用长为9.8m的细绳连接在一起,从同一高度以1s的时间差先后自由下落,不计空气阻力,当细绳被拉紧时,第二个物体下落的时间为(g取9.8m/s2)(

)A.0.1s

B.0.5s

C.0.9s

D.1.5s答案

疑难点利用“减法〞解决“自由落体运动〞2.如下图,轻杆BC用细绳AB悬挂,轻杆与细绳的全长AC为9.4m,一同学在C点的正下方D点水平观察,CD距离为0.4m。由静止释放细绳和轻杆,让其做自由落体运动,细绳从他的眼前通过的时间为0.4s,且细绳下落的过程中始终保持竖直状态,取g=10m/s2。求轻杆的长度。答案

疑难点利用“减法〞解决“自由落体运动〞技巧点拨轻杆不能看成质点,在计算轻杆通过D点的时间时,可以选取轻杆上的参考点来计算轻杆下降的位移。疑难点利用“减法〞解决“自由落体运动〞答案

专项4追及和相遇问题题型1速度小的追速度大的1.(多项选择)两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶,t=0时两车都在同一计时线处,此时比赛开始。它们在四次比赛中的v-t图像如下图,那么以下图像对应的比赛中,有一辆赛车能够追上另一辆的是()答案1.AC从选项A图中可以看出,当t=20s时,两图线所围的“面积〞相等,此时一辆赛车追上另一辆,所以选项A正确;选项B图中a的“面积〞始终小于b的“面积〞,所以不可能追上,选项B错误;选项C图中也是在t=20s时,两图线所围的“面积〞相等,此时一辆赛车追上另一辆,所以选项C正确;选项D图像中a的“面积〞始终小于b的“面积〞,所以不可能追上,选项D错误。题型1速度小的追速度大的答案

题型1速度小的追速度大的

答案

题型1速度小的追速度大的题型1速度小的追速度大的答案

题型2速度大的追速度小的5.(多项选择)[2022山东省潍坊市期末考试]某物理兴趣小组研究自由落体运动,从临近两条竖直线上分别由静止释放P、Q两金属小球。释放P球的位置距水平地面为h,释放Q球的位置距水平地面0.2m,P比Q提前Δt=0.2s释放,不计空气阻力,g取10m/s2,那么以下说法正确的选项是()A.假设h<0.8m,那么P先落地B.假设h<0.8m,那么Q先落地C.假设h>0.8m,那么P、Q落地前会同时经过同一高度D.假设h>0.8m,那么P、Q落地前不会同时经过同一高度答案

题型2速度大的追速度小的6.[2022广东省茂名市五校联考]甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶,其速度—时间图像如下图,甲、乙两车在t1时刻相遇,那么以下说法正确的选项是()A.t1时刻甲车的加速度比乙车的加速度大B.t=0时刻甲车在乙车的后面C.0~t1时间内甲、乙两车的平均速度相同D.0~t1时间内乙车的路程大于其位移大小答案6.B图像的切线斜率等于加速度,可知t1时刻甲车的加速度比乙车的加速度小,选项A错误;v-t图像与坐标轴围成的面积等于位移,可知在0~t1时间内甲的位移大于乙的位移,因甲、乙两车在t1时刻相遇,那么t=0时刻甲车在乙车的后面,选项B正确;0~t1时间内甲、乙两车的位移不等,那么平均速度不相同,选项C错误;0~t1时间内乙车运动方向不变,那么其路程等于其位移大小,选项D错误。题型2速度大的追速度小的

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题型2速度大的追速度小的8.[2022山西大学附中期中考试]高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30m/s,距离s0=100m,t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化如图1、2所示,取运动方向为正方向。通过计算说明两车在0~9s内会不会相撞。题型2速度大的追速度小的答案

题型2速度大的追速度小的题型2速度大的追速度小的答案

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题型3相遇问题

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题型3相遇问题

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题型3相遇问题12.[2021山东省八校联考]强行超车是道路交通平安的极大隐患。如图是汽车超车过程的示意图,甲车和货车均以v0=36km/h的速度在路面上匀速行驶,其中甲车车身长L1=4.8m、货车车身长L2=7.2m,货车在甲车前s=4m处。假设甲车司机开始加速从货车左侧超车,加速度大小为a=2m/s2。假定货车速度保持不变,不计车辆变道的时间及车辆的宽度。(1)甲车完成超车至少需要多长时间(2)假设甲车开始超车时,看到道路正前方的乙车迎面驶来,此时二者相距s0=115m,乙车速度为v乙=54km/h。甲车超车的整个过程中,乙车速度始终保持不变,请通过计算分析,甲车能否平安超车题型3相遇问题答案

章末培优专练综合素养创新应用物理学科核心素养主要包括“物理观念〞“科学思维〞“科学探究〞“科学态度与责任〞四个方面。本章通过匀变速直线运动规律的学习,并运用匀变速直线运动规律解决实际问题,体会实际问题的抽象和简化处理方法;通过用打点计时器、频闪仪或其他实验器材研究匀变速直线运动,体会实验的设计、数据的采集与处理、实验结果的交流,培养同学们的科学探究能力。

答案

答案2.B小兰同学起跳后做匀减速直线运动,设双脚离地时的速度为v,那么有-2gh=0-v2,结合生活实际,1.70m的人原地站立且胳膊向上举时,手指离地面高度约为2.1m,那么h=2.5m-2.1m=0.4m,联立可得v≈2.8m/s,所以只有选项B正确。

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4.[2022重庆市缙云教育联盟期末考试]在“探究自由落体运动规律〞的实验中,取一带有纸带的重锤从高处由静止释放,如图甲所示。电火花打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,记录重锤运动的纸带如图乙所示。在纸带上选择标号为0~6的七个计数点,相邻两个计数点间还有1个打印点未画出,纸带旁边并排放着毫米刻度尺。(1)下表是通过测量计算出各计数点的速度,其中计数点2的瞬时速度为m/s(保存2位有效数字)。

(2)根据表中数据在坐标纸上作出v-t图像。(3)根据图像求出重锤的加速度为m/s2(保存3位有效数字)。

计数点12345瞬时速度/(m·s-1)0.40

1.171.561.95答案

计数点12345瞬时速度/(m·s-1)0.400.791.171.561.95时间/s0.040.080.120.160.20

答案

答案

考点1匀变速直线运动规律及其应用1.[2021湖北物理·2,4分]2021年,我国运发动陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人10米跳台冠军。某轮比赛中,陈芋汐在跳台上倒立静止,然后下落,前5m完成技术动作,随后5m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度大小取10m/s2,那么她用于姿态调整的时间约为()A.0.2s B.0.4sC.1.0s D.1.4s答案

考点1匀变速直线运动规律及其应用

答案

考点1匀变速直线运动规律及其应用3.(多项选择)[2021海南物理·10,4分]甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,t=0时经过路边的同一路标,以下位移—时间(x-t)图像和速度—时间(v-t)图像对应的运动中,甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是()答案3.BC题A项图中,甲、乙在t0时刻之前位移没有相等的时刻,即两人在t0时刻之前不能相遇,选项A错误;题B项图中,甲、乙在t0时刻之前图像有交点,即此时位移相等,即两人在t0时刻之前能再次相遇,选项B正确;因题C项中v-t图像与t轴所围的面积表示位移,那么甲、乙在t0时刻之前位移有相等的时刻,即两人能再次相遇,选项C正确;同理,在题D项图中,甲、乙在t0时刻之前,甲的位移始终大于乙的位移,那么两人不能相遇,选项D错误。考点1匀变速直线运动规律及其应用4.(多项选择)[2021全国Ⅰ卷理综·21,6分]甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如下图。两车在t=3s时并排行驶,那么()A.在t=1s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前7.5mC.两车另一次并排行驶的时刻是t=2sD.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m答案

考点2实验:研究匀变速直线运动5.[2021天津物理·9(1),6分]某实验小组利用的录像功能拍下小球在斜面上做匀加速直线运动的过程。为便于记录小球各个时刻在斜面上的位置,将录像中时间间隔为T的连续7幅画面合成到同一张图中,示意如图。依次测得小球各相邻位置间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6。(1)写出小球在位置1的速度表达式。

(2)要求充分利用测量数据,写出小球运动过程中的加速度表达式。

(3)在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是误差。(填“偶然〞或“系统〞)

考点2实验:研究匀变速直线运动答案

考点2实验:研究匀变速直线运动6.[2021北京理综·21,18分]用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。主要实验步骤如下:a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个适宜的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。结合上述实验步骤,请你完成以下任务:(1)在以下仪器和器材中,还需要使用的有和(填选项前的字母)。

A.电压适宜的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝码)考点2实验:研究匀变速直线运动

考点2实验:研究匀变速直线运动答案6.答案(1)A(2分)C(2分)(2)见解析图(2分)(3)小车的速度随时间均匀变化(2分)加速度(2分)(4)越小越好(2分)有关(2分)(5)如果小球的初速度为0,其速度v∝t,那么它通过的位移x∝t2。因此,只要测量小球通过不同位移所用的时间,就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。(4分)解析(1)打点计时器使用的是低压交流电源,应选A;打相邻计数点的时间间隔是的,故不需要秒表;计数点间的距离需要用刻度尺测量,应选C;由于不需要知道小车和重物的质量,故不需要天平(含砝码)。(2)先标出计数点C对应的坐标点,连线时要让尽量多的点在一条直线上。如下图。考点2实验:研究匀变速直线运动答案

考点3测量重力加速度的相关实验7.[2021全国Ⅲ卷理综·22,5分]甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。实验中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。相机每间隔0.1s拍1幅照片。(1)假设要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是。(填正确答案标号)

A.米尺 B.秒表C.光电门 D.天平(2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法。答:

。

(3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm,那么该地的重力加速度大小为g=m/s2。(保存2位有效数字)

答案

考点3测量重力加速度的相关实验8.[2021全国Ⅲ卷理综·22,6分]甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反响时间。实验步骤如下:(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端,让木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处,但未碰到尺),准备用手指夹住下落的尺。(2)甲在不通知乙的情况下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。假设夹住尺子的位置刻度为L1,重力加速度大小为g,那么乙的反响时间为(用L、L1和g表示)。

(3)当地的重力加速度大小为g=9.80m/s2,L=30.0cm,L1=10.4cm,乙的反响时间为s。(结果保存2位有效数字)

(4)写出一条提高测量结果准确程度的建议: 。

答案

考点3测量重力加速度的相关实验

考点3测量重力加速度的相关实验答案

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