2019版步步高高中物理教科版必修一第一章第一章 1

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述 8 Word版含答案

8 匀变速直线运动规律的应用[学习目标] 1.会推导匀变速直线运动的速度与位移的关系式，并会用此公式进行分析和相关计算.2.能推导初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式．速度与位移的关系式 1．公式：v t 2－v 02＝2ax . 2．推导：速度公式v t ＝v 0＋at . 位移公式x ＝v 0t ＋12at 2.由以上两式可得：v t 2－v 02＝2ax .1．判断下列说法的正误．(1)公式v t 2－v 02＝2ax 适用于所有的直线运动．(×)(2)确定公式v t 2－v 02＝2ax 中的四个物理量的数值时，选取的参考系应该是统一的．(√) (3)因为v t 2－v 02＝2ax ，v t 2＝v 02＋2ax ，所以物体的末速度v t 一定大于初速度v 0.(×) (4)在公式v t 2－v 02＝2ax 中，a 为矢量，与规定的正方向相反时a 取负值．(√)2．汽车以10m/s 的速度行驶，刹车的加速度大小为3 m/s 2，则它向前滑行12.5m 后的瞬时速度为________m/s. 答案 5一、关系式v t 2－v 02＝2ax 的理解和应用如图1所示，一质点做匀加速直线运动，已知质点的初速度为v 0，加速度为a ，质点通过位移x 时的末速度为v t ，试推导：v t 2－v 02＝2ax .图1答案 v t ＝v 0＋at ① x ＝v 0t ＋12at 2②由①得t ＝v t －v 0a ③将③代入②x ＝v 0v t －v 0a ＋12a (v t －v 0a )2＝v t 2－v 022a整理得：v t 2－v 02＝2ax1．适用范围：速度与位移的关系v t 2－v 02＝2ax 仅适用于匀变速直线运动．2．公式的矢量性：v t 2－v 02＝2ax 是矢量式，v 0、v t 、a 、x 都是矢量，应用解题时一定要先设定正方向，取v 0方向为正方向：(1)若加速运动，a 取正值，减速运动，a 取负值．(2)x ＞0，位移的方向与初速度方向相同，x ＜0则为减速到0，又反向运动到计时起点另一侧的位移．(3)v t ＞0，速度的方向与初速度方向相同，v t ＜0则为减速到0，又反向运动的速度．注意：应用此公式时，注意符号关系，必要时对计算结果进行分析，验证其合理性． 3．两种特殊形式(1)当v 0＝0时，v t 2＝2ax .(初速度为零的匀加速直线运动) (2)当v t ＝0时，－v 02＝2ax .(末速度为零的匀减速直线运动)例1 长100m 的列车通过长1000m 的隧道时做匀加速直线运动，列车刚进隧道时的速度是10m/s ，完全出隧道时的速度是12 m/s ，求： (1)列车过隧道时的加速度是多大？ (2)通过隧道所用的时间是多少？答案 (1)0.02m/s 2 (2)100s解析 (1)x ＝1000m ＋100m ＝1100m ，v 1＝10m/s ， v 2＝12m/s ，由v 2－v 02＝2ax 得，加速度a ＝v 22－v 122x ＝0.02m/s 2.(2)由v t ＝v 0＋at 得所用时间为t ＝v 2－v 1a ＝12－100.02s ＝100s.解答匀变速直线运动问题时巧选公式的基本方法1．如果题目中无位移x ，也不让求x ，一般选用速度公式v t ＝v 0＋at ； 2．如果题目中无末速度v t ，也不让求v t ，一般选用位移公式x ＝v 0t ＋12at 2；3．如果题目中无运动时间t ，也不让求t ，一般选用导出公式v t 2－v 02＝2ax .针对训练两个小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动，若它们的初速度之比为1∶2，它们运动的最大位移之比为( )A ．1∶2B ．1∶4C ．4∶1D ．2∶1 答案 B解析小车的末速度为0，由v t 2－v 02＝2ax 得x 1x 2＝v 012v 022＝14，选项B 正确．例2 物体从斜面顶端由静止开始下滑，到达斜面底端时速度为4m/s ，则物体经过斜面中点时的速度为( )A ．2m/sB ．22m/sC.2m/sD.22m/s 答案 B解析从顶端到底端v 2＝2ax 从顶端到中点22x v ＝2a ·x2得：2x v ＝v 22＝22m/s ，选项B 正确．中间位置的速度与初、末速度的关系：在匀变速直线运动中，某段位移x 的初、末速度分别是v 0和v t ，加速度为a ，中间位置的速度为2x v ，则2x v ＝v 02＋v t 22.(请同学们自己推导) 二、匀变速直线运动的规律总结 1．两个基本公式 v t ＝v 0＋at x ＝v 0t ＋12at 2上两个公式中包括五个物理量，原则上已知其中三个物理量可以求解另外两个物理量，由这两个基本公式可以解决所有的匀变速直线运动问题．解题时要注意公式的矢量性，先根据规定好的正方向确定好所有矢量的正负值． 2．几个导出公式及特点(1)v t 2－v 02＝2ax ，此式不涉及时间，若题目中已知量和未知量都不涉及时间，利用此式往往比较简单．(2)x ＝v t 普遍适用于各种运动，而v ＝v 0＋v t2＝2t v 只适用于匀变速直线运动，两者相结合可以轻松地求出中间时刻的瞬时速度或者初、末速度．(3)x 2－x 1＝aT 2适用于匀变速直线运动，进一步的推论有x m －x n ＝(m －n )aT 2(其中T 为连续相等的时间间隔，x m 为第m 个时间间隔内的位移，x n 为第n 个时间间隔内的位移)．例3 一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，已知途中先后经过相距27m 的A 、B 两点所用时间为2s ，汽车经过B 点时的速度为15m/s.求： (1)汽车经过A 点时的速度大小和加速度大小； (2)汽车从出发点到A 点经过的距离；(3)汽车经过B 点后再经过2s 到达C 点，则BC 间距离为多少？答案 (1)12m/s 1.5 m/s 2 (2)48m (3)33m解析 (1)设汽车初始运动方向为正方向，过A 点时速度为v A ，则AB 段平均速度为v AB ＝v A ＋v B2故由x ＝v t ＝vAB t ＝v A ＋v B2t ，解得v A ＝12m/s. 对AB 段：a ＝v B －v At AB＝1.5m/s 2.(2)对OA 段(v 0＝0)：由v A 2－v 02＝2ax OA 得x OA ＝v A 2－v 022a＝48m.(3)汽车经过BC 段的时间等于经过AB 段的时间，根据公式x 2－x 1＝aT 2对于AC 段有：x BC －x AB ＝aT 2，得x BC ＝x AB ＋aT 2＝27m ＋1.5×22m ＝33m. 三、初速度为零的匀加速直线运动的比例式例4 飞机、火车、汽车等交通工具由静止到稳定运动的过程都可以看做从零开始的匀加速直线运动．若一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动，则求汽车： (1)1s 末、2s 末、3s 末瞬时速度之比； (2)1s 内、2s 内、3s 内的位移之比； (3)第1s 内、第2s 内、第3s 内的位移之比；(4)经过连续相等的位移，如经过第一个x 、第二个x 、第三个x 所用时间之比．答案 (1)1∶2∶3 (2)1∶4∶9 (3)1∶3∶5 (4)1∶(2－1)∶(3－2)解析 (1)由v ＝at 知：v 1∶v 2∶v 3＝1∶2∶3(2)由x ＝12at 2得：x 1∶x 2∶x 3＝1∶22∶32＝1∶4∶9(3)第1s 内位移x Ⅰ＝12a ×12第2s 内位移x Ⅱ＝12a ×22－12a ×12＝12a ×3第3s 内位移为x Ⅲ＝12a ×32－12a ×22＝12a ×5故x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ＝1∶3∶5(4)由x ＝12at Ⅰ2，得第一个x 所用时间t Ⅰ＝2xa .前2x 所用时间t 2＝2×2xa故第二个x 所用时间为t Ⅱ＝t 2－t Ⅰ＝(2－1)2x a同理第三个x 所用时间t Ⅲ＝(3－2)2x a所以有t Ⅰ∶t Ⅱ∶t Ⅲ＝1∶(2－1)∶(3－2)．1．初速度为0的匀加速直线运动，按时间等分(设相等的时间间隔为T )，则： (1)T 末、2T 末、3T 末、…、nT 末的瞬时速度之比为： v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n ＝1∶2∶3∶…∶n .(2)T 内、2T 内、3T 内、…、nT 内的位移之比为： x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n ＝12∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内、…、第n 个T 内的位移之比为： x 1′∶x 2′∶x 3′∶…∶x n ′＝1∶3∶5∶…∶(2n －1)． 2．按位移等分(设相等的位移为x )的比例式(1)前x 末、前2x 末、前3x 末、…、前nx 末的瞬时速度之比v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n ＝1∶2∶3∶…∶n .(2)通过前x 、前2x 、前3x 、…、前nx 的位移所用时间之比t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n ＝1∶2∶3∶…∶n .(3)通过连续相同的位移所用时间之比为：t 1′∶t 2′∶t 3′∶…∶t n ′＝1∶(2－1)∶(3－2)∶…∶(n －n －1)．例5 一小球沿斜面由静止开始匀加速滚下(斜面足够长)，已知小球在第4s 末的速度为4m/s.求：(1)第6s 末的速度； (2)前6s 内的位移； (3)第6s 内的位移．答案 (1)6m/s (2)18m (3)5.5m解析 (1)由v 4＝at 4得a ＝v 4t 4＝4m/s 4s ＝1m/s 2.所以第1s 内的位移x 1＝12a ×12m ＝0.5m由于第4s 末与第6s 末的速度之比v 4∶v 6＝4∶6＝2∶3 故第6s 末的速度v 6＝32v 4＝6m/s(2)第1s 内与前6s 内的位移之比x 1∶x 6＝12∶62 故前6s 内小球的位移x 6＝36x 1＝18m (3)第1s 内与第6s 内的位移之比 x Ⅰ∶x Ⅵ＝1∶(2×6－1)＝1∶11 故第6s 内的位移x Ⅵ＝11x Ⅰ＝5.5m.求出第1s 末的速度和第1s 内的位移，然后灵活应用初速度为零的比例式求解会比较简捷．1．(初速度为零的比例式)一个物体从静止开始做匀加速直线运动，它在第1s 内与第2s 内的位移之比为x 1∶x 2，在走完第1 m 时与走完第2 m 时的速度之比为v 1∶v 2.以下说法正确的是( )A ．x 1∶x 2＝1∶3，v 1∶v 2＝1∶2B ．x 1∶x 2＝1∶3，v 1∶v 2＝1∶ 2C ．x 1∶x 2＝1∶4，v 1∶v 2＝1∶2D ．x 1∶x 2＝1∶4，v 1∶v 2＝1∶ 2 答案 B解析由初速度为零的匀变速直线运动的比例关系知x 1∶x 2＝1∶3，由x ＝12at 2知，走完1m与走完2m 所用时间之比为t 1∶t 2＝1∶2，又v ＝at ，可得v 1∶v 2＝1∶2，B 正确． 2．(初速度为零的比例式)一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面，把它在空中运动的总时间分为相等的三段，如果它在第一段时间内的位移是1.2m ，那么它在第三段时间内的位移是( ) A ．1.2m B ．3.6m C ．6.0m D ．10.8m答案 C解析该自由落体运动将时间分成了相等的三段，由其规律知：第T 内、第2T 内、第3T 内、…、第nT 内的位移之比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n ＝1∶3∶5∶…∶(2n －1)，第一段时间内的位移为1.2m ，则第三段时间内的位移为x ＝1.2×5m ＝6.0m ，故选C.。

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高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第一章运动的描述第一节质点参考系空间时间课堂训练1、D2、不能、可以、不能、可以3、B课后提升训练1、AD 2.C 3、B 4、A 5、BD 6、BD第二节位置变化的描述—位移课堂训练1、4m、2m、竖直向下2、320m、80m、400m、0课后提升训练1、BD2、7cm、右、7cm、7cm、右、13cm、0、20cm、7cm、左、27cm3、AD4、ABD5、C6、D7、C8、40m、30m、50m、平行四边行法则第三节运动快慢的描述—速度课堂训练1、7.5×1016 m2、瞬时速度、平均速度、平均速度、瞬时速度、瞬时速度3、初速度为零速度均匀增加、速度均匀减少、匀速直线运动、初速度不为零，速度均匀增加。

课后提升训练1、ACD2、AC3、A4、C5、C6、前2s内12.5m/s、4s内15m/s7、08、由于速度均为负值，说明物体一直沿负方向运动，其速度大小先不变，后变小。

第四节速度变化快慢的描述-----加速度课堂训练1、4×105 m/s22、9.7 m/s23、略课后提升训练1、B2、C3、ABCD4、B5、D6、BD7、C8、C9、C 10、答案：（1）0～2s，图线是倾斜直线，说明升降机是做匀加速运动，根据速度图象中斜率的物理意义可求得加速度a1=6m/s2 。

（2）2s～4s，图线是平行于时间轴的直线，说明升降机是做匀速运动，根据速度图象中斜率的物理意义可求得加速度a2=0 。

（3）4s～5s，图线是向下倾斜的直线，说明升降机是做匀减速运动，根据速度图象中斜率的物理意义可求得加速度 a 3=12m/s 2。

第五节匀变速直线运动速度与时间的关系课堂训练1、-6 m/s 22、25s3、B4、匀加速直线、1 m/s 2、、匀减速直线、-2 m/s 2、2 m ／s 、2 m ／s课后提升训练1、略2、 B3、 B4、 ABCD5、 C6、 C7、ABCDE8、 A 9、 4 10、 2 m ／s 2或4 m ／s 2 11、 1 m ／s 12、 6 m ／s 、与初速度方向相反 13、 0.8 m ／s 、 0.6 m ／s 、 0.9 m ／s14、解析：设初速度方向为正方向，则v 0＝4 m ／s由v ＝v 0＋a t 得a ＝t v v 0-＝1410-m ／s 2＝6 m ／s 2 若1 s 后速度方向与初速度方向相反，则v ＝－10 m ／s由v ＝v 0＋a t 得a ＝ t v v 0-＝1410--m ／s 2＝－14 m ／s 2．答案：若l s 后速度与初速度相同，a ＝6 m ／s 2若1 s 后速度与初速度相反a ＝－14 m ／s 2第六节匀变速直线运动的位移与时间关系课堂训练1、1m2、BD3、25m 、65m课后提升训练1、略2、 C3、 D4、D5、 AD6、 BCD7、 BD8、B9、解析：该秒内的平均速度v ＝t s ＝14.0m ／s ＝0.4m ／s 该秒的初速度 v 1＝v ＋a2t ＝0.4＋0.4×0.5m ／s ＝0.6 m ／s 设这1秒钟开始以前物体已经运动t 1时间则由v 1＝v 0－a t 1得：t 1＝a v v 10-＝46.03-s ＝6s 从开始运动到这1 s 末的位移s 总＝v 0 t －21a t 2＝3×7－21×0.4×72m ＝11.2m ．答案：6 s 11.2 m10、解析：滑雪的人做匀加速直线运动，由v t ＝v 0＋a t 可得a t ＝v t －v 0，代入5＝v 0 t ＋21a t 2中，得 s ＝v 0 t ＋21v t －v 0t ＝21v t ＋v 0t 说明对于匀变速直线运动，v ＝20v v t + 所以v ＝258.1+m ／s ＝3．4 m ／s 又s ＝v t ,所以t ＝v s ＝3.4m/s m 85＝25 s. 答案：25 s11、解析：设物体的加速度为a ，在从2v 到4v 的位移为s 2由v t 2－v 02＝2a s 得2v 2－v 2＝2a s ① 4v 2－2v 2＝2a s 2 ②联立①、②解得s 2＝4s答案：4s12、解析：由匀变速直线运动规律知：0.5s 末的速度为v 1＝11t s ＝18.0 m ／s ＝0.8 m ／s 3.5 s 末的瞬时速度为v 2＝22t s ＝38.16m ／s ＝5.6m ／s 小车的加速度为a ＝t v v ∆-12＝38.06.5-m ／s 2＝1.6 m ／s 2 设小车的初速度v 0，则由s 1＝v o ＋21a t 12得 v 0＝121121t at s -＝0 5 s 内的位移为s ＝21a t 2＝21×1.6×25 m ＝20 m 末速度为v t ＝a t ＝1.6×5 m ／s ＝8 m ／s ．第七节对自由落体运动的研究课堂训练1、略2、D3、1．25m 、 3.75m 、 6.25m4、11m/s 、1.12s 、1.225m 、4.9m/s 、9.8 m ／s 2课后提升训练1、略2、 ACD3、 AD4、B5、C6、C7、B8、AC9、C 10、AD 11、B 12、D 13、D 14、A 15、B 16、D17、解析：根据A ＝21g t 2，小球自由下落的总时间为t ＝gh 2＝10802 s ＝4 s 前3 s 内的位移为h 3＝21g t 2＝21×10×32 m ＝45 m 最后1 s 内的位移为h 4＝h －h 3＝80 m －45 m ＝35 m ．答案：35 m18、解析：设当绳子拉紧时，第二个物体下落的时间为t ，则第二个物体下落的高度为： h 2＝21g t 2 ① 此时第一个物体下落的高度为：h 1＝21gt ＋12 ② 其中h 1－h 2＝L ③ ①②③式联立得，L ＝21gt ＋12－21g t 2 代入数据解得：t ＝0.5 s ．答案：0.5 s第八节匀变速直线运动规律的应用（一）、（二）课堂练习1、2:5:62、10m/s3、略4、D5、略6、4.3 m ／s 2 、32.4m.课后提升训练：1、略2、B3、D4、1：2：4、1：4：165、D6、ABC7、D8、A9、B 10、BD 11、2:5 、50cm/s 12、V 02/2a=VV 0/a+L 、V （V 0-V ）/a+L-(V 2-V 02)/2a 13、10s 、300s 14、4.828s 、23.312m 、4m 15、2.25m/s 2第九节测定匀变速直线运动的加速度课后提升训练1、BD2、A3、在此题中，每5个点取一个计数点，所以每相邻两个计数点间的时间间隔为T ＝5×0.02 s ＝0.1 s ，由图可知，任意两个连续相等的时间间隔T 内的位移之差Δx ＝2.00 cm ＝0.02 m ，由公式Δx ＝aT 2，有a ＝Δx /T 2＝(0.02/0.12)m/s 2＝2.0 m/s 2因此答案为B4、(1)电磁、低压交流电、 4 V ～6 V (2)电火花、交流220 V (3)① 0.18、 0.75 ②14.505、①A 中先放纸带，后接通的电源．应该先接通电源，待打点稳定后再放开小车；②D 中没有先断开电源，后取下纸带．应该先断开电源，然后取下纸带；③G 换上新纸带，重复实验三次；正确的步骤顺序是：BECADGF.6、(1)0.250.45（2）(3)1第一章复习小结课堂课后训练1、略2、略3、A4、ABC5、BCD6、B7、a=0.4 m／s2方向B到A与运动方向相反2、。

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述 3 Word版含答案

3 运动快慢与方向的描述——速度[学习目标] 1.理解速度的概念，领会其矢量性，知道速度的方向.2.知道平均速度和瞬时速度的区别和联系.3.能在具体问题的描述中正确使用平均速度和瞬时速度，并能进行相应的计算.4.理解v －t 图像的意义．一、运动快慢的描述——速度1．定义：位移与发生这段位移所用时间的比值，叫做速度． 2．表达式：v ＝Δx Δt.3．单位：米每秒，符号是m/s 或m·s －1.1 m/s ＝3.6km/h.4．矢量性：速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向． 5．物理意义：表示物体运动快慢和方向．二、平均速度 1．公式：v ＝Δx Δt.2．平均速度只能粗略地描述物体在Δt 时间内运动的快慢． 3．方向：与位移的方向相同．三、瞬时速度1．定义：运动物体在某一时刻或某一位置的速度． 2．物理意义：精确地描述物体运动的快慢．3．大小：当Δt 非常非常小时，ΔxΔt 称为物体在时刻t 的瞬时速度，瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率．四、速度—时间图像1．速度—时间图像(v －t 图像)：以速度为纵轴，时间为横轴，建立平面直角坐标系，在坐标系中画出的描述速度v 与时间t 关系的图像．2．匀速直线运动的速度－时间图像是与横轴平行的直线，在速度图像中位移对应边长分别为v 和t 的一块矩形面积．1．判断下列说法的正误．(1)由公式v ＝ΔxΔt知，运动物体的位移Δx 越大，速度越大．(×)(2)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度．(√) (3)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态．(×) (4)子弹以速度v 从枪口射出，v 指瞬时速度．(√)2．某质点沿一直线运动，在第1s 内通过的位移为2m ，第2s 内通过的位移为4m ，第3s 内通过的位移为6m ，则质点前2s 的平均速度为________m/s ，后 2 s 内的平均速度为________m/s ；3s 内的平均速度为________m/s. 答案 3 5 4一、对速度的理解自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向行驶，在30min 内自行车行驶了8km ，汽车行驶了50km ；百米比赛中，运动员甲用时10s ，运动员乙用时13.5s. (1)自行车和汽车哪个快？ (2)运动员甲和运动员乙哪个快？ (3)汽车和运动员甲哪个快？如何比较呢？答案 (1)汽车运动得快，单向直线运动中，相同时间内位移大的运动得快． (2)运动员甲跑得快，单向直线运动中，通过相同位移所需时间短的运动得快． (3)通过比较两物体单位时间内的位移，可比较两物体运动的快慢汽车：Δx 1Δt 1＝50km 30min ＝50×103m 30×60s≈27.8m/s运动员甲：Δx 2Δt 2＝100m10s ＝10m/s所以汽车运动得快．1．对公式v ＝ΔxΔt的理解(1)速度采用比值定义法，不能说v 与Δx 成正比．Δx 大，仅指物体的位置变化量大．位移大，速度不一定大；当物体位置变化快时，速度才大． (2)式中Δx 是位移不是路程，Δx 与Δt 具有对应性． 2．速度是矢量(1)速度既有大小，又有方向，是矢量．瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向． (2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同．例1 关于速度的定义式v ＝ΔxΔt，以下叙述正确的是( )A ．物体做匀速直线运动时，速度v 与运动的位移Δx 成正比，与运动时间Δt 成反比B ．速度v 的大小与运动的位移Δx 和时间Δt 都无关C ．速度大小不变的运动是匀速直线运动D ．v 1＝2m/s 、v 2＝－3 m/s ，因为2>－3，所以v 1>v 2 答案 B解析 v ＝ΔxΔt 是计算速度的定义式，只说明速度可用位移Δx 除以时间Δt 来获得，并不是说v 与Δx 成正比，与Δt 成反比，A 错，B 对；匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动，C 错；速度是矢量，正、负号表示方向，绝对值表示大小，D 错．二、平均速度和瞬时速度小明坐在沿直线行驶的汽车上，从甲地到乙地用时20分钟，行徎20km ，根据公式v ＝ΔxΔt ，他计算出自己的速度为60km/h.但途中某时刻小明发现速度计显示为70 km/h. (1)上面提到的两个速度各表示什么速度？ (2)速度计显示的是什么速度？(3)若小明由乙地返回甲地又用了20分钟，则整个过程的平均速度是多少？它能反映汽车运动得快慢吗？答案 (1)60km/h 为20分钟内汽车的平均速度；70 km/h 为瞬时速度． (2)瞬时速度(3)因为全程的位移为零，所以平均速度为0 不能平均速度和瞬时速度的比较例2 (多选)下列速度属于瞬时速度的是( ) A ．火车以76km/h 的速度经过“深圳到惠州”这一路段 B ．汽车速度计指示着速度50km/hC ．城市繁华路口速度路标上标有“15km/h 注意车速”字样D ．足球以12m/s 的速度射入球门答案 BCD例3 甲、乙两地相距60km ，一汽车沿直线运动用40km/h 的平均速度通过了全程的13，剩余的23路程用了2.5h ．求：(1)此汽车在后23路程的平均速度大小．(2)汽车在全过程中的平均速度大小．答案 (1)16km/h (2)20 km/h解析 (1)汽车在前后两段的位移大小分别是 x 1＝60×13km ＝20kmx 2＝60×23km ＝40km汽车在后23路程的平均速度大小：v 2＝x 2t 2＝402.5km/h ＝16 km/h(2)汽车在全过程中的平均速度大小： v ＝x t ＝602040＋2.5km/h ＝20 km/h.求平均速度时注意：(1)所求的平均速度对应哪段的时间或位移. (2)发生的该位移一定与所用时间对应. 三、平均速度、平均速率与速率的比较 1．概念：(1)平均速度＝位移时间，平均速率＝路程时间(2)速率是瞬时速度的大小，是瞬时速率的简称．2．矢标性：平均速度是矢量，有方向；速率是标量，无方向． 3．平均速度的大小一般小于平均速率．例4 一物体以v 1＝4 m/s 的速度向东运动了5 s 后到达A 点，在A 点停了5 s 后又以v 2＝6 m/s 的速度沿原路返回，运动了5s 后到达B 点，求物体在全程的平均速度和平均速率．答案 23m/s ，方向向西 103m/s解析物体全程的位移大小x ＝v 2t 2－v 1t 1＝6×5m －4×5m ＝10m ，全程用时t ＝5s ＋5s ＋5s ＝15s ，故平均速度大小v ＝x t ＝1015m/s ＝23m/s ，方向向西．物体全程的路程s ＝v 2t 2＋v 1t 1＝6×5m ＋4×5m ＝50m ，故平均速率v ′＝s t ＝5015m/s ＝103m/s.求平均速度时常见的两种错误：(1)认为平均速度就等于速度的平均值，即v ＝v 1＋v 22 (v 1、v 2分别是物体的初、末速度).实际上这个式子对于极个别的运动适用，但对于一般的直线运动和曲线运动是不适用的. (2)认为平均速度大小等于平均速率.在计算平均速度时，用路程与时间的比值去求解.而实际上平均速度必须依据其定义用位移与时间的比值去求解.并且必须强调针对的是哪段位移(或哪段时间). 四、v －t 图像的理解从v －t 图像上可以得到的信息(1)读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻．(2)求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间．(3)判断运动方向．根据速度的正负判断运动方向．速度为正，表示物体沿正方向运动，速度为负，表示物体沿负方向运动．(4)比较物体速度变化的快慢．在v －t 图像中，直线的倾斜程度(斜率)反映了物体速度改变的快慢，倾斜程度越大，表示速度改变得越快，倾斜程度越小，表示速度改变得越慢，直线不倾斜(平行于时间轴)，表示物体的速度不变．例5 如图1所示，是某质点做直线运动的v －t 图像，试回答：图1(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动？(2)质点在4s末的速度多大？(3)质点在4～8s内的位移是多大？答案(1)AB段表示质点做加速运动；BC段表示质点做匀速运动；CD段表示质点做减速运动(2)15m/s(3)60m解析(1)根据题中v－t图像可知在AB段速度随时间不断增大，所以AB段表示质点做加速运动；在BC段速度不随时间而变化，所以BC段表示质点做匀速运动；在CD段速度随时间不断减小，所以CD段表示质点做减速运动．(2)质点在4s末的速度是15m/s.(3)4～8s内质点做匀速直线运动，v－t图像与t轴所围“面积”表示位移即x＝v t＝15×4m ＝60m.针对训练某物体的运动规律如图2所示，下列说法中正确的是()图2A．物体在第1s末运动方向发生变化B．第2s内、第3s内的速度方向是相同的C．物体在第2s内返回出发点，向反方向运动D．在这7s内物体做往复运动答案 D解析物体在第1s末运动方向没有发生变化，A错；第2s内、第3s内的速度方向是相反的，B错；物体在第2s内位移变大，向正方向运动，C错；整个过程中物体做的是往复运动，D项正确．。

2019版步步高高中物理教科版必修一第一章第一章 2课件

第一章运动的描述
2 位置变化的描述——位移
[学习目标] 1.理解坐标系的概念，会在坐标系中描述物体的位置及位置变化. 2.理解位移的概念和矢量性、知道位移与路程的区别和联系. 3.知道矢量、标量及其区别.能进行一维情况下矢量的运算.
内容索引
自主预习
预习新知夯实基础
重点探究
启迪思维探究重点
达标检测
解析
答案
针对训练
一个同学沿着400 m的操场跑一圈(又回到出发点)，他的位
400 m 移为_____ 0 ，路程为________.
答案
例2 (多选)下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法正确的是 A.两个运动的物体位移大小均为20 m，这两个位移一定相同 B.做直线运动的两个物体的位移x甲＝1 m，x乙＝－3 m，则x甲＜x乙 √ C.温度计读数有正负，其正、负号表示温度的方向 D.温度计读数时正的温度一定高于负的温度，正、负号不能代表方向 √ 解析定相同，A错；矢量比较大小时，比较绝对值，B对；温度是标量，只有大小，没有方向，正号表示比零摄氏度高，负号表示比零摄氏度低，正的温度一定高于负的温度，C错，D对.
解析答案
位移是矢量，大小相同，方向不一定相同，所以这两个位移不一
二、在坐标系中表示位置和位移
[导学探究] 1.如图4，一辆汽车正在平直的公路上直线行驶.为了描述汽车的位置及
位置变化，我们需要建立什么样的坐标系？
图4 答案以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系. 2.汽车转弯时，上面问题中建立的坐标系还能描述物体的位置及位置变化吗？如果不能，我们需要建立什么样的坐标系？答案不能.以汽车开始转弯时的位置为坐标原点，建立平面坐标系.
＝R.位移的方向为由北指向南.

2019版步步高高中物理教科版必修一第一章第一章 7

7对自由落体运动的研究[学习目标] 1.知道物体做自由落体运动的条件，知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动.2.会探究自由落体运动规律和测定自由落体运动的加速度.3.了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法．一、自由落体运动1．对下落物体的认识(1)古希腊哲学家亚里士多德提出了物体越重下落越快的观点．(2)通过实验说明造成“重快轻慢”的真正原因是：空气对物体的阻碍作用．2．自由落体运动(1)①定义：只在重力的作用下，物体由静止开始下落的运动．②实际自由下落物体可看做自由落体运动的条件，空气阻力比较小，可以忽略．(2)特点①初速度为零．②只受重力作用．二、伽利略对落体运动规律的探究1．发现问题伽利略根据亚里士多德的观点得出了相互矛盾的结论，说明亚里士多德的观点是错误的．2．提出假说物体下落的过程是一个速度逐渐增大的过程，其速度与时间成正比，即v∝t；物体下落的距离与时间的平方成正比，即h∝t2.3．间接验证让小球从阻力很小的斜面上滚下，由静止开始到每个相等的时间间隔末物体运动的距离之比为1∶4∶9∶16…，证明了h∝t2，也证明了v∝t.4．合理外推伽利略设想将斜面倾角外推到90°时，小球的运动就成为自由下落，伽利略认为小球仍会做匀变速直线运动．三、自由落体加速度1．概念自由落体运动的加速度称为自由落体加速度或重力加速度．2．大小重力加速度的大小在地球上纬度和海拔不同的区域略有差别．计算中通常取g ＝9.8 m /s 2，在粗略计算中还可以取g ＝10 m/s 2. 3．方向重力加速度的方向竖直向下．1．判断下列说法的正误．(1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动．(×) (2)物体在真空中一定做自由落体运动．(×)(3)由静止释放的物体只在重力作用下一定做自由落体运动．(√) (4)质量越大的物体自由落体加速度越大．(×) (5)自由落体加速度的方向垂直地面向下．(×)(6)伽利略通过实验的观察与计算，直接得到自由落体运动的规律．(×) (7)伽利略根据斜面实验结论进行合理的外推，得到自由落体运动的规律．(√)2.在研究物体仅在重力作用下运动的实验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把一个点记作O ，另选连续的4个点A 、B 、C 、D 作为测量点，每两个测量点之间有4个实际打出的点(未标出)，如图1所示，图中所标数据是各测量点到O 点的距离(单位：mm)，那么物体做________运动，加速度为________．图1答案匀变速直线 9.8 m/s 2 解析因为打点周期T ′＝0.02 s ，所以各测量点之间的时间间隔为 T ＝5×T ′＝0.1 s.由纸带数据得h OA ＝49 mm ，h AB ＝147 mm ，h BC ＝245 mm ，h CD ＝343 mm ，即Δh ＝h AB －h OA＝h BC －h AB ＝h CD －h BC ＝98 mm ，物体做匀变速直线运动，其加速度a ＝Δh T 2＝98×10－310－2 m /s 2＝9.8 m/s 2.一、自由落体运动1．自由落体运动(1)自由落体运动实质上是初速度v0＝0，加速度a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例．(2)自由落体运动是一种理想化的运动模型．只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可以当成自由落体运动来处理．(3)运动图像：自由落体运动的v－t图像是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g，如图2所示．图22．自由落体加速度(重力加速度)(1)方向：总是竖直向下，但不一定垂直地面；(2)大小：①在同一地点，重力加速度都相同．②地球上纬度不同的地点重力加速度不同，其大小随纬度的增加而增大，赤道上最小，两极处最大，但各处的重力加速度都接近于9.8 m/s2，因此一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2.例1(多选)关于自由落体运动及重力加速度的说法，正确的是()A．竖直向下的运动一定是自由落体运动B．熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可近似认为是自由落体运动C．同一地点，轻重物体的g值一样大D．g值在赤道处大于在北极处答案BC解析物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用，A错；熟透的苹果在下落过程中虽受空气阻力作用，但该阻力远小于它的重力，可以忽略该阻力，故可将该过程近似认为是自由落体运动，B对；同一地点，重力加速度都相同，与质量无关，C对；赤道处g 值小于北极处，D错．针对训练1关于自由落体运动，下列说法正确的是()A．质量大的物体自由下落时的加速度大B．雨滴下落的过程是自由落体运动C．从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动D．从二楼阳台由静止释放的石块，可近似看做自由落体运动答案D解析自由下落的物体的加速度相同，都是重力加速度g，A错误；雨滴下落过程中的空气阻力不能忽略，B 错误；从水平飞行着的飞机上释放的物体不是从静止开始下落即初速度不为零，C 错误；从二楼阳台由静止释放的石块，重力远大于阻力，可近似看做自由落体运动，D 正确．二、自由落体运动的规律 1．自由落体运动的基本公式匀变速直线运动规律――→特例自由落体运动规律 ⎩⎪⎨⎪⎧ v t ＝v 0＋at x ＝v 0t ＋12at 2――→v 0＝0a ＝g ⎩⎪⎨⎪⎧v t ＝gt h ＝12gt2 2．匀变速直线运动的一切推论公式，如平均速度公式、位移差公式，都适用于自由落体运动．例2 从离地面500 m 的空中由静止自由落下一个小球，取g ＝10 m/s 2，求小球：(阻力可忽略) (1)落到地面所用的时间；(2)自开始下落计时，在第1 s 内的位移、最后1 s 内的位移．答案 (1)10 s (2)5 m 95 m解析 (1)由h ＝12gt 2得落地所用时间：t ＝2h g＝2×50010s ＝10 s. (2)第1 s 内的位移：h 1＝12gt 12＝12×10×12 m ＝5 m因为从开始运动起前9 s 内的位移为 h 9＝12gt 92＝12×10×92 m ＝405 m所以最后1 s 内的位移为Δh ＝h －h 9＝500 m －405 m ＝95 m.例3 如图3所示，一滴雨滴从离地面20 m 高的楼房屋檐自由下落，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 ，g 取10 m/s 2，问：图3(1)雨滴落地时的速度大小；(2)雨滴落地前最后1 s 内的位移大小； (3)屋檐离窗的上边框有多高？答案 (1)20 m/s (2)15 m (3)4.05 m解析 (1)设雨滴自由下落时间为t ，根据自由落体运动公式h ＝12gt 2得t ＝2 s.则雨滴落地时的速度v ＝gt ＝20 m/s. (2)雨滴在第1 s 内的位移为h 1＝12gt 12＝5 m则雨滴落地前后最后1 s 内的位移大小为h 2＝h －h 1＝15 m.(3)由题意知窗口的高度为h 3＝2 m ，设屋檐距窗的上边框h 0，雨滴从屋檐运动到窗的上边框时间为t 0，则h 0＝12gt 02.又h 0＋h 3＝12g (t 0＋Δt )2联立解得h 0＝4.05 m.针对训练2 设宇航员在某行星上从高32 m 处自由释放一重物，测得在下落最后1 s 内所通过的距离为14 m ，则重物下落的时间是多少？该星球表面的重力加速度为多大？答案 4 s 4 m/s 2解析设重物下落的时间为t ，星球表面的重力加速度为g 0，则由h ＝12g 0t 2得32 m ＝12g 0t 2①32 m －14 m ＝12g 0(t －1)2②由①②解得t ＝4 s ，g 0＝4 m/s 21．(重力加速度及自由落体运动的理解)(多选)在忽略空气阻力的情况下，让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落，则关于两块石块的运动情况，下列说法正确的是( ) A ．重的石块落得快，先着地 B ．轻的石块落得快，先着地C ．在着地前的任一时刻，两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度D ．两块石块在下落时间段内的平均速度相等答案 CD解析两石块都做自由落体运动，运动规律相同且具有相同的加速度，由于从同一高度下落，落地时间必然相同，故A 、B 错误．因h 、t 相同，故v ＝ht 必相同，D 正确．由v t ＝gt 和h＝12gt 2可知，C 正确． 2．(伽利略对自由落体运动的研究)(多选)图4大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是( )图4A ．其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论B ．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论C ．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显D ．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显答案 AC3．(自由落体运动规律的应用)一物体从H 高处自由下落，经时间t 落地，则当它下落t2时，离地的高度为( )A.H 2B.H 4C.3H 4D.3H 2 答案 C解析根据h ＝12gt 2，下落高度与时间的平方成正比，所以下落t 2时，下落高度为H4，离地高度为3H4.4．(自由落体运动规律的应用)一物体从高125 m 处自由下落，取g ＝10 m/s 2.求物体： (1)落到地面时的速度大小；(2)最初1 s 内与最后1 s 内的位移之比．答案 (1)50 m (2)1∶9 解析 (1)设物体下落时间为t ，由h ＝12gt 2得：t ＝2hg＝5 s 由v t ＝gt 得：v t ＝50 m/s (2)物体下落第1 s 内位移h 1＝12gt 12＝12×10×12 m ＝5 m物体下落前4 s 内位移h 2＝12gt 22＝12×10×42 m ＝80 m则物体下落最后1 s 内的位移h 3＝H －h 2＝45 m 则最初1 s 内与最后1 s 内的位移之比h 1h 3＝19一、选择题1．小明发现从核桃树上同一高度一颗核桃和一片树叶同时从静止落下，下列说法正确的是( ) A ．核桃和树叶的运动都是自由落体运动 B ．核桃先落地是由于核桃受到的重力较大 C ．核桃和树叶的运动都不能看成自由落体运动 D ．假如地球上没有空气，核桃和树叶会同时落地答案 D解析从树上落下的核桃所受阻力相对重力来说很小，可看成自由落体运动，而从树上落下的树叶所受阻力相对重力来说较大，不能看成自由落体运动，A 、B 、C 错误．假如地球上没有空气，则核桃和树叶不受空气阻力，都做自由落体运动，下落快慢相同，同时落地，D 正确．2．(多选)伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图1所示的斜面实验．下列哪些方法是他在这个实验中采用过的( )图1A ．用水钟计时B ．用打点计时器打出纸带进行数据分析C ．改变斜面倾角，比较各种倾角得到的xt2的比值的大小D ．将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动答案 ACD解析伽利略时代采用的计时方法是水钟计时，A 正确，B 错误；研究自由落体运动时伽利略利用数学推理得出结论，速度随时间均匀变化，则位移与时间的二次方成正比，C正确；伽利略将斜面实验的结果合理“外推”，D正确．3．(多选)下列关于重力加速度的说法正确的是()A．重力加速度g是标量，只有大小，没有方向B．在地球上不同地方，g的大小是不同的，但差别不大C．在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的D．纬度越低的地方，重力加速度g值越小答案BCD解析重力加速度是矢量，方向总是竖直向下．地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度是相同的，地球上不同地方g的大小是不同的，但差别不大，纬度越低的地方，g 值越小．故正确答案为B、C、D.4．从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间．两位同学合作，用刻度尺可测得人的反应时间．如图2甲所示，A握住尺的上端，B在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触)，当看到A放开手时，B立刻握住尺．若B做握尺准备时，手指位置如图乙所示，而握住尺时的位置如图丙所示，由此测得B同学的反应时间约为()图2A．2.0 s B．0.30 s C．0.10 s D．0.04 s答案B解析由自由落体公式h＝12gt2，有0.6－0.2＝12gt2，可知t≈0.30 s，所以选项B正确．5．空降兵从飞机上跳伞时，为了保证安全着陆，着陆前最后阶段降落伞匀速下落的速度约为6 m/s.空降兵平时模拟训练时，经常从高台上跳下，则训练用高台的合适高度约为(g取10 m/s2)()A．0.5 m B．1.0 m C．1.8 m D．5.0 m答案C6．(多选)甲、乙两物体，m甲＝2m乙，甲从2H高处自由落下，1 s后乙从H(H>1 m)高处自由落下，不计空气阻力，在两物体落地之前，正确的说法是()A．同一时刻甲的速度大B．同一时刻两物体的速度相同C．各自下落1 m时，两物体速度相同D．落地之前甲和乙的高度之差不断增大答案AC解析因为甲、乙物体都做自由落体运动，它们的初速度为零，加速度为g，甲任意时刻的速度为：v＝gt，乙任意时刻的速度v′＝g(t－1)，所以两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度大于乙的速度，故A正确，B错误；各自下落1 m时，根据速度时间关系公式，有：v2＝2gh，故v＝2gh＝2×10×1 m/s＝2 5 m/s，两物体速度相同，C正确；1 s后，相对于乙物体，甲向下做匀速直线运动，由于不知道题目中H的具体数值，故不知道甲能否超过乙，故不能确定是否一直靠近，故D错误．7．某同学在实验室做了如图3所示的实验，铁质小球被电磁铁吸附，断开电磁铁的电源，小球自由下落，已知小球的直径为0.5 cm，该同学从计时器上读出小球通过光电门的时间为1.00×10－3 s，则小球开始下落的位置距光电门的距离约为(取g＝10 m/s2)()图3A．1 m B．1.25 mC．0.4 m D．1.5 m答案B8．长为5 m的竖直杆下端距离一个竖直隧道口为5 m，若这个隧道高也为5 m，让这根杆自由下落，它通过隧道的时间为(取g＝10 m/s2)()A. 3 s B．(3－1) sC ．(3＋1) sD ．(2＋1) s答案 B解析根据h ＝12gt 2，直杆自由下落到下端运动到隧道上沿的时间t 1＝2h 1g ＝2×5 m10 m/s 2＝1 s ．直杆自由下落到直杆的上端离开隧道下沿的时间t 2＝2h 2g＝2×15 m10 m/s 2＝ 3 s ．则直杆过隧道的时间t ＝t 2－t 1＝(3－1) s ，选项B 正确，A 、C 、D 错误．9．一个物体从房檐自由落下，通过一个高为1.8 m 的窗户用了0.2 s ，g 取10 m/s 2，则房檐距窗户下沿的高度为( )A ．0.6 mB ．0.2 mC ．5 mD ．3.5 m 答案 C10．(多选)一小球从空中由静止释放，不计空气阻力(g 取10 m/s 2)．下列说法正确的是( ) A ．第2 s 末小球的速度为20 m/s B ．前2 s 内小球的平均速度为20 m/s C ．第2 s 内小球的位移为10 m D ．前2 s 内小球的位移为20 m 答案 AD解析小球做自由落体运动，第2 s 末小球的速度为v ＝gt ＝10×2 m /s ＝20 m/s ，故A 正确；前2 s 内小球的位移为h 2＝12gt 2＝12×10×4 m ＝20 m ；前2 s 内小球的平均速度为v ＝h 2t ＝202m /s ＝10 m/s ，故B 错误，D 正确；第1 s 内小球的位移为h 1＝12gt 12＝12×10×1 m ＝5 m ；故第2 s 内小球的位移为Δh ＝h 2－h 1＝20 m －5 m ＝15 m ，故C 错误．二、非选择题11．某校物理兴趣小组为了了解高空坠物的危害，将一只鸡蛋从高楼上由静止释放，经过4 s 鸡蛋刚好着地．(忽略空气阻力的作用，g 取10 m/s 2)求： (1)鸡蛋释放时距离地面的高度； (2)鸡蛋在下落过程中的平均速度大小； (3)鸡蛋下落过程中第4 s 内的位移大小．答案 (1)80 m (2)20 m/s (3)35 m解析 (1)由h ＝12gt 2，可得：h ＝12×10×16 m ＝80 m.(2)下落过程的平均速度为：v ＝h t ＝804m /s ＝20 m/s.(3)前3 s 内的位移h ′＝12gt 32＝12×10×32 m ＝45 m ，故第4 s 内的位移Δh ＝h －h ′＝35 m.12.在离地面7.2 m 处，手提2.2 m 长的绳子的上端如图4所示，在绳子的上下两端各拴一小球，放手后小球自由下落(绳子的质量不计，球的大小可忽略，g ＝10 m/s 2)求：图4(1)两小球落地时间相差多少？(2)B 球落地时A 球的速度多大？答案 (1)0.2 s (2)10 m/s解析 (1)设B 球落地所需时间为t 1，因为h 1＝12gt 12，所以t 1＝2h 1g ＝2×(7.2－2.2)10s ＝1 s ，设A 球落地所需时间为t 2由h 2＝12gt 22得t 2＝2h 2g ＝2×7.210s ＝1.2 s 所以两小球落地的时间差为Δt ＝t 2－t 1＝0.2 s.(2)当B 球落地时，A 球的速度与B 球的速度相等．即v A ＝v B ＝gt 1＝10×1 m /s ＝10 m/s.13.如图5所示，直杆长L 1＝0.5 m ，圆筒高L 2＝2.5 m ．直杆位于圆筒正上方H ＝1 m 处．直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿越圆筒．试求：(取g ＝10 m/s 2，5≈2.236)图5(1)直杆下端刚好开始进入圆筒时的瞬时速度v 1；(2)直杆穿越圆筒所用的时间t .答案 (1)4.472 m/s (2)0.45 s解析 (1)直杆做自由落体运动，设直杆下端到达圆筒上方的时间为t 1，由运动学知识得H ＝12gt 12，v 1＝gt 1，联立解得v 1＝2 5 m /s ≈4.472 m/s. (2)设直杆上端离开圆筒下方的时间为t 2，则L 1＋H ＋L 2＝12gt 22，由题意得t ＝t 2－t 1，解得t ≈0.45 s.。

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述章末检测试卷(一) Word版含答案

章末检测试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，其中1～7为单选题，8～12为多选题，每小题4分，共48分) 1．2015年4月4日，长春，月全食天象.17时整，半影月食开始，19时54分月球完全进入地球本影，20时06分01秒月球移出地球本影，期间有12分01秒左右可以观测到铜红色的红月亮．则()A．19时54分是时刻B．20时06分01秒是时间C．12分01秒是时刻D．在观测月全食时可将地球看成质点答案 A2．如图1所示，一架执行救援任务的直升机悬停在空中，救生员抱着伤病员，缆绳正在将他们拉上飞机．若以救生员为参考系，则处于静止状态的是()图1A．伤病员B．直升机C．地面D．直升机驾驶员答案 A3．做匀变速直线运动的物体位移随时间的变化规律为x＝24t－1.5t2 (m)，根据这一关系式可以知道，物体速度为零的时刻是()A．1.5sB．8sC．16sD．24s答案 B4．如图2所示，甲、乙两物体从地面上某点正上方不同高度处，同时做自由落体运动．已知甲的质量比乙的质量大，下列说法正确的是()图2A．甲、乙可能在空中相撞B．甲、乙落地时的速度相等C．下落过程中，甲、乙速度变化的快慢相同D．从开始下落到落地，甲、乙的平均速度相等答案 C解析物体做自由落体运动，加速度为g，与物体的质量无关，下落过程中，甲、乙速度变化的快慢相同，甲、乙不可能在空中相撞，选项A错误，C正确；根据v t2＝2gh，物体落地时的速度v t＝2gh，故两物体到达地面时速度不相同，选项B错误；由平均速度v＝0＋v t 2＝v t2知两物体平均速度也不相等，选项D错误．5．汽车进行刹车试验，若速率从8m/s匀减速至零，用时1 s．按规定速率为8 m/s的汽车刹车后拖行距离不得超过 5.9m，那么对上述刹车试验的拖行距离的计算及是否符合规定的判断正确的是()A．拖行距离为8m，符合规定B．拖行距离为8m，不符合规定C．拖行距离为4m，符合规定D．拖行距离为4m，不符合规定答案 C6．若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计空气阻力，物体只受重力时的加速度为重力加速度)时的位移—时间(x－t)图像如图3所示，则有()图3A．该物体上升的时间为10sB．火星表面的重力加速度为1.6m/s2C．该物体被抛出时的初速度为50m/sD．该物体落到火星表面时的速度为16m/s答案 B解析由题图读出，物体上升的最大高度为h＝20m，上升的时间为t＝5s.根据上升和下落的对称性知，对于下落过程，由h ＝12gt 2得：g 0＝2h t 2＝2×2052m/s 2＝1.6 m/s 2；该物体被抛出时的初速度为v 0＝g 0t ＝8m/s ，故A 、C 错误，B 正确．根据对称性可知，该物体落到火星表面时的速度大小与初速度大小相等，也为8 m/s ，故D 错误．7．一可视为质点的物体以初速度v 0＝20m/s 从斜面底部沿光滑斜面匀减速向上滑动，当上滑距离x 0＝30 m 时，速度减为10 m/s ，物体恰滑到斜面顶部速度为零，则斜面长度为( ) A ．40m B ．50m C ．32m D ．60m答案 A解析根据v 2－v 02＝2ax ，得加速度为a ＝(v 02)2－v 022x 0＝102－2022×30m/s 2＝－5 m/s 2，物体到达斜面顶部时速度为0，则斜面长度L ＝0－v 022a ＝40m ，选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．8．如图4甲所示，火箭发射时，速度能在10s 内由0增加到100m/s ；如图乙所示，汽车以108 km/h 的速度行驶，急刹车时能在2.5s 内停下来．下列说法中正确的是( )图4A ．10s 内火箭的速度改变量为10m/sB ．2.5s 内汽车的速度改变量为－30m/sC ．火箭的速度变化比汽车快D ．火箭的加速度比汽车的加速度小答案 BD解析规定初速度的方向为正方向．火箭的速度改变量Δv ＝v 2－v 1＝100m/s －0＝100 m/s ，选项A 错误；108km/h ＝30 m/s ，汽车的速度改变量Δv ′＝v 2′－v 1′＝0－30m/s ＝－30 m/s ，选项B 正确；根据a ＝Δv Δt 得，火箭的加速度a 1＝Δv Δt ＝100m/s 10s ＝10m/s 2，汽车的加速度a 2＝Δv ′Δt ′＝－30m/s2.5s ＝－12m/s 2，所以火箭的加速度比汽车的加速度小，火箭的速度变化比汽车慢，选项C 错误，D 正确．9.甲、乙两个物体在同一时刻沿同一直线运动，它们的速度—时间图像如图5所示，下列有关说法正确的是( )图5A ．在4～6s 内，甲、乙两物体的加速度大小相等、方向相反B ．前6s 内甲通过的路程更大C ．前4s 内甲、乙两物体的平均速度相等D ．甲、乙两物体前两秒内位移相同答案 BD解析由题中图线可知在4～6s 内，甲、乙两物体的加速度大小相等、方向相同，A 错误；由速度－时间图线与时间轴所围图形的面积表示位移可知，前6s 内甲通过的路程大于乙，B 正确；前4s 内v甲＝52m/s ，v 乙＝32m/s ，v 甲≠v 乙，C 错误；前两秒内，甲、乙两速度图线与时间轴所围面积相等，即位移相同，D 正确．10．物体从静止开始做匀加速直线运动．已知第4s 内与第2s 内的位移之差是12m ．则可知( )A ．第1s 内的位移为3mB ．第2s 末的速度为8m/sC ．物体运动的加速度为2m/s 2D ．物体在第5s 内的平均速度为27m/s 答案 AD解析根据x 4－x 2＝2aT 2得，物体运动的加速度a ＝x 4－x 22T 2＝122×12m/s 2＝6 m/s 2，则第1s 内的位移x 1＝12at 12＝12×6×12m ＝3m ，故A 正确，C 错误；第2s 末的速度v 2＝at 2＝6×2m/s＝12 m/s ，故B 错误；物体在第5s 内的位移x 5＝12at 52－12at 42＝12×6×25m －12×6×16m ＝27m ，则物体在第5s 内的平均速度v ＝x 5T ＝271m/s ＝27 m/s ，故D 正确．11．下列给出的四组图像中，能够反映同一直线运动的是( )答案 BC解析 A 、B 选项中的左图表明0～3s 内物体做匀速运动，位移正比于时间，加速度为零，3～5s 内物体做匀加速运动，加速度大小a ＝ΔvΔt ＝2m/s 2，A 错，B 对；C 、D 选项中左图0～3s内位移不变，表示物体静止(速度为零，加速度为零)，3～5s 内位移与时间成正比，表示物体做匀速运动，v ＝ΔxΔt＝2m/s ，a ＝0，C 对，D 错．12.竖直的墙壁上AE 被分成四段相等的部分，一物体由A 点从静止释放做自由落体运动，如图6所示，下列结论正确的是( )图6A ．物体到达各点的速率vB ∶vC ∶vD ∶vE ＝1∶2∶3∶2B ．物体通过每一部分时，其速度增量v B －v A ＝vC －v B ＝vD －v C ＝vE －v D C ．物体从A 到E 的平均速度v ＝v B D ．物体从A 到E 的平均速度v ＝v C 答案 AC 解析由t ＝2hg，物体到达B 、C 、D 、E 的时间之比为t B ∶t C ∶t D ∶t E ＝1∶2∶3∶2，根据v ＝gt ，得v B ∶v C ∶v D ∶v E ＝1∶2∶3∶2，A 正确，B 错误；显然v B ＝v E2，而v ＝0＋v E 2，所以物体从A 到E 的平均速度v ＝v B ，C 正确，D 错误．二、实验题(本题共2小题，共12分)13．(6分)某同学用图7甲所示装置测定重力加速度．(已知打点频率为50Hz)图7(1)实验时下面步骤的先后顺序是________． A ．释放纸带B ．打开打点计时器(2)打出的纸带如图乙所示，可以判断实验时重物连接在纸带的______(填“左”或“右”)端．(3)图乙中是连续的几个计时点，每个计时点到0点的距离d 如下表所示：根据这些数据可求出重力加速度的测量值为________．(保留三位有效数字) 答案 (1)BA (2)左 (3)9.72m/s 2解析 (1)根据打点计时器的使用步骤，应先接通电源，后释放纸带，故顺序为BA. (2)纸带与重物相连的那端最先打点，故点的分布比较密集些，所以重物连接在纸带的左端． (3)我们用逐差法来求重力加速度的测量值．根据表中的数据可得 a ＝[(42.10－19.30)－19.30]×10－2(3×0.02)2m/s 2≈9.72 m/s 2. 14．(6分)如图8所示，为测量做匀加速直线运动的小车的加速度，将宽度均为b 的挡光片A 、B 固定在小车上，测得两者间距为d .图8(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为Δt 1和Δt 2，则小车的加速度a ＝________.(2)为减小实验误差，可采用的方法有________．。

物理步步高大一轮复习讲义第一章第1讲

考点一对质点、参考系和位移的理解1．质点(1)用来代替物体有质量的点叫做质点．(2)研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小对问题的影响可以忽略，就可以看做质点．(3)质点是一种理想化模型，实际并不存在．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，我们都假定它是静止的．(2)比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系．(3)选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能不同．通常以地球为参考系．3．位移(1)定义：表示质点的位置变动，它是质点由初位置指向末位置的有向线段．(2)与路程的区别：位移是矢量，路程是标量．只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程．[思维深化]判断下列说法是否正确．(1)只有质量和体积都很小的物体才能看成质点．(×)(2)平动的物体都可以看做质点，而转动的物体不能看做质点．(×)(3)参考系可以任意选取，但一般遵循描述运动方便的原则．(√)(4)当一个物体做竖直上抛运动返回原抛出点时，位移的大小等于上升高度的两倍．(×)1．[对质点的理解]以下情景中，人或物体可以看成质点的是()A．研究一列火车通过长江大桥所需的时间B．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”舰在大海中的位置答案D解析长江大桥虽长，但火车长度与之相比不能忽略，不符合“物体的大小或形状对研究的问题没有影响，或者对研究问题可以忽略时，物体就可以看做质点”的条件，选项A错误；既然是“旋转球”，就是要研究球的旋转的，如果把它看成质点，则掩盖了其旋转的特点，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．2．[对参考系的理解](多选)从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是()A．从直升机上看，物体做自由落体运动B．从直升机上看，物体始终在直升机的后方C．从地面上看，物体做平抛运动D．从地面上看，物体做自由落体运动答案AC3．[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1所示．下面说法正确的是()图1A ．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答案 D解析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．抓住“三点”理解质点、参考系和位移1．质点的模型化：建立模型．一是要明确题目中需要研究的问题；二是看所研究物体的形状和大小对所研究问题是否有影响．2．运动的相对性：选取不同的参考系，对同一运动的描述一般是不同的．3．位移的矢量性：一是位移只与初末位置有关；二是位移方向由初位置指向末位置．考点二速度平均速度和瞬时速度1．速度(1)物理意义：描述物体运动快慢和方向的物理量，是状态量．(2)定义式：v ＝Δx Δt. (3)决定因素：v 的大小由v 0、a 、Δt 决定．(4)方向：与位移同向，即物体运动的方向．2．平均速度(1)在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即v ＝Δx Δt，其方向与位移的方向相同． (2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段时间或一段位移相对应．3．瞬时速度(1)运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量．瞬时速度的大小叫速率，是标量．(2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢，它是在运动时间Δt →0时的平均速度，与某一时刻或某一位置相对应．(3)平均速率是路程与时间的比值，它与平均速度的大小没有对应关系．[思维深化]如果一质点沿直线Ox 方向做加速运动，它离开O 点的距离x 随时间变化的关系为x ＝3＋2t 3(m)，它的速度随时间变化的关系为v ＝6t 2 m/s.请思考如何求解t ＝2 s 时的瞬时速度和t ＝0到t ＝2 s 间的平均速度？答案由速度随时间变化关系公式可得t ＝2 s 时的速度为：v ＝6×22 m /s ＝24 m/s ；由x 与t 的关系得出各时刻对应的位移，再利用平均速度公式可得t ＝0到t ＝2 s 间的平均速度为：v 1＝Δx Δt ＝19－32m /s ＝8 m/s.4．[平均速度和瞬时速度的区别](多选)关于瞬时速度和平均速度，以下说法正确的是( )A ．一般讲平均速度时，必须讲清楚是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度B ．对于匀速直线运动，其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关C ．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动D ．瞬时速度是某时刻的速度，只有瞬时速度才能精确描述变速运动的物体运动的快慢答案 ABD解析一般情况下，物体在不同时间(或不同位移)内的平均速度不同，但对于匀速直线运动，物体的速度不变，所以平均速度与哪段时间(或哪段位移)无关，故A 、B 均正确；平均速度只能粗略描述变速运动，只有瞬时速度才能精确描述变速运动的物体运动的快慢，故C 错，D 正确．5．[平均速度的求解]一个朝着某方向做直线运动的物体，在时间t 内的平均速度是v ，紧接着t 2内的平均速度是v 2，则物体在这段时间内的平均速度是( ) A ．v B.23v C.43v D.56v 答案 D解析分别求出两个时间段的位移，求其和，得出总位移，再除以总时间．6．[用平均速度法求瞬时速度]用如图2所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度．已知固定在滑块上的遮光条的宽度为 4.0 mm ，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s ，则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )图2A ．0.10 m /sB ．100 m/sC ．4.0 m /sD ．0.40 m/s答案 A解析遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v ＝d t ＝4.0×10－30.040 m /s ＝0.10 m/s ，A 正确．用极限思想理解两种速度关系1．两种速度的关系(1)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度．(2)对于匀速直线运动，瞬时速度与平均速度相等．2．关于用平均速度法求瞬时速度(1)方法概述：由平均速度公式v ＝Δx Δt可知，当Δx 、Δt 都非常小，趋向于极限时，这时的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度．(2)选用思路：当已知物体在微小时间Δt 内发生的微小位移Δx 时，可由v ＝Δx Δt粗略地求出物体在该位置的瞬时速度．考点三加速度与速度及速度变化量的关系1．速度变化量(1)物理意义：描述物体速度改变的物理量，是过程量．(2)定义式：Δv ＝v －v 0.(3)决定因素：Δv 由v 与v 0进行矢量运算得到，由Δv ＝a Δt 知Δv 由a 与Δt 决定．(4)方向：由Δv 或a 的方向决定．2．加速度(1)物理意义：描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是状态量．(2)定义式：a ＝Δv Δt ＝v －v 0Δt. (3)决定因素：a 不是由v 、Δt 、Δv 来决定，而是由F m来决定． (4)方向：与Δv 的方向一致，由合外力的方向决定，而与v 0、v 的方向无关．[思维深化]1．以恒定的速率做圆周运动的物体有加速度吗？为什么？答案有，因为速度的方向在变化．2．有加速度的物体一定加速运动吗？为什么？答案不一定，要看a 与v 的方向关系．7．[对加速度的理解]有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法( )A ．点火后即将升空的火箭，因火箭还没运动，所以加速度一定为零B ．高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车．因轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大C ．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大D ．太空中的“天宫一号”绕地球匀速转动，其加速度为零答案 B8．[加速度的求解]沿直线做匀变速运动的质点在第一个0.5 s 内的平均速度比它在第一个1.5 s 内的平均速度大2.45 m/s ，以质点的运动方向为正方向，则质点的加速度为( )A ．2.45 m /s 2B ．－2.45 m/s 2C ．4.90 m /s 2D ．－4.90 m/s 2答案 D解析设第一个0.5 s 内的平均速度为v 1，即t 1＝0.25 s 时的速度为v 1；第一个1.5 s 内的平均速度为v 2，即t 2＝0.75 s 时的速度为v 2.由题意得v 1－v 2＝2.45 m/s ，故a ＝v 2－v 1t 2－t 1＝－2.450.75－0.25m /s 2＝－4.90 m/s 2，D 正确．9．[加速度与速度关系的理解]近几年，国内房价飙升，在国家宏观政策调控下，房价上涨出现减缓趋势．王强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”，将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”，据此，你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( )A ．速度增加，加速度减小B ．速度增加，加速度增大C ．速度减小，加速度增大D ．速度减小，加速度减小答案 A解析 “房价上涨”可以类比成运动学中的“速度增加”，“减缓趋势”则可以类比成运动学中的“加速度减小”．10．[运动特点的分析]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的方向相同，但加速度大小先保持不变，再逐渐减小直至为零，则在此过程中( )A ．速度先逐渐变大，然后再逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值B ．速度先均匀增加，然后增加的越来越慢，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 ．位移先逐渐增大，后逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值答案 B解析加速度与速度同向，速度应增大，当加速度不变时，速度均匀增加；当加速度减小时，速度仍增大，但不再是均匀增大，直到加速度为零时，速度不再增大，A 项错误，B 项正确；因质点速度方向不变化，始终是向前运动，最终匀速运动，所以位移一直在增大，C 项和D 项均错误．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．速度变化量与加速度没有必然的联系，速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定．3．物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况．加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢．(1)a 和v 同向(加速直线运动)⎩⎪⎨⎪⎧ a 不变，v 随时间均匀增加a 增大，v 增加得越来越快a 减小，v 增加得越来越慢(2)a 和v 反向(减速直线运动)⎩⎪⎨⎪⎧ a 不变，v 随时间均匀减小a 增大，v 减小得越来越快a 减小，v 减小得越来越慢1．物理学中引入了“质点”、“点电荷”的概念，从科学方法上来说属于( )A ．控制变量法B ．类比法C ．理想模型法D ．等效替代法答案 C解析 “质点”、“点电荷”等都是为了使研究问题变得简单而引入的理想化的模型，在现实中是不存在的，所以它们从科学方法上来说属于理想模型法，所以C 正确．2．关于速度、速度改变量、加速度，下列说法正确的是( )A ．物体运动的速度改变量很大，它的加速度一定很大B ．速度很大的物体，其加速度可以很小，可以为零C ．某时刻物体的速度为零，其加速度一定为零D ．加速度很大时，运动物体的速度一定很大答案 B解析速度反映的是物体运动的快慢，速度的变化量指的是速度变化的多少，即Δv ＝v 2－v 1，而加速度指的是速度变化的快慢，即速度的变化率a ＝Δv Δt，由此可知，只有B 正确． 3．一物体做匀加速直线运动，通过一段位移Δx 所用的时间为t 1，紧接着通过下一段位移Δx 所用的时间为t 2，则物体运动的加速度为( )A.2Δx (t 1－t 2)t 1t 2(t 1＋t 2)B.Δx (t 1－t 2)t 1t 2(t 1＋t 2)C.2Δx (t 1＋t 2)t 1t 2(t 1－t 2)D.Δx (t 1＋t 2)t 1t 2(t 1－t 2) 答案 A解析物体做匀加速直线运动在前一段Δx 所用的时间为t 1，平均速度为v 1＝Δx t 1，即为t 12时刻的瞬时速度；物体在后一段Δx 所用的时间为t 2，平均速度为v 2＝Δx t 2，即为t 22时刻的瞬时速度．速度由v 1变化到v 2所用的时间为Δt ＝t 1＋t 22，所以加速度a ＝v 2－v 1Δt ＝2Δx (t 1－t 2)t 1t 2(t 1＋t 2)，A 正确． 4．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为L ＝3.0 cm 的遮光板，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1＝0.30 s ，通过第二个光电门的时间为Δt 2＝0.10 s ，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间间隔为Δt ＝3.0 s ．试估算：(1)滑块的加速度多大(保留两位有效数字)?(2)两个光电门之间的距离是多少？答案 (1)0.067 m/s 2 (2)0.6 m解析 (1)遮光板通过第一个光电门的速度v 1＝L Δt 1＝3.0×10－20.30m /s ＝0.10 m/s 遮光板通过第二个光电门的速度v 2＝L Δt 2＝3.0×10－20.10m /s ＝0.30 m/s 故滑块的加速度a ＝v 2－v 1Δt≈0.067 m/s 2 (2)两个光电门之间的距离x ＝v 1＋v 22Δt ＝0.6 m 练出高分基础巩固1．下列关于矢量和标量的说法正确的是( )A ．矢量和标量没有严格的区别，同一个物理量可以是矢量，也可以是标量B ．矢量都是有方向的C ．时间、时刻是标量，路程是矢量D ．初中学过的电流是有方向的量，所以电流是矢量答案 B2．以下说法中正确的是( )A ．做匀变速直线运动的物体，t s 内通过的路程与位移的大小一定相等B ．质点一定是体积和质量都极小的物体C ．速度的定义式和平均速度公式都是v ＝Δx Δt，因此速度就是指平均速度D ．速度不变的运动是匀速直线运动答案 D解析往复的匀变速直线运动中，路程不等于位移大小，A 错；质点不一定是体积小、质量小的物体，B 错；速度分为平均速度和瞬时速度，C 错；速度不变是指速度的大小和方向均不变，故做匀速直线运动，D 对．3．如图1所示哈大高铁运营里程 921千米，设计时速 350千米．某列车到达大连北站时做匀减速直线运动，开始刹车后第5 s 内的位移是57.5 m ，第10 s 内的位移是32.5 m ，则下列说法正确的有( )图1A ．在研究列车从哈尔滨到大连所用时间时不能把列车看成质点B ．时速350千米是指平均速度，921千米是指位移C ．列车做匀减速直线运动时的加速度大小为6.25 m/s 2D ．列车在开始减速时的速度为80 m/s答案 D解析因列车的大小远小于哈尔滨到大连的距离，研究列车行驶该路程所用时间时可以把列车视为质点，A 错；由时间、时刻、位移与路程的意义知时速350千米是指平均速率，921千米是指路程，B 错；由等时位移差公式x n －x m ＝(n －m )aT 2可知加速度大小为a ＝57.5－32.55 m /s 2＝5 m/s 2，C 错；由题意可知第4.5 s 末列车速度为57.5 m /s ，由加速度公式知v 0＝80 m/s ，D 对.4．若规定向东方向为位移正方向，今有一个足球停在坐标原点处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经过5 m 时与墙相碰后又向西做直线运动，经过7 m 停下，则上述过程足球通过的路程和位移分别是( )A ．12 m 、2 mB ．12 m 、－2 mC ．－2 m 、－2 mD ．2 m 、2 m 答案 B5．一辆汽车沿平直公路以速度v 1行驶了23的路程，接着又以速度v 2＝20 km/h 行驶完其余13的路程，如果汽车全程的平均速度为28 km/h ，那么汽车在前23路程内速度的大小是( )A．25 km/h B．34 km/hC．35 km/h D．38 km/h答案C6．第五颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道标志着卫星导航市场的垄断局面被打破，北斗卫星导航系统将免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10 m，测速精度0.2 m/s，以下说法不正确的是()A．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移B．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置C．北斗导航卫星授时服务提供的是时刻D．北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体的速率答案A解析由位置、位移、时间、时刻、速度、速率的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化，A错，B对；北斗导航卫星授时服务提供的是时刻，C对；北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体某时刻的速度的大小即速率，D正确．7．(多选)下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是()A．若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定都等于零C．匀速直线运动中，物体在任意一段时间内的平均速度等于它任一时刻的瞬时速度D．变速直线运动中，物体在任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度答案AC解析若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零，则物体静止，平均速度等于零，A选项对；若物体在某段时间内的平均速度等于零，任一时刻的瞬时速度不一定都为零，例如物体做圆周运动运动一周时，平均速度为零，任一时刻的瞬时速度都不为零，B选项错；在匀速直线运动中，物体的速度恒定不变，任一时刻的瞬时速度都相等，都等于任意一段时间内的平均速度，C选项对；在变速直线运动中，物体的速度在不断变化，某一时刻的瞬时速度可能等于某段时间内的平均速度，D选项错．8．(多选)某赛车手在一次野外训练中，先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为9 km，从出发地到目的地用了5 min，赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km，当他经过某路标时，车内速率计指示的示数为150 km/h，那么可以确定的是()A．在整个过程中赛车手的位移是9 kmB．在整个过程中赛车手的路程是9 kmC．在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/hD．经过路标时的瞬时速率是150 km/h答案AD9．(多选)根据给出的速度与加速度的正负，对下列运动性质的判断正确的是()A．v0>0，a<0，物体做加速运动B．v0<0，a<0，物体做减速运动C．v0<0，a>0，物体做减速运动D．v0>0，a>0，物体做加速运动答案CD综合应用10．某质点以20 m/s的初速度竖直向上运动．其加速度保持不变，经2 s到达最高点，上升高度为20 m，又经过2 s回到出发点时，速度大小仍为20 m/s，关于这一运动过程的下列说法中正确的是()A．质点运动的加速度大小为10 m/s2，方向竖直向下B．质点在这段时间内的平均速度大小为10 m/sC．质点在最高点时加速度为零D．质点在落回抛出点时的速度与开始离开抛出点时的速度相等答案A11．钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场.9月16日12时休渔结束，我国派出海监编队到钓鱼岛海域护渔．如图2，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航．甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，乙船内的船员发现甲船没有动．如果以钓鱼岛为参照物，上述事实说明()图2A．甲船向西运动，乙船不动B．乙船向西运动，甲船不动C．甲船向西运动，乙船向东运动D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动答案D解析甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，以钓鱼岛为参照物，甲船向西运动，乙船内的船员发现甲船没有动．甲、乙两船的速度、行驶的方向应该是一样的，即甲、乙两船以相等的速度都向西运动．故选D.12．(多选)“神舟十号”飞船发射升空，并进入预定轨道，通过一系列的姿态调整，完成了与“天宫一号”的交会对接，关于以上消息，下列说法中正确的是()A．“神舟十号”飞船绕地球飞行一周的过程中，路程为零B．“神舟十号”飞船绕地球飞行一周的过程中，位移为零C．“神舟十号”飞船绕地球飞行一周的过程中，每一时刻的瞬时速度和平均速度都不为零D．在“神舟十号”与“天宫一号”的交会对接过程中，不能把“神舟十号”飞船看做质点答案BD13．(多选)在下面所说的物体运动情况中，可能出现的是()A．物体在某时刻运动速度很大，而加速度为零B．物体在某时刻运动速度很小，而加速度很大C．运动的物体在某时刻速度为零，而其加速度不为零D．做变速直线运动的物体，加速度方向与运动方向相同，当物体加速度减小时，它的速度也减小答案ABC。

步步高高考物理一轮复习配套课件第一章专题一运动图象、追及相遇问题

解析由题图可知 0～10 s 的加速度方向为正，大小逐渐减小，10 s～ 15 s 的加速度方向为负，大小也逐渐减小，则 A、B 正确；由图象的面积，可得 0～10 s 的位移大于 100 m,10 s～15 s 的位移小于
75 m，则 C 正确，D 错误．
B ． 0 ～ 10 s 、 10 s ～ 15 s 内都在做加速度逐渐减小的变速运动
Ff ma
C
t
t
【解析指导】
x ——v-t 图中的面积实线所包围的面积为x 虚线所包围的面积为
t
B. v 2 x
t
C. v 2 x
v t 2
t
D.
x 2x v t t
v tx 2
2x v t
课堂探究
【突破训练 3】如图 7 所示，两物体由高度相同、路径不同的光滑斜面由静止下滑，物体通过两条路径的长度相等，通过 C 点前后速度大小不变，且到达最低点 B、D 时两点的速度大小相等，则下列说法正确的是 A.物体沿 AB 斜面运动时间较短 B.物体沿 ACD 斜面运动时间较短 C.物体沿两个光滑斜面运动时间相等 D.无法确定解析由于两斜面光滑，且物体通过 C 点前后速度大小不变，两物体到达斜面最低点的速度大小相等，而且两物体运动路程相等，故可利用速度 —时间图象进行分析比较．从图中可以看出，沿 ACD 运动时，起始阶段加速度较大，故其速度图象起始阶段斜率较大，且二者末速度相等，为了保证最后速度大小一样且包围的面积(路程 )一样，可以看到通过 AB 的时间 t1 大于通过 ACD 的时间 t2，所以沿 ACD 斜面运动时间较短，故 B 正确．图7 ( B )
在v－ t图象中，t2时刻丙、丁速度相等．故两者相距最远， C选项正确．

2019版步步高高中物理教科版必修一第一章第一章 4

答案
2.图2中做直线运动的火车，在40 s内速度由10 m/s增加到20 m/s，那
么火车在这40 s内速度的变化量是多少？火车的加速度是多少？加速度
的方向与速度变化量的方向有什么关系？
答案
图2 Δv Δv＝v2－v1＝10 m/s，a＝ Δt ＝0.25 m/s2，相同
答案
重点探究
一、对加速度的理解
(1)v大，a不一定大，比如匀速飞行的飞机速度很大，但加速度却为零；
v 小，a 也不一定小，如射击时火药爆炸瞬间，子弹的速度 v 可以看做
零，这时加速度却很大.
(2)速度变化量Δv大，加速度a不一定大，比如列车由静止到高速行驶，
速度变化量很大，但经历时间也长，所以加速度并不大. Δv (3)速度变化得快，即大，表示单位时间内速度变化大(或速度的变 Δt 化率大)，加速度才大.
解析答案
总结提升
加速度是矢量，加速度的正负表示加速度的方向 .若加速度的方向与规
定的正方向相同，则加速度为正；若加速度的方向与规定的正方向相反，
则加速度为负.
二、加速度的方向加速度对运动情况的影响
(1)加速度a的方向与速度的变化量 Δv的方向一定相同，但速度的变化量 Δv的大小不仅与加速度有关，还与时间有关. (2)根据加速度的大小不能判断速度变化量的大小，反过来，根据速度变化量的大小也不能判断加速度的大小.
2.速度与加速度的关系
(1) 速度和加速度的大小无直接关系 . 速度大，加速度不一定大，加速度
检测评价达标过关
自主预习
一、加速度 1.物理意义：加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量. 2.定义：速度的改变量Δv 与发生这一改变所用时间Δt 的比值，叫加速度. Δv 3.定义式：a＝ Δt . m/s2 4.单位：在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是____ s－2 . 或 m· 速度变化Δv的方向 5.加速度是矢 (“矢”或“标”)量，加速度的方向与_________________

2019版步步高高中物理必修一第一章运动的描述课件9

2.测定匀变速直线运动速度的方法解：v t ＝v .
2
根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求
3.测定匀变速直线运动加速度的方法
(1)图像法
xn＋xn＋1 ①先根据“平均速度”法求出各计数点的速度vn＝ 2T .
②作v－t图像，求出图像的斜率即物体的加速度 .
(2)利用位移差公式 ②逐差法
一、实验原理
1.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法
如图1所示，沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1，x2， x ，x ，…，x ，若Δx＝x2－x1 ＝ x3－x2 ＝ x4－x3 ＝…＝x －x ，则说明
3 4 n n n－1
物体在做匀变速直线运动，且Δx＝ aT2 . 图1
4.求出小车的加速度(方法有两种)
Δv (1)利用 v－t 图像的斜率：a＝ Δt . x6＋x5＋x4－x3＋x2＋x1 (2)利用逐差法：a＝ . 2 9T
五、注意事项 1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器. 2.先接通电源，打点计时器正常工作后，再放开小车，当小车停止运动时要及时断开电源. 3.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02× 5 s＝ 0.1 s. 4.描点时最好用坐标纸，在纵、横坐标轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点.
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：
A中应先接通电源，再放开小车； ①____________________________
D中应先断开电源，再取下纸带； ②____________________________
换上新纸带，重复操作两次； ③G._________________________

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述课时2 位移－时间图像和速度－时间图像[学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题．一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像：(1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像)1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1答案匀速直线静止 10 0 －5 02．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m.图2答案－60 180解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m.一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解(1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置．(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像(1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A.图3(2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度．其中B沿正方向运动，C沿负方向运动．1(3)匀变速直线运动的x－t图像：位移x＝v0t＋at2可以看出，x是t的二次函数．当v0＝02时，匀变速直线运动的x－t图像是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图4中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大．图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示，则下列说法错误的是( ) 图5A．前15s内汽车的位移为30m B．20s末汽车的速度为－1m/s C．前10s内汽车的加速度为3m/s2 D．前25s内汽车做单方向直线运动答案 CD解析从题图图像上可以看出前15s内汽车的位移为30m，选项A正确；图像的斜率表示速20－30度，故15～25s内汽车反向做匀速直线运动，速度为v ＝m/s＝－1 m/s，选项B正确；25－15前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为零，10～15s内汽车静止，15～25s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误．本题选错误的，故选C、D.例2 如图6是在同一条直线上运动的A、B两质点的x －t图像，图可知( )图6A．t＝0时，A在B后面B．B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1时间内B的运动速度比A大D．A质点在0～t1时间内做加速运动，之后做匀速运动答案 B解析题图图像可知，t＝0时，B在A后面，故A错误；B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正确；在0～t1时间内B的斜率小于A，故B的运动速度比A小，C错误；A质点在0～t1时间内做匀速运动，之后处于静止状态，故D错误．1．x－t图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx，即Δx＝x2－x1；Δx2．x－t图像的斜率k＝表示质点的速度；Δt3．交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇．二、x－t图像与v－t图像的比较内容种类图像上某点的纵坐标图线斜率图线与时间轴所围面积 v－t图像表示瞬时速度表示加速度表示位移 x－t图像表示某一时刻的位置表示速度无意义图线与坐标轴的交点纵截距横截距表示初速度表示开始运动或速度为零的时刻表示速度相同但不表示相遇，往往是距离最大或距离最小的临界点表示初始时刻的位置表示开始运动的时刻表示相遇两图线交点坐标注意：(1)无论是v－t图像还是x－t图像都不是物体的运动轨迹． (2)v－t图像和x－t图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例3 (多选)某物体运动的v－t图像如图7所示，根据图像可知，该物体( )图7A．在0到2s末的时间内，加速度为1m/s2 B．在0到5s末的时间内，位移为10m C．在0到6s末的时间内，位移为 D．在0到6s末的时间内，位移为答案 AD Δv2解析在0到2s末的时间内物体做匀加速直线运动，加速度a＝＝m/s2＝1 m/s2，故A正Δt211确.0～5s内物体的位移等于梯形面积x1＝(×2×2＋2×2＋×1×2) m＝7m，故B错误．在2215～6s内物体的位移等于t轴下面三角形面积x2＝－(×1×1) m＝－，故0～6s内物体2的位移x＝x1＋x2＝，D正确，C错误．1．用v－t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移．“面积”在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负；通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和． 2．运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像，v－t图像还是x－t图像． (2)理解并熟记四个对应关系．①斜率与加速度或速度对应．②纵截距与初速度或初始位置对应．③交点对应速度或位置相同．④拐点对应运动状态发生改变．例4 (多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )答案 ACD解析 A项中，物体开始和结束时的纵坐标为0，说明物体又回到了初始位置，A正确；B项中，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，B错误；C项中，物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内的位移沿负方向，大小为2m，故2s末物体回到初始位置，C正确；D 项中，物体做匀变速直线运动，2s内时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，D正确．1.(x－t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像．则( )图8A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B．在0～t1这段时间内，两质点的位移相同 C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等答案 A解析位移—时间图像中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确．位移—时间图像中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B 错误．t1时刻，两图像的斜率不同，两质点的速度不同，C 错误．两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误．2.(v－t图像)竖直升空的火箭，其v－t图像如图9所示，图可知以下说法正确的是( )图9A．火箭在40s时速度方向发生变化B．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14mB．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14m课时2 位移－时间图像和速度－时间图像[学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题．一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像：(1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像)1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1答案匀速直线静止 10 0 －5 02．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m.图2答案－60 180解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m.一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解(1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置．(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像(1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A.图3(2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度．其中B沿正方向运动，C沿负方向运动．1(3)匀变速直线运动的x－t图像：位移x＝v0t＋at2可以看出，x是t的二次函数．当v0＝02时，匀变速直线运动的x－t图像是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图4中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大．图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示，则下列说法错误的是( ) 图5A．前15s内汽车的位移为30m B．20s末汽车的速度为－1m/s C．前10s内汽车的加速度为3m/s2 D．前25s内汽车做单方向直线运动答案 CD解析从题图图像上可以看出前15s内汽车的位移为30m，选项A正确；图像的斜率表示速20－30度，故15～25s内汽车反向做匀速直线运动，速度为v ＝m/s＝－1 m/s，选项B正确；25－15前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为零，10～15s内汽车静止，15～25s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误．本题选错误的，故选C、D.例2 如图6是在同一条直线上运动的A、B两质点的x －t图像，图可知( )图6A．t＝0时，A在B后面B．B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1时间内B的运动速度比A大D．A质点在0～t1时间内做加速运动，之后做匀速运动答案 B解析题图图像可知，t＝0时，B在A后面，故A错误；B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正确；在0～t1时间内B的斜率小于A，故B的运动速度比A小，C错误；A质点在0～t1时间内做匀速运动，之后处于静止状态，故D错误．1．x－t图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx，即Δx＝x2－x1；Δx2．x－t图像的斜率k＝表示质点的速度；Δt3．交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇．二、x－t图像与v－t图像的比较内容种类图像上某点的纵坐标图线斜率图线与时间轴所围面积 v－t图像表示瞬时速度表示加速度表示位移 x－t图像表示某一时刻的位置表示速度无意义图线与坐标轴的交点纵截距横截距表示初速度表示开始运动或速度为零的时刻表示速度相同但不表示相遇，往往是距离最大或距离最小的临界点表示初始时刻的位置表示开始运动的时刻表示相遇两图线交点坐标注意：(1)无论是v－t图像还是x－t图像都不是物体的运动轨迹． (2)v－t图像和x－t图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例3 (多选)某物体运动的v－t图像如图7所示，根据图像可知，该物体( )图7A．在0到2s末的时间内，加速度为1m/s2 B．在0到5s末的时间内，位移为10m C．在0到6s末的时间内，位移为 D．在0到6s末的时间内，位移为答案 AD Δv2解析在0到2s末的时间内物体做匀加速直线运动，加速度a＝＝m/s2＝1 m/s2，故A正Δt211确.0～5s内物体的位移等于梯形面积x1＝(×2×2＋2×2＋×1×2) m＝7m，故B错误．在2215～6s内物体的位移等于t轴下面三角形面积x2＝－(×1×1) m＝－，故0～6s内物体2的位移x＝x1＋x2＝，D正确，C错误．1．用v－t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移．“面积”在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负；通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和． 2．运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像，v－t图像还是x－t图像． (2)理解并熟记四个对应关系．①斜率与加速度或速度对应．②纵截距与初速度或初始位置对应．③交点对应速度或位置相同．④拐点对应运动状态发生改变．例4 (多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )答案 ACD解析 A项中，物体开始和结束时的纵坐标为0，说明物体又回到了初始位置，A正确；B项中，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，B错误；C项中，物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内的位移沿负方向，大小为2m，故2s末物体回到初始位置，C正确；D 项中，物体做匀变速直线运动，2s内时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，D正确．1.(x－t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像．则( )图8A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B．在0～t1这段时间内，两质点的位移相同 C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等答案 A解析位移—时间图像中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确．位移—时间图像中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B 错误．t1时刻，两图像的斜率不同，两质点的速度不同，C 错误．两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误．2.(v－t图像)竖直升空的火箭，其v－t图像如图9所示，图可知以下说法正确的是( )图9A．火箭在40s时速度方向发生变化B．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14m。

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述课时2 位移－时间图像和速度－时间图像[学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题．一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像：(1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像)1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1答案匀速直线静止 10 0 －5 02．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m.图2答案－60 180解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m.一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解(1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置．(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像(1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A.图3(2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度．其中B沿正方向运动，C沿负方向运动．1(3)匀变速直线运动的x－t图像：位移x＝v0t＋at2可以看出，x是t的二次函数．当v0＝02时，匀变速直线运动的x－t图像是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图4中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大．图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示，则下列说法错误的是( ) 图5A．前15s内汽车的位移为30m B．20s末汽车的速度为－1m/s C．前10s内汽车的加速度为3m/s2 D．前25s内汽车做单方向直线运动答案 CD解析从题图图像上可以看出前15s内汽车的位移为30m，选项A正确；图像的斜率表示速20－30度，故15～25s内汽车反向做匀速直线运动，速度为v ＝m/s＝－1 m/s，选项B正确；25－15前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为零，10～15s内汽车静止，15～25s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误．本题选错误的，故选C、D.例2 如图6是在同一条直线上运动的A、B两质点的x －t图像，图可知( )图6A．t＝0时，A在B后面B．B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1时间内B的运动速度比A大D．A质点在0～t1时间内做加速运动，之后做匀速运动答案 B解析题图图像可知，t＝0时，B在A后面，故A错误；B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正确；在0～t1时间内B的斜率小于A，故B的运动速度比A小，C错误；A质点在0～t1时间内做匀速运动，之后处于静止状态，故D错误．1．x－t图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx，即Δx＝x2－x1；Δx2．x－t图像的斜率k＝表示质点的速度；Δt3．交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇．二、x－t图像与v－t图像的比较内容种类图像上某点的纵坐标图线斜率图线与时间轴所围面积 v－t图像表示瞬时速度表示加速度表示位移 x－t图像表示某一时刻的位置表示速度无意义图线与坐标轴的交点纵截距横截距表示初速度表示开始运动或速度为零的时刻表示速度相同但不表示相遇，往往是距离最大或距离最小的临界点表示初始时刻的位置表示开始运动的时刻表示相遇两图线交点坐标注意：(1)无论是v－t图像还是x－t图像都不是物体的运动轨迹． (2)v－t图像和x－t图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例3 (多选)某物体运动的v－t图像如图7所示，根据图像可知，该物体( )图7A．在0到2s末的时间内，加速度为1m/s2 B．在0到5s末的时间内，位移为10m C．在0到6s末的时间内，位移为 D．在0到6s末的时间内，位移为答案 AD Δv2解析在0到2s末的时间内物体做匀加速直线运动，加速度a＝＝m/s2＝1 m/s2，故A正Δt211确.0～5s内物体的位移等于梯形面积x1＝(×2×2＋2×2＋×1×2) m＝7m，故B错误．在2215～6s内物体的位移等于t轴下面三角形面积x2＝－(×1×1) m＝－，故0～6s内物体2的位移x＝x1＋x2＝，D正确，C错误．1．用v－t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移．“面积”在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负；通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和． 2．运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像，v－t图像还是x－t图像． (2)理解并熟记四个对应关系．①斜率与加速度或速度对应．②纵截距与初速度或初始位置对应．③交点对应速度或位置相同．④拐点对应运动状态发生改变．例4 (多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )答案 ACD解析 A项中，物体开始和结束时的纵坐标为0，说明物体又回到了初始位置，A正确；B项中，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，B错误；C项中，物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内的位移沿负方向，大小为2m，故2s末物体回到初始位置，C正确；D 项中，物体做匀变速直线运动，2s内时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，D正确．1.(x－t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像．则( )图8A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B．在0～t1这段时间内，两质点的位移相同 C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等答案 A解析位移—时间图像中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确．位移—时间图像中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B 错误．t1时刻，两图像的斜率不同，两质点的速度不同，C 错误．两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误．2.(v－t图像)竖直升空的火箭，其v－t图像如图9所示，图可知以下说法正确的是( )图9A．火箭在40s时速度方向发生变化B．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14mB．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14m课时2 位移－时间图像和速度－时间图像[学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题．一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像：(1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像)1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1答案匀速直线静止 10 0 －5 02．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m.图2答案－60 180解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m.一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解(1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置．(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像(1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A.图3(2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度．其中B沿正方向运动，C沿负方向运动．1(3)匀变速直线运动的x－t图像：位移x＝v0t＋at2可以看出，x是t的二次函数．当v0＝02时，匀变速直线运动的x－t图像是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图4中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大．图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示，则下列说法错误的是( ) 图5A．前15s内汽车的位移为30m B．20s末汽车的速度为－1m/s C．前10s内汽车的加速度为3m/s2 D．前25s内汽车做单方向直线运动答案 CD解析从题图图像上可以看出前15s内汽车的位移为30m，选项A正确；图像的斜率表示速20－30度，故15～25s内汽车反向做匀速直线运动，速度为v ＝m/s＝－1 m/s，选项B正确；25－15前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为零，10～15s内汽车静止，15～25s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误．本题选错误的，故选C、D.例2 如图6是在同一条直线上运动的A、B两质点的x －t图像，图可知( )图6A．t＝0时，A在B后面B．B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1时间内B的运动速度比A大D．A质点在0～t1时间内做加速运动，之后做匀速运动答案 B解析题图图像可知，t＝0时，B在A后面，故A错误；B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正确；在0～t1时间内B的斜率小于A，故B的运动速度比A小，C错误；A质点在0～t1时间内做匀速运动，之后处于静止状态，故D错误．1．x－t图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx，即Δx＝x2－x1；Δx2．x－t图像的斜率k＝表示质点的速度；Δt3．交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇．二、x－t图像与v－t图像的比较内容种类图像上某点的纵坐标图线斜率图线与时间轴所围面积 v－t图像表示瞬时速度表示加速度表示位移 x－t图像表示某一时刻的位置表示速度无意义图线与坐标轴的交点纵截距横截距表示初速度表示开始运动或速度为零的时刻表示速度相同但不表示相遇，往往是距离最大或距离最小的临界点表示初始时刻的位置表示开始运动的时刻表示相遇两图线交点坐标注意：(1)无论是v－t图像还是x－t图像都不是物体的运动轨迹． (2)v－t图像和x－t图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例3 (多选)某物体运动的v－t图像如图7所示，根据图像可知，该物体( )图7A．在0到2s末的时间内，加速度为1m/s2 B．在0到5s末的时间内，位移为10m C．在0到6s末的时间内，位移为 D．在0到6s末的时间内，位移为答案 AD Δv2解析在0到2s末的时间内物体做匀加速直线运动，加速度a＝＝m/s2＝1 m/s2，故A正Δt211确.0～5s内物体的位移等于梯形面积x1＝(×2×2＋2×2＋×1×2) m＝7m，故B错误．在2215～6s内物体的位移等于t轴下面三角形面积x2＝－(×1×1) m＝－，故0～6s内物体2的位移x＝x1＋x2＝，D正确，C错误．1．用v－t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移．“面积”在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负；通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和． 2．运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像，v－t图像还是x－t图像． (2)理解并熟记四个对应关系．①斜率与加速度或速度对应．②纵截距与初速度或初始位置对应．③交点对应速度或位置相同．④拐点对应运动状态发生改变．例4 (多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )答案 ACD解析 A项中，物体开始和结束时的纵坐标为0，说明物体又回到了初始位置，A正确；B项中，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，B错误；C项中，物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内的位移沿负方向，大小为2m，故2s末物体回到初始位置，C正确；D 项中，物体做匀变速直线运动，2s内时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，D正确．1.(x－t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像．则( )图8A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B．在0～t1这段时间内，两质点的位移相同 C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等答案 A解析位移—时间图像中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确．位移—时间图像中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B 错误．t1时刻，两图像的斜率不同，两质点的速度不同，C 错误．两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误．2.(v－t图像)竖直升空的火箭，其v－t图像如图9所示，图可知以下说法正确的是( )图9A．火箭在40s时速度方向发生变化B．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14m。

2019版步步高高中物理必修一模块要点回眸精讲

第14点动力学两类基本问题与牛顿运动定律
动力学两类基本问题是指已知物体的受力情况求其运动情况和已知物体的运动情况求其受力情况，解决这两类基本问题的思路方法示意图如下：
其中受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是连接力和运动的桥梁．
对点例题某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目，该山坡可看成倾角θ＝30°、长L ＝72 m 的斜面．一名游客连同滑草装置总质量m ＝80 kg ，他从静止开始匀加速下滑，在时间t ＝5 s 内沿斜面滑下的位移x ＝50 m ．(不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，结果保留两位有效数字)问：
(1)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？
(2)若滑草装置与水平地面间的动摩擦因数为0.8，则人在山坡上滑下后还能在水平地面上滑多远？
解题指导 (1)由位移公式x ＝12
a 1t 2得 a 1＝2x t 2＝2×5052 m /s 2＝4 m/s 2 则沿斜面方向，由牛顿第二定律得
mg sin θ－μN ＝ma 1
垂直斜面方向上N ＝mg cos θ
联立以上两式并代入数据，得μ＝315
≈0.12. (2)设到达坡底的速度为v ，则有v 2＝2a 1L
在水平地面上的加速度大小为a 2，且a 2＝μ′g ＝8 m/s 2
在水平地面上做匀减速直线运动，设速度减到0时水平位移为x 1
则有0－v 2＝－2a 2x 1。

《步步高》高中物理必修一

《步步高》高中物理必修一篇一：步步高必修一物理第三章第1节第三章相互作用第1节重力基本相互作用1．如图1中的甲、乙表示了力的作用效果，其中图甲表示力能使物体的____________；图乙表示力能使物体的______________．像这样人们把改变物体的__________或产生________的原因，即物体与物体之间的相互作用，称做力．图12．力的图示就是把一个力的________、________和________这三要素用一条带箭头的线段准确、形象地表示出来，线段的方向表示力的________，线段的长短表示力的________，用箭尾(或箭头)表示力的________．3．由于地球______而使物体受到的力叫重力，重力的方向________，质量为m的物体所受的重力G＝______.4．物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用______于一点，这一点叫物体的重心．形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其__________上．5．目前，人们认识到自然界中存在四种相互作用，它们分别是：________________、________、________________、______________.6．下列关于力的说法错误的是( )A．力是物体与物体之间的相互作用B．力可以只有施力物体而没有受力物体C．力是矢量，它既有大小又有方向D．力可以用带箭头的线段表示7．关于重力，下列说法中正确的是( )A．只有静止的物体才受到重力的作用B．只有做自由落体运动的物体才受到重力的作用C．重力的方向总是与物体的运动方向相同D．重力的方向总是竖直向下的8．下列关于重心的说法中，正确的是( )A．物体所受重力的等效作用点叫物体的重心B．只有在物体的重心处才受到重力的作用C．质量分布均匀、形状对称的物体的重心在其几何对称中心D．球体的重心总在球心【概念规律练】知识点一力的概念1．下列说法正确的是( )A．拳击手一拳击出，没有击中对方，这时只有施力物体，没有受力物体B．力离不开受力物体，但可以没有施力物体．例如：向上抛出的小球在上升过程中受到向上的力，但找不到施力物体C．只有相互接触的物体间才会有力的作用D．一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体，又是施力物体2．下列说法正确的是( )A．甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力B．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的C．磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明力可以脱离物体而存在D．网球运动员用力击球，网球受力飞出后，网球受力的施力物体不再是人知识点二力的图示和力的示意图3.图2如图2所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．4．一个重20 N的物体沿着斜面下滑，如下图所示，关于物体所受重力的图示不正确的是()知识点三重力和重心5．关于重力的大小，下列说法中正确的是( )A．物体的重力大小总是恒定的B．同一地点，物体的重力与物体的质量成正比C．物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受的重力D．物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力6．下列说法正确的是( )A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大B．在空中飞行的物体不受重力作用C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变7．关于物体的重心，下列说法正确的是( )A．物体的重心一定在物体上B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心C．一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变知识点四四种基本相互作用8．下列说法中正确的是( )A．自然界所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用B．在四种基本相互作用中，万有引力是最强的C．四种基本相互作用的规律是完全独立的，不可能再统一了D．万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力【方法技巧练】重心位置的确定方法9.图3如图3所示，一个被吊着的均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口．在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会( )A．一直下降B．一直不变C．先下降后上升D．先上升后下降1．下列说法正确的是( )A．每个力都必有施力物体和受力物体，找不到施力物体或受力物体的力是不存在的B．网球运动员用力击球，网球受力后飞出，网球的施力物体是人C．两个力都是5 N，那么这两个力一定相同D．施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体2．下列说法中正确的是( )A．射出枪口的子弹，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用B．在奥运摔跤赛场上，甲用力把乙摔倒，说明甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用C．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力D．相互作用的任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体3．下列关于力的作用效果的叙述中，错误的是( )A．物体的运动状态发生改变，则物体必定受到力的作用B．物体运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变4．下列有关力的说法正确的是( )A．竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为受到一个竖直向上的升力作用B．放在斜面上的物体会沿斜面下滑，是因为受到一个下滑力作用C．放在水中的木块会上浮，是因为受到了浮力的作用D．运动员跳远，腾空后能前进几米，是因为受到了空气的推力5．关于重心，下列说法中正确的是( )A．重心就是物体内最重的一点B．物体发生形变时，其重心位置一定不变C．物体升高时，其重心在空中的位置一定不变D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下6．下列说法正确的是( )A．用手压弹簧，手先给弹簧一个作用，弹簧压缩后再反过来给手一个作用B．运动员将垒球抛出后，垒球的运动状态仍在变化，垒球仍为受力物体，但施力物体不是运动员C．被运动员踢出的在水平草地上运动的足球受到沿运动方向的踢力的作用D．带正电的甲球吸引带负电的乙球，那么乙球也吸引甲球，但是磁铁吸引铁块，而铁块不会吸引磁铁7．如图4所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为()图4A．马跑得快的缘故B．马蹄大的缘故C．马的重心在飞燕上的Q点，用与竖直方向成60°角斜向上的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图．图59．物体竖直悬挂在弹簧秤下静止时，秤示数为29.4 N，则用天平测此物体质量时，示数为多少？当用弹簧秤拉着物体向上匀速运动时对物体所受的拉力而言，指出施力物体和受力物体，此时秤的示数是多少？(g取9.8 N/kg) 10．一个质量为60 kg的人，在地球上的重量为588 N，在月球上的重量为98 N．该人做摸高运动时，在地球上的触摸高度为0.5 m，那么在月球上的触摸高度为多少？第三章相互作用第1节重力基本相互作用课前预习练1．运动状态发生改变形状发生改变运动状态形变2．大小方向作用点方向大小作用点3．吸引竖直向下mg4．集中几何中心5．万有引力作用电磁相互作用强相互作用弱相互作用 6．B [力是物体与物体之间的相互作用，故一个力既有施力物体又有受力物体，B错误，其余都是正确的．]7．D8．AC [物体的各部分都受到重力作用，从效果上看，可以把物体所受的重力看做集中于一点，这一点叫物体的重心，并不是只有物体的重心处才受到重力的作用，A对，B错．质量分布均匀、形状对称的物体的重心在其几何对称中心，球体的质量分布不一定是均匀的，故球体的重心不一定在球心，C对，D错．]课堂探究练1．D [拳击手一拳击出，没有击中对方，表明拳击手对对方没有施力，没有力当然谈不上施力物体和受力物体，A错；力是相互的，受力物体受到的力必然是施力物体施加的，必须有施力物体，B错；力既可以是接触力，也可以是非接触力，例如，重力就可以存在于没有接触的物体之间，C错；所以D正确．]2．D [甲对乙施力的同时，乙对甲也施力，只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、脸部等更能承受击打罢了，所以乙感到痛而甲未感到痛，A错；“风吹草动”的施力物体是空气，B错；力不可以离开物体，磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场发生的，磁场离不开磁铁，故C错；网球飞出后受重力和阻力作用，施力物体是地球和空气，故D正确．] 点评①力的作用是相互的．若甲物体对乙物体施加某种力的作用，则乙物体必同时对甲物体施加相同性质的力的作用．施力物体同时也是受力物体，受力物体也必然是施力物体，这说明力是成对出现的．②力的产生和存在离不开物体．一个物体受到力的作用，一定有另外的物体施加这种作用．前者是受力物体(研究对象)，后者是施力物体，只要有力产生，就一定同时存在着受力物体和施力物体．力不能脱离物体而独立存在．分析力时，要弄清该力是谁对谁的作用．若找不到施力物体，则该力不存在．3．见解析解析画力的图示，要严格按照以下步骤进行．(1)选定标度：此题选2 mm长的线段表示2 N的力．(2)从力的作用点沿力的方向画一条线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如上图甲所示，也可以如上图乙所示，从O 点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段；(3)在线段上加箭头表示力的方向．画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN＝10 N即可，如上图丙所示．点评作力的图示的具体步骤：(1)选定标度，即用某一长度的线段来表示一定大小的力，选标度应根据力的大小合理选取，一般情况下线段分2～5段，不能过多也不能太少．(2)从力的作用点沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度，并在线段上加上刻度．(3)在线段上沿力的方向加上箭头．篇二：高中物理必修一知识点精讲[1]第一章.运动的描述考点五：运动图象的理解及应用由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系，所以在解题的过程中被广泛应用。

2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述学生实验 Word版含答案

学生实验：用打点计时器测量平均速度[学习目标] 1.了解电磁打点计时器、电火花打点计时器的构造及工作原理并学会使用.2.学会用打出的纸带求平均速度.3.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.4.能根据实验数据作出物体的速度—时间图像，并能根据图像分析物体的运动．一、了解打点计时器1．打点计时器是记录做直线运动物体的位置和时间的仪器．2．电火花打点计时器：(1)工作电压：220V交流电源；(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹．3．电磁打点计时器：如图1所示，为电磁打点计时器的结构图．(1)工作电压：6V以下的交流电源；(2)原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动，于是在纸带上留下一行点迹．图14．打点周期打点计时器一般接我国市用交流电，交流电频率为50Hz，计时器每隔0.02s打一次点．二、实验步骤1．如图2所示，将木板固定在铁架台上，把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把小车与纸带装好，接好220V交流电源．图22．接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，纸带上就会打出一系列点迹． 3．关闭电源，取下纸带，每5个点(即以0.1s 为周期)标注一个计数点，如图3所示．图3三、分析与处理实验数据 1．测平均速度用刻度尺测出n 个点之间的距离Δx ，n 个点之间的时间间隔Δt ＝(n －1)×0.02s ，根据平均速度v ＝ΔxΔt 算出小车在OB 、AC 、BD 、CE 、DF 段的平均速度，填入表中．2．测瞬时速度取包含某一位置在内的一小段位移Δx ，根据v ＝ΔxΔt 测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．一般地，取以这个点为中间时刻的一段位移计算．如图3中v D ＝x CD ＋x DE2T ，T 为两个计数点间的时间间隔．四、注意事项1.打点前，应使物体停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.2.打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带(填“接通电源”或“拉动纸带”)．3．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．4．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个计数点到起始点O 之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．一、打点计时器的应用原理及操作例1 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．A ．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在频率为50Hz 的低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．B ．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过______，并压在________下面．C ．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx .D ．切断电源，取下纸带，如果共有n 个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt ＝________.E ．先打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．F ．利用公式v ＝ΔxΔt 计算纸带运动的平均速度．实验步骤的合理顺序是________．答案交流限位孔复写纸 (n －1)×0.02s BAEDCF解析 A 中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B 中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下面；D 中纸带上记录的时间Δt ＝(n －1)×0.02s ．合理的实验步骤为BAEDCF. 二、速度的计算例2 打点计时器所用电源的频率为50Hz ，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图4所示，纸带在A 、C 间的平均速度为_____m/s.在A 、D 间的平均速度为________ m/s.B 点的瞬时速度更接近于________m/s.(结果保留两位小数)图4答案 0.35 0.42 0.35解析由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02s. A 、C 间的距离为14mm ＝0.014m. A 、C 间对应的时间为0.02×2s ＝0.04s. A 、D 间的距离为25mm ＝0.025m. A 、D 间对应的时间为0.02×3s ＝0.06s 由公式v ＝Δx Δt 得：v AC ＝0.0142×0.02m/s ＝0.35 m/s ，v AD ＝0.0253×0.02m/s ≈0.42 m/s.B 点的瞬时速度更接近于A 、C 间的平均速度．例3 某同学在“用打点计时器测速度”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A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点．相邻计数点间的距离如图5所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s ．(本题计算结果均保留3位有效数字)图5(1) 在实验中，使用打点计时器时应先________再________(填“释放纸带”或“接通电源”)．(2) 每两个计数点间还有________个点没有标出．(3) 试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1s 测一次速度，计算出打下B 、C 、D 三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表.(4)将B 、C 、D 、E 、F 各个时刻的瞬时速度标在图6直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．图6答案 (1)接通电源释放纸带 (2)4 (3)0.4000．479 0.560 (4)见解析图解析 (1) 在实验中，使用打点计时器时应先接通电源，再释放纸带． (2) 每两个计数点间还有n ＝Δt ΔT －1＝0.1s 0.02s－1＝4个点没有标出． (3)v B ＝(3.62＋4.38)×10－22×0.1m/s ＝0.400 m/s ；v C ＝(5.20＋4.38)×10－22×0.1m/s ＝0.479 m/s ；v D ＝(5.20＋5.99)×10－22×0.1m/s ≈0.560 m/s.(4)图线如图所示：1．(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，除重物(小车)、纸带外，还需选用的仪器是() A．秒表B．刻度尺C．速度计D．交流电源答案BD解析由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔，故不需要秒表，选项A错误；再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度，故不需要速度计而要使用刻度尺，选项B正确，C错误；打点计时器要使用交流电源工作，选项D正确．2．(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，若打点周期为0.02s，下列说法正确的是() A．先接通电源，后拉动纸带B．先拉动纸带，后接通电源C．电火花计时器使用6V以下的交流电源D．连续n个计时点间的时间间隔为(n－1)×0.02s答案AD解析使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，A 正确，B错误；电火花计时器的工作电压是220V交流电，C错误；每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02 s，连续n个计时点间有n－1个时间间隔，故时间为(n－1)×0.02 s，D正确．3．你左手拿一块表，右手拿一支笔，当你的合作伙伴沿直线拉动一条纸带，使纸带在你的笔下向前移动时，每隔1s用笔在纸带上点下一个点，这就做成了一台“打点计时器”．如果在纸带上点下了10个点，则在打下这些点的过程中，纸带的运动时间是()A．1s B．9s C．10s D．11s答案 B解析每隔1 s用笔在纸带上点下一个点，如果在纸带上点下了10个点，也就有9个时间间隔，所以纸带的运动时间是9 s．故选B.4．打点计时器交流电源频率是50Hz，则打点周期是_____，实验得到做匀变速运动的纸带上A、B两点与B、C两点之间各有三个点，如图7所示，则相邻计数点的时间间隔是____．若测得x1＝15cm，x2＝19cm，则B点的瞬时速度是_____m/s(结果保留3位有效数字)．图7答案0.02s0.08s 2.135．如图8所示是一条打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．图8(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格.(2)在图9坐标纸中画出质点的速度—时间图像．图9答案(1)0.400.69(2)见解析图解析(1)两计数点间的时间间隔是T＝0.1sv2＝x132T＝(9.0－1.0)×10－22×0.1m/s＝0.40 m/sv4＝x352T＝(22.8－9.0)×10－22×0.1m/s＝0.69 m/s(2)根据表格中数据在直角坐标系中描点，然后连线得到图像如图所示．6．用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度．如图10所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1。

2019版步步高高中物理教科版必修一第一章第一章 7

自由落体运动的加速度称为自由落体加速度或重力加速度 .
2.大小
重力加速度的大小在地球上纬度和海拔不同的区域略有差别 .计算中通
常取g＝ 9.8 m/s2，在粗略计算中还可以取g＝10 m/s2.
3.方向
重力加速度的方向竖直向下 .
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)在空气中自由释放的物体都做自由落体运动.(× )
3.间接验证让小球从阻力很小的斜面上滚下，由静止开始到每个相等的时间间隔末物体运动的距离之比为1∶4∶9∶16…，证明了 h∝t2，也证明了v∝t . 4.合理外推伽利略设想将斜面倾角外推到 90°时，小球的运动就成为自由下落，伽利略认为小球仍会做匀变速直线运动 .
三、自由落体加速度 1.概念
图1
解析答案
重点探究
一、自由落体运动
1.自由落体运动 (1)自由落体运动实质上是初速度 v0＝0，加速度a＝g的匀加速直线运动，是匀变速直线运动的一个特例. (2)自由落体运动是一种理想化的运动模型. 只有当空气阻力比重力小得多，可以忽略时，物体的下落才可以当成自由落体运动来处理. (3)运动图像：自由落体运动的v－t图像是一条过原点的倾斜直线，斜率k＝g，如图2所示. 图2
答案
2.在研究物体仅在重力作用下运动的实验中，打点计时器所用电源的频
率为50 Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把一个点记作 O，另选
连续的4个点A、B、C、D作为测量点，每两个测量点之间有4个实际打
出的点 ( 未标出 ) ，如图 1 所示，图中所标数据是各测量点到 O 点的距离匀变速直线运动，加速度为________. 9.8 m/s2 (单位：mm)，那么物体做____________

2019版步步高高中物理必修一模块要点回眸——精讲

第15点牛顿运动定律在临界和极值问题中的应用在某些物理情景中，物体运动状态变化的过程中，由于条件的变化，会出现两种状态的衔接，两种现象的分界，同时使某个物理量在特定状态时，具有最大值或最小值．这类问题称为临界、极值问题．临界、极值问题是动力学中的常见问题，常用的解决方法有：(1)极限法：在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，可把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)显现出来，达到快速求解的目的．(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界状态的线索，但在变化过程中有可能出现临界状态，也可能不出现临界状态，解答这类问题，一般用假设法．(3)数学方法：将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式求解得出临界条件．对点例题一个质量为m 的小球B ，用两根等长的细绳1、2分别固定在车厢的A 、C 两点，如图1所示，已知两绳拉直时，两绳与车厢前壁的夹角均为45°.试求：图1(1)当车以加速度a 1＝12g 向左做匀加速直线运动时1、2两绳的拉力的大小； (2)当车以加速度a 2＝2g 向左做匀加速直线运动时，1、2两绳的拉力的大小．解题指导设当细绳2刚好拉直而无张力时，车的加速度为向左的a 0，由牛顿第二定律得 F 1cos 45°＝mgF 1sin 45°＝ma 0可得：a 0＝g .(1)因a 1＝12g <a 0，故细绳2松弛，拉力为零，设此时细绳1与车厢前壁夹角为θ，有： F 11cos θ＝mgF 11sin θ＝ma 1得F 11＝52mg . (2)因a 2＝2g >a 0，故细绳1、2均张紧，设拉力分别为F 12、F 22，由牛顿第二定律得⎩⎪⎨⎪⎧F 12cos 45°＝F 22cos 45°＋mg F 12sin 45°＋F 22sin 45°＝ma 2 解得F 12＝322mg F 22＝22mg . 答案 (1)52mg 0 (2)322mg 22mg 特别提醒求解此类问题时，一定要找准临界点，从临界点入手分析物体的受力情况和运动情况，看哪些量达到了极值，然后对临界状态应用牛顿第二定律结合整体法、隔离法求解即可．(多选)如图2所示，完全相同的磁铁A 、B 分别位于铁质车厢的竖直面和水平面上，A 、B 与车厢间的动摩擦因数均为μ，小车静止时，A 恰好不下滑，现使小车加速运动，为保证A 、B 无滑动，则( )图2A ．速度可能向左，加速度可小于μgB ．加速度一定向右，不能超过(1＋μ)gC ．加速度一定向左，不能超过μgD ．加速度一定向左，不能超过(1＋μ)g答案 AD解析小车静止时，A 恰好不下滑，所以对A 有：mg ＝μF 引，当小车加速运动时，为了保证A 不下滑，有N ≥F 引，则N －F 引＝ma ，故加速时加速度一定向左，B 错误．对B 有μ(mg ＋F 引)＝ma m ，解得a m ＝(1＋μ)g ，故A 、D 正确，C 错误．第16点动力学中的传送带问题1．模型特征一个物体以速度v 0(v 0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送。

2019年步步高高中物理必修1课堂学案配套课件学案第一章6课时1

6 匀变速直线运动位移与时间的关系课时1 位移与时间的关系式及应用[学习目标] 1.理解位移公式的意义和导出过程.2.能运用位移公式解决有关问题.一、匀速直线运动的位移 1.位移公式：x ＝v t .2.位移在v －t 图像中的表示：对于匀速直线运动,物体的位移在数值上等于v －t 图线与对应的时间轴所包围的矩形的面积.如图1所示阴影图形的面积就等于物体在t 1时间内的位移.图1二、匀变速直线运动的位移1.位移在v －t 图像中的表示：做匀变速直线运动的物体的位移对应着v －t 图线与时间轴所包围的梯形面积.如图2所示,阴影图形面积等于物体在t 1时间内的位移.图22.公式：x ＝v 0t ＋12at 2.1.判断下列说法的正误.(1)位移公式x ＝v 0t ＋12at 2仅适用于匀加速直线运动.(×)(2)初速度越大,时间越长,匀变速直线运动物体的位移一定越大.(×) (3)匀变速直线运动的位移与初速度、加速度、时间三个因素有关.(√)2.某质点的位移随时间的变化关系是x ＝(4t ＋4t 2) m,则质点的初速度是v 0＝______ m /s,加速度a ＝______ m/s 2,2 s 内的位移为________ m.【参考答案】4 8 24一、匀变速直线运动的位移时间关系式如图3所示,为某物体做匀变速直线运动的v －t 图像.已知初速度为v 0,在t 时刻的速度为v t ,加速度为a .(1)把匀变速直线运动的v －t 图像分成几个小段,如图3所示.每段位移≈每段起始时刻速度×每段的时间＝对应矩形的面积.故整个过程的位移≈各个小矩形的面积之和.图3(2)把运动过程划分为更多的小段,如图4所示,各小矩形的面积之和可以更精确地表示物体在整个过程的位移.图4(3)把整个运动过程分得非常细,很多小矩形合在一起形成了一个梯形OABC ,如图5所示,梯形面积就代表物体在相应时间内的位移. 如图所示,v －t 图线下面梯形的面积 S ＝12(OC ＋AB )·OA图5把面积及各条线段换成其所代表的物理量,上式变成 x ＝12(v 0＋v t )t ①又因为v t ＝v 0＋at ② 由①②式可得 x ＝v 0t ＋12at 2.1.公式的适用条件：位移公式x ＝v 0t ＋12at 2只适用于匀变速直线运动.2.公式的矢量性：x ＝v 0t ＋12at 2为矢量公式,其中x 、v 0、a 都是矢量,应用时必须选取统一的正方向.一般选v 0的方向为正方向.(1)a ：匀加速直线运动中,a 与v 0同向,a 取正值；匀减速直线运动中,a 与v 0反向,a 取负值. (2)若位移的计算结果为正值,说明位移方向与规定的正方向相同；若位移的计算结果为负值,说明位移方向与规定的正方向相反. 3.两种特殊形式(1)当v 0＝0时,x ＝12at 2,即由静止开始的匀加速直线运动,位移x 与t 2成正比.(2)当a ＝0时,x ＝v 0t ,即匀速直线运动的位移公式.例1 一物体做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a ＝2 m/s 2,求： (1)第5 s 末物体的速度多大？ (2)前4 s 的位移多大？ (3)第4 s 内的位移多大？【参考答案】(1)10 m/s (2)16 m (3)7 m 解析 (1)由v 1＝v 0＋at 1得第5 s 末物体的速度v 1＝0＋2×5 m /s ＝10 m/s. (2)由x 1＝v 0t ＋12at 2得前4 s 的位移x 1＝0＋12×2×42 m ＝16 m.(3)物体第3 s 末的速度v 2＝v 0＋at 2＝0＋2×3 m /s ＝6 m/s 则第4 s 内的位移x 2＝v 2t 3＋12at 32＝6×1 m ＋12×2×12 m ＝7 m.针对训练1 一质点做匀变速直线运动,第3 s 内的位移为12 m,第5 s 内的位移为20 m,则该质点运动过程中( ) A.初速度大小为零 B.加速度大小为4 m/s 2 C.5 s 内的位移为50 m D.第4 s 内的平均速度为8 m/s【参考答案】B解析第3 s 内的位移等于前3 s 内位移与前2 s 内位移之差,即Δx 3＝x 3－x 2＝12 m, 代入数据得v 0×3＋12a ×32－(v 0×2＋12a ×22)＝12①同理可得：v 0×5＋12a ×52－(v 0×4＋12a ×42)＝20②联立①②解得v 0＝2 m /s,a ＝4 m/s 2,故A 错误,B 正确；5 s 内的位移为x ＝v 0t 5＋12at 52＝60 m,C错误；第4 s 内的位移为Δx 4＝x 4－x 3＝v 0t 4＋12at 42－(v 0t 3＋12at 32)＝16 m,则第4 s 内的平均速度v ＝Δx 4t ＝161 m /s ＝16 m/s,D 错误.二、刹车问题分析例2 一辆汽车正在平直的公路上以72 km /h 的速度行驶,司机看见红色信号灯便立即踩下制动器,此后,汽车开始做匀减速直线运动.设汽车减速过程的加速度大小为5 m/s 2,求： (1)开始制动后,前2 s 内汽车行驶的距离； (2)开始制动后,前5 s 内汽车行驶的距离. 【参考答案】(1)30 m (2)40 m解析汽车的初速度v 0＝72 km /h ＝20 m/s,末速度v ＝0,加速度a ＝－5 m/s 2；汽车减速到静止的总时间t ＝v －v 0a ＝0－20 m/s－5 m/s 2＝4 s.(1)因为t 1＝2 s<t ,所以汽车2 s 末没有停止运动故x 1＝v 0t 1＋12at 12＝(20×2－12×5×22) m ＝30 m.(2)因为t 2＝5 s>t ,所以汽车5 s 时早已停止运动故x 2＝v 0t ＋12at 2＝(20×4－12×5×42) m ＝40 m.刹车类问题的处理思路实际交通工具刹车后在摩擦力作用下可认为是做匀减速直线运动且运动过程不可逆,当速度减小到零时,车辆就会停止.解答此类问题的思路是： (1)先求出它们从刹车到静止的刹车时间t 刹＝v 0a.(2)比较所给时间与刹车时间的关系确定运动时间,最后再利用运动学公式求解.若t >t 刹,不能盲目把时间代入,若t <t 刹,则在t 时间内未停止运动,可用公式求解.针对训练2 汽车以20 m /s 的速度做匀速直线运动,某时刻关闭发动机而做匀减速直线运动,加速度大小为5 m/s 2,则它关闭发动机后通过37.5 m 所需时间为( )A.3 sB.4 sC.5 sD.6 s 【参考答案】A解析根据x ＝v 0t ＋12at 2,将v 0＝20 m /s,a ＝－5 m/s 2,x ＝37.5 m.代入得：t 1＝3 s,t 2＝5 s但因开始刹车到静止所用时间t 0＝0－v 0a ＝4 s,所以t 2＝5 s 应舍去,故只有选项A 正确.三、逆向思维法解题在处理末速度为零的匀减速直线运动时,为了方便解题,可以采用逆向思维法,将该运动对称地看成逆向的加速度大小相等的初速度为零的匀加速直线运动.例3 物体做匀减速直线运动,初速度为10 m /s,加速度大小为1 m/s 2,则物体在停止运动前1 s 内的平均速度为( ) A.5.5 m /s B.5 m/s C.1 m /s D.0.5 m/s【参考答案】D解析物体减速时间t 0＝0－10 m/s－1 m/s 2＝10 s该匀减速直线运动的逆运动为：初速度为零、加速度为a ′＝1 m/s 2的匀加速直线运动,则原运动物体停止运动前1 s 内的位移与逆运动第1 s 内的位移相等.由x ＝12a ′t 2＝12×1×12 m ＝0.5 m,故物体停止运动前1 s 内的平均速度v ＝xt＝0.5 m/s,选项D 正确.对于末速度为0的匀减速直线运动.采用逆向思维法后,速度公式和位移公式变为v ＝at ,x ＝12at 2,计算更为方便.1.(位移公式)一辆汽车以2 m/s 2的加速度做匀减速直线运动,经过2 s(汽车未停下),汽车行驶了36 m.汽车开始减速时的速度是( ) A.9 m /s B.18 m/s C.20 m /s D.12 m/s【参考答案】C解析由x ＝v 0t ＋12at 2,将x ＝36 m,a ＝－2 m /s 2,t ＝2 s,代入解得：v 0＝20 m/s,选项C 正确.2.(位移公式和速度公式)飞机起飞的过程是由静止开始在平直跑道上做匀加速直线运动的过程.飞机在跑道上加速到某速度值时离地升空飞行.已知飞机在跑道上加速前进的距离为 1600 m,所用时间为40 s,则飞机的加速度a 和离地速度v 分别为( ) A.2 m /s 2 80 m/s B.2 m /s 2 40 m/s C.1 m /s 2 40 m/s D.1 m /s 2 80 m/s【参考答案】A解析根据x ＝12at 2得a ＝2x t 2＝2×1 600402m /s 2＝2 m/s 2,飞机离地速度为v ＝at ＝2×40 m /s ＝80 m/s.3.(逆向思维法的应用)(多选)用相同材料做成的A 、B 两木块的初速度之比为2∶3,它们以相同的加速度在同一粗糙程度相同的水平面上沿直线滑行直至停止,则它们滑行的( ) A.时间之比为1∶1 B.时间之比为2∶3 C.距离之比为4∶9 D.距离之比为2∶3 【参考答案】BC解析由匀变速直线运动的速度公式v ＝v 0＋at ,得t ＝v －v 0a ＝－v 0a ,因为加速度相同,因此运动时间之比就等于初速度之比,选项A 错误,B 正确；将其看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动,根据位移公式x ＝12at 2,知位移之比等于运动时间的平方之比,选项C 正确,D 错误.4.(刹车问题)一辆卡车紧急刹车过程加速度的大小是5 m /s 2,如果在刚刹车时卡车的速度为10 m/s,求：(1)刹车开始后1 s 内的位移大小；(2)刹车开始后3 s 内的位移大小和3 s 内的平均速度大小. 【参考答案】(1)7.5 m (2)10 m103m/s 解析 (1)v 0＝10 m /s,a ＝－5 m/s 2,设经时间t 0停下 t 0＝0－v 0a ＝0－10－5 s ＝2 st 1＝1 s,x 1＝v 0t 1＋12at 12解得x 1＝7.5 m.(2)t 2＝3 s 时的位移大小等于前2 s 内的位移大小 x 2＝v 0t 0＋12at 02＝10 m3 s 内的平均速度v ＝x 2t 2＝103 m/s.一、选择题1.(多选)一质点以一定的初速度向东做匀变速直线运动,其位移与时间的关系为x ＝10t －t 2 (m),则( )A.质点初速度为10 m/sB.质点的加速度大小是1 m/s 2C.2 s 末的速度为6 m/sD.在2 s 末,质点在出发点西边,距出发点24 m 【参考答案】AC2.一物体由静止开始做匀变速直线运动,在时间t 内通过的位移为x ,则它从出发开始经过4x 的位移所用的时间为( ) A.t 4 B.t2 C.2t D.4t 【参考答案】C解析由x ＝12at 2和4x ＝12at ′2得：t ′＝2t ,故C 对.3.一个物体由静止开始做匀加速直线运动,第1 s 末的速度达到4 m/s,物体在第2 s 内的位移是( ) A.6 m B.8 m C.4 m D.1.6 m【参考答案】A解析根据速度公式v 1＝at ,得a ＝v 1t ＝41 m /s 2＝4 m/s 2.第1 s 末的速度等于第2 s 初的速度,所以物体在第2 s 内的位移x 2＝v 1t ＋12at 2＝4×1 m ＋12×4×12 m ＝6 m.故选A.4.一质点由静止开始做匀加速直线运动,它在第10 s 内的位移为19 m,则其加速度大小为( ) A.1.9 m /s 2 B.2.0 m/s 2 C.9.5 m /s 2 D.3.0 m/s 2 【参考答案】B解析由x ＝12at 2,第10 s 内位移等于前10 s 内位移与前9 s 内的位移之差,故12a ×(10 s)2－12a ×(9 s)2＝19 m,得a ＝2.0 m/s 2,选项B 正确.5.一辆汽车以20 m /s 的速度沿平直公路匀速行驶,突然发现前方有障碍物,立即刹车,汽车以大小为5 m/s 2的加速度做匀减速直线运动,那么刹车后2 s 内与刹车后6 s 内汽车通过的位移大小之比为( )A.1∶1B.3∶4C.3∶1D.4∶3 【参考答案】B解析汽车的刹车时间t 0＝205 s ＝4 s,故刹车后2 s 及6 s 内汽车的位移大小分别为x 1＝v 0t 1＋12at 12＝20×2 m ＋12×(－5)×22 m ＝30 m,x 2＝20×4 m ＋12×(－5)×42 m ＝40 m,x 1∶x 2＝3∶4,B 正确.6.一列火车从静止开始做匀加速直线运动,一人站在第一节车厢前端的旁边观测,第一节车厢通过他历时2 s,整列车厢通过他历时6 s,则这列火车的车厢有( ) A.3节 B.6节 C.9节 D.12节【参考答案】C解析设一节车厢长为L ,则L ＝12at 12,nL ＝12at 22.将t 1＝2 s,t 2＝6 s 代入上面两式解得：n ＝9,选项C 正确.7.(多选)由静止开始做匀加速直线运动的火车,在第10 s 末的速度为2 m/s,下列叙述中正确的是( )A.前10 s 内通过的位移为10 mB.每秒速度变化0.2 m/sC.10 s 内平均速度为1 m/sD.第10 s 内的位移为2 m 【参考答案】ABC解析由v t ＝at ,得a ＝0.2 m/s 2,故前10 s 内的位移x ＝12at 2＝12×0.2×102 m ＝10 m,选项A 、B正确.10 s 内平均速度v ＝x t ＝1010 m /s ＝1 m/s,选项C 正确.t ＝10 s 时,x 10＝12at 2－12a (t －1)2＝1.9 m,选项D 错误.8.一辆汽车做匀速直线运动,某时刻遇到紧急情况需刹车,刹车后的第1秒内运动了8 m,第2秒内运动了4 m,关于汽车的运动和刹车过程,下列说法正确的是( ) A.汽车匀速运动时的速度是8 m/s B.汽车刹车时的加速度大小是2 m/s 2 C.汽车刹车后3秒末的加速度为0 D.汽车刹车后运动的距离是16 m 【参考答案】C解析由位移时间公式可知,v 0×1＋12a ×12＝8①v 0×2＋12a ×22－8＝4②由①②联立得v 0＝10 m /s,a ＝－4 m/s 2,A 、B 错误.刹车减速到零所需时间t ＝0－v 0a ＝0－10－4 s ＝2.5 s,故刹车后3 s 末的速度为零,加速度也为零,故C 正确.刹车后的运动距离为x ＝v 0t ＋12at 2＝10×2.5 m －12×4×2.52 m ＝12.5 m,故D 错误.二、非选择题9.一滑块自静止开始,从斜面顶端匀加速下滑(斜面足够长),第5 s 末的速度是6 m/s,试求： (1)第4 s 末的速度大小； (2)运动后7 s 内的位移大小； (3)第3 s 内的位移大小.【参考答案】(1)4.8 m/s (2)29.4 m (3)3 m 解析 (1)v 4∶v 5＝at 4∶at 5＝4∶5 则第4 s 末的速度为v 4＝45v 5＝4.8 m/s.(2)a ＝65m /s 2＝1.2 m/s 2x 7＝12at 72＝12×1.2×72 m ＝29.4 m.(3)第3 s 内的位移大小x Ⅲ＝x 3－x 2＝12at 32－12at 22＝(12×1.2×32－12×1.2×22) m ＝3 m.10.汽车以v 0＝10 m /s 的速度在水平路面上匀速直线运动,刹车后经过2 s 速度变为6 m/s,若将刹车过程视为匀减速直线运动,求：(1)从开始刹车起,汽车在6 s 内发生的位移大小； (2)汽车静止前2 s 内通过的位移大小. 【参考答案】(1)25 m (2)4 m解析 (1)汽车刹车时的加速度：a ＝v －v 0t ＝6－102 m /s 2＝－2 m/s 2,则汽车速度减为零所需的时间：t 0＝0－v 0a ＝－10－2s ＝5 s ＜6 s.则6 s 内的位移等于5 s 内的位移：x ＝v 0t 0＋12at 02＝10×5 m －12×2×52 m ＝25 m.(2)采用逆向思维,汽车在静止前2 s 内的位移：x ′＝12a ′t ′2＝12×2×22 m ＝4 m.。

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