02第二章匀变速直线运动(含答案)

PAGE匀变速直线运动的研究第一节匀变速直线运动的基本规律【学习目标】1、熟练掌握匀变速直线运动速度、位移的规律2、能熟练地应用匀变速直线运动速度、位移的规律解题。【自主学习】一、匀速直线运动：1、定义：2、特征：速度的大小和方向都，加速度为。二、匀变速直线运动：1、定义：2、特征：速度的大小随时间，加速度的大小和方向3、匀变速直线运动的基本规律：设物体的初速度为v0、t秒末的速度为vt、经过的位移为S、加速度为a，则两个基本公式：、【典型例题】例1、几个作匀变速直线运动的物体，在ts秒内位移最大的是（）A．加速度最大的物体B．初速度最大的物体C．末速度最大的物体D．平均速度最大的物体例2、一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s。在这1s内该物体的()A．位移的大小可能小于4mB．位移的大小可能大于10mC．加速度的大小可能小于4m/s2D．加速度的大小可能大于10m/s2.例3、甲、乙两个质点同时同地向同一方向做直线运动，它们的v—t图象如图所示，则（）A．乙比甲运动的快B．2s乙追上甲C．甲的平均速度大于乙的平均速度D．乙追上甲时距出发点40m远例4、一列火车作匀变速直线运动驶来，一人在轨道旁观察火车的运动，发现在相邻的两个10s内，火车从他面前分别驶过8节车厢和6节车厢，每节车厢长8m（连接处长度不计）。求：⑴火车的加速度a；0.16m/s2⑵人开始观察时火车速度的大小。v0＝7.2m/s【针对训练】1．骑自行车的人沿着直线从静止开始运动，运动后，在第1s、2s、3s、4s内，通过的路程分别为1m、2m、3m、4m，有关其运动的描述正确的是（）A．4s内的平均速度是2.5m/sB．在第3、4s内平均速度是3.5m/sC．第3s末的瞬时速度一定是3m/sD．该运动一定是匀加速直线运动2．汽车以20m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度为5m/s2，那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移之比为（）A．1∶4 B.3∶5 C.3∶4 D.5∶93．作匀变速直线运动的物体，在两个连续相等的时间间隔T内的平均速度分别为V1和V2，则它的加速度为___________。（v2－v1）/T4．汽车正以15m/s的速度行驶，驾驶员突然发现前方有障碍，便立即刹车。假设汽车刹车后做加速度大小为6m/s2的匀减速运动。求刹车后4秒内汽车滑行的距离。18.75m5．某种类型的飞机起飞滑行时，从静止开始匀加速运动，加速度大小是4m/s2，飞机达到起飞速度80m/s时，突然接到命令停止起飞，飞行员立即使飞机紧急制动，飞机做匀减速运动，加速度大小为5m/s2，请你设计一条跑道，使在这种特殊情况下飞机停止起飞而不滑出跑道，你设计的跑道至少多长？1440m6．从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了12s时，发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速运动至停车。汽车从开出到停止总共历时20s，行进了50m。求汽车的最大速度。5m/s7．一质点由A点出发沿直线AB运动，先作加速度为a1的匀加速直线运动，紧接着作加速度大小为a2的匀减速直线运动，抵达B点时恰好静止。如果AB的总长度是S，试求质点走完AB所用的时间t.第二节匀变速直线运动速度与位移的关系【学习目标】知道匀变速直线运动中速度与位移的关系。【自主学习】1．在匀变速直线运动中v0、vt、s、a的关系为：。2．公式是由其中四个物理量组成，所以，只须知道三个物理量即可求其余两个物理量。要善于灵活选择公式。【典型例题】例1．做匀变速直线运动的物体，其初速度为V1，其末速度为V2，则该过程中其经过位移中点时的速度为。[(V12+V22)/2]1/2例2．火车以速度匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距S处有另一列火车沿同方向以速度（对地、且）做匀速运动，司机立即以加速度紧急刹车，要使两车不相撞，的大小应满足什么条件？[a大于或等于：(V1-V2)2/2s]【针对训练】1.一辆汽车关闭油门后，沿一斜坡由顶端以3m/s的初速度下滑，滑至底端速度恰好为零，如果汽车关闭油门后由顶端以大小为5m/s的初速度下滑，滑至底端速度大小将为（）A．1m/sB．2m/sC．3m/sD．4m/s2．做匀加速直线运动的物体，速度从v增加到2v时通过的距离是30m，则当速度从3v增加到4v时，求物体通过的距离是多大?（70m）3．客车以20m/s的速度行驶，突然发现同轨前方120m处有一列货车正以6m/s的速度同向匀速前进，于是客车紧急刹车，刹车引起的加速度大小为0.8m/s2，问两车是否相撞？两车相撞第三节匀变速直线运动的重要推论【学习目标】熟悉匀变速直线运动中几个常用的推论。【自主学习】1、匀变速直线运动中三个常用的结论⑴匀变速直线运动的物体在连续相邻相等时间内的位移之差相等，等于加速度和时间间隔平方和的乘积。即。⑵物体在某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。vt/2＝。⑶某段位移的中间位置的瞬时速度公式，vs/2＝。可以证明，无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动均有有vt/2vs/2。2、初速度为零的匀变速直线运动的几个特殊规律：初速度为零的匀变速直线运动（设t为等分时间间隔）⑴1t末、2t末、3t末、…、nt末瞬时速度之比为：v1∶v2∶v3∶…∶vn＝⑵1t内、2t内、3t内、…、nt内位移之比为：s1∶s2∶s3∶…∶sn＝⑶在连续相等的时间间隔内的位移之比为：sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…∶sn＝⑷通过1s、2s、3s、…、ns的位移所用的时间之比为：t1∶t2∶t3∶…∶tn＝⑸经过连续相同位移所用时间之比为：tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶…∶tn＝【典型例题】例1．物体沿一条直线运动，在t时间内通过的路程为S，它在中间位置S/2处的速度为V1，在中间时刻t/2时的速度为V2，则V1和V2的关系为（）A、当物体作匀加速直线运动时，V1>V2B、当物体作匀减速直线运动时，V1>V2C、当物体作匀速直线运动时，V1=V2D、当物体作匀减速直线运动时，V1<V2例2．有一个做匀加速直线运动的物体，从第2s末至第6s末的位移为24m，从第6s末至第10s末的位移为40m，则该物体的加速度为多大?（1m/s2）例3．从斜面上某位置，每隔0.1s释放一个小球，在连续释放几个后，对在斜面上的小球拍下照片，如图所示，测得sAB=15cm，sBC=20cm，试求（1）小球的加速度.（2）拍摄时B球的速度vB=?（3）拍摄时sCD=?（4）A球上面滚动的小球还有几个？5m/s21.75m/s0.25mA球的上方正在滚动的小球还有两个.【针对训练】1、一个质点正在做匀加速直线运动，用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1秒，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动了2m，在第3次、第4次闪光时间间隔内移动了8m，由此可求（）A、第1次闪光时质点的速度B、质点运动的加速度C、从第2次闪光到第3次闪光的这段时间内质点的位移D、质点运动的初速度2、物体从静止开始沿斜面匀加速下滑,它通过斜面的下一半的时间是通过上一半时间的n倍，则n为：（）A.B.C.1D.23、有一列火车，每节车厢的长度为L，车厢间的间隙宽度不计，挨着车头的第一节车厢前沿站台上站着一人，当火车从静止开始以加速度a作匀变速直线运动时，第n节车厢经过人的时间为___________________。（－）4、五辆汽车每隔一定时间,以同一加速度从车站沿一笔直公路出发,当最后一辆汽车起动时,第一辆汽车已离站320米,此时刻第一辆与第二辆车的距离是米1405、物体沿直线做匀变速直线运动，已知在第3s内的位移是4．5m，在第10s内的位移是11．5m，则物体的加速度为m／s2。6、一个作匀加速直线运动的物体，头4s内经过的位移是24m，在紧接着的4s内经过的位移是60m，则这个物体的加速度和初始速度各是多少？2.25m/s2v0＝1.5m/s7、一个做匀加速直线运动的物体，连续通过两段长为s的位移所用的时间分别为t1、t2，求物体的加速度？a＝8、一列车从某站出发，开始以加速度a1做匀加速直线运动，当速度达到v后，再匀速行驶一段时间，然后又以大小为a2的加速度作匀减速直线运动直至停止。如果列车经过的位移为s，求列车行驶的时间t为多少？得第四节匀变速直线运动的特例【学习目标】1、掌握自由落体和竖直上抛运动运动的规律2、能熟练应用其规律解题【自主学习】一．自由落体运动：1、定义：2、运动性质：初速度为加速度为的运动。3、运动规律：由于其初速度为零，公式可简化为：vt=h=vt2=2gh二．竖直上抛运动：1、定义：2、运动性质：初速度为v0，加速度为－g的运动。3、处理方法：⑴将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理。上升阶段为初速度为v0，加速度为－g的运动，下降阶段为。要注意两个阶段运动的对称性。⑵将竖直上抛运动全过程视为的运动4、两个推论：①上升的最大高度②上升最大高度所需的时间5、特殊规律：由于下落过程是上升过程的逆过程，所以物体在通过同一段高度位置时，上升速度与下落速度大小，物体在通过同一段高度过程中，上升时间与下落时间。【典型例题】例1、一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是______s。（计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g取10m/s2，结果保留二位数）t=t1+t2=1.48s例2、调节水龙头，让水一滴滴流出，在下方放一盘子，调节盘子高度，使一滴水滴碰到盘子时，恰有另一滴水滴开始下落，而空中还有一滴正在下落中的水滴，测出水龙头到盘子的距离为h，从第一滴开始下落时计时，到第n滴水滴落在盘子中，共用去时间t，则此时第（n+1）滴水滴与盘子的距离为多少？当地的重力加速度为多少？（）针对训练1、把一条铁链自由下垂地悬挂在墙上，放开后铁链做自由落体运动,已知铁链通过悬点下3.2米处一点历时0.5秒,则铁链的长度是米(g取10米/秒2)。5.252、竖直上抛一物体，初速度为30m/s，求：上升的最大高度；上升段时间，物体在2s末、4s末、6s末的高度及速度。（g=10m/s2）1）（2）∴6s时已落地3、A球由塔顶自由落下,当落下am时,B球自距塔顶bm处开始自由落下,两球恰好同时落地,求塔高。解：对A球对B球：∴

∴4、气球以4m/s的速度匀速竖直上升，气体下面挂一重物。在上升到12m高处系重物的绳子断了，从这时刻算起，重物落到地面的时间解：选向上为正方向，∴t=2s5、某人站在高层楼房的阳台外用20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,则石块运动到离抛出点15m处所经历的时间是多少?(不计空气阻力,取g=10m/s2)t=1s，t=3s，6、气球以10m／s的速度匀速上升，在离地面75m高处从气球上掉落一个物体，结果气球便以加速度α=0.1m／s2向上做匀加速直线运动，不计物体在下落过程中受到的空气阻力，问物体落到地面时气球离地的高度为多少?g=10m／s2．解：设向上为正，由公式t=5s由公式h=51.25m

∴H=75+51.25=126.25m7、气球下挂一重物，以v0=10m／s匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？空气阻力不计，取g=10m／s2．解：设向上为正方向，由公式∴由公式∴方向向下【能力训练】1、关于竖直上抛运动，下列说法正确的是（）A上升过程是减速过程，加速度越来越小；下降过程是加速运动，加速度越来越大B上升时加速度小于下降时加速度C在最高点速度为零，加速度也为零D无论在上升过程、下落过程、最高点，物体的加速度都为g2、将物体竖直向上抛出后，在下图中能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线是（D）

3、物体做竖直上抛运动后又落回原出发点的过程中，下列说法正确的是（）A、上升过程中，加速度方向向上，速度方向向上B、下落过程中，加速度方向向下，速度方向向下C、在最高点，加速度大小为零，速度大小为零D、到最高点后，加速度方向不变，速度方向改变

4、从高处释放一粒小石子,经过0.5s,从同一地点再释放一粒小石子,在两石子落地前,它们之间的距离()A.保持不变B.不断减小C.不断增大D.根据两石子的质量的大小来决定5、某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆.据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g取10m/s2)()A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s

6、以初速度40m/s竖直上抛一物体，经过多长时间它恰好位于抛出点上方60m处（不计空气阻力，g取10m/s2）？解：设向上为正，由公式60=40t-5t2∴t1=2st2=6s7、一个物体从H高处自由落下，经过最后196m所用的时间是4s，求物体下落H高度所用的总时间T和高度H是多少？取g=9.8m／s2，空气阻力不计．解：设向上为正，由公式v0=29.4m/s∴t=29.4/9.8=3s∴T=3+4=7s8、一根矩形杆的长1.45m,从某一高处作自由落体运动,在下落过程中矩形杆通过一个2m高的窗口用时0.3s.则矩形杆的下端的初始位置到窗台的高度差为多少?(g取10m/s2,窗口到地面的高度大于矩形杆的长)解：设向上为正，杆头到窗口时速度为由公式v0=10m/s由公式得h=5m第四节追击和相遇问题【学习目标】1、掌握追及及相遇问题的特点；2、能熟练解决追及及相遇问题。【自主学习】两物体在同一直线上追及、相遇或避免碰撞问题中的条件是：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、位移关系而解出。追及问题：1、追及问题中两者速度大小与两者距离变化的关系。甲物体追赶前方的乙物体，若甲的速度大于乙的速度，则两者之间的距离。若甲的速度小于乙的速度，则两者之间的距离。若一段时间内两者速度相等，则两者之间的距离。2、追及问题的特征及处理方法：“追及”主要条件是：两个物体在追赶过程中处在同一位置，常见的情形有三种：初速度为零的匀加速运动的物体甲追赶同方向的匀速运动的物体乙，一定能追上，追上前有最大距离的条件：两物体速度，即。⑵匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙，存在一个能否追上的问题。判断方法是：假定速度相等，从位置关系判断。①若甲乙速度相等时，甲的位置在乙的后方，则追不上，此时两者之间的距离最小。②若甲乙速度相等时，甲的位置在乙的前方，则追上。③若甲乙速度相等时，甲乙处于同一位置，则恰好追上，为临界状态。解决问题时要注意二者是否同时出发，是否从同一地点出发。⑶匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时，情形跟⑵类似。3、分析追及问题的注意点：⑴要抓住一个条件，两个关系：一个条件是两物体的速度满足的临界条件，如两物体距离最大、最小，恰好追上或恰好追不上等。两个关系是时间关系和位移关系，通过画草图找两物体的位移关系是解题的突破口。⑵若被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否已经停止运动。⑶仔细审题，充分挖掘题目中的隐含条件，同时注意图象的应用。二、相遇：⑴同向运动的两物体的相遇问题即追及问题，分析同上。⑵相向运动的物体，当各自发生的位移绝对值的和等于开始时两物体间的距离时即相遇。【典型例题】例1．在十字路口，汽车以的加速度从停车线启动做匀加速运动，恰好有一辆自行车以的速度匀速驶过停车线与汽车同方向行驶，求：（1）什么时候它们相距最远？最远距离是多少？（2）在什么地方汽车追上自行车？追到时汽车的速度是多大？=1\*GB3①两车速度相等时相距最远，设所用时间为tt＝10s25m=2\*GB3②设汽车追上自行车所用时间为t／此时x自＝x汽此时距停车线距离x＝v自t／＝100m此时汽车速度v汽＝at／＝10m/s例3．甲乙两车同时同向从同一地点出发，甲车以v1=16m/s的初速度，a1=-2m/s2的加速度作匀减速直线运动，乙车以v2=4m/s的速度，a2=1m／s2的加速度作匀加速直线运动，求两车再次相遇前两车相距最大距离和再次相遇时两车运动的时间。（经4s两车相距最远距离为24m，经8s两车再次相遇）例4．在某市区内，一辆小汽车在公路上以速度v1向东行驶，一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路。汽车司机发现游客途经D处时，经过0.7s作出反应紧急刹车，但仍将正步行至B处的游客撞伤，该汽车最终在C处停下，如图所示。为了判断汽车司机是否超速行驶以及游客横穿马路的速度是否过快，警方派一警车以法定最高速度vm＝14.0m/s行驶在同一马路的同一地段，在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车，经14.0ｍ后停下来。在事故现场测得＝17.5ｍ，＝14.0ｍ，＝2.6ｍ．肇事汽车的刹车性能良好（1）该肇事汽车的初速度 vA是多大?（2）游客横过马路的速度是多大?例3：解：=1\*GB3①设刹车速度大小为avm2＝2axma＝7m/s2肇事车先匀速，后减速x匀＋x减＝AB＋BCx匀＝vAt，t＝0.7svA2＝2ax减由以上计算式可得vA＝16.7m/s=2\*GB3②设肇事汽车从A到E仍做匀速x匀＝vAt＝11.7mxBE＝AB－x匀＝5.8m汽车从E到B做匀减速vAtEB－atEB2＝xBEtEB＝0.38s游客横过马路的速度v＝＝6.8m/s【针对训练】1、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某高速公路的最高限速v＝120km／h．假设前方车辆突然停止，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t＝0.50s．刹车时汽车的加速度为a=4m／s2．该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少？(取重力加速度g=10m／s2．)ABSV1V22、如图,A、B两物体相距S=7米,A正以V1=4米/秒的速度向右做匀速直线运动,而物体B此时速度V2=10米/秒,方向向右,做匀减速直线运动(不能返回),加速度大小ABSV1V2解：设B经时间t速度减为0v2－at＝0t＝5s此时xA＝v1t＝20mxB＝v2t－at2＝25m所以此时没追上，AB相距5m，设A走5m所用的时间为t/v1t/＝xB－xAt/＝1.25sA追上B所用时间t总＝t＋t/＝6.25s3、一列货车以28.8km/h的速度在铁路上运行，由于调配事故，在后面700m处有一列快车以72km/h的速度在行驶，快车司机发觉后立即合上制动器，但快车要滑行试判断两车会不会相撞，并说明理由。若不相撞，求两车相距最近时的距离；若相撞，求快车刹车后经多长时间与货车相撞？（1）（货车速度8m/s，快车速度20m/s，制动后a=-0.1m／s2相对位移为：720m大于700m。两车会相撞）（2）快车刹车后经100s与货车相撞【能力训练】1．汽车A在红绿灯前停住，绿灯亮起时起动，以0.4m/s2的加速度做匀加速运动，经过30s后以该时刻的速度做匀速直线运动．设在绿灯亮的同时，汽车B以8m/s的速度从A车旁边驶过，且一直以相同速度做匀速直线运动，运动方向与A车相同，则从绿灯亮时开始（）A．A车在加速过程中与B车相遇B．A、B相遇时速度相同C．相遇时A车做匀速运动