多过程问题(原卷版)
多过程问题
多过程问题(原卷版)(总3页) --本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、多过程问题定义:在一条直线上,物体可以先做匀速、匀加、匀减,后做匀速、匀加、匀减,所以一共是九种运动组合形式,类似此过程或者更多运动形式的组合便叫多过程问题二、公式法解题适用条件:两种运动形式的组合中除匀速匀速组合外其余八种方法:初末212121;;v v t t t x x x ==+=+例1、物体由静止开始做加速度大小为a 1的匀加速直线运动,当速度达到v 时,改为加速度大小为a 2的匀减速直线运动,直至速度为零.在匀加速和匀减速运动过程中物体的位移大小和所用时间分别为x 1、x 2和t 1、t 2,下列各式成立的是( ):x 2=t 1:t 2 :a 2=t 1:t 2t 1=x 2/t 2=(x 1+x 2)/(t 1+t 2) D .v =2(x 1+x 2)/(t 1+t 2)例2、卡车原来以10 m/s 的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方立即开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2 m/s 时,交通灯恰好转为绿灯,司机当即放开刹车,并且只用了减速过程一半的时间卡车就加速到原来的速度.从刹车开始到恢复原速的过程用了12 s .求:(1)卡车在减速与加速过程中的加速度;(2)开始刹车后2 s 末及10 s 末的瞬时速度大小.三、图像法解题在多过程匀变速直线运动问题处理中,学生列表达式是没有问题,但是在解决方程过程中常常会犯一些错,学生感到头疼,而且占用很多时间。
下面通过几个实例介绍一种运用v-t 图像处理多过程的匀变速直线运动,解决结果快而且还很准确。
例3、物体第1s 由静止向右做加速度为1m/s 2的匀加速运动,第2s 加速度方向向左,大小不变,以后每隔1s 加速度的方向都改变一次,但大小不变,则1min 后物体在( )A.原位置B.原位置左C.原位置右5mD.原位置右30m例4、有一架电梯,启动时匀加速上升,加速度为22/m s ,制动时匀减速上升,加速度为1-2/m s ,楼高52m 。
高考物理专题4多运动过程问题练习含解析
专题4 多运动过程问题1.多过程问题一般情景复杂、条件多,可画运动草图或作v -t 图象形象地描述运动过程,这有助于分析问题,也往往能从中发现解决问题的简单办法.2.多过程运动中各阶段运动之间的“连接点”的速度是两段运动共有的一个物理量,用它来列方程能减小复杂程度. 1.学校对升旗手的要求是:国歌响起时开始升旗,当国歌结束时国旗恰好升到旗杆顶端.已知国歌从响起到结束的时间是48 s ,红旗上升的高度是17.6 m.若国旗先向上做匀加速运动,时间持续4 s ,然后做匀速运动,最后做匀减速运动,减速时间也为4 s ,红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零,则国旗匀加速运动时加速度a 及国旗匀速运动时的速度v ,正确的是( )A.a =0.2 m/s 2,v =0.1 m/s B.a =0.4 m/s 2,v =0.2 m/s C.a =0.1 m/s 2,v =0.4 m/s D.a =0.1 m/s 2,v =0.2 m/s 答案 C解析 如图所示为国旗运动的v -t 图象,则v m 2t 1×2+v m t 2=h ,其中t 1=4 s ,t 2=40 s ,h =17.6 m ,解得v m =0.4 m/s ,则a =v mt 1=0.1 m/s 2.2.(2019·河北衡水市质检)卡车以v 0=10 m/s 的速度在平直的公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机立即刹车,使卡车匀减速直线前进直至停止.停止等待6 s 时,交通灯变为绿灯,司机立即使卡车做匀加速运动.已知从开始刹车到恢复原来的速度所用时间t =12 s ,匀减速阶段的加速度大小是匀加速阶段的2倍,反应时间不计.则下列说法正确的是( ) A.卡车匀减速所用时间t 1=2 s B.匀加速的加速度为5 m/s 2C.卡车刹车过程通过的位移是20 mD.从卡车开始刹车到刚恢复到原来速度的过程中,通过的位移大小为40 m 答案 A解析 匀减速运动的加速度是匀加速的2倍,根据v =at 得匀减速运动的时间是匀加速运动的时间的12.匀加速和匀减速运动的时间之和为:Δt =12 s -6 s =6 s.则匀减速运动的时间:t 1=13Δt =2 s ,选项A 正确;匀加速运动的时间为t 2=4 s ,故匀加速的加速度为a =v 0t 2=104m/s 2=2.5 m/s 2,选项B 错误;卡车刹车过程的位移:x 1=v 02t 1=5×2 m=10 m ,匀加速直线运动的位移:x 2=v 02×t 2=5×4 m=20 m ,则卡车开始刹车到刚恢复到原来速度的过程中,通过的位移x =x 1+x 2=30 m ,选项C 、D 错误.3.一物块以一定的初速度沿足够长的光滑斜面由底端上滑,从开始上滑至回到斜面底端的时间为6 s ,若在物块上滑的最大位移的一半处固定一垂直斜面的挡板,仍将该物块以相同的初速度由斜面底端上滑,物块撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反.撞击所需时间不计,则这种情况下物块从开始上滑至回到斜面底端的总时间约为(不计空气阻力)( ) A.1.0 s B.1.8 s C.2.0 s D.2.6 s答案 B解析 第1段与第2段位移相等,由逆向思维法,所用时间之比为t 1∶t 2=(2-1)∶1,又t 1+t 2=t 总2=3 s ,t 总′=2t 1,解得t 总′≈1.8 s..4.如图1所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m 设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s 和2 s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2 m/s 2由静止加速到2 m/s ,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( )图1A.关卡2B.关卡3C.关卡4D.关卡5答案 C解析 由题意知,该同学先加速后匀速,速度增大到2 m/s 用时t 1=v a=1 s ,在加速时间内通过的位移x 1=12at 12=1 m ,t 2=4 s ,x 2=vt 2=8 m ,已过关卡2,t 3=2 s 时间内x 3=4 m ,关卡打开,t 4=5 s ,x 4=vt 4=10 m ,此时关卡关闭,距离关卡4还有1 m ,到达关卡4还需t 5=0.5 s ,小于2 s ,所以最先挡住他前进的是关卡4,故C 正确.5.(2020·湖南娄底市下学期质量检测)如图2所示水平导轨,A 、B 为弹性竖直挡板,相距L =4 m.一小球自A 板处开始,以v 0=4 m/s 的速度沿导轨向B 运动,它与A 、B 挡板碰撞后均以与碰前大小相等的速率反弹回来,且在导轨上做加速度大小不变的减速运动,为使小球停在AB 的中点,这个加速度的大小可能为( )图2A.47 m/s 2B.0.5 m/s 2C.1 m/s 2D.1.5 m/s 2答案 A解析 小球停在AB 的中点,可知小球的路程s =nL +L2,n =0,1,2,….由v 2-v 02=2as 得,|a |=v 022nL +12L,n =0,1,2,…,代入数据解得|a |=42n +1m/s 2,n =0,1,2,…,将选项中加速度大小代入上式,可知只有A 项正确.6.如图3所示,甲、乙两车同时由静止从A 点出发,沿直线AC 运动.甲以加速度a 3做初速度为零的匀加速运动,到达C 点时的速度为v .乙以加速度a 1做初速度为零的匀加速运动,到达B 点后做加速度为a 2的匀加速运动,到达C 点时的速度也为v .若a 1≠a 2≠a 3,则( )图3A.甲、乙不可能同时由A 到达CB.甲一定先由A 到达CC.乙一定先由A 到达CD.若a 1>a 3,则甲一定先由A 到达C 答案 A解析 根据速度-时间图象得,若a 1>a 3,如图(a),因为末速度相等,位移相等,即图线与时间轴所围成的面积相等,则t 乙<t 甲;若a 3>a 1,如图(b),因为末速度相等,位移相等,即图线与时间轴所围成的面积相等,则t 乙>t 甲;通过图象作不出位移相等,速度相等,时间也相等的图线,所以甲、乙不能同时由A 到达C .故A 正确,B 、C 、D 错误.7.为了研究汽车的启动和制动性能,现用甲、乙两辆完全相同的汽车在平直公路上分别进行实验.让甲车以最大加速度a 1加速到最大速度后匀速运动一段时间再以最大加速度a 2制动,直到停止;乙车以最大加速度a 1加速到最大速度后立即以加速度a 22制动,直到停止.实验测得甲、乙两车的运动时间相等,且两车运动的位移之比为5∶4.则a 1∶a 2的值为( ) A.2∶1 B.1∶2 C.4∶3 D.4∶5答案 B解析 作出甲、乙两车的速度—时间图象,如图所示,设甲车匀速运动的时间为t 1,总时间为t 2,因为两车的位移之比为5∶4,根据v -t 图象中,图线与t 轴围成的“面积”表示位移,有(t 1+t 22v m )∶(t 22v m )=5∶4,解得t 1∶t 2=1∶4,乙车以最大加速度a 1加速到最大速度后立即以加速度a 22制动,直到停止,根据速度—时间图线的斜率表示加速度,可知乙车做匀减速运动的时间是甲车做匀减速运动时间的2倍,则甲车做匀速运动的时间和做匀减速运动的时间相等,可知甲车匀加速运动的时间和匀减速运动的时间之比为2∶1,则加速度a 1∶a 2=1∶2,故B 正确.8.在一列以4 m/s 的速度沿直线匀速行进的队伍中,队尾一同学突然加速向前运动,加速度大小为2 m/s 2,达到8 m/s 的最大速度后做匀速直线运动.已知队伍的长度为100 m ,该同学从队尾到队首需经( ) A.25 s B.26 s C.30 s D.50 s答案 B 解析 由t =v -v 0a得该同学加速到最大速度所用的时间为t 1=2 s ,在这段时间内,该同学位移为x 1=v 0t 1+12at 12=12 m ,队伍前进位移为x 2=v 0t 1=8 m ,x 1-x 2=4 m<100 m ,所以该同学尚未到达队首,设还需以最大速度v m =8 m/s 运动t 2时间才能赶到队首,则有x 1+v m t 2-(x 2+v 0t 2)=100 m ,代入数据解得t 2=24 s ,所以有t =t 1+t 2=26 s ,则该同学总共需用时26 s 才能赶到队首,故B 正确.9.(2020·湖北黄冈市模拟)跳伞运动员从350 m 的高空离开飞机由静止开始下落,最初未打开伞.自由下落一段距离后打开伞,打开伞后以2 m/s 2的加速度匀减速下落,到达地面时速度为4 m/s ,求跳伞运动员自由下落的高度(重力加速度g 取10 m/s 2). 答案 59 m解析 设跳伞运动员应在离地面h 高处打开伞,打开伞时速度为v 1,落地时速度为v t =4 m/s ,打开伞后加速度为a =-2 m/s 2由题意可得:打开伞前跳伞运动员做自由落体运动:v 12=2g (H -h )① 打开伞后跳伞运动员做匀减速直线运动:v t 2-v 12=2ah ② 联立①②解得:h =291 m故跳伞运动员自由下落的高度为:Δh =H -h =(350-291) m =59 m.10.(2020·山东泰安市期末)据统计,我国每年高速路上20%的事故都是因为疲劳驾驶,尤其是重型卡车发生交通事故造成的后果更为严重.国内某品牌汽车率先推出AEBS 系统,通过雷达和摄像头判断车距,当车距小于安全距离自动启动制动系统,并通过车内警报提醒驾驶员保持清醒.某次测试中汽车以速度v 0=18 m/s 匀速前进,通过传感器和激光雷达检测到正前方58 m 处有静止障碍物,系统立即向驾驶员发出警告并自动采取制动措施,使车做加速度大小为1 m/s 2的匀减速直线运动,驾驶员2 s 后清醒,立即又采取紧急制动,使汽车做匀减速运动,恰好未与障碍物发生碰撞.求驾驶员采取紧急制动后汽车运动的时间. 答案 3 s解析 由题意知,位移x =58 m ,a 1=1 m/s 2,t 1=2 s 设紧急制动后运动时间为t 2,初速度为v 0=18 m/s 自动制动过程中v 1=v 0-a 1t 1 x 1=v 0t 1-12a 1t 12紧急制动过程中x -x 1=12v 1t 2解得t 2=3 s11.(2020·陕西安康市第二次质量联考)公交给居民出行带来了方便,很多城市都建设了公交专线.如图4所示,公路上有一辆公共汽车以10 m/s 的速度匀速行驶,为了平稳停靠在站台,在距离站台左侧位置50 m 处开始刹车做匀减速直线运动.公交车刚刹车时,一乘客为了搭车,从距站台右侧24 m 处由静止正对着站台跑去,人先做匀加速直线运动,速度达到4 m/s 后匀速运动一段时间,接着做匀减速直线运动,最终人和车同时到达站台停下,乘客顺利上车.人加速和减速的加速度大小相等.求:(不考虑站台大小和公交车的大小)图4(1)公交车刹车做匀减速直线运动时加速度的大小; (2)人做匀加速和匀减速直线运动时加速度的大小.答案 (1)1 m/s 2 (2)1 m/s 2解析 (1)设公交车刹车做匀减速运动的加速度大小为a 1,由匀变速直线运动规律,有:v 12=2a 1x 1解得:a 1=1 m/s 2(2)由v 1=a 1t得公交车刹车时间为t =v 1a 1=101s =10 s 设人做匀加速和匀减速直线运动时加速度的大小为a 2,则匀加速直线运动和匀减速直线运动的位移均为x 2=v 222a 2设匀速运动时间为t ′人的总位移为x =24 m ,总时间也为t =10 s 有t =2×v 2a 2+t ′x =2x 2+v 2t ′代入数据解得:a 2=1 m/s 2.。
高中物理运动多过程问题
精心整理高中物理多运动过程分析一、解题思路1、“合”——初步了解全过程,构建大致运动图景2、“分”——将全过程进行分解,分析每个过程的规律3、“合”——找到子过程的联系,寻找解题方法12341、(的(1(2解析:(1)对小球在c 点,牛二定律知rv m mg F c 2=+①,其中r 为圆轨道BC 的半径(2分)对小球从高H 处到C 点,机械能守恒221)2(c mv r H mg =-②(2分) 由①②联立得mg rHmgF 52-=③(1分)图乙所示,当H=0.5m 时,F=0;当H=1.0m 时,F=5N (1分) 故r=0.2m ,g=5m/s 2(4分,一个答案2分) (2)由rv mmg 2=(2分)可知s m gR v /1053⨯==(2分) 2、24.(l4分)(可视2。
(1)(2)24得:1分)滑块再次滑上木板时,若木板长度足够,则最终两者相对静止,此过程对滑块木板系统有:m)v (M m C +=v (2分)且mgs v μ++=22C m)v (M 21m 21(2分) 由以上两式可求得:m 32.0=s因为L 0.32m <=s ,故物体未能从木板上滑下。
(1分)3、(14分)如图所示,一轻质弹簧的一端固定在小球A 上,另一端与小球B 接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H =5m 的光滑水平桌面上。
现有一小球C 从光滑曲面上离桌面h=1.8m 高处由静止开始滑下,与小球A 发生碰撞(碰撞时间极短)并粘在一起压缩弹簧推动小球B 向前运动,经一段时m/s 2。
3、(为3v ,小球B 的速度为4v ,分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有:432)()(v m v m m v m m B A C A C ++=+………………(2分)24232221)(21)(21v m v m m v m m B A C A C ++=+………………(2分)解之得:s m v v /2043==,………………(2分)小球B 从桌面边缘飞出后做平抛运动:2421gt H t v x ==,…………(2分) 解之得:m x 2=…………(2分)16.如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点,BC 右端连接内壁光滑、半径r=0.2m 的四分之一细圆管CD ,管口D 端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m 的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D 端平齐.一个质量为1kg 的小球放在曲面AB 上,现从距BC 的高度为h=0.6m 处静止释放小球,它与BC 间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C 端时,它对上管壁有F N =2.5mg 的相互作用力,通过CD 后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为E p =0.5J .取重力加速度g=10m/s 2.求: (1(2(3(2解得x =+mv =E 得E km mv﹣(3=代入数据得:m/smgs=mv解得解得s ˊ=0.7m故最终小滑块距离B 为0.7﹣0.5m=0.2m 处停下题型一、直线运动的多过程4、15.2017年8月我国自主设计的载人深潜器“深海勇士号”在南海进行下潜试验。
考点巩固卷43 动量中多次碰撞、多过程问题-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(原卷版)
考点巩固卷43动量中多次碰撞、多过程问题考点01:轻绳连接的系统与能量结合的综合应用(1单选+9多选+4解答)一、单选题1.(2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考二模)如图所示,两端分别固定有小球A、B(均视为质点)的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。
由于轻微扰动,A球开始沿水平面向右滑动,B球随之下降,此过程中两球始终在同一竖直平面内。
已知轻杆的长度为l,两球的质量均为m,重力加速度大小为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是()A.物块与凹槽相对静止时的共同速度为2.5m/sB.物块与凹槽相对静止时物块在凹槽的左端C.从物块开始运动到两者相对静止所经历的时间为10sD.从物块开始运动到两者相对静止所经历的时间内物块运动的位移大小为12.5m3.(2023·安徽合肥·合肥市第八中学校考模拟预测)如图所示,以v=4m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙的弧形轨道平滑对接,右端与光滑水平面平滑对接。
水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的4个相同小球,小球质量m0=0.3kg。
质量m=0.1kg的物体从轨道上高h=2.0m的P点由静止开始下滑,滑到传送带上的A点时速度大小v0=6m/s;物体和传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,传送带AB之间的距离L=3.0m。
物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰,重力加速度g=10m/s2。
下列说法正确的是()A.物体从P点下滑到A点的过程中,克服摩擦力做的功为0.2JB.物体第一次与小球碰撞后,在传送带上向左滑行的最大距离为0.4mC.物体最终的速度大小为0.5m/sD.物体第一次与小球碰撞后的整个过程,物体与传送带间产生的摩擦热为3J4.(2023·安徽合肥·合肥市第六中学校考模拟预测)如图1所示,一右端固定有竖直挡板的质量M=2kg的木板静置于光滑的水平面上,另一质量m=1kg的物块以v0=6m/s的水平初速度从木板的最左端点冲上木板,最终物块与木板保持相对静止,物块和木板的运动速度随时间变化的关系图像如图2所示,物块可视为质点,则下列判断正确的是()A.图2中v2的数值为4B.物块与木板的碰撞为弹性碰撞C.整个过程物块与木板之间因摩擦产生的热量为12JD.最终物块距木板左端的距离为1.5m5.(2023·河南南阳·南阳中学校考三模)如图甲所示,一小车静止在光滑水平地面上,上表面PQ是以O为圆心,半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,左端P与平台等高且平滑对接(不粘连)。
高中物理必修一 计算难题 多过程问题解题方法(含练习解析)
多过程问题解题方法【学习目标】能用程序法分析解决多过程问题 【要点梳理】要点一、程序法解题在求解物体系从一种运动过程(或状态)变化到另—种运动过程(或状态)的力学问题(称之为“程序题 ”)时,通常用“程序法”求解。
程序法:按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法。
“程序法”解题要求我们从读题开始,就要注意到题中能划分多少个不同的过程或多少个不同的状态,然后对各个过程或各个状态进行分析(称之为“程序分析”),最后逐一列式求解得到结论。
程序法解题的基本思路是:(l )划分出题目中有多少个不同的过程或多少个不同的状态 (2)对各个过程或各个状态进行具体分析,得出正确的结果(3)前一个过程的结束就是后一个过程的开始,两个过程的交接点是问题的关键。
要点二、多过程问题的解决方法多过程问题的物理情景往往涉及几个研究对象,或几个运动过程。
解决这类问题的一般方法是: (1)边读题边粗略分析运动过程分几个运动阶段,把握特殊状态,画草图分析; (2)澄清物体在各个阶段的受力及运动形式,求出各阶段的加速度(或表达式); (3)寻找各特殊状态的物理量及相关过程物理量的联系,根据规律求解。
【典型例题】类型一、弹簧类多过程问题例析例1、(2015 临忻市中期末考) 如图所示,质量相同的两物块A 、B 用劲度系数为K 的轻弹簧连接,静止于光滑水平面上,开始时弹簧处于自然状态.t=0时刻,开始用一水平恒力F 拉物块A ,使两者做直线运动,经过时间t ,弹簧第一次被拉至最长(在弹性限度内),此时物块A 的位移为x .则在该过程中( )A . t 时刻A 的动能为FxB . A 、B 的加速度相等时,弹簧的伸长量为2FkC . t 时刻A 、B 的速度相等,加速度不相等D . A 、B 的加速度相等时,速度也一定相等 【答案】BC【解析】A 、对物体A 由动能定理可得,F K =-=E -0W W W 总弹力,所以物体A 的动能应等于合力对它做的功,所以A 错误;B 、由题意可知,当两物体加速度相同时,对A 应有:F ﹣k •△x=ma ,对B 应有:k •△x=ma ,联立解得△x=,所以B 正确;C 、由动态分析可知,物体A 加速运动过程中,加速度大小逐渐减小,物体B 也做加速运动,加速度大小逐渐增大,显然开始过程物体A 的加速度大于物体B 的加速度,所以物体A 的速度大于B 的速度,当它们的加速度相等时,物体A 的速度仍然大于B 的速度;以后过程,由于物体A 的速度大于B 的速度,弹簧继续拉伸,这样,物体A 又做减速运动,物体B 则继续做加速运动,当两者速度相等时,弹簧伸长最长,故t 时刻,A 、B 的速度相等,加速度不相等,所以C 正确;D 、根据上面的方向可知,A 、B 加速度相等时,速度不相等,所以D 错误.【总结升华】遇到物体的动态分析过程,应由牛顿第二定律进行分析:当加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动;当加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动.本题注意两物体加速度相同时速度不同,物体A 的速度大于B 的速度;当两物体速度相同时加速度不同,物体B 的加速度大于A 的加速度. 举一反三【变式】如图所示,一弹簧一端系在墙上O 点,自由伸长到B 点,今将一个小物体m 压着弹簧,将弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止。
牛顿运动定律处理多过程问题 -
解:据题意在未放铁块时,木板在拉力F的作用下做匀速运动, 则有F=μMg(式中μ为木板和地面间的摩擦因数) 放上铁块后木板做匀减速运动,加速度的大小为a,根据牛顿第 二定律有μ(M+m)g-F=Ma 代入数据得a=0.5m/s2 也可比 木板停下来的时间为t=v/a =4s 较L与 2 铁块不动,木板向右做匀减速运动,有L=vt’- at’ /2 4s内位 解得t’=2s 由于t’<t,满足题设条件,小铁块经过2s离开木板 移大小
例7:如图,足够长的斜面倾角θ=37°.一个物体以 v0=12m/s的初速度从斜面A点处沿斜面向上运动.物 体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25.已知重力加速度 g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求: (1)物体沿斜面上滑时的加速度大小a1; (2)物体沿斜面上滑的最大距离x; (3)物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速度大 小 a 2; (4)物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间t.
v 6 m /s 解析:(1)由 v= at 得, a= = = 2 m/s2, t 3s 由牛顿第二定律 F- f= ma 得 f= F- ma= 10 N- 2×2 N= 6 N. -f -6 N (2)撤去拉力后,加速度 a′= = =- 3 m/s2, m 2 kg 2 2 2 v - v 0 - 6 0 2 由 v2- v0N =(2)6 2a′ = m = 6 m. 答案: (1)6 mx 得 x= 2a′ 2×- 3
例15:如图所示,长度l=2m,质量M=2kg的木板 置于光滑的水平地面上,质量m=2kg的小物块 (可视为质点)位于木板的左端,木板和小物块间 的动摩擦因数μ=0.1,现对小物块施加一水平向右 的恒力F=10N,取g=10m/s2.求: (1)将木板M固定,小物块离开木板时的速度大 小; (2)若木板M不固定,m和M的加速度a1、a2的 大小; ( 3)若木板M不固定,从开始运动到小物块离开 木板所用的时间.
自由落体运动、竖直上抛运动、多过程问题(原卷版)—2025年高考物理一轮复习
运动的描述匀变速直线运动的研究自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题素养目标:1.掌握自由落体运动和竖直上抛运动的特点,知道竖直上抛运动的对称性和多解性。
2.能灵活处理多过程问题。
(2023×广东高考)铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。
在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。
随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。
取竖直向上为正方向。
下列可能表示激光关闭后铯原子团速度v或加速度a随时间t变化的图像是( )A.B.C.D.考点一 自由落体运动例题1.某校物理兴趣小组,为了了解高空坠物的危害,将一个鸡蛋从离地面20 m高的高楼面由静止释放,下落途中用Δt=0.2 s的时间通过一个窗口,窗口的高度为2 m,忽略空气阻力的作用,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)鸡蛋落地时的速度大小和落地前最后1 s内的位移大小;(2)高楼面离窗的上边框的高度。
【易错分析】1.自由落体的时间描述容易出错,例如求开始下落的第2s内的位移,指的是第二个一秒内的位移,要注意区分第第2s内的位移和前两秒的位移的不同。
2.利用位移公式和速度一定要注意是否从计时起点开始计算。
考点二 竖直上抛运动例题2.为测试一物体的耐摔性,在离地25 m高处,将其以20 m/s的速度竖直向上抛出,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,求:(1)经过多长时间到达最高点;(2)抛出后离地的最大高度是多少;(3)经过多长时间回到抛出点;(4)经过多长时间落到地面;(5)经过多长时间离抛出点15 m 。
【易错分析】1.注意正方向的规定,若规定竖直向上为正方向,则竖直上抛的加速度为负值,位移和速度与正方向相同取正值,方向相反负值。
2.注意距离抛出点为h 的地方可能是抛出点上方或者抛出点下方,注意时间的多解问题。
1.重要特性(1)对称性(如图3)(2)多解性:当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,造成多解。
课题多过程问题(007)
天一中学2014届高三物理一轮复习学案(007)课题:多过程问题【例题讲解】一、传送带问题例1.如图所示,一粗糙的水平传送带以恒定的速度v1沿顺时针方Array向运动,传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面,一物体以恒定的速度v2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带,下列说法正确的是()A.物体从右端滑到左端所需的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间B.若v2<v1,物体从左端滑上传送带必然先做加速运动,再做匀速运动C.若v2<v1,物体从右端滑上传送带,则物体不可能到达左端D.若v2<v1,物体从右端滑上传送带又回到右端,在此过程中物体先做减速运动,再做加速运动【讨论】上题中物体从右端以v2滑上沿顺时针方向以v1运动的传送带,且能返回右端,试讨论物体返回右端时的速度大小v2′与v2、v1的大小关系。
v2<v1时,;v2=v1时,_;v2>v1时,.变式训练1:如图,倾角为37°,长为l=16 m的传送带,转动速度为v=10 m/s,动摩擦因数μ=0.5,在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m=0.5 kg的物体.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2.求:(1)传送带逆时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间.(2)传送带顺时针转动时,物体从顶端A滑到底端B的时间;二、滑板类问题例2:如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。
若砝码和纸板的质量分别为1m 和2m ,各接触面间的动摩擦因数均为μ。
重力加速度为g 。
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;(3)本实验中, 1m =0.5kg , 2m =0. 1kg , μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m ,取g=102/m s 。
多过程问题
班级姓名学号多过程问题1.一个物体由静止开始匀加速直线运动,以T为时间间隔,物体在第二个T时间内位移大小是1.8m,第二个T时间末的速度为2m/s,求加速度和时间间隔。
2.一个冰球在冰面上滑行,依次通过长度都是L的两段相等距离,并继续向前运动.它通过第一段距离的时间为t,通过第二段距离的时间为2t.如果冰球运动时所受的阻力不变,求冰球在第一段距离末了时的速度v是多少?3.一物体放在水平面上,从静止开始做加速度为a1的匀加速运动,经过时间t,此时使物体具有一反向加速度a2经时间t后又回到出发点,求a1与a1之比。
4.一质点以v=4m/s的初速度滑上光滑的固定的斜面,途经A、B两点,已知质点经A点的速度v A为经B点的速度v B的2倍,由B再经0.5s,质点滑到斜面顶点C,速度减为零,若AB长s=0.75m,则斜面OC长L应为多少?物体由底端O第一次滑到B所需时间t OB应为多少?5.一物体从斜面顶端由静止开始做匀加速运动下滑到斜面底端,在最初3s内位移为s1,最后3s内经过的位移为s2,已知s2+s1=1.2m,s1∶s2=3∶7,求斜面的长度。
6.一个物体做匀加速直线运动,在某时刻的前t1内的位移大小为s1,在此时刻后t2秒内的位移为s2。
求物体加速度大小为多少?7.跳伞员从350米的高空离开飞机自由落下一段距离后才打开伞,设开伞后以2米/秒2的加速度匀减速下降,到达地面时速度为4米/秒,取g=10米/秒2,求他自由下落的距离8.物体由静止从A点沿斜面匀加速下滑,随后在水平面上做匀减速运动,最后停止于C点,如图所示。
已知AB=4m,BC=6m,整个运动用了10s。
求沿AB和BC运动的加速度a1和a2分别是多少?9.一辆汽车在平直的公路上做匀变速直线运动,该公路每隔60米就有一电线杆,汽车通过第一根和第二根电线杆之间的距离用了5秒,通过第二根和第三根电线杆之间的距离用了3秒。
求:汽车的加速度和经过这三根电线杆时的瞬时速度。
多过程多对象追击
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2= 6 s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h;(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3。
答案:1【答案】C2答案:(1)s=s1+s2=305 m.(2分)(2)t=t1+t2=9.85 s.(2分)
启动加速度a1
4 m/s2
制动加速度a2
8 m/s2
直道最大速度v1
40 m/s
弯道最大速度v2
20 m/s
直道长度 s
218 m
某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度v1=40 m/s,然后再减速到v2=20 m/s,t1= =…;t2= =…;t=t1+t2你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
答案:(1)20 m/s (2)60 m(3)(6+2) s
3在四川汶川抗震救灾中,一名质量为60 kg、训练有素的武警战士从直升机上通过一根竖直的质量为20 kg的长绳由静止开始滑下,速度很小可认为等于零.在离地面18 m高处,武警战士感到时间紧迫,想以最短的时间滑到地面,开始加速.已知该武警战士落地的速度不能大于6 m/s,以最大压力作用于长绳可产生的最大加速度为5 m/s2;长绳的下端恰好着地,当地的重力加速度为g=10 m/s2.求武警战士下滑的最短时间和加速下滑的距离.答案:2.4 s7.2 m
3略4答案62.5m5【答案】(1)s=1950m;(2)m=2.04kg6答案 (1)0.32
72m/s(或72km/h)8.[答案](1)87s8.7×102m/s(2)0.008kg/m9答案
高一物理专题课:多过程问题
练习2.某种类型的飞机起飞滑行时,从静止开始做匀加速运动, 加速度大小为4.0 m/s2,飞机速度达到80 m/s时,离开地面升 空.如果在飞机达到起飞速度时,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,加速度的大小为 5.0 m/s2,请你为该类型的飞机设计一条跑道,使在这种特殊的 情况下飞机停止起飞而不滑出跑道,你设计的跑道长度至少要多 长?
例3.一辆汽车从静止开始沿直线匀加速开出,然后保持匀速直线运 动,最后做匀减速直线运动,直到停止。下表给出了不同时刻汽 车的速度:
求:(1)汽车从开出到开始做匀速运动经历的时间。 (2)汽车三段运动过程的总位移。
练习 1、卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为 路口出现红灯,司机从较远的地方即开始刹车,使卡车匀减速前 进,当车减速到2 m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即放开刹车, 并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到了原来的速度,从 刹车开始到恢复原速的过程用了12 s.求: (1)减速与加速过程中的加速度; (2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度.
专题:多过程问题
例1:正以30 m/s的速率运行的列车,接到前方小站的请求,在该 站停靠1 min,接一个危重病人上车.司机决定以大小为0.6 m/s2 的加速度匀减速运动到小站且恰在小站停下,停车1 min后以1.0 m/s2的加速度匀加速启动,恢复到原来的速度行驶.求由于临时 停车,共耽误了多长时间.
多过程问题解题注意事项
1、明确研究对象经历了几个过程,每个过程是怎样的运动形式; 2、画出运动简图或者v-t图像; 3、找出各段的t、x、v、a这些物理量; 4、特别要找出前后两个过程中的衔接速度,解题关键; 5、根据题意,选择合适的公式列出方程。
高中物理-多体多过程动量守恒问题
多体多过程动量守恒问题名师指路【例1】(2013·山东卷)如图所示,光滑水平轨道上放置长坂A (上表面粗糙)和滑块C ,滑块B 置于A 的左端,三者质量分别为m A =2kg 、m B =1kg 、m C =2kg 。
开始时C 静止,A 、B 一起以v 0=5m/s 的速度匀速向右运动,A 与C 发生碰撞(时间极短)后C 向右运动,经过一段时间A 、B 再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C 碰撞。
求A 与C 发生碰撞后瞬间A 的速度大小。
思维导引:多体多过程动量守恒问题,其实就是多个一体、二体问题的组合,而每一个分阶段涉及的过程都是动量问题中的基本模型。
因此,清晰的物理过程和研究对象的准确选择,是多体多过程动量守恒问题解决的关键。
【名师指路】A 、C 碰撞是一个什么性质的碰撞?再就是A 、C 碰撞过程中,是否应该将B 扯进来?而题目中“(AB )且恰好不再与C 碰撞”内涵的挖掘,更是本题答题的关键。
突破上述问题,并将过程分析清楚,才能够顺利地完成本题。
解法1:分阶段分析法【名师指路】这种方法的基本套路是按照事物发展的先后顺序,一个阶段一个阶段的处理,分析过程中要注意不同阶段衔接点的速度——前一阶段的末速度即为下一阶段的初速度。
【名师指路】第一个问题是,A 、C 碰撞过程中,是否应该将B 扯进来?第一个问题,A 、C 碰撞过程时间极短,A 、C 间相互作用的内力远大于B 给A 的摩擦力,因此在碰撞这一过程中,A 、C 动量守恒;另一方面,由于碰撞时间极短,B 的速度也来不及发生明显改变,即A 、C 碰撞结束时,B 的速度仍为v 0。
【名师指路】第二个问题是,A 、C 碰撞是一个什么性质的碰撞(弹性的?完全非弹性的?),题目没做任何明示或者暗示,因此应该做最一般的假设,即两者速度不相同。
【解析】因碰撞时间极短,A 与C 碰撞过程动量守恒,设碰后瞬间A 的速度为v A ,C 的速度为v C ,由动量守恒定律得0A A A C C m v m v m v =+【名师指路】此时B 的速度是原来的v 0,而A 的速度因为与C 碰撞必然减小了,所以接下来B 将减速而A 将加速,直到AB 共速,这个过程中A 一直没有没有与C 碰撞。
秘籍5用动力学与能量解决多过程问题(原卷版)
秘籍5 用动力学与能量解决多过程问题传送带模型中的动力学和能量转化问题1.传送带模型是高中物理中比较成熟的模型,典型的有水平和倾斜两种情况.一般设问的角度有两个:(1)动力学角度:首先要正确分析物体的运动过程,做好受力分析,然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移,找出物体和传送带之间的位移关系.(2)能量角度:求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等,常依据功能关系或能量守恒定律求解.2.传送带模型问题中的功能关系分析(1)功能关系分析:W=ΔE k+ΔE p+Q.(2)对W和Q的理解:①传送带做的功:W=Fx传;②产生的内能Q=F f x相对.传送带模型问题的分析流程水平传动带模型上物体的常见运动倾斜传送带模型上物体的常见运动倾斜传送带——上传模型f=μmgcosf突变为静f'=mgsinθv vL θt Ov共速痕迹av传送带物体t1t2倾斜传送带——模型 含弹簧类机械能守恒问题1.物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能.2.发生形变的物体不一定具有弹性势能,只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能.3.弹性势能是弹力装置和受弹力作用的物体组成的系统所共有的.4.弹力做功引起弹性势能的变化.弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加. a f=μmgco vv'L θ tOv a v传送带 物体t 1 L f=μmgcos θ f 突变为静 f'=mgsinθ v v L θ( t O v 共速 痕迹 a v 传送带 物体 t 1 t 2 f=μmgcos θ f 方向突变 f'=μmgcosθ v v L θ( t O v 共速 痕迹1 a v 传送带 物体 t 1 t 2 物体 2 a '常用公式1.(2023•绵阳模拟)如图所示,货舱P中的两种谷物需要通过如下装置进行分离。
多过程问题资料
【解答】 (1)设小物块和小车的加速度分别
为am、aM,由牛顿第二定律有: μmg=mam(1分) F-μmg=MaM(2分) 代入数据解得:am=2 m/s2(1分) aM=0.5 m/s2(1分) 设经过时间t1两者达到相同的速度, 由amt1=v0+aMt1(1分) 解得:t1=1 s.(1分)
(2)当两者达到相同的速度后,假设两者保持相对静止, 以共同的加速度a做匀加速运动.
对小物块和小车整体,由牛顿第二定律有: F=(M+m)a(2分) 解得:a=0.8 m/s2 此时小物块和小车之间的摩擦力f=ma=1.6 N 而小物块和小车之间的最大静摩擦力fm=μmg=4 N f<fm,所以两者达到相同的速度后,保持相对静止. (2分)
P
v v0
P
s
v0 v0
s0
P
(P为传送带上的一点)
另解:黑色痕迹的长度 即为图中阴影部分面积 l=½v0 (t-t0)
又因为v0=a0t0 v0=at a=μg
由以上各式得: l=v02(a0-μg)/2μa0g
例7:如图所示,水平传送带AB长L=10 m, 向右匀速运动的速度v0=4 m/s,一质量为1 kg 的小物块(可视为质点) 以v1=6 m/s的初速度从 传送带右端B点冲上传送带,物块与传送带间 的动摩擦因数μ=0.4,g取10 m/s2.求: (1)物块相对地面向左运动的最大距离; (2)物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用 的时间.
L
s
v t2
1 2
a2t22
370
解得:t2=1s t2=-11s(舍去)
mg
所以物体从A端运动到B端的时间t=t1+t2=2s
小结: 对于倾斜传送带需要结合μ与tanθ的大小
2024年自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题
1.(2024·湖北卷·2)2024年,我国运动员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5 m 完成技术动作,随后5 m 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10 m/s 2,则她用于姿态调整的时间约为( )A .0.2 sB .0.4 sC .1.0 sD .1.4 s2.一名宇航员在某星球上做自由落体运动实验,让一个质量为2 kg 的小球从一定的高度自由下落,测得在第4 s 内的位移是42 m ,球仍在空中运动,则( )A .小球在第2 s 末的速度大小是16 m/sB .该星球上的重力加速度为12 m/s 2C .小球在第4 s 末的速度大小是42 m/sD .小球在0~4 s 内的位移是80 m3.(2024·全国卷Ⅰ·18)如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H .上升第一个H 4所用的时间为t 1,第四个H 4所用的时间为t 2.不计空气阻力,则t 2t 1满足( )A .1<t 2t 1<2 B .2<t 2t 1<3C .3<t 2t 1<4 D .4<t 2t 1<54.(多选)某物体以30 m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g 取10 m/s 2.5 s 内物体的( )A .路程为65 mB .位移大小为25 m ,方向竖直向上C .速度改变量的大小为10 m/sD .平均速度大小为13 m/s ,方向竖直向上5.两物体从不同高度自由下落,同时落地,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(重力加速度为g )( )A .gt 2B.38gt 2C.34gt 2D.14gt 26.(2024·河南省名校联盟高三联考)在利用频闪相机研究自由下落物体的运动时,将一可视为质点的小球从O 点由静止释放的同时频闪相机第一次曝光,再经连续三次曝光,得到了如图所示的频闪相片,已知曝光时间间隔为0.2 s ,不考虑一切阻力.如果将小球从照片中的A 点由静止释放,则下列说法正确的是( )A .小球由A 到B 以及由B 到C 的时间小于0.2 sB .小球通过B 点和C 点时的速度关系为v B ∶v C =1∶2C .小球由A 到B 以及由B 到C 的过程中平均速度的关系为v AB ∶v BC =3∶5D .小球通过B 点时的速度v B 和由A 到C 的平均速度v AC 的关系为v B >v AC7.(2024·安徽省江淮十校联考)如图所示,地面上方离地面高度分别为h 1=6L 、h 2=4L 、h 3=3L 的三个金属小球a 、b 、c ,若先后释放a 、b 、c ,三球刚好同时落到地面上,不计空气阻力,重力加速度为g ,则( )A .b 与a 开始下落的时间差等于c 与b 开始下落的时间差B .a 、b 、c 2∶1C .a 比b 早释放的时间为D .三小球到达地面时的速度大小之比是6∶4∶38.在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中,需要精确的重力加速度g 值,g 值可由实验精确测得,近年来测g 值的一种方法叫“对称自由下落法”,它是将测g 值转变为测长度和时间,具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点上抛小球又落到原处的时间记为T2,在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点到又回到P点所用的时间记为T1,测得T1、T2和H,可求得g值等于( )A.8HT22-T12B.4HT22-T12C.8H(T2-T1)2D.4H(T2-T1)29.(2024·云南昆明市一中模拟)一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生,称为“第五类交通方式”,它就是“Hyperloop(超级高铁)”(如图).速度高达一千多公里每小时.如果乘坐Hyperloop 从A地到B地,600公里的路程需要42分钟,Hyperloop先匀加速达到最大速度1 200 km/h 后匀速运动,快进站时再匀减速运动,且加速与减速的加速度大小相等,则下列关于Hyperloop 的说法正确的是( )A.加速与减速的时间不一定相等B.加速时间为10分钟C.加速过程中发生的位移为150公里D.加速时加速度大小约为0.46 m/s210.在离水平地面高H处,以大小均为v0的初速度同时竖直向上和向下抛出甲、乙两球,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )A.甲球相对乙球做匀变速直线运动B.在落地前甲、乙两球间距离均匀增大C.两球落地的速度差与v0、H有关D.两球落地的时间差与v0、H有关11.如图所示,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.已知除了抛、接球的时刻外,空中总有4个球,将球的运动近似看作是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,不计空气阻力,取g=10 m/s2)( )A.1.6 m B.2.4 mC.3.2 m D.4.0 m12.城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生.假设某公路边的高楼距地面高H=47 m,往外凸起的阳台上的花盆因受到扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动.阳台下方有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,以v0=9 m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方.花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24 m(示意图如图所示,花盆可视为质点,重力加速度g=10 m/s2).(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持速度v0匀速直行,请计算说明货车是否被花盆砸到;(2)若司机发现花盆掉落,采取制动(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,使货车在花盆砸落点前停下,求货车的最小加速度;(3)若司机发现花盆掉落,采取加速(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度才能避免被花盆砸到?。
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一、多过程问题
定义:在一条直线上,物体可以先做匀速、匀加、匀减,后做匀速、匀加、匀减,所以一共是九种运动组合形式,类似此过程或者更多运动形式的组合便叫多过程问题
二、公式法解题
适用条件:两种运动形式的组合中除匀速匀速组合外其余八种
方法:初末212121;;v v t t t x x x ==+=+
例1、物体由静止开始做加速度大小为a 1的匀加速直线运动,当速度达到v 时,改为加速度大小为a 2的匀减速直线运动,直至速度为零.在匀加速和匀减速运动过程中物体的位移大小和所用时间分别为x 1、x 2和t 1、t 2,下列各式成立的是( )
A.x 1:x 2=t 1:t 2
B.a 1:a 2=t 1:t 2
C.x 1/t 1=x 2/t 2=(x 1+x 2)/(t 1+t 2) D .v =2(x 1+x 2)/(t 1+t 2)
例2、卡车原来以10 m/s 的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方立即开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2 m/s 时,交通灯恰好转为绿灯,司机当即放开刹车,并且只用了减速过程一半的时间卡车就加速到原来的速度.从刹车开始到恢复原速的过程用了12 s .求:
(1)卡车在减速与加速过程中的加速度;
(2)开始刹车后2 s 末及10 s 末的瞬时速度大小.
三、图像法解题
在多过程匀变速直线运动问题处理中,学生列表达式是没有问题,但是在解决方程过程中常常会犯一些错,学生感到头疼,而且占用很多时间。
下面通过几个实例介绍一种运用v -t 图像处理多过程的匀变速直线运动,解决结果快而且还很准确。
例3、物体第1s 由静止向右做加速度为1m/s 2的匀加速运动,第2s 加速度方向向左,大小不变,以后每隔1s 加速度的方向都改变一次,但大小不变,则1min 后物体在( )
A.原位置
B.原位置左0.5m
C.原位置右5m
D.原位置右30m
例4、有一架电梯,启动时匀加速上升,加速度为22/m s ,制动时匀减速上升,加速度为1-2
/m s ,楼高52m 。
求: (1)若上升的最大速度为6/m s ,电梯升到楼顶的最短时间是多少? (2)如果电梯先加速上升,然后匀速上升,最后减速上升,全程共用时间为16s ,上升的最大速度是多少?
四、习题
1.客车以20m/s 的速度在平直的公路上匀速行驶,因故中途停车,停留时间为1min 。
已知客车刹车时
的加速度大小为1.0m/s 2,启动时的加速度大小为0.8m/s 2,。
求该客车由于临时停车而耽误的时间。
2.一物体初速度为零,先以大小为a 1的加速度做匀加速运动,后以大小为a 2的加速度做匀减速运动直到静止.整个过程中物体的位移大小为s ,则此物体在该直线运动过程中的最大速度为_______.
3.汽车由车站出发做直线运动,头5S 做匀加速直线运动,中间匀速行驶,最后10S 匀减进站停车,已知全程珙450m ,全程的平均速度为15m/s ,求:(1)汽车最大速度? (2)前4S 内的位移? (3)最后3S 内的位移?
4.如图所示,以8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有2 s将熄灭,此时汽车距离停车线18 m.该车加速时最大加速度大小为2 m/s2,减速时最大加速度大小为5 m/s2.此路段允许行
驶的最大速度为12.5 m/s.下列说法中正确的有
A.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线
B.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速
C.如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线
D.如果距停车线5 m处减速,汽车能停在停车线处
5.跳伞运动员做低空跳伞表演,当直升飞机悬停在离地面224m高时,运动员离开飞机作自由落体运动.运动一段时间后,打开降落伞,展伞后运动员以12.5m/ s 2的加速度匀减速下降.为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5m/s.g = 10m/s2.试求:
(1)运动员展伞时,离地面的高度至少为多少?
(2) 运动员在空中的最短时间为多少?
6.“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质,如图1-2-10所示.测定时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时,受试者到达折返线处时,用手触摸折返线处的物体(如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达起点终点线的垂直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩.设受试者起跑的加速度为4 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,快到达折返线处时需减速到零,减速的加速度为8 m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线.求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒?
7.在四川汶川抗震救灾中,一名质量为60 kg、训练有素的武警战士从直升机上通过一根竖直的质量为20 kg的长绳由静止开始滑下,速度很小可认为等于零.在离地面18 m高处,武警战士感到时间紧迫,想以最短的时间滑到地面,开始加速.已知该武警战士落地的速度不能大于6 m/s,以最大压力作用于长绳可产生的最大加速度为5 m/s2;长绳的下端恰好着地,当地的重力加速度为g=10 m/s2.求武警战士下滑的最短时间和加速下滑的距离.
8.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. [s(a1+a2)/a1a2]1/2
B. [2s(a1+a2)/a1a2]1/2
C. 2[s(a1+a2)/a1a2]1/2
D. [a1a2s/(a1+a2)]1/2。