高考物理 知识复习与检测 第一章 运动的描述 匀变速直线运动 第2讲 匀变速直线运动的规律-人教版高三全册物理试题.doc
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1、第2讲匀变速直线运动的规律一、匀变速直线运动的规律1匀变速直线运动沿一条直线且加速度不变的运动2匀变速直线运动的基本规律(1)速度公式:vv0at.(2)位移公式:xv0tat2.(3)位移速度关系式:v2v022ax.二、匀变速直线运动的推论1三个推论(1)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间初、末时刻速度矢量和的平均值,还等于中间时刻的瞬时速度平均速度公式:v.(2)连续相等的相邻时间间隔T内的位移差相等即x2x1x3x2xnxn1aT2.(3)位移中点速度v .2初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论(1)1T末,2T末,3T末,nT末的瞬时速度之比为v1v2v3v
2、n123n.(2)1T内,2T内,3T内,nT内的位移之比为x1x2x3xn122232n2.(3)第1个T内,第2个T内,第3个T内,第n个T内的位移之比为xxxxN135(2n1)(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t1t2t3tn1(1)()(2)()深度思考飞机着陆后以6 m/s2的加速度做匀减速直线运动,若其着陆速度为60 m/s,则它着陆后12 s内滑行的距离是多少?某位同学的解法如下:由位移公式xv0tat2,代入已知量求得滑行距离x288 m,请分析以上解析是否正确,若不正确,请写出正确的解析答案不正确解析如下:先求出飞机着陆后到停止所用时间t.由vv0at,得t
3、s10 s,由此可知飞机在12 s内不是始终做匀减速运动,它在最后2 s内是静止的故它着陆后12 s内滑行的距离为xv0t6010 m(6) m300 m.三、自由落体运动1条件物体只受重力,从静止开始下落2基本规律(1)速度公式:vgt.(2)位移公式:xgt2.(3)速度位移关系式:v22gx.3伽利略对自由落体运动的研究(1)伽利略通过逻辑推理的方法推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的结论(2)伽利略对自由落体运动的研究方法和科学的推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一他所用的研究方法是逻辑推理猜想与假设实验验证合理外推这种方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地
4、结合起来1(多选)物体从静止开始做匀加速直线运动,第3 s内通过的位移为3 m,则()A前3 s内的平均速度为3 m/sB前3 s内的位移为6 mC物体的加速度为1.2 m/s2D3 s末的速度为3.6 m/s答案CD2(粤教版必修1P35第5题改编)雨滴自屋檐由静止滴下,每隔0.2 s滴下一滴,第1滴落下时第6滴恰欲滴下,此时测得第1、2、3、4滴之间的距离依次为1.62 m、1.26 m、0.9 m假定落下的雨滴的运动情况完全相同,则此时第2滴雨滴下落的速度和屋檐高度各为(假设雨滴下落过程中不考虑空气阻力)()A3.6 m/s,4.5 m B7.2 m/s,4.5 mC3.6 m/s,4
5、m D8 m/s,4 m答案B解析6个雨滴的自由落体运动可以等效为1个雨滴在不同时刻的位置,如图:x121.62 m,x231.26 m,x340.9 mv27.2 m/s由v00时相邻相同时间内位移之比为1357可得:,h4.5 m.3(人教版必修1P43第3题)某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为5 m/s2,所需的起飞速度为50 m/s,跑道长100 m通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置对于该型号的舰载飞机,弹射系统必须使它至少具有多大的初速度?为了尽量缩短舰载飞机起飞时的滑行距离,航
6、空母舰还需逆风行驶这里对问题做了简化答案不能10 m/s4(人教版必修1P45第5题)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置如图1是小球自由下落时的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04 s闪光一次如果通过这幅照片测量自由落体加速度,可以采用哪几种方法?试一试图1照片中的数字是小球落下的距离,单位是厘米答案见解析解析方法一根据公式xgt2x19.6 cm0.196 m.t5T0.2 sg m/s29.8 m/s2方法二根据公式xgT2g102 m/s210.6 m/s
7、2.方法三根据vgt和v m/s1.56 m/sg m/s29.75 m/s2.命题点一匀变速直线运动规律及应用1恰当选用公式题目中所涉及的物理量(包括已知量、待求量和为解题设定的中间量)没有涉及的物理量适宜选用公式v0、v、a、txvv0atv0、a、t、xvxv0tat2v0、v、a、xtv2v022axv0、v、t、xaxt除时间t外,x、v0、v、a均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v0的方向为正方向2规范解题流程例1据报道,一儿童玩耍时不慎从45 m高的阳台上无初速度掉下,在他刚掉下时恰被楼下一社区管理人员发现,该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童已知管理人员到
8、楼底的距离为18 m,为确保能稳妥安全地接住儿童,管理人员将尽力节约时间,但又必须保证接住儿童时没有水平方向的冲击不计空气阻力,将儿童和管理人员都看成质点,设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动,g取10 m/s2.(1)管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底?(2)若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等,且最大速度不超过9 m/s,求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件?无初速度掉下;不计空气阻力;没有水平方向的冲击答案(1)6 m/s(2)a9 m/s2解析(1)儿童下落过程,由运动学公式得:hgt02管理人员奔跑的时间tt0,对管理人员运动过程,由运动学公式得:x
9、t,联立各式并代入数据解得:6 m/s.(2)假设管理人员先匀加速接着匀减速奔跑到楼底,奔跑过程中的最大速度为v0,由运动学公式得:解得:v0212 m/svm9 m/s故管理人员应先加速到vm9 m/s,再匀速,最后匀减速奔跑到楼底设匀加速、匀速、匀减速过程的时间分别为t1、t2、t3,位移分别为x1、x2、x3,加速度大小为a,由运动学公式得:x1at12x3at32,x2vmt2,vmat1at3t1t2t3t0,x1x2x3x联立各式并代入数据得a9 m/s2.1一个做匀变速直线运动的质点,初速度为0.5 m/s,第9 s内的位移比第5 s内的位移多4 m,则该质点的加速度、9 s末的
10、速度和质点在9 s内通过的位移分别是()Aa1 m/s2,v99 m/s,x940.5 mBa1 m/s2,v99 m/s,x945 mCa1 m/s2,v99.5 m/s,x945 mDa0.8 m/s2,v97.7 m/s,x936.9 m答案C解析根据匀变速直线运动的规律,质点在t8.5 s时刻的速度比在t4.5 s时刻的速度大4 m/s,所以加速度a1 m/s2,v9v0at9.5 m/s,x9(v0v9)t45 m,选项C正确2随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍爱生命某路段机动车限速为15 m/s,一货车严重超载后的总质量为5.01
11、04 kg,以15 m/s的速度匀速行驶发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度大小为5 m/s2.已知货车正常装载后的刹车加速度大小为10 m/s2.(1)求此货车在超载及正常装载情况下的刹车时间之比(2)求此货车在超载及正常装载情况下的刹车距离分别是多大?(3)若此货车不仅超载而且以20 m/s的速度超速行驶,则刹车距离又是多少?(设此情形下刹车加速度大小仍为5 m/s2)答案(1)21(2)22.5 m11.25 m(3)40 m解析(1)此货车在超载及正常装载情况下刹车时间之比t1t221.(2)超载时,刹车距离x1 m22.5 m正常装载时,刹车距离x2 m11.25 m显
12、然,严重超载后的刹车距离是正常装载时刹车距离的两倍(3)货车在超载并超速的情况下的刹车距离x3 m40 m由此可见,超载超速会给交通安全带来极大的隐患命题点二常用的几种物理思想方法例2一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍该质点的加速度为()A. B. C. D.答案A解析动能变为原来的9倍,则质点的速度变为原来的3倍,即v3v0,由s(v0v)t和a得a,故A对例3质点由A点出发沿直线AB运动,行程的第一部分是加速度大小为a1的匀加速运动,接着做加速度大小为a2的匀减速运动,到达B点时恰好速度减为零若AB间总长度为s,则质点从A到B所用时间t为()A
13、. B. C. D. 接着做加速度大小为a2的匀减速运动;到达B点时恰好速度减为零答案B解析设第一阶段的末速度为v,则由题意可知:s,解得:v ;而st1t2t,由此解得:t ,所以正确答案为B.3一个物体做末速度为零的匀减速直线运动,比较该物体在减速运动的倒数第3 m、倒数第2 m、最后1 m内的运动,下列说法中正确的是()A经历的时间之比是123B平均速度之比是321C平均速度之比是1(1)()D平均速度之比是()(1)1答案D解析将末速度为零的匀减速直线运动看成是反方向初速度为0的匀加速直线运动(逆向思维),从静止开始通过连续相等的三段位移所用时间之比为t1t2t31(1)(),则倒数第
14、3 m、倒数第2 m、最后1 m内经历的时间之比为()(1)1,平均速度之比为1()(1)1,故只有选项D正确4做匀加速直线运动的质点,在第一个3 s内的平均速度比它在第一个5 s内的平均速度小3 m/s.则质点的加速度大小为()A1 m/s2 B2 m/s2 C3 m/s2 D4 m/s2答案C解析第1个3 s内的平均速度即为1.5 s时刻瞬时速度v1,第1个5 s内的平均速度即为2.5 s时刻瞬时速度v2,a3 m/s2,C正确5某款小轿车对紧急制动性能的设计要求是:以20 m/s的速度行驶时,急刹车距离不得超过25 m在一次紧急制动性能测试中,该款小轿车以某一速度匀速行驶时实行紧急制动,
15、测得制动时间为1.5 s,轿车在制动的最初1 s内的位移为8.2 m,试根据测试结果进行计算来判断这辆轿车的紧急制动性能是否符合设计要求答案符合设计要求解析轿车在制动的最初1 s内的位移为8.2 m.则v0.5 m/s8.2 m/s,a m/s223.6 m/s2.由v2v022ax,可得x m8.5 mt2 Bt1t2Cv1v212 Dv1v213答案BC解析由题意可知lgt12,l3lg(t1t2)2,故t1t2,选项A错误,B正确;而v1gt1,v2g(t1t2),故v1v212,选项C正确,D错误8.距地面高5 m的水平直轨道上A、B两点相距2 m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h
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