2018届高三物理(浙江学考)一轮复习练习:第1章 第2节 匀变速直线运动的研究 Word版含答案
2018版物理浙江版必修一文档:第二章 匀变速直线运动

1实验:探究小车速度随时间变化的规律一、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度.2.用v-t图象表示小车的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图象,图线的倾斜程度表示加速度的大小,如果v-t图象是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的.二、实验器材打点计时器、交流电源、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸.三、实验步骤1.如图1所示,把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路.图12.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上适当的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端连在小车的后面.3.把小车停在靠近打点计时器的位置,先接通电源,后释放小车(填“接通电源”或“释放小车”),让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源.4.换上新纸带,重复操作两次. 四、数据处理 1.采集数据如图2所示,一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离,而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x 1、x 2、x 3、x 4、x 5,再计算出相邻的两个计数点的距离.Δx 1=x 1,Δx 2=x 2-x 1,Δx 3=x 3-x 2,Δx 4=x 4-x 3,Δx 5=x 5-x 4.图22.求解速度(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替,即v 1=Δx 1+Δx 22T ,v 2=Δx 2+Δx 32T ,…T 为相邻两个计数点间的时间间隔,若每5个点取一个计数点(中间隔4个点),则T =0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据3.作出小车运动的v -t 图象(1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图象大致布满坐标纸. (2)描点:在坐标纸上描出各个坐标点的位置. (3)连线:用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点. 4.分析数据并求出加速度(1)如果画出的v -t 图象是一条倾斜的直线,说明小车做速度均匀变化的直线运动.图象和纵轴的交点表示开始计时时小车的速度——初速度. (2)求出小车的加速度在v -t 图象上任意取两个间隔较远的点(这两个点不一定是我们表格中已测得的点),找出它们的坐标值,然后把它们的坐标值代入公式a =Δv中求出加速度,即用图线的斜率求加速度.五、注意事项1.开始释放小车时,应使小车靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器.2.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车(填“接通电源”或“释放小车”).3.打点完毕,立即关闭电源.4.选取一条点迹清晰的纸带,舍掉开头点迹密集部分,选取适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T 等于多少.5.要逐次测量各段距离,应尽可能地一次测量完毕.6.在坐标纸上画v -t 图象时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图象大致布满坐标纸.实验原理及操作例1 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是( ) A.通过调节滑轮的高度,使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上 B.坐标轴单位长度越小越好C.开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先取纸带后断开电源D.钩码的质量越大越好 答案 A解析 实验中调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上,可以减小误差,A 正确;要适当地选取坐标轴的单位长度,使图象尽量分布在坐标平面中央,B 错误;开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先断开电源后取纸带,C 错误;钩码的质量要适中,不要太大也不要太小,D 错误.例2 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图3所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点(A 点为第一个点),相邻计数点间的时间间隔T =0.1 s.图3(1)根据______计算各点的瞬时速度,则v D =______m /s ,v C =________m/s ,v B =________m/s. (2)在如图4所示坐标系中画出小车的v -t 图线,并根据图线求出a =________.图4(3)将图线延长与纵轴相交,交点的速度的物理意义:_____________________________ ________________________________________________________________________. 答案 (1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度 3.90 2.64 1.38 (2)见解析图 12.6 m/s 2(3)表示零时刻小车经过A 点的速度大小解析 (1)若时间较短,平均速度可以代替中间时刻的瞬时速度. D 点的瞬时速度v D =x CE 2T =78.00 cm 0.2 s =390 cm /s =3.90 m/sC 点的瞬时速度v C =x BD 2T =52.80 cm 0.2 s =264 cm /s =2.64 m/sB 点的瞬时速度v B =x AC 2T =27.60 cm 0.2 s=138 cm /s =1.38 m/s(2)由上述数据画出小车的v -t 图象如图所示,由图线的斜率可求得它的加速度a =Δv Δt=1.26 m/s0.1 s=12.6 m/s 2(3)将图线延长后,与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过A 点的速度大小.1.处理纸带时,一定要分清计时点和计数点,搞清计数点之间的时间间隔T .2.利用极限思想将平均值过渡到瞬时值是物理学中常用的方法.纸带上某点的瞬时速度等于以此为中心的前、后相邻两点间的平均速度.3.标度的选择要结合数据及其分布特点制定,以使图象在坐标系中合理分布,大小适中.1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学进行了以下实验操作步骤,试找出其中错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G).A.拉住小车,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开小车,再接通电源B.将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,并接好电路C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码D.取下纸带,再断开电源E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔F.从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析错误和遗漏:①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③G.________________________________________________________________________;正确的步骤顺序为________________________.答案①A中应先接通电源,再放开小车②D中应先断开电源,再取下纸带③换上新纸带,重复操作两次BECADGF2.如图5所示是某同学用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,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.27 cm.图5(1)下表列出了打点计时器打下B、D、F三点时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下C、E两点时小车的瞬时速度(保留三位有效数字).(2)以A点为计时起点,在图6中画出小车的速度—时间关系图线.图6(3)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出小车的加速度a=________m/s2(保留两位有效数字).答案(1)0.8010.928(2)如图所示(3)0.63(0.61~0.65均可)3.(2015·温州市十校期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀变速运动,如图7是经打点计时器打出纸带的一段,打点顺序是A、B、C、D、E,已知交流电频率为50 Hz,纸带上每相邻两个计数点间还有4个点未画出.现把一刻度尺放在纸带上,其零刻度线和计数点A对齐.请回答以下问题:图7(1)下列操作正确的有()A.在释放小车前,小车要靠近打点计时器B.打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C.应先释放小车,后接通电源D.电火花计时器应使用低压交流电源(2)根据该同学打出的纸带我们可以判断小车与纸带的________(填“左”或“右”)端相连.(3)用该刻度尺测量出计数点A、B之间的距离为______cm.(4)打B这个计数点时纸带的瞬时速度v B=________m/s.(5)小车运动的加速度大小是________m/s2.答案 (1)A (2)左 (3)1.50 (4)0.18 (5)0.60解析 (1)在释放小车前,小车要紧靠打点计时器,故A 正确;打点计时器应固定在无滑轮的一端,故B 错误;实验时应先接通电源,再释放小车,故C 错误;电火花打点计时器应使用220 V 的交流电源,故D 错误.(2)因为相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与小车相连. (3)由刻度尺读数知,AB 间的距离为1.50 cm. (4)B 点的瞬时速度v B =x AC 2T =3.60×10-20.2m /s =0.18 m/s.(5)根据Δx =aT 2,运用逐差法得,a =x CE -x AC 4T 2=[(9.60-3.60)-3.60]×10-24×0.01m /s 2=0.60 m/s 2. 课时作业一、单选题1.在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( ) A.时间间隔 B.瞬时速度 C.加速度 D.平均速度答案 A2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法不正确的是( ) A.纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点 B.使用刻度尺测量长度时,要进行估读 C.作v -t 图象时,所描曲线必须经过每一个点 D.在数据处理时,常用公式法和图象法 答案 C解析 实验中可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点,但相隔四个点时取计数点时间间隔为0.1 s(打点频率为50 Hz),计算时更方便,A 对;使用刻度尺测量长度时,要进行估读,B 对;作v -t 图象时,应使尽量多的点落在线上,离线较远的点大胆舍弃,C 错;处理数据时,常选择公式法和图象法,D 对.3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是( ) A.小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带,然后进行数据处理 B.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点C.为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s答案 C解析 小车在钩码的牵引下运动时,需要采用多次测量,打出多条纸带,进行数据处理,有利于减小误差,故A 错误;纸带上开始时打的点比较密集,点距过小,测量误差较大,故应舍去,找一个适当的点当作计时起点,故B 错误,C 正确;选取计数点,可增加测量距离,减小测量过程所产生的误差,两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s ,故D 错误. 4.(2015·绍兴期中)在“探究小车加速度随时间变化的规律”中,算出各计数点的瞬时速度如下表:为了算出小车的加速度,最好的方法是( )A.根据任意两个计数点的速度,用公式a =ΔvΔt算出加速度B.依次算出连续两个计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度C.根据实验数据画出v -t 图象,量出其倾角α,由公式a =tan α算出加速度D.根据实验数据画出v -t 图象,由图象上任意两点所对应的速度,用公式a =ΔvΔt 算出加速度答案 D解析 根据任意两个计数点的速度,用公式a =ΔvΔt 算出加速度,偶然误差较大.依次算出连续两个计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度,实际上只用到了首尾两个计数点的速度数据,中间各点的速度数据在计算中因相互抵消而丢失了,偶然误差也较大.用图象法处理实验数据是减小偶然误差的最好方法,但不能量角度算正切值求加速度,因为纵轴与横轴的标度不统一.故正确答案为D. 二、非选择题5.(2015·台州期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到的记录纸带如图1所示.图1(1)电火花计时器应接在________电源上(填“直流”或“交流”),工作电压为________V . (2)图中读取或记录的数据有误的是________.(3)图中的点为记数点,在每两个相邻的记数点间还有4个点没有画出,则从打下A 点到打下E 点共历时________s ,打下C 点时小车的瞬时速度为________m/s.(4)纸带的________端(选填“左”或“右”)与小车相连. 答案 (1)交流 220 (2)2.1 (3)0.4 0.51 (4)左解析 (1)电火花计时器应接在交流电源上,工作电压为220 V.(2)由图可知,刻度尺的读数小数点后面保留两位,所以记录数据有误的是2.1. (3)相邻计数点间的时间间隔为0.1 s ,从打下A 点到打下E 点共历时0.4 s. C 点的瞬时速度v C =x BD 2T =(4.10+6.10)×10-20.2m /s =0.51 m/s.(4)因为小车的速度越来越大,相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与小车相连. 6.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.其中相邻点间的距离如图2所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.1 s ,则:图2(1)根据纸带上各个测量点间的距离,某同学已将1、2、3、5点对应的瞬时速度进行计算并填入表中,请你将4点对应的瞬时速度填入表中.(要求保留三位有效数字).(2)在图3所示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.图3(3)由图象求小车的加速度a .(保留三位有效数字) 答案 (1)0.314 (2)见解析图 (3)0.495 m/s 2 解析 (1)4点对应的瞬时速度v 4=(11.95-5.68)×10-22×0.1m /s ≈0.314 m/s.(2)描点作图(3)根据图象得:a =0.363-0.1650.4 m /s 2=0.495 m/s 2.。
2018版高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究实验1研究匀变速直线运动课件

3.(1)v-t 图线的斜率即为物体的加速度。 (2)为使结果更精确,应选两距离较远,读数较准确的两点。 Δv (3)a= ,注意结果符合有效数字要求。 Δt
• [答案] (2)17· 鄂豫晋陕冀五省联考 ) 用打点计时器测量物体自由落体运动的加速度 时,得到如图所示的一段纸带,测得 AB=6.65cm,BC=8.17cm。已知打点计时 器所接交流电源频率是 50Hz, A 与 B 之间及 B 与 C 之间还有一个计时点, 则打 B 1.85 9.50 m/s2。如果实验 点时物体的瞬时速度为__________m /s,测得的加速度为_______
0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 s(m) 0 0 0 0 0 0 292. 371. 452. 552. 673. 776. - 3 t(10 s) 9 5 3 8 8 4 s/t (m/s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22
完成下列填空和作图: (1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时 的瞬时速度 vt、测量值 s 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是 s 1 1 2 t =-2at+vt(或写成 s=-2at +vtt 也可) _________________________________________________________;
• (3)根据你画出的小车的速度—时间图线计 2。(保 0.63 算出小车的加速度a=_________m/s 留两位有效数字) • (4)如果当时电网中交变电流的频率是f= 49Hz,而做实验的同学并不知道,由此引 起的系统误差将使加速度的测量值比实际 大 。(选填“大”或“小”) 值偏______
[解析] (1)实验步骤的正确顺序是 D、C、B、A。 (2)每隔 4 点或每 5 个点取一个计数点时,相临计数点的时间间隔为 0.1s x4+x5 (3)纸带上某点的瞬时速度等于确定时间段内的平均速度 v5= 。 2T (4)当有 6 组数据时,应采用逐差法计算加速度 x4+x5+x6-x1+x2+x3 a= 9T2
(通用版)2018高考物理一轮复习 第1章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 实验1 研究匀变

实验一研究匀变速直线运动一、实验目的1.练习正确使用打点计时器,学会利用打上点的纸带研究物体的运动.2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx=aT2).3.测定匀变速直线运动的加速度.二、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、电源、复写纸片.考点一| 实验原理与操作[母题] 某同学用如图实11甲所示的实验装置研究匀变速直线运动.甲乙图实11实验步骤如下:A.安装好实验器材;B.让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列小点,重复几次,选出一条点迹比较清晰的纸带,从便于测量的点开始,每五个点取一个计数点,如图乙中a、b、c、d等点;C.测出x1、x2、x3、…结合上述实验步骤,请你继续完成下列任务:(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下列的仪器和器材中,必须使用的有________.(填选项代号) A.电压合适的50 Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.秒表D .刻度尺E .天平F .重锤G .弹簧测力计H .滑动变阻器(2)如果小车做匀加速运动,所得纸带如图乙所示,则x 1、x 2、x 3的关系是________________,已知打点计时器打点的时间间隔是t ,则打c 点时小车的速度大小是____________.(3)如果小车做匀加速直线运动,测出前六段相等时间内的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6,已知打点计时器打点的时间间隔是t ,则小车的加速度a 的表达式为:____________.【答案】 (1)A 、D (2)x 3-x 2=x 2-x 1x 2+x 310t(3)a =x 4+x 5+x 6-x 1+x 2+x 3225t 2 [借题悟法·核心点拨] 4.由纸带用逐差法求加速度[第(3)问]即根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT 2(T 为相邻两计数点之间的时间间隔),求出a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2,再算出a 1、a 2、a 3的平均值a =a 1+a 2+a 33=13⎝ ⎛⎭⎪⎫x 4-x 13T 2+x 5-x 23T 2+x 6-x 33T 2=x 4+x 5+x 6-x 1+x 2+x 39T 2,即为物体的加速度. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时,为了能够较准确地测出加速度,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:________.A .把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面B .把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路C .再把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,每次必须由静止释放小车D .把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面E .把小车停在靠近打点计时器处,接通直流电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复三次F .从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点,并把每打五个点的时间作为时间单位.在选好的开始点下面记作0,往后第六个点作为计数点1,依此标出计数点2、3、4、5、6,并测算出相邻两点间的距离G .根据公式a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2及a =a 1+a 2+a 33求出a ABCDFG [在实验中尽可能地保证小车做匀变速直线运动,同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况,既要减小运动误差也要减小纸带的分析误差.其中E 项中的电源应采用交流电源,而不是直流电源.]考点二| 数据处理与误差分析[母题] 如图实12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,打点计时器打点的频率f =50 Hz ,其中x 1=7.05 cm 、x 2=7.68 cm 、x 3=8.33 cm 、x 4=8.95 cm 、x 5=9.61 cm 、x 6=10.26 cm.图实12(1)下表列出了打点计时器打下B 、C 、F 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.(保留三位有效数字)(2)以A图实13(3)根据你画出的小车的速度—时间图线计算出小车的加速度a=________m/s2.(保留两位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________.(选填“大”或“小”)【导学号:92492047】【答案】(1)0.864 0.928 (2)如图所示(3)0.63 (4)大[借题悟法·核心点拨](2017·盐城模拟)在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中,某同学获得的一条纸带如图实14所示.图实14(1)已知打点计时器的电源频率为50 Hz ,则打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔为________.(2)A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A 、B 两点间距x =________m.(3)C 点对应的速度是________m/s ,小车运动的加速度为________m/s 2.(计算结果保留两位有效数字).(4)若实验后发现,实际所用交流电的频率高于50 Hz ,则第(3)问中计算结果与实际值相比________.(填“偏大”“偏小”或“不变”)【导学号:92492048】【解析】 (1)打点计时器在纸带上打下相邻两点的时间间隔t =150s =0.02 s. (2)由于每两个相邻计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T =0.1 s ,A 、B 间的距离x =0.30 cm =0.003 0 m.(3)根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,可以求出打下C 点时小车的瞬时速度大小v C =0.017 0-0.005 02×0.1m/s =0.060 m/s. 根据匀变速直线运动的推论公式Δx =aT 2可以求出加速度的大小,得a = x G -x F +x F -x E +x E -x D -x D -x C +x C -x B +x B -x A 9T 2=x G -2x D +x A 9T 2=0.20 m/s 2. (4)如果实验中实际所用交流电的频率高于50 Hz ,那么实际打点周期变小,根据运动学公式得第(3)问中计算结果与实际值相比偏小.【答案】 (1)0.02 s (2)0.003 0 (3)0.060 0.20 (4)偏小考点三| 实验拓展与创新●创新点1 利用光电计时器研究匀变速运动1.如图实15所示为测量做匀加速直线运动小车的加速度的装置,将宽度均为b 的挡光片A 、B 固定在小车上,测得二者间的距离为d .图实15(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间Δt 1和Δt 2,则小车加速度a =________.(2)为减小实验误差,可采取的方法是( )A .增大两挡光片宽度bB .减小两挡光片宽度bC .增大两挡光片间距dD .减小两挡光片间距d【解析】 (1)挡光片A 经过光电门时小车的速度v 1=b Δt 1 挡光片B 经过光电门时小车的速度v 2=b Δt 2由v 22-v 21=2ad 可求得小车的加速度 a =b 22d ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1Δt 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫1Δt 12. (2)两挡光片宽度b 越小,v 1、v 2越接近挡光片中点的速度,两挡光片间距越大,v 1和v 2差值越大,测量小车加速度的误差越小,故B 、C 正确.【答案】 (1)b 22d ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1Δt 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫1Δt 12 (2)BC ●创新点2 用频闪照相法研究匀变速运动2.某同学获得一竖直上抛小球的频闪照片(如图实16所示),已知频闪仪每隔0.05 s 闪光一次,图中所标数据为实际距离.(当地重力加速度取9.8 m/s 2,小球质量m =0.2 kg ,结果保留三位有效数字)图实16(1)由频闪照片上的数据计算t 4时刻小球的速度v 4=________m/s.(2)小球上升的加速度大小约为a =________m/s 2.(3)对(2)的数据进行分析,可得到的结论是________________________________________________________________________________________.【导学号:92492049】【解析】 (1)做匀变速直线运动的物体,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故t 4时刻的瞬时速度等于t 3~t 5时间段的平均速度,即v 4=h 3+h 42T =+-22×0.05 m/s =3.98 m/s. (2)由Δx =aT 2得,小球的加速度大小为a =h 1+h 2-h 3+h 44T 2=+-+4×0.052×10-2 m/s 2 =10.0 m/s 2.(3)小球的加速度大于重力加速度,是由于小球上升过程中受到空气阻力的作用.【答案】 (1)3.98 (2)10.0 (3)小球上升过程中受到空气阻力的作用●创新点3 用滴水法研究匀变速运动3.在暗室中用如图实17所示装置做“测定重力加速度”的实验.实验器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下:图实17①在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定的频率一滴滴地落下.②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.④采集数据进行处理.(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率满足的条件是____________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz ,某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图实18所示,根据数据测得当地重力加速度g =________m/s 2;第8个水滴此时的速度v 8=________m/s.(结果都保留三位有效数字)图实18(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可):______________________________________________________________.【导学号:92492050】【解析】 (1)后一水滴经过一个频闪间隔运动到前一水滴的位置,可看到仿佛固定不动的一串水滴,即频闪仪频率等于水滴滴落的频率时,水滴仿佛不动.(2)g =h 8-10-h 6-8⎝ ⎛⎭⎪⎫2f 2=----2⎝ ⎛⎭⎪⎫2302 m/s 2 =9.72 m/s 2;v 8=h 6-104f =--2430 m/s =2.27 m/s. (3)存在空气阻力会对水滴的运动产生影响,水滴滴落的频率不恒定也会对实验产生影响.【答案】 见解析●创新点4 利用周期性运动研究匀变速直线运动4.如图实19甲所示的装置可以测量圆柱棒下落的加速度,用细线悬挂着包有白纸且质量为1.00 kg 的圆柱棒,蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之在额定转速下匀速转动.烧断悬挂圆柱棒的细线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒外面的白纸上画出记号,如图乙所示.设毛笔接触棒时不影响棒的运动,测得记号之间的距离依次为d 1=26.0 mm 、d 2=50.0 mm 、d 3=74.0 mm 、d 4=98.0 mm 、d 5=122.0 mm 、d 6=146.0 mm ,已知电动机铭牌上标有“1 200 r/min”字样.根据以上内容回答下列问题:甲 乙图实19(1)毛笔画相邻两记号的时间间隔T =________s.(2)毛笔画下记号3时,圆柱棒下落的速度v 3的计算公式为________(用物理量表示),其大小v 3=________m/s ;在毛笔画下记号6时,圆柱棒的速度大小v 6=___________________m/s ;棒下落的加速度a =________m/s 2.【解析】 (1)根据题意可知:毛笔画相邻两个记号的时间间隔为电动机的转动周期,已知电动机铭牌上标有“1 200 r/min”字样,即每秒转20周,所以T =0.05 s.(2)根据在匀变速直线运动中某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,有v 3=d 2+d 32T =1.24 m/s ,v 6=d 5+d 62T=2.68 m/s ;由逐差法得加速度a =d 4+d 5+d 6-d 1+d 2+d 39T 2=9.60 m/s 2. 【答案】 (1)0.05 (2)v 3=d 2+d 32T1.242.68 9.60视角1:原理演化(如图所示)甲 乙丙 丁视角2:数据处理(1)加速度的获得:靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度.(2)速度的测量方法:由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d 和遮光片通过光电门的挡光时间Δt ,由v =d Δt求速度. (3)加速度的测量方法:由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度,由速度位移关系式求加速度.。
2018版高考物理大一轮复习(浙江专用 人教版)课件-第一章 直线运动 1.2

速度,所以 B 正确;因为初速度未知,结合速度时间公式无法求出末速 度,即滑出车底的速度,故 D 错误。
关闭
B
解析 答案
-8知识点一 知识点二
知识点三
3.(2016· 3温州选考模拟)国产歼-15舰载机以80 m/s的速度降落在 静止的“辽宁号”航母水平甲板上,机尾挂钩精准钩住阻拦索,如图所 示。在阻拦索的拉力帮助下,经历2.5 s速度减小为零。若将上述运 动视为匀减速直线运动,根据以上数据不能求出战斗机在甲板上运 动的( ) 关闭 A.位移 B.加速度 ������ 2-������ 2 得求出 平均速度 D. 受到的阻力 由 C. 2ax=v x 。根据平均速度公式 ������ = ,故 C 可求;根据位 0
������0 +������������ 2
。
(3)位移差公式:任意两个连续相等的时间间隔(T)内,位移之差 是一恒量,即 Δx=x2-x1=x3-x2=…=xN-xN-1=aT2 。 (4)中间时刻速度:某一段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段 时间内的平均速度 ,即������ ������ =
������ 1 ������ 2 (������ 1 +������ 2 )
,A 正确。
知识点三
4.一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用的时间为t1,紧 接着通过下一段位移Δx所用的时间为t2,则物体运动的加速度为( )
2������(������1 -������2 ) A.������ ������ (������ +������ ) 1 2 1 2 ������(������1 -������2 ) B.������ ������ (������ +������ ) 1 2 1 2
2018高考物理一轮复习第01章学案02 匀变速直线运动的规律及应用[导学案]TK
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学案02 匀变速直线运动的规律及应用基础体系知识点一:匀变速直线运动的规律1.基本公式:(1) 速度公式:(4) 平均速度公式:(2) 位移公式:(3) 位移速度关系式:注:上述公式均为式,应用时必须规定,五个物理量t、v、v0、a、x必须针对过程。
与正方向同向的物理量取正值,反向的物理量取负值。
一般规定v0的方向为正方向;当v0=0时,一般以a的方向为正方向。
2.重要推论公式:(1) 物体在某段时间内的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。
即:中间时刻的瞬时速度公式:还可推出:中间位置的瞬时速度公式:试证明:无论加速还是减速,某段位移中间位置的瞬时速度都大于该段位移内的中间时刻的瞬时速度。
(2) 任意两个连续相等(相邻)的时间间隔T内的位移之差为一恒量。
即:匀变速直线运动的判别式:推广:不相邻的连续相等时间间隔的位移差:3.初速度为0的匀加速直线运动(匀减速到0的运动逆过程)比例关系式:(1) 等分时间:取连续相等时间间隔T,则前1T、前2T、前3T……内时间之比为1 : 2 : 3 : ……: n①1T末、2T末、3T末……瞬时速度之比:v1 : v2 : v3 : …… : v n=②1T内、2T内、3T内……的位移之比:x1 : x2 : x3 : …… : x n=③第一个T内、第二个T内、第三个T内……的位移之比:xⅠ: xⅡ: xⅢ: ……: x n=(2) 等分位移:取连续相等的位移x,则前1x、前2 x、前3 x……内位移之比为1 : 2 : 3 : ……: n①前1x内、前2x内、前3x内……所用时间之比:t1 : t2 : t3 : …… : t n=②第一个1x内、第二个2x内、第三个3x内……所用时间之比:tⅠ: tⅡ: tⅢ: …… : t n=③第1x末、第2x末、第3x末……瞬时速度之比:v1 : v2 : v3 : …… : v n=推导1初速度为0的匀加速直线运动中,连续相等时间间隔内:(1) 前1t内、前2t内、前3t内…平均速度之比;(2) 第1t内、第2t内、第3t内…平均速度之比。
(通用版)2018高考物理一轮复习 第1章 运动的描述 匀变速直线运动的研究章末专题复习

第1章 运动的描述 匀变速直线运动的研究物理模型|思维转换法巧解匀变速直线运动问题思维转换法:在运动学问题的解题过程中,若按正常解法求解有困难时,往往可以通过变换思维方式、转换研究对象,使解答过程简单明了.1.转换思维方式——逆向思维法将匀减速直线运动减速至速度为零的过程转化为初速度为零的匀加速直线运动.(2017·淮南模拟)如图11所示,一杂技演员用一只手抛球、接球,他每隔0.4 s 抛出一球,接到球便立即把球抛出.已知除抛、接球的时刻外,空中总有4个球,将球的运动近似看做是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,g 取10 m/s 2)( )图11A .1.6 mB .2.4 mC .3.2 mD .4.0 mC [由题图所示的情形可以看出,四个小球在空中的位置与一个小球抛出后每隔0.4 s 对应的位置是相同的,因此可知小球抛出后到达最高点和从最高点落回抛出点的时间均为t=0.8 s ,故有H m =12gt 2=3.2 m ,C 正确.] [突破训练]1.(2017·郑州模拟)如图12所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一子弹以水平速度射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次射入每个木块时的速度比和穿过每个木块所用时间比分别为( )【导学号:92492051】图12A .v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1B .v 1∶v 2∶v 3=5∶3∶1C .t 1∶t 2∶t 3=1∶2∶ 3D .t 1∶t 2∶t 3=(3-2)∶(2-1)∶1D [由题意知,若倒过来分析,子弹向左做初速度为零的匀加速直线运动,设每块木块厚度为L ,则v 23=2a ·L ,v 22=2a ·2L ,v 21=2a ·3L ,v 3、v 2、v 1分别为子弹倒过来从右到左运动L 、2L 、3L 时的速度.则v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1.又由于每块木块厚度相同,则由比例关系可得t 1∶t 2∶t 3=(3-2)∶(2-1)∶1,所以,本题正确选项为D.]2.转换研究对象——将多物体的运动转化为单个物体的运动从斜面上某一位置每隔0.1 s 释放一颗小球,在连续释放几颗后,对斜面上正在运动着的小球拍下部分照片,如图13所示.现测得AB =15 cm ,BC =20 cm ,已知小球在斜面上做匀加速直线运动,且加速度大小相同,求:图13(1)小球的加速度;(2)拍摄时B 球的速度;(3)C 、D 两球相距多远?(4)A 球上面正在运动着的小球共有几颗?【思路导引】【解析】 (1)由Δx =aT 2得 a =Δx T 2=BC -AB T 2=0.20-0.150.12 m/s =5 m/s 2. (2)v B =AB +BC 2T =0.15+0.202×0.1m/s =1.75 m/s. (3)由Δx =CD -BC =BC -AB 得CD =BC +(BC -AB )=20 cm +5 cm =25 cm.(4)小球B 从开始下滑到图示位置所需的时间为t B =v B a =1.755s =0.35 s 则B 球上面正在运动着的小球共有三颗,A 球上面正在运动着的小球共有两颗.【答案】 (1)5 m/s 2(2)1.75 m/s (3)25 cm (4)两颗[突破训练]2.(2017·南通期末)科技馆中的一个展品如图14所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光间隔时间正好与水滴从A 下落到B 的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A 、B 、C 、D 四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(g 取10 m/s 2)( )【导学号:92492052】图14A .水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足t AB <t BC <t CDB .闪光的间隔时间是210s C .水滴在相邻两点间的平均速度满足v AB ∶v BC ∶v CD =1∶4∶9D .水滴在各点的速度之比满足v B ∶v C ∶v D =1∶3∶5B [由题图可知AB ∶BC ∶CD =1∶3∶5,水滴做初速度为零的匀加速直线运动,由题意知水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间相等,A 错误;由h =12gt 2可得水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间为210 s ,即闪光的间隔时间是210 s ,B 正确;由v =x t 知水滴在相邻两点间的平均速度满足v AB ∶v BC ∶v CD =1∶3∶5,C 错误;由v =gt 知水滴在各点的速度之比满足v B ∶v C ∶v D =1∶2∶3,D 错误.]高考热点1|高考常考的三类图象问题物理图象能形象地表达物理规律,直观地表示物理过程,并能鲜明地体现物理量之间的相互关系.从近几年高考命题来看,图象问题可分为以下三种类型:1.通过题目所给图象获取信息解答相应问题(识图型);2.根据题目叙述的情景选择正确的物理图象(选图型);3.根据题中已知的物理图象选择给出的另一类对应图象(绘图型).某物体做直线运动的v t 图象如图15所示,据此判断(F 表示物体所受合力,x 表示物体的位移)四个选项中正确的是( )图15B[由图可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动,所以前两秒受力恒定,2~4 s沿正方向做匀减速直线运动,所以受力为负,且恒定;4~6 s沿负方向做匀加速直线运动,所以受力为负,且恒定;6~8 s沿负方向做匀减速直线运动,所以受力为正,且恒定,故A 错误,B正确;由于加速度a恒定,所以匀加速运动范围内位移x与时间是二次函数关系,且4 s末位移不为0,故C、D错误.][突破训练]3.(多选)(2017·石家庄模拟)有四个物体A、B、C、D,物体A、B运动的xt图象如图16甲所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的vt图象如图乙所示..根据图象做出的以下判断中正确的是( )【导学号:92492053】甲乙图16A.物体A和B均做匀速直线运动且A的速度比B大B.在0~3 s的时间内,物体B运动的位移为10 mC.t=3 s时,物体C追上物体DD.t=3 s时,物体C与物体D之间有最大间距ABD[由甲图看出:物体A和B的图象都是倾斜的直线,斜率都不变,速度都不变,说明两物体都做匀速直线运动,A图线的斜率大于B图线的斜率,所以A的速度比B的速度大,故A正确.由甲图看出:在0~3 s的时间内,物体B运动的位移为Δx=10 m-0=10 m.故B正确.由乙图看出:t=3 s时,D图线所围“面积”大于C图线所围“面积”,说明D的位移大于C的位移,而两物体从同一地点开始运动,所以物体C还没有追上物体D,故C错误.由乙图看出:前3 s 内,D 的速度较大,DC 间距离增大,3 s 后C 的速度较大,两者距离减小,t =3 s 时,物体C 与物体D 之间有最大间距,故D 正确.]4.一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a t 图象如图17所示.下列v t 图象中,可以正确描述此物体运动情况的是( )图17D [由a t 图象可知,0~T 2时间内,a =a 0>0,若v 0≥0,物体做匀加速运动;若v 0<0,物体做匀减速运动,选项B 、C 错误;由于T ~2T 时间内,a =-a 0<0,故物体在v 0≥0时做匀减速运动,且图线斜率的绝对值与0~T 2时间内相同,选项A 错误,D 正确.] 高考热点2|刹车避撞问题近几年高考命题围绕交通安全方面的问题较多,试题常瞄准考生对刹车避撞问题中常犯的错误,设置“陷阱”,使“想当然”的考生掉进陷阱,造成失误.为避免此类问题出错,要牢固掌握以下三点:1.汽车刹车问题实质是物体做单向匀减速直线运动问题.速度减为零后,其加速度也为零.2.判断汽车在给定的时间或位移内的运动规律,当t ≤v 0a时,汽车一直做匀减速直线运动,其位移x ≤v 202a ,若运动时间t >v 0a ,则汽车的位移x =v 202a,汽车在整个过程中先做匀减速直线运动后静止.3.两车同向行驶避免相撞的条件是,后车追上前车瞬间v 后=v 前.在某市区内,一辆小汽车在平直公路上以速度v A 向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路,汽车司机发现前方有危险(游客正在D 处向北走)经0.7 s 作出反应,从A 点开始紧急刹车,但仍将正步行至B 处的游客撞伤,该汽车最终在C 处停下.为了清晰了解事故现场,现以如图18示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,并测出肇事汽车速度v A ,警方派一车胎磨损情况与肇事车相当的警车以法定最高速度v m =14 m/s 行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的出事点B 急刹车,恰好也在C 点停下来.在事故现场测得x AB =17.5 m 、x BC =14.0 m 、x BD =3.4 m .问:图18(1)该肇事汽车的初速度v A 是多大?(2)游客横过马路的速度是多大?【思路导引】【解析】 (1)以警车为研究对象,则v 2m =2ax BC 将v m =14 m/s 、x BC =14.0 m 代入,得警车刹车加速度大小为a =7 m/s 2,因为警车行驶条件与肇事汽车相同,则肇事汽车的加速度也为7 m/s 2.所以肇事汽车的初速度v A =2ax AC =21 m/s.(2)肇事汽车在出事点B 的速度v B =2ax BC =14 m/s ,肇事汽车通过x AB 段的平均速度v ′=v A +v B 2=17.5 m/s ,肇事汽车通过x AB 段的时间t =x AB v ′=1 s .所以游客横过马路的速度v = 3.40.7+1m/s =2 m/s. 【答案】 (1)21 m/s (2)2 m/s[突破训练]5.汽车A 以v A =4 m/s 的速度向右做匀速直线运动,发现前方相距x 0=7 m 处、以v B =10 m/s 的速度同向运动的汽车B 正开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹车的加速度大小a =2 m/s 2.从此刻开始计时.求:(1)A 追上B 前,A 、B 间的最远距离是多少?(2)经过多长时间A 恰好追上B?【导学号:92492054】【解析】 汽车A 和B 运动的过程如图所示.(1)当A 、B 两辆汽车速度相等时,两车间的距离最远,即v B -at =v A ,解得t =3 s 此时汽车A 的位移x A =v A t =12 m汽车B 的位移x B =v B t -12at 2=21 m 故最远距离Δx m =x B +x 0-x A =16 m.(2)汽车B 从开始减速直到静止经历的时间t 1=v B a=5 s , 运动的位移x B ′=v 2B 2a=25 m 汽车A 在t 1时间内运动的位移x A ′=v A t 1=20 m 此时相距Δx =x B ′+x 0-x A ′=12 m汽车A 需再运动的时间t 2=Δx v A=3 s 故A 追上B 所用时间t =t 1+t 2=8 s.【答案】 (1)16 m (2)8 s。
通用版2018高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第1节描述运动的基本概念
第1节描述运动的基本概念[高考指南]说明:匀变速直线运动图象只限于vt图象.注:各考点要求中罗马数字Ⅰ、Ⅱ的含义如下:Ⅰ.对所列知识要知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用.Ⅱ.对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用.第1节描述运动的基本概念知识点1 参考系、质点1.参考系(1)定义:在描述物体运动时,用来作参考的物体.(2)参考系的四性:①标准性:选作参考系的物体都假定不动,被研究的物体都以参考系为标准.②任意性:参考系的选取原则上是任意的,通常选地面为参考系.③统一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系.④差异性:对于同一物体,选择不同的参考系描述结果一般不同.2.质点(1)定义:用来代替物体的有质量的点.(2)把物体看作质点的条件:物体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略不计.知识点2 位移和路程1.平均速度(1)定义:运动物体的位移和所用时间的比值.(2)定义式:v =ΔxΔt .(3)方向:跟物体位移的方向相同.2.瞬时速度(1)定义:运动物体在某位置或某时刻的速度.(2)物理意义:精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢.(3)速率:瞬时速度的大小.知识点4 加速度1.定义式a =Δv Δt ,单位是m/s 2.2.物理意义描述速度变化的快慢.3.方向与速度变化的方向相同.4.判断物体加速或减速的方法(1)当a 与v 同向或夹角为锐角时,物体加速.(2)当a 与v 垂直时,物体速度大小不变.(3)当a 与v 反向或夹角为钝角时,物体减速.1.正误判断(1)研究物体的运动时,只能选择静止的物体作为参考系.(×)(2)研究花样游泳运动员的动作时,不能把运动员看作质点.(√)(3)在直线运动中,物体的位移大小一定等于其路程.(×)(4)子弹击中目标的速度是瞬时速度.(√)(5)加速度是反映速度变化大小的物理量.(×)(6)加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大.(×)2.[对质点的理解]以下情景中,人或物体可以看成质点的是( )【导学号:92492000】A.研究一列火车通过长江大桥所需的时间B.研究乒乓球比赛中运动员发出的旋转球C.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作D.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置D[长江大桥虽长,但火车长度与之相比不能忽略,选项A错误;既然是“旋转球”,就是要研究球的旋转,故不能把它看做质点,选项B错误;研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时,突出的是看清“挥动国旗的动作”,不能把翟志刚看成质点,选项C错误;用GPS确定“武汉”舰在大海中的位置时,突出它的“位置”,可以把“武汉”舰看成质点(船的大小与大海相比,其大小可以忽略),故选项D正确.]3.[对质点、参考系和位移的理解]在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,这种天文现象称为“金星凌日”,如图111所示.下面说法正确的是( )图111A.地球在金星与太阳之间B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点C.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零D.以太阳为参考系,可以认为金星是运动的D[金星通过太阳和地球之间时,我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A错误;因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用,所以观测“金星凌日”不能将太阳看成质点,选项B错误;金星绕太阳一周,起点与终点重合,位移为零,选项C错误;金星相对于太阳的空间位置发生了变化,所以以太阳为参考系,金星是运动的,选项D正确.] 4.[对速度、加速度的理解]图112是火箭点火升空瞬间时的照片,关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是( )图112A.火箭的速度很小,但加速度可能较大B.火箭的速度很大,加速度可能也很大C.火箭的速度很小,所以加速度也很小D.火箭的速度很大,但加速度一定很小A[火箭点火升空瞬间速度很小,火箭得到高速气体的反冲力,加速度可能较大,A正确,B、D错误;加速度的大小与速度的大小无必然联系,故C错误.]1(1)质点是一种理想化模型,实际并不存在.(2)物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略.2.参考系(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们假定它是静止的.(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.[题组通关]1.在研究下述运动时,能把物体看做质点的是( )A.研究短跑运动员的起跑动作时B.研究飞往火星的宇宙飞船最佳运行轨道时C.将一枚硬币用力上抛并猜测它落地时正面是朝上还是朝下时D.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时B[研究起跑动作、硬币的上下面时,大小和形状不能忽略,故运动员和硬币都不能看做质点;研究汽车翻倒是转动问题,不能看做质点,研究飞船运行轨道时,可把飞船看做质点.故B正确.]2.(多选)如图113所示,在抗战胜利70周年之际,20架直升机组成“70”字样,飞过天安门广场上空.下列关于飞机运动情况的说法正确的是( )【导学号:92492001】图113A .地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系B .飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系C .以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的D .以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的ABC [地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系,飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系观察的结果,A 、B 选项正确;因6架表演机保持队形飞行,速度相同,故无论以编队中的哪一架飞机为参考系,其他飞机都是静止的,故C 正确,D 错误.](1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度.(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度.2.平均速度与平均速率的区别平均速度的大小不能称为平均速率,因为平均速率是路程与时间的比值,只有当路程与位移的大小相等时,平均速率才等于平均速度的大小.[多维探究]●考向1 平均速度的理解和计算1.(2017·皖南模拟)一个质点沿直线Ox 方向做变速运动,它离开O 点的距离x 随时间t 变化的关系为x =(5+2t 3)m ,它的速度随时间t 变化的关系为v =6t 2 m/s ,该质点在t =0到t =2 s 间的平均速度和t =2 s 到t =3 s 间的平均速度的大小分别为( )A .12 m/s 39 m/sB .8 m/s 38 m/sC .12 m/s 19.5 m/sD .8 m/s 13 m/s B [题中v =6t 2 m/s 是计算瞬时速度的公式,质点做非匀变速直线运动时,某段时间内的平均速度应根据其定义v =Δx Δt求解.t =0时,x 1=5 m ,t =2 s 时,x 2=21 m ,Δx 1=x 2-x 1=16 m ,v 1=Δx 1t 2-t 1=8 m/s ;t =3 s 时,x 3=59 m ,所以Δx 2=x 3-x 2=38 m ,所以v 2=Δx 2t 3-t 2=38 m/s ,故选B.]计算平均速度时应注意的问题1.求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度.2.v =Δx Δt是平均速度的定义式,适用于所有的运动. 3.v =12(v +v 0)只适用于匀变速直线运动.●考向2 极限法求瞬时速度2.(多选)一身高为H 的田径运动员正在参加百米国际比赛,在终点处,有一位站在跑道终点旁的摄影记者用照相机给他拍摄冲线过程,摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16,快门(曝光时间)是160s ,得到照片后测得照片中运动员的高度为h ,胸前号码布上模糊部分宽度是ΔL .由以上数据可以知道运动员的( )【导学号:92492002】A .百米成绩B .冲线速度C .百米内的平均速度D .冲线时160s 内的位移 BD [由于无法知道运动员跑100 m 经历的时间,故无法确定其平均速度和成绩,A 、C均错误;由题意可求出冲线时160 s 内运动员跑过的距离Δx =H h ΔL ,进一步求得160s 内的平均速度v =Δx 160,由于时间极短,可把这段时间内的平均速度近似看成是冲线时的瞬时速度,B 、D 正确.]3.(2015·浙江高考)如图114所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt .测得遮光条的宽度为Δx ,用Δx Δt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使Δx Δt更接近瞬时速度,正确的措施是( ) 【导学号:92492003】图114A .换用宽度更窄的遮光条B .提高测量遮光条宽度的精确度C .使滑块的释放点更靠近光电门D .增大气垫导轨与水平面的夹角A [Δx Δt表示的是Δt 时间内的平均速度,遮光条的宽度Δx 越窄,则记录遮光时间Δt 越小,Δx Δt越接近滑块通过光电门时的瞬时速度,选项A 正确.]极限法的应用1.方法理解:如果把一个复杂的物理全过程分解成几个小过程,且这些小过程的变化是单一的,选用极限法能使求解过程简单、直观.极限法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续、单调变化(单调增大或单调减小)的情况.2.方法应用:用极限法求瞬时速度和瞬时加速度(1)公式v =Δx Δt中当Δt →0时v 是瞬时速度. (2)公式a =Δv Δt中当Δt →0时a 是瞬时加速度.a =Δv Δt 是加速度的定义式,a =F m是加速度的决定式,即加速度的大小由物体受到的合力F 和物体的质量m 共同决定,加速度的方向由合力的方向决定.[母题] 关于速度、速度的变化量、加速度,正确的说法是( )【导学号:92492004】A .物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大B .速度很大的物体,其加速度可以为零C .某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大D .加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大B [由a =Δv Δt可知,当知道Δv 的变化量,但不知道Δt 的大小时,无法确定加速度的大小,故A 错误;高速匀速飞行的战斗机,速度很大,但速度的变化量为零,加速度为零,所以B 正确;炮筒中的炮弹,在火药刚刚燃烧的时刻,炮弹的速度为零,但加速度很大,所以C 错误;加速度很大,说明速度变化很快,速度可能很快变大,也可能很快变小,故D 错误.][母题迁移]●迁移1 加速度与速度同向1.一个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 .速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B .速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值C .位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大D .位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值B [因质点的加速度方向与速度方向始终相同,故质点一直加速,直到加速度为零,速度达最大值,A 错误,B 正确;因质点的速度方向不变且不为零,故质点的位移逐渐增大,无最大值,C 、D 均错误.]●迁移2 加速度与速度反向2.如图115所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v 1,经过一小段时间之后,速度变为v 2,Δv 表示速度的变化量.由图中所示信息可知( )图115A.汽车在做加速直线运动B.汽车的加速度方向与v1的方向相同C.汽车的加速度方向与Δv的方向相同D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反C[由于v2<v1,汽车做减速直线运动,A错误.该过程中,加速度的方向与速度反向,与速度变化的方向同向,C正确,B、D错误.]●迁移3 加速度与速度垂直3.物体做匀速圆周运动的过程中,下列说法中正确的是( )【导学号:92492005】A.物体处于平衡状态B.物体的速度保持不变C.物体的速度变大D.物体的速度大小不变D[在匀速圆周运动中,尽管速度的大小不变,但方向时刻变化,即速度变化,必有加速度且不等于零,不是平衡状态,故A、B、C错误,D正确.]对速度与加速度关系的三点提醒1.速度的大小与加速度的大小没有必然联系.2.速度的变化量与加速度没有必然的联系,速度的变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定.3.速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的.。
[推荐学习]新课标2018版高考物理一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动的规律实验一研究匀变速直线
实验一 研究匀变速直线运动[基本要求][数据处理]1.利用逐差法求平均加速度:a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 3,a =a 1+a 2+a 33. 2.利用平均速度求瞬时速度:v n =x n +x n +12T =d n +1-d n -12T. 3.利用速度—时间图象求加速度:作出速度—时间图象,通过图象的斜率求物体的加速度.[误差分析]1.使用刻度尺测计数点的距离时有误差.2.作v t 图象时出现作图误差.3.电源频率不稳定,造成打点的时间间隔不完全相同.4.长木板粗糙程度不均匀,小车运动时加速度有变化造成误差.[注意事项]1.平行:纸带、细绳要和长木板平行.2.靠近:释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置.3.一先一后:实验时应先接通电源,后释放小车;实验后先断 开电源,后取下纸带.4.减小误差:小车另一端挂的钩码个数要适当,避免速度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小,使纸带上打的点过于密集.5.纸带选取:选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点密集部分,适当选取计数点.6.准确作图:在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位,仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧.考向1 对实验装置及误差的考查[典例1] (2015·广东卷)某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度.(1)请完成以下主要实验步骤:按图(a)安装实验器材并连接电源;竖直提起系有重物的纸带,使重物 (填“靠近”或“远离”)计时器下端; , ,使重物自由下落;关闭电源,取出纸带;换新纸带重复实验.(2)图(b)和(c)是实验获得的两条纸带,应选取 (填“b”或“c”)来计算重力加速度.在实验操作和数据处理都正确的情况下,得到的结果仍小于当地重力加速度,主要原因是空气阻力和_________________________________.[解析] (1)使重物尽量靠近打点计时器,这样可以使重物下落过程的位移较大,打的点较多,使用打点计时器时,要先接通电源,然后释放重物.(2)重物下落过程,速度逐渐增大,相邻两点间的距离逐渐增大;而纸带c 中,相邻两点间的距离先增大后减小,所以应该选用纸带b.重物运动过程中,由于受空气阻力,以及纸带与限位孔间有摩擦阻力,所以运动过程中的加速度略小于当地重力加速度.[答案] (1)靠近 先接通电源 再释放重物 (2)b 纸带与限位孔间有摩擦阻力本实验参与计算的量有计数点间距和打点周期,因此误差主要来源于相邻两计数点之间距离的测量和电源频率的不稳定性.(1)交流电源的频率变化引起误差交流电源的频率出现波动时,打点周期会随之变化.频率升高时,打点周期减小,由于计算时仍按照原打点周期值,各点的瞬时速度的测量值v n =x n +x n +12T将偏小,加速度的测量值a=ΔxT2也会偏小.(2)位移的测量引起误差如果各计数点间的位移较小或相邻计数点之间的位移之差较小,位移测量的相对误差就会较大,从而导致速度和加速度的测量误差较大.考向2 对数据处理及注意事项的考查[典例2] (2016·天津卷)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动.(1)实验中,必要的措施是 . A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s 1=3.59 cm ,s 2=4.41 cm ,s 3=5.19 cm ,s 4=5.97 cm ,s 5=6.78 cm ,s 6=7.64 cm.则小车的加速度a = m/s 2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B 点时小车的速度v B = m/s.(结果均保留两位有效数字)[解析] (1)利用长木板、小车、打点计时器等研究匀变速直线运动规律,在实验中,必要的措施是:细线必须与长木板平行;先接通电源,再释放小车;不需要平衡摩擦力,不需要满足小车的质量远大于钩码的质量.因此正确选项是AB.(2)由Δx =aT 2、T =0.10 s 和逐差法可得小车的加速度a =s 4-s 1)+s 5-s 2)+s 6-s 3)9T2=0.80 m/s 2.利用匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得打点计时器打出B 点时小车的速度v B =s 1+s 22T=0.40 m/s. [答案] (1)AB (2)0.80 0.401.在研究匀变速直线运动的实验中,只需保证小车做匀变速直线运动,与加速度的大小和决定其大小的因素无关,因此没必要要求小车的质量远大于钩码的质量及平衡摩擦力.2.为了减小误差,计算加速度时应用逐差法.B 点为A 、C 的中间时刻点,在匀变速直线运动中,中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度(v t 2=v ).考向3 实验创新与改进(1)实验器材的创新:如果提供光电门和刻度尺,我们可以测出遮光片的宽度d ,借助v =dΔt求出物体通过光电门的速度,再由v 22-v 21=2ax ,测出物体的加速度.如果提供闪光照相机和刻度尺,我们可以用处理纸带的方法,求出物体的瞬时速度及物体的加速度.(2)数据处理方法的创新:如果测得物体运动的位移和对应时间可分两种情况考查,一是初速度为零,则x =12at 2,因此作出x t 2图线,二是物体的初速度不为零,则x =v 0t +12at 2,可得x t =v 0+12at ,因此作出xtt 图线,两种情况下,图线斜率的2倍即为物体的加速度.[典例3] (2017·苏锡常镇四市调研)某研究性学习小组用如图甲所示装置来测定当地的重力加速度,主要操作过程如下:①安装实验器材,调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上;②打开试管夹,由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t ,并用刻度尺(图中未画出)测量出两个光电门之间的高度h ,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v ;③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复②的操作.测出多组(h ,t ),计算出对应的平均速度v ;④画出v t 图象.甲乙请根据实验,回答下列问题:(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v 0,当地的重力加速度为g .则小铁球通过两光电门间的平均速度v 的表达式为 .(用v 0、g 和t 表示)(2)实验测得的数据如下表:(3)根据v t 图象,可以求得当地的重力加速度g = m/s 2,试管夹到光电门1的距离约为 cm.(以上结果均保留两位有效数字)[解析] (1)因为h =v 0t +12gt 2,所以v =h t =v 0+12gt .(2)在坐标纸上描点,用一条直线将这些点连接起来,使尽可能多的点在直线上,不在直线上的点均匀分布于直线两侧.(3)从图中可求出斜率k =4.84 m/s 2,v 0=1.10 m/s ,解得g =9.7 m/s 2,h =v 202g=0.062 m =6.2 cm.[答案] (1)v =v 0+12gt (2)如图所示 (3)9.7(9.5~9.9之间均可) 6.2(6.0~6.4之间均可)[典例4] 现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率是10 Hz ;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x 1、x 2、x 3、x 4.已知斜面顶端的高度h 和斜面的长度s .数据如下表所示.重力加速度大小取g =9.80 m/s 2.单位:cm(1)物块的加速度a = m/s 2(保留3位有效数字).(2)因为_________________________________________,可知斜面是粗糙的.[解析] (1)频闪照相中相邻影像点的时间间隔相等,利用逐差法求物块的加速度a =x 3+x 4-x 1-x 24T 2=4.30 m/s 2.(2)若物块沿光滑斜面下滑,对其受力分析,由牛顿第二定律可得:a ′=g hs=5.88 m/s 2,由物块的加速度a 小于物块沿光滑斜面下滑的加速度a ′,可知斜面是粗糙的.[答案] (1)4.30 (2)物块的加速度小于g h s=5.88 m/s 2(或物块的加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度)。
最新-2018高考物理一轮复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究有解析 新 精品
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究一、选择题(每小题4分,共40分)1.用同一张底片对着小球运动的路径每隔110 s 拍一次照,得到的照片如图1-1所示,则小球在图中过程运动的平均速度是( )图1-1A.0.25 m/s B .0.2 m/s C .0.17 m/s D .无法确定解析:由平均速度定义得v =x t =5×10-2310m/s =0.17 m/s.答案:C 2.汽车进行刹车试验,若速度从8 m/s 匀减速到零所用的时间为1 s ,按规定速率为8 m/s 的汽车刹车后位移不得超过5.9 m ,那么上述汽车刹车性能是否符合规定( )A .位移为8 m ,符合规定B .位移为8 m ,不符合规定C .位移为4 m ,符合规定D .位移为4 m ,不符合规定解析:实际刹车位移x =v t =v 02t =4 m <5.9 m ,符合规定.答案:C 3.(·长沙一中月考)一辆小车做匀加速直线运动,历时5 s ,已知前3 s 的位移是12 m ,后3 s 的位移是18 m ,则小车在这5 s 内的运动中( )A .平均速度为6 m/sB .平均速度为5 m/sC .加速度为1 m/s 2D .加速度为0.67 m/s 2解析:根据运动学规律得v 1.5=x 1t 1=123 m/s =4 m/s ,v 3.5=x 2t 2=183 m/s =6 m/s ,则a =v 3.5-v 1.5t =6-42 m/s 2=1 m/s 2,这5 s 内的平均速度等于2.5 s 末的瞬时速度v 2.5=v 1.5+v 3.52=5 m/s ,综上所述应选择B 、C. 答案:BC4.两物体从不同高度自由下落,同时着地,第一个物体下落时间为t ,第二个物体下落时间为t /2,当第二个物体开始下落时,两物体相距( )A .gt 2B .3gt 2/8C .3gt 2/4D .gt 2/4 答案:D5.下列说法正确的是( )A .加速度为零的质点一定处于静止状态B .做加速度不断减小的加速直线运动的质点,在加速度减小到零之前,速度不断增大,位移不断增大C .某质点的加速度方向向东,且做直线运动,则该质点一定在向东做加速直线运动D .质点做曲线运动时,它的加速度一定变化解析:加速度为零,速度为零的质点才处于静止状态,A 错误;加速度方向与速度方向相同时,虽然加速度减小,但速度还是增大的,位移不断增大,B 正确;质点的加速度向东,但速度不一定向东,C 错误;质点做曲线运动时,加速度可以是变化的,也可以是恒定的,D 错误.答案:B 6.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”定义为A =v -v 0x ,其中v 0和v 分别表示某段位移x 内的初速度和末速度.A >0表示物体做加速运动,A <0表示物体做减速运动.而现在物理学中加速度的定义式为a =v -v 0t,下列说法正确的是( )A .若A 不变,则a 也不变B .若A >0且保持不变,则a 逐渐变大C .若A 不变,则物体在中间位置处的速度为v 0+v2D .若A 不变,则物体在中间位置处的速度为v 20+v22解析:若A >0且保持不变,由A =v -v 0x 和a =v -v 0t 得:a =Ax /t ,由于速度v =x /t 在增加,所以a 在逐渐变大,A 错B 对;在“另类匀速直线运动”中,由于速度随位移均匀增加,所以物体在中间位置处的速度为v 0+v2,C 对D 错.答案:BC一个以初速度v 0沿直线运动的物体,t 秒末速度为v t ,如图1-2所示,则下列关于t 秒内物体运动的平均速度v 和加速度a 的说法中正确的是( )A.v =v 0+v t2B.v >v 0+v t2C .a 的大小和方向都没有变化D .a 随时间逐渐减小解析:若t 时间内做匀加速直线运动,位移x 1=v 0+v t2t ,对应梯形“面积”,从图中可知x 1小于图线与t 轴所夹面积,即v t >v 0+v t2t ,A 错B 对.随着t 增大,切线的斜率在减小,故a 减小,C 错D 对.答案:BD8.两个固定光滑斜面AB 和BC ,A 和C 两点在同一水平面上,斜面BC 比斜面AB 长,如图1-3所示,[一个滑块自A 点以速度v A 上滑,到达B 点时速度减小为零,紧接着沿BC 滑下,设滑块从A 点到C 点的总时间是t C ,那么图1-4的四个图中,正确表示滑块速度的大小v 随时间t 变化规律的是( )图1-4解析:v -t 图象中,直线的斜率表示做匀变速运动物体的加速度.加速度越大,直线越陡,而物块从A 经B 到C 的整个过程中,由于没有阻力做功,故A 、C 两点处物体应具有相等的速率,B 不正确.AB 和BC 两段上,物体平均速率相等,AB 段比BC 段运动时间短,A 不正确.又因为AB 段加速度大于BC 段加速度,两段都做匀变速直线运动,AB 和BC 段的速度图线为直线(a 的大小不变),D 不正确.答案:C9.从某一高度相隔1 s 先后释放两个相同的小球甲和乙,不计空气阻力,则在它们下落的过程中下述说法正确的是( )A .两球距离保持不变B .两球距离越来越大C .两球的速度差保持不变D .乙球相对甲球做匀加速运动[解析:设甲球运动时间为t ,则v 甲=gt ,v 乙=g (t -1),v 甲-v 乙=g ,即甲球相对于乙球做匀速直线运动,所以选项B 、C 正确.答案:BC10.如图1-5所示,a 、b 分别表示先后从同一地点以相同的初速度做匀变速直线运动的两个物体的速度-时间图象,则下列说法正确的是( )图1-5A.4 s末两物体的速度相等B.4 s末两物体在途中相遇C.5 s末两物体的速率相等D.5 s末两物体相遇解析:考查对v-t图象的理解和应用.4 s末时,两物体速度大小相等,方向相反,位移相等,则A错,B对;5s末时速率不同,位移也不同,C、D都错误.答案:B二、实验题(共16分)11.(6分)某同学用如图1-6所示装置测量重力加速度g,打下如图1-7所示纸带.如果在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每隔4个点取一个计数点,相邻计数点之间的距离记为x1、x2、x3、x4、x5、x6.(1)实验时纸带的__________端应和重物相连接(选填A或B).(2)该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点间的时间间隔):方法A :由g 1=x 2-x 1T 2,g 2=x 3-x 2T 2,…,g 5=x 6-x 5T 2取平均值g =9.767 m/s 2;方法B :由g 1=x 4-x 13T 2,g 2=x 5-x 23T 2,g 3=x 6-x 33T2,取平均值g =9.873 m/s 2. 从数据处理方法看,在x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6中,对实验结果起作用的数据,方法A 中有__________;方法B 中有__________.因此,选择方法__________(填“A”或“B”)更合理.答案:(1)A (2)x 1、x 6 x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6 B12.(10分)在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz ,记录小车运动的纸带如图1-8所示,在纸带上选择6个计数点A 、B 、C 、D 、E 、F ,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A 点的距离依次是2.0 cm 、5.0 cm 、9.0 cm 、14.0 cm 、20.0 cm.(1)根据已学的知识可以求出小车在B 点的速度为v B =__________m/s ,CE 间的平均速度为__________m/s.(2)以打B 点时为计时起点,建立v -t 坐标系如图1-9所示,请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线.(3)根据图线可得小车运动的加速度为__________m/s 2.解析:(1)v B =A C2T =5.0×10-22×0.1m/s =0.25 m/s ,CE 间的平均速度v =AE -AC 2T=(14.0-5.0)×10-22×0.1m/s =0.45 m/s.(2)应用平均速度等于中间时刻的瞬时速度,解得v B =0.25 m/s ,v C =0.35 m/s ,v D =0.45 m/s ,v E =0.55 m/s ,描点作出v -t 图线如图1-10所示.图1-10(3)由图线得其加 速度a =1.0 m/s 2. 答案:(1)0.25 0.45 (2)见图1-10 (3)1.0三、计算题(共44分)13.(8分)在一段限速为50 km/h 的平直道路上,一辆汽车遇紧急情况刹车,刹车后车轮在路面上滑动并留下9.0 m 长的笔直刹车痕.从监控录像中得知该车从刹车到停止的时间为1.5 s .请你根据上述数据计算该车刹车前的速度,并判断该车有没有超速行驶.解析:汽车刹车后做匀减速直线运动,末速度为零.由运动学公式x =v 0t -12at 2,v =v 0-at 且v =0,联立解得v 0=2x t =2×9.01.5m/s =12 m/s ,由v 0=12 m/s =43.2 km/h <50 km/h ,可以判断,该车没有超速. 答案:43.2 km ,没有超速14.(10分)2018年5月12日我国四川省发生8.0级大地震,地震造成山体滑坡,道路堵塞,给救援工作带来巨大困难.某空降部队为完成国家交付的救援任务,采用直升飞机空降救援方式.若已知飞机高度325 m ,空降兵开始空降阶段自由下落5 s ,然后打开降落伞减速,且着地速度不超过5 m/s ,则打开降落伞后的加速度至少为多少?(g 取10 m/s)解析:空降兵自由下落的位移h 1=12gt 2=125 m ,5 s 末时速度v 1=gt =50 m/s ,打开降落伞后的位移h 2=(325-125) m =200 m ,由运动学规律得v 21-v 22=2ah 2,解得a =v 21-v 222h 2=502-522×200m/s 2=6.2 m/s 2.答案:6.2 m/s 215.(12分)质点从A 点沿直线运动到B 点,先做初速度为零的匀加速运动,随后做匀速运动,总时间为10 s .如果质点一直做初速度为零、加速度与第一次相同的匀加速运动,且到达B 点时的速度是第一次到达B 点时的2倍,求第二次的运动时间.解析:设质点运动时的加速度为a ,匀速运动时的速度为v ,AB 长为x . 第一次:匀加速运动的位移x1=v22a,时间t1=va,匀速运动的位移x2=v(t-t1)第二次:运动的位移x′=(2v)2 2a结合x=x1+x2,解得t=4s解得t′=8 s答案:8s16.(14分)1935年在前苏联的一条直铁轨上,有一列火车因蒸汽不足而停驶,驾驶员把货车车厢甲(如图1-11所示)留在现场,只拖着几节车厢向前方不远的车站开进,但他忘了将车厢刹好,以致车厢在斜坡上以4 m/s的速度匀速后退.此时另一列火车正在以16 m/s 的速度向该车厢驶来,驾驶技术相当好的驾驶员波尔西列夫立即刹车,紧接着加速倒退,结果恰好接住了车厢甲,从而避免了相撞.设列车乙刹车过程和加速倒退过程均为匀变速直线运动,且加速度大小均为a=2 m/s2.求波尔西列夫发现车厢甲向自己驶来而立即开始刹车时,两车相距多远?解析:设两车相距为x0,从发现到接住所用时间为t,此时波尔西列夫驾驶的列车速度大小为4 m/s,由运动学规律得vt=x0,v0=-16 m/s,v-v0=at,两式联立解得x0=100 m.答案:100 m。
2018届高三物理一轮复习课时提升作业 三 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究1-3 含解析 精品
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课时提升作业三运动图象追及相遇问题(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
1~5题为单选题,6~8题为多选题)1.(2017·大同模拟)如图所示的v-t图象中,表示匀变速直线运动规律的是( )【解析】选B。
A图象速度恒定不变,表示匀速直线运动,故A错误;B 图象速度随时间均匀增大,表示匀加速直线运动,属于匀变速直线运动,B正确;C图象速度—时间图象的斜率逐渐增大,表示物体做加速度逐渐增大的加速运动,故为变加速直线运动,C错误;D图象速度—时间图象的斜率逐渐减小,表示物体做加速度逐渐减小的加速运动,故为变加速直线运动,D错误。
2.(2017·佛山模拟)一物体自t=0时开始做直线运动,其速度与时间的关系图线如图所示,下列选项正确的是( )A.在0~6 s内,物体离出发点最远为30 mB.在0~6 s内,物体经过的路程为30 mC.在0~4 s内,物体的平均速率为7.5 m/sD.在0~6 s内,物体的平均速度为错误!未找到引用源。
m/s【解析】选C。
0~5s物体向正向运动,5~6 s向负向运动,故5 s末离出发点最远,最远距离为x=错误!未找到引用源。
×(2+5)×10m=35 m,故A错误;0~5 s的位移大小x1=x=35m,5~6 s的位移大小x2=错误!未找到引用源。
×1×10m=5 m,故总路程s=x1+x2=35m+5m=40m,故B错误;0~4s的位移x′=错误!未找到引用源。
×(2+4)×10m=30 m,路程等于位移大小,即s′=30m,平均速率为v=错误!未找到引用源。
=7.5m/s,故C正确;在0~6 s内,物体的平均速度为错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
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第2节 匀变速直线运动的研究 考点一| 匀变速直线运动的规律 1.基本规律 (1)速度公式:v=v0+at.
(2)位移公式:x=v0t+12at2. (3)位移速度关系式:v2-v20=2ax. 这三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.均为矢量式,应用时应规定正方向. 2.两个重要推论 (1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等
于初、末时刻速度矢量和的一半,即:v=vt2=v0+v2. (2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:Δx=x2-x1
=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2.
3.v0=0时的四个重要推论 (1)1T末、2T末、3T末、…瞬时速度的比为: v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n.
(2)1T内、2T内、3T内…位移的比为: x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2. (3)第一个T内、第二个T内、第三个T内…位移的比为:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1). (4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为: t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n-n-1).
1.下列关于匀变速直线运动的说法中,正确的是( ) A.匀变速直线运动是运动快慢相同的运动 B.匀变速直线运动是速度变化量相同的运动 C.匀变速直线运动的速度一直在增加 D.匀变速直线运动就是速度变化快慢相同的运动 D [匀变速直线运动是速度变化快慢相等的运动,即在相等时间内速度变化量相等的运动,若时间不相同,则速度的变化量不同,因此A、B错误,D正确;匀变速直线运动分为匀加速直线运动和匀减速直线运动,只有加速度方向与速度方向相同时,才做加速运动,故C错误.] 2.(2017·舟山学考模拟)汽车由静止开始匀加速前进,经过10 s速度达到5 m/s,则在这10 s内( ) 【导学号:81370017】 A.汽车的平均速度是0.5 m/s B.汽车的平均速度是2.5 m/s C.汽车的平均速度是5 m/s D.汽车的位移是50 m
B [由v=at知a=0.5 m/s2,v=v0+v2=2.5 m/s,x=v·t=25 m.即A、C、D选项均错误,B选项正确.] 3.在一次交通事故中,警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是20 m,设该车辆的刹车加速度大小是10 m/s2,该路段的限速为60 km/h.则该车( ) A.刹车所用的时间为1 s B.超速 C.不超速 D.行驶速度为60 km/h B [由运动学公式-2ax=v2-v20,代入可解得v0=20 m/s=72 km/h>60
km/h,该车超速,故B项正确,C、D项错误;刹车所用的时间为t=v0a=2010 s=2 s,故A项错误.] 4.(2017·嘉兴市联考)有一列火车正在做匀加速直线运动.从某时刻开始计时,第1 min内,发现火车前进了180 m,第2 min内,发现火车前进了360 m.则火车的加速度为( ) 【导学号:81370018】 A.0.01 m/s2 B.0.05 m/s2 C.36 m/s2 D.180 m/s2 B [对于匀变速直线运动在连续相等时间内,位移之差为恒量,即Δx=aT2,在本题中时间T为60 s,x1=180 m,x2=360 m,则由x2-x1=aT2,解得a=0.05 m/s2.故选B.] 5.假设某无人机靶机以300 m/s的速度匀速向某个目标飞来,在无人机离目标尚有一段距离时发射导弹,导弹以80 m/s2的加速度做匀加速直线运动,以1 200 m/s的速度在目标位置击中该无人机,则导弹发射后击中无人机所需的时间为( ) 【导学号:81370029】 A.3.75 s B.15 s C.30 s D.45 s B [导弹由静止做匀加速直线运动,即v0=0,a=80 m/s2,据公式v=v0+
at,有t=va=1 20080 s=15 s,即导弹发射后经15 s击中无人机,选项B正确.] 考点二| 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究
1.自由落体运动 (1)条件:物体只受重力作用,从静止开始下落. (2)运动特点:初速度v0=0,加速度为重力加速度g的匀加速直线运动. (3)基本规律:①速度公式:v=gt.
②位移公式:h=12gt2. ③速度位移关系式:v2=2gh. 2.自由落体加速度 (1)在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度.方向:竖直向下. (2)在地球上其大小随地理纬度的增加而增大,在赤道上最小,两极处最大. 3.伽利略对自由落体运动的研究 (1)亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的重量决定的,物体越重,下落得越快. (2)伽利略认为,重物和轻物应该下落得同样快,他猜想落体应该是一种最简单的变速运动,即它的速度应该是均匀变化的. (3)日常生活中常会见到,较重的物体下落得比较快,这是由于空气阻力对不同物体的影响不同. (4)由于自由下落物体运动时间太短,当时直接验证自由落体运动是匀加速直线运动很困难,伽利略采用了间接的验证方法,他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下,做了上百次的实验,证明了球在斜面上的运动是匀变速直线运动,然后将此结论合理外推到自由落体运动上. (5)伽利略的科学方法:观察现象→逻辑推理→猜想假说→实验验证→修正推广. 4.竖直上抛运动规律 (1)运动特点:加速度为g,上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做自由落体运动. (2)基本规律:①速度公式:v=v0-gt.
②位移公式:h=v0t-12gt2. ③速度位移关系式:v2-v20=-2gh. ④上升的最大高度:H=v202g.
⑤上升到最高点所用时间:t=v0g.
(2016·浙江4月学考)宇航员在月球上离月球表面高10 m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( ) A.1.0 s B.1.4 s C.3.5 s D.12 s
C [由h=12gt2,其中月球表面重力加速度约为地球表面的六分之一,求得时间t约为3.5 s,所以C正确.] (2016·10月浙江学考)其探险者在野外攀岩时,踩落一小石块,约5 s后听到石块直接落到崖底的声音,探险者离崖底的高度最接近的是( ) 【导学号:81370020】 A.25 m B.50 m C.110 m D.150 m
C [石块被踩落后可近似看做自由落体运动,由h=12gt2可知5 s后下降高度为h=125 m,实际过程中存在阻力作用,并不是理想的自由落体运动,故探险者离崖底的高度接近但小于125 m.故选C.]
1.伽利略为了研究自由落体运动的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,如图1-2-1所示,对于这个研究过程,下列说法正确的是( ) 【导学号:81370021】
图1-2-1 ①斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程 ②斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于小球运动时间的测量 ③通过对斜面实验的观察与计算,直接得到自由落体运动的规律 ④根据斜面实验结论进行合理外推,得到自由落体运动的规律 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ D [斜面实验“冲淡”了重力的作用,可以使小球下滑的加速度变小,运动时间更长,①错误,②正确;根据斜面实验结论——倾斜角越来越大,而遵循的规律一样:小球沿斜面做匀加速运动、倾角一定时加速度相等,于是合理地将斜面外推成竖直,得到自由落体运动的规律,③错误,④正确,选D项.] 2.已知广州地区的重力加速度为9.8 m/s2,在此地区物体做自由落体运动的 说法中,正确的是( ) A.下落过程,物体的速度每秒增加9.8 m/s B.自由落体运动是一种匀速运动 C.释放物体瞬间,物体速度和加速度都为零 D.物体越重,下落的越快 A [重力加速度为9.8 m/s2,故自由下落过程中,物体的速度每秒增加9.8 m/s,故A正确;自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,故B错误;释放物体瞬间,物体速度为零,加速度为g,故C错误;重力加速度与物体的质量无关,重物与轻物下落一样快,故D错误.] 3.质量不等的两个物体从相同高度处做自由落体运动,下列说法正确的是 ( ) 【导学号:81370022】 A.下落所用时间不同 B.落地时速度不同 C.下落的加速度相同 D.落地时速度变化量不相同 C [根据自由落体运动的规律,从相同高度处下落,下落所用时间相同,落地时速度相同,下落的加速度都等于重力加速度,速度变化量Δv=gt相同,选项A、B、D错误,选项C正确.] 4.蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动.为了测量运动员跃起的高度,训练时可在弹性网上安装压力传感器,利用传感器记录弹性网所受的压力,并在计算机上作出压力—时间图象,假如作出的图象如图1-2-2所示.设运动员在空中运动时可视为质点,则运动员跃起的最大高度是(g取10 m/s2)( )
图1-2-2 A.1.8 m B.3.6 m C.5.0 m D.7.2 m