高考物理专题二物体的运动 (2)
2020版高考物理精刷卷 :专题2 运动图象 追及、相遇问题
专题2运动图象追及、相遇问题专题细研究:直线运动图象问题是物理学的基础内容,是高考的热点之一。
其主要包括的专题有:(1)对直线运动图象的进一步理解,x-t图象与v-t图象的区别,如:点、线、斜率、截距、面积的物理意义;(2)追及、相遇问题等。
连续四年来,高考题每年均有考查。
备考须注意:主要题型为选择题、解答题,其中选择题多为中等难度。
一、基础与经典1.A、B、C三物体同时、同地、同向出发做直线运动,如图所示是它们运动的位移—时间图象,由图象可知它们在t0时间内()A.v A=v B=v CB.v A>v B>v CC.t0时刻之前A一直在B、C的后面D.A的速度一直比B、C的要大答案A解析在位移—时间图象上的任意一点表示该时刻的位置,所以它们的初位置、末位置相同,则位移相同,平均速度v=x也相同,所以A正确,B错误;tt0时刻之前,A在任意时刻的位置坐标大于B、C的位置坐标,所以A一直在B、C的前面,故C错误;图象的斜率表示该时刻的速度,所以A物体的速度先比B、C的大,后比B、C的要小,故D错误。
2.某公司为了测试摩托车的性能,让两驾驶员分别驾驶摩托车在一平直路面上行驶,利用速度传感器测出摩托车A、B的速度随时间变化的规律并描绘在计算机中,如图所示,发现两摩托车在t=25 s时同时到达目的地。
则下列叙述正确的是()A.摩托车B的加速度为摩托车A的4倍B.两辆摩托车从同一地点出发,且摩托车B晚出发10 sC.在0~25 s时间内,两辆摩托车间的最远距离为180 mD.在0~25 s时间内,两辆摩托车间的最远距离为400 m答案D解析速度—时间图象的斜率表示加速度,故a A=30-2025m/s2=0.4 m/s2,a B=30-015m/s2=2 m/s2,a B=5a A,A错误;图象与坐标轴围成的面积表示位移,故x A=12×(30+20)×25 m=625 m,x B =12×30×15 m=225 m,因为两者在t=25 s相遇,而发生的位移不同,故两者不是从同一地点出发的,B错误;在t=25 s时两车达到相同的速度,在此之前摩托车A的速度一直大于摩托车B的速度,两辆摩托车距离一直在缩短,所以在t=0时刻,两辆摩托车间的距离最远,故Δx=x A-x B=400 m,C错误,D正确。
专题02 运动学图像(解析版)-2021届高考物理热点题型归纳与变式演练
2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题02 运动学图像【专题导航】目录热点题型一运动图象的理解 (1)(一)tx-图像的理解及应用 (3)(二)tv-图像的理解 (4)热点题型二两类常规运动图象的区分 (7)热点题型三运动学图像在实际问题中的应用 (8)类型一根据题目情景选择运动图象 (9)类型二根据图象信息分析物体的运动规律 (9)类型三图像的转换 (12)热点题型四“四类非常规运动学图像”的理解与应用 (14)类型一a-t图象 (14)类型二xt-t图象 (15)类型三v2-x图象或x-v2图象 (17)类型四x-v图象 (18)【题型归纳】热点题型一运动图象的理解【题型要点】1.运动学图象主要有x-t、v-t、a-t图象,应用图象解题时主要看图象中的“轴”“线”“斜率”“点”“面积”“截距”六要素:2.三点说明(1)x-t图象与v-t图象都只能描述直线运动,且均不表示物体运动的轨迹;(2)分析图象要充分利用图象与其所对应的物理量的函数关系;(3)识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点.3.x-t图象、v-t图象、a-t图象是如何描述物体的运动性质的(1)x-t图象中,若图线平行于横轴,表示物体静止,若图线是一条倾斜的直线,则表示物体做匀速直线运动,图线的斜率表示速度;(2)v-t图象中,若图线平行于横轴,表示物体做匀速直线运动,若图线是一条倾斜的直线,则表示物体做匀变速直线运动,图线的斜率表示加速度;(3)a-t图象中,若图线平行于横轴,表示物体做匀变速直线运动,若图线与横轴重合,则表示物体做匀速直线运动.【解题方法】运动学图象问题常见的是x-t和v-t图象,在处理特殊图象的相关问题时,可以把处理常见图象的思想以及方法加以迁移,通过物理情境遵循的规律,从图象中提取有用的信息,根据相应的物理规律或物理公式解答相关问题.处理图象问题可参考如下操作流程:(一)t x 图像的理解及应用位移图象的基本性质(1)横坐标代表时刻,而纵坐标代表物体所在的位置,纵坐标不变即物体保持静止状态;(2)位移图象描述的是物体位移随时间变化的规律,不是物体的运动轨迹,斜率等于物体运动的速度,斜率的正负表示速度的方向,质点通过的位移等于x 的变化量Δx .【例1】(2020·湖北鄂南高中、华师一附中等八校第一次联考)A 、B 两质点在同一平面内同时向同一方向做直线运动,它们的位置—时间图象如图2所示,其中A 是顶点过原点的抛物线的一部分,B 是过点(0,3)的一条直线,两图象相交于坐标为(3,9)的P 点,则下列说法不正确...的是( )A .质点A 做初速度为零、加速度为2 m/s 2的匀加速直线运动B .质点B 以2 m/s 的速度做匀速直线运动C .在前3 s 内,质点A 比B 向前多前进了9 mD .在3 s 前某时刻质点A 、B 速度相等 【答案】C【解析】质点A 的运动方程为x =12at 2,则初速度为零,加速度a =2 m/s 2,故A 正确;B 直线的斜率表示速度,故质点B 做匀速直线运动,质点B 的速度为v =Δx Δt =9-33m/s =2 m/s ,故B 正确;在前3 s 内,质点B 的位移为6 m ,质点A 的位移为9 m ,质点A 比B 向前多前进了3 m ,故C 错误;t =1 s 时刻,质点A 的速度为2 m/s ,质点B 以v =2 m/s 的速度做匀速直线运动,故D 正确.【变式1】(多选)(2019·福建漳州二模)某个做直线运动的质点的位置—时间图象(抛物线)如图所示,P (2 s,12 m)为图线上的一点。
专题02 力与直线运动(原卷版)
2022年高考物理三轮冲刺与命题大猜想专题02 力与直线运动目录猜想一 :突出匀变速直线运动规律在解决实际问题中的灵活运用 (1)猜想二 :借助图像在直线运动中的应用考科学思维 (2)猜想三:创新动力学图像的考查形式 (3)猜想四:强化应用牛顿运动定律处理经典模型 (5)猜想五:运动学与动力学联系实际的问题 (8)冲刺押题练习 (9)猜想一 :突出匀变速直线运动规律在解决实际问题中的灵活运用【猜想依据】匀变速直线运动是高中物理的基础运动模型,应用匀变速直线运动的规律解决运动问题是高考的重点问题,匀变速直线运动问题情景多种多样,涉及公式较多,能否正确选取公式就成了解决此类问题的第一要素而如若能能灵活应用推论公式解决问题将使问题得到大大简化。
【必备知识】1.两个基本公式:速度公式:v =v 0+at ,位移公式:x =v 0t +12at 2. 2.当遇到以下特殊情况时,用导出公式会提高解题的速度和准确率:(1)不涉及时间,比如从v 0匀加速到v ,求此过程的位移x ,可用v 2-v 02=2ax .(2)平均速度公式:①运用2t v =x t =v 求中间时刻的瞬时速度;②运用x =v 0+v 2t 求位移. (3)位移差公式:运用Δx =x 2-x 1=aT 2,x m -x n =(m -n )aT 2求加速度.【例1】(2022届云南省高三(下)第一次统测)无人驾驶汽车通过车载传感系统识别道路环境,自动控制车辆安全行驶。
无人驾驶有很多优点,如从发现紧急情况到车开始减速,无人车需要0.2s ,比人快了1s 。
人驾驶汽车以某速度匀速行驶,从发现情况到停下的运动距离为44m ,汽车减速过程视为匀减速运动,其加速度大小为210m /s 。
同样条件下,无人驾驶汽车从发现情况到停下的运动距离为( )A. 24mB. 26mC. 28mD. 30m【试题分析】:本题以无人驾驶汽车的安全行驶为情境贴合生活实际引导学生学以致用突出物理的应用性,构建示意图或v -t 图辅助分析并灵活选用公式是解决问题的关键。
高考物理二轮复习 训练2 力与物体的直线运动
训练2 力与物体的直线运动一、单项选择题1.如图2-10所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用而运动,前方固定一个弹簧,当木块接触弹簧后( ).图2-10A.将立即做变减速运动B.将立即做匀减速运动C.在一段时间内仍然做加速运动,速度继续增大D.在弹簧处于最大压缩量时,物体的加速度为零2.以36 km/h的速度沿平直公路行驶的汽车,遇障碍物刹车后获得大小为a=4m/s2的加速度,刹车后第3s内,汽车走过的路程为( ).A.12.5 m B.2 mC.10 m D.0.5 m3.一质点受到10 N的力的作用时,其加速度为2 m/s2;若要使小球的加速度变为5 m/s2,则应该给小球施的力的大小为( ).A.10 N B.20 NC.50 N D.25 N4.我国道路安全部门规定,在高速公路上行驶的汽车最大速度为120 km/h,交通部门提供下列资料:资料一:驾驶员的反应时间:0.3~0.6 s资料二:各种路面与轮胎之间的动摩擦因数( ).A.100 m B.200 mC.300 m D.400 m5. (2012·安徽卷,17)如图2-11所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则( ).图2-11A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度a匀加速下滑C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑6. (2012·海南单科,6)如图2-12所示,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β.一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑.在小物块从a运动到c的过程中,可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图象是( ).图2-12二、多项选择题7.(2012·新课标,14)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础,早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是( ).A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力的作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动8.一个质量为0.3 kg的物体沿水平面做直线运动,如图2-13所示,图线a表示物体受水平拉力时的v-t图象,图线b表示撤去水平拉力后物体继续运动的v-t图象,下列说法正确的是( ).图2-13A.水平拉力的大小为0.1 N,方向与摩擦力方向相同B.水平拉力对物体做功的数值为1.2 JC.撤去拉力后物体还能滑行7.5 mD.物体与水平面间的动摩擦因数为0.19.(2012·天津卷,8)如图2-14甲所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等,则( ).图2-14A.0~t1时间内F的功率逐渐增大B.t2时刻物块A的加速度最大C.t2时刻后物块A做反向运动D.t3时刻物块A的动能最大10.如图2-15所示,在倾角θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态.现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之以加速度a向上做匀加速运动,当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg.则( ).图2-15A .物块B 刚要离开C 时B 的加速度也为a B .加速度a =gC .以A 、B 整体为研究对象可以计算出加速度a =12gD .从F 开始作用到B 刚要离开C ,A 的位移为mgk三、计算题11. (2012·江苏泰州三模)如图2-16所示,在光滑水平面上有A 、B 两个物体,B 在前,A 在后,A 正以6 m/s 的速度向右运动,B 静止;当A 、B 之间距离为18 m 时,在A 、B 之间建立相互作用,其作用力为恒力,此后B 物体加速,经过4 s ,物体B 的速度达到3 m/s ,此时撤去A 、B 之间的相互作用,A 、B 继续运动又经4 s ,A 恰好追上B ,在这一过程中:求:图2-16(1)在A 物体追上B 物体前,B 运动的位移大小;(2)在两物体间有相互作用时,物体A 和B 的加速度a A 和a B 的大小; (3)物体A 和B 的质量之比. 12.如图2-17所示,“”形木块放在光滑水平地面上,木块水平表面AB粗糙,光滑表面BC 与水平面夹角为θ=37°.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时,其示数为正值;当力传感器被拉时,其示数为负值.一个可视为质点的滑块从C 点由静止开始下滑,运动过程中,传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s 2,求:图2-17(1)斜面BC 的长度;(2)滑块的质量;(3)运动过程中滑块克服摩擦力做的功.参考答案1.C [物体在力F作用下向左加速,接触弹簧后受到弹簧向右的弹力,合外力向左逐渐减小,加速度向左逐渐减小,速度增大,当弹簧的弹力大小等于力F时合外力为0,加速度为0,速度最大,物体继续向左运动,弹簧弹力大于力F,合外力向右逐渐增大,加速度向右逐渐增大,速度减小,最后速度减小到0,此时加速度最大,综上所述,A、B、D错误,C正确.]2.D [由v t=at可得t=2.5 s,则第3 s内的位移,实质上就是2~2.5 s内的位移,x=12at′2=0.5 m.]3.D [根据F1=ma1,把F1=10 N,a1=2 m/s2,代入,得m=5 kg,再由F2=ma2,把m=5 kg,a2=5 m/s2代入,解得F2=25 N.]4.B [当驾驶员的反应时间最长,路面的动摩擦因数最小时对应的最长距离是安全距离.v=120 km/h=33.3 m/s,反应时间t=0.6 s内位移x1约为20 m;又μmg=ma,a=3.2 m/s2,s2=v22a=173 m;s=s1+s2=193 m.]5.C [设斜面的倾角为θ,根据牛顿第二定律知物块的加速度a=mg sin θ-μmg cos θm,即μ<tan θ. 对物块施加竖直向下的压力F后,物块的加速度a′=mg+F sin θ-μmg+F cos θm=a+F sin θ-μF cos θm,且F sin θ-μF cos θ>0,故a′>a,物块将以大于a的加速度匀加速下滑.故选项C正确,选项A、B、D错误.]6.C [物块在整个运动过程中,由能量守恒知,物块在c点的动能小于初动能,即v<v0,A项错误;物块在ab段和bc段分别做匀减速和匀加速运动,且a1>a2,故B、D错误,C正确.]7.AD [物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质,或者说是物体抵抗运动状态变化的性质,选项A正确;没有力的作用,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态,选项B错误;行星在圆周轨道上做匀速圆周运动,而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态,选项C错误;运动物体如果没有受到力的作用,根据牛顿第一定律可知,物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去,选项D正确.]8.AB [图线a表示的v-t图象加速度较大,说明物体所受的拉力与摩擦力方向相同,则F+f=ma a=0.2 N,图线b表示物体只在摩擦力作用下做匀减速运动,有f=ma b =0.1 N ,解得F =f =0.1 N ,A 项正确;有水平拉力时,物体位移为s =5+32×3 m=12 m ,故拉力做功的数值为W =Fs =1.2 J ,B 项正确;撤去拉力后物体能滑行13.5 m ,C 项错误;动摩擦因数μ=f mg =130,D 项错误.] 9.BD [在0~t 1时间内物块A 所受的合力为零,物块A 处于静止状态,根据P =Fv 知,力F 的功率为零,选项A 错误;在t 2时刻物块A 受到的合力最大,根据牛顿第二定律知,此时物块A 的加速度最大,选项B 正确;物块A 在t 1~t 2时间内做加速度增大的加速运动,在t 2~t 3时间内做加速度减小的加速运动,t 3时刻,加速度等于零,速度最大,选项C 错误、选项D 正确.]10.BD [物块B 刚要离开C 时B 的加速度为0,A 项错;未加F 时对A 受力 分析得弹簧的压缩量x 1=mg sin 30°k =mg2k,B 刚要离开C 时对B 受力分析得弹簧的伸长量x 2=mg2k,此时对A 由牛顿第二定律得F -mg sin 30°-kx 2=ma ,解得a =g ,B 项正确、C 项错;物体A 的位移x 1+x 2=mg k,D 项正确.] 11.解析 物体B 先加速运动后匀速运动(1)x B =v B 2t 1+v B t 2=⎝⎛⎭⎫32×4+3×4m =18 m.(2)a B =Δvt 1=0.75 m/s 2A 物体先减速运动再匀速运动 A 减速运动的位移:x 1=v 0t 1-12a A t 21=6×4-12a A ×42=24-8a A , A 匀速运动的位移:x 2=(v 0-a A t 1)×t 2=24-16a A ,由题知x A =x 1+x 2=x B +18,即48-24a A =18+18, 解得a A =0.5 m/s 2.(3)由牛顿第三定律有F 1=-F 2,则质量之比m A m B =a B a A =32.答案 (1)18 m (2)a A =0.5 m/s 2 a B =0.75 m/s 2 (3)3212.解析 (1)分析滑块受力,由牛顿第二定律得:a 1=g sin θ=6 m/s 2通过图象可知滑块在斜面上运动的时间为:t 1=1 s由运动学公式得:s =121t 21=3 m.(2)滑块对斜面的压力为N 1′=mg cos θ 木块对传感器的压力为F 1=N 1′sin θ 由图象可知:F 1=12 N ,解得m =2.5 kg.(3)滑块滑到B 点时的速度为:v 1=a 1t 1=6 m/s ,由图象可知:f 1=5 N ,t 2=2 s ,滑块受到的摩擦力f =f 1=5 N ,a 2=f m 2 m/s ,s 2=v 1t 2-12a 2t 22=8 m ,W =fs 2=40 J.答案 见解析。
高考物理动量冲量动量定理2
能力· 思维· 方法
【解析】本题问题情景清晰,是一道应用动量定量 解释物理现象的好题.为了使得从高处跳下时减少 地面对双腿的冲击力,应减少h—跳下前的高度; 增大△h—双脚弯曲时重心下移的距离.即不宜笔直 跳下,应先蹲下后再跳,着地时应尽可能向下弯曲 身体,增大重心下降的距离.实际操作中,还有很 多方法可以缓冲地面的作用力.如先使前脚掌触地 等.也可同样运用动量定理解释.对本题分析如下: 下落2m双脚刚着地时的速度为v= 2 gh .触地后,速 度从v减为0的时间可以认为等于双腿弯曲又使重心 下移 △h=0.5m所需时间.在估算过程中,可把地面 对他双脚的力简化为一个恒力,故重心下降过程可 视为匀减速过程.从而有:
动量、冲量和动量定理
海安县立发中学
杨本泉
一、动量:P =m v
单位:kg.m/s
1、瞬时性:动量是指物体在某一时刻的动 量,计算时应取这一时刻的瞬时速度。动量 是描述物体运动状态的物理量,是状态量。
2、矢量性:动量的方向与物体的瞬时速度 方向相同。 3、相对性:物体的动量与参照物的选择 有关,选用不同的参照物时,同一物体的 动量可能不同
判断2:质量为50kg 的工人,身上系着长为5m的 弹性安全带在高空作业,不慎掉下,若从弹性绳 开始伸直到工人落到最低点弹性绳伸长了2m,求 弹性绳对工人的平均作用力。(g = 10m/s2)
小结:在题中涉及到的物理量主要是 F、s、m、v 时,考虑用动能定理求解。
练习:如图所示,物体质量为m,初速度为v,冲上倾角 为θ 的固定斜面,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ ,求 物体冲到最高点所用的时间。 解法一:用牛顿运动定律知识解 v N 沿斜面方向:mg sinθ +f=ma θ 垂直斜面方向:N—mgcos θ=0 f f= μN G 根据运动学公式 v=at 解得 t=v/(gsin θ + μ gcos θ ) 解法二:用动量定理解 F合= mg sinθ + μ mgcos θ -F合t=0-mv 规定沿斜面向上为正方向 解得 t=v/(gsin θ + μ gcos θ )
高考物理运动学专题
精心整理课时作业(一)[第1讲描述直线运动的基本概念] 1.以下说法中指时间间隔的是()A .天津开往德州的625次列车于13时35分从天津出发B .某人用15s 跑完100 mC .中央电视台新闻联播节目每天19时开始D .某场足球赛在开赛80分钟时,甲队才攻入一球2A B 指向BC .程D 3.A B C .D .运动4.速度(A B C 0.75sD .此人心脏每跳动一次所需时间约为0.60s5.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中()A .速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B .速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值C .位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大D .位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值6.汽车刹车时做的是匀变速直线运动,某时刻的速度v 0=6 m/s ,加速度a =-1 m/s 2,它表示()A .再过1s ,汽车的速度变为5 m/sB .再过1s ,汽车的速度变为7 m/sC .汽车的加速度方向与速度方向相反,汽车做减速运动D .汽车的加速度方向与速度方向相反,汽 的速的速km/h 的甲乙10.上海到南京的列车已迎来第五次大提速,速度达到v 1=180 km/h.为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯.当列车还有一段距离才到达公路道口时,道口应亮出红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过.如果汽车通过道口的速度v 2=36 km/h ,停车线至道口拦木的距离x 0=5 m ,道口宽度x =26 m ,汽车长l =15 m(如图K1-2所示),并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动.问:列车离道口的距离L为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?图K1-211.2011·杭州模拟爆炸性的加速度往往是跑车的卖点.VS882型跑车由静止加速至100 km/h只需4.2s.(1)求VS882型跑车的平均加速度.(2)假设普通私家车的平均加速度为3 m/s2,它们需要多长时间才能由静止加速至100 km/h?12.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板,如图K1-3时间为13km/h1消息:8度v则()A.起飞前的运动距离为v tB.起飞前的运动距离为C.匀减速直线运动的位移是2v tD.起飞前的匀加速直线运动和返回后的匀减速直线运动的位移大小相等2.在平直公路上以72 km/h的速度行驶的汽车,遇紧急情况刹车,刹车的加速度大小为5 m/s2,该汽车在6s内的刹车距离为()A.30mB.40mC.50mD.60 m3.2011·镇江模拟给滑块一初速度v0,使它沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为,当滑块速度大小变为时,所用时间可能是()A.B.C.D.4.如图K2-2所示,传送带保持v=1 m/s 的速度顺时针转动.现在a点将一质量m=0.5 kg的物体轻轻地放在传送带上,设物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,a、b间的距离L=2.5 m,则物体从a点运动到b点所经历的时间为(g取10 m/s2)()图K2-2A.sB.(-1)sC.3sD.2.5s360v0射入()a、b、c、d到达最高点e.已知ab=bd=6 m,bc=1 m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s,设小球经b、c时的速度分别为v b、v c,则()图K2-4A.v b=m/sB.v c=3 m/sC.de=3 mD.从d到e所用时间为4s9.物体沿一直线运动,在t时间内通过的位移是x,它在中间位置处的速度为v1,在中间时刻的速度为v2,则v1和v2的关系为()A.当物体做匀加速直线运动时,v1>v2B.当物体做匀减速直线运动时,v1>v2C.当物体做匀速直线运动时,v1=v2D.当物体做匀减速直线运动时,v1<v210.在一段限速为50 km/h的平直道路上,一辆汽车遇到紧急情况刹车,刹车后车轮在路面上滑动并留下9.0 m长的笔直的刹车痕.从监控录像中得知该车从刹车到停止的时间为1.5s.请你根据上述数据计算该车刹车前的速度,并判断该车有没有超速行驶.11.如图K2-5所示,一平板车以某一速度v0离为l=数为μ条件?面224伞兵以m/s(取g(1)(2)1的是()A.运动B.前1s、前2s、前3s竖直方向的位移之比为1∶4∶9的运动一定是自由落体运动C.自由落体运动在开始的连续三个2s内的位移之比是1∶3∶5D.自由落体运动在开始的连续三个2s末的速度之比是1∶2∶32.从匀速水平飞行的飞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.从飞机上看,物体静止B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方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3.一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺量出轨迹的长度,如图K3-1所示.已知曝光时间为s,则小石子出发点离A点约为()图K3-1A.6.5mB.10 mC.20 mD.45 m4.一个从地面竖直上抛的物体,它两次经、B之与7.用如图K3-4所示的方法可以测出一个人的反应时间.甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方,乙同学在直尺下端刻度为a的地方做捏住尺子的准备,但手没有碰到尺子.当乙同学看到甲同学放开尺子时,立即捏住尺子,乙同学发现捏住尺子刻度为b的位置.已知重力加速度为g,a、b的单位为国际单位,则乙同学的反应时间t约等于()A.B.C.D.8.2011·天津模拟某中学生身高1.70 m,在学校运动会上参加跳高比赛,采用背跃式,身体横着越过2.10 m的横杆,获得了冠军,据此可估算出他起跳时竖直向上的速度约为(g取10 m/s2)()A.7 m/sB.6 m/sC.5 m/sD.3 m/s9.2011·海安模拟四个小球在离地面不同高度处同时由静止释放,不计空气阻力,从开始运动时刻起每隔相等的时间间隔,小球依次碰到地面.图K3-5中,能反映出刚开始运动时各小球相对地面的位置的是()ABCD10速)cm.速)A.C.11.子10 m平方向的运动忽略不计).从离开跳台到手触水面,她可用于完成空中动作的时间是多少?(计算时可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g取10 m/s2)图K3-612.在香港海洋公园的游乐场中,有一台大型游戏机叫“跳楼机”.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处,然后由静止释放.座椅沿轨道自由下落一段时间后,开始受到压缩空气提供的恒定阻力而紧接着做匀减速运动,下落到离地面4 m高处速度刚好减小到零,这一下落全过程经历的时间是6s.(取g=10 m/s2)求:(1)座椅被释放后自由下落的高度有多高?(2)在匀减速运动阶段,座椅和游客的加速度大小是多少?13.如图K3-7所示,离地面足够高处有一竖直的空管,质量为2 kg,管长为24 m,M、N为空管的上、下两端,空管受到F=16N竖直向上的拉力作用,由静止开始竖直向下做加速运动,同时在M处一个大小不计的小球沿管的m/s2.欲使课时作业a、()1 C.15s~20s内做匀减速运动,加速度为-3.2 m/s2D.质点15s末离出发点最远,20秒末回到出发点图K4-2图K4-33.2011·黄冈模拟a、b两车在两条平行的直车道上同方向行驶,它们的v-t图象如图K4-3所示,在t=20s时刻,两车间距离为d;t =5s时刻它们第一次相遇,关于两车之间的关系,下列说法正确的是()A.t=15s时刻两车第二次相遇B .t =20s 时刻两车第二次相遇C .在5~15s 的时间内,先是a 车在前,而后是b 车在前D .在10~15s 的时间内,两车间距离逐渐变大4.2011·苏州模拟甲、乙两质点在同一直线上做匀加速直线运动的v -t 图象如图K4-4所示,在3s 末两质点在途中相遇.由图象可知()图K4-4A .相遇前甲、乙两质点的最远距离为2 mB .相遇前甲、乙两质点的最远距离为4 mCD .5地面的A B C D图图6.A 、B 两个物体在同一直线上做匀变速直线运动,它们的速度图象如图K4-6所示,则()A .A 、B 两物体运动方向相反 B .4s 内A 、B 两物体的位移相同C .4s 时A 、B 两物体的速度相同D .A 物体的加速度比B 物体的加速度小 7.2011·巢湖一模警车A 停在路口,一违章货车B 恰好经过A 车,A 车立即加速追赶,它们的v -t 图象如图K4-7所示,则0~4s 时间内,下列说法正确的是()图K4-7A .A 车的加速度为5 m/s 2B .3s 末A 车速度为7 m/s C.在2s 末A 车追上B 车 D .两车相距最远为5 m 8.2011·广西模拟汽车A 在红绿灯前停住,绿灯亮起时启动,以0.4 m/s 2的加速度做匀加速运动,经过30s 后以该时刻的速度做匀速直线运动.设在绿灯亮的同时,汽车B 以8 m/s 的速度从A 车旁边驶过,且一直以此速度做匀速直线运动,运动方向与A 车相同,则从绿灯亮时和△A 行驶则是前()平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为v 0=16 m/s.已知甲车紧急刹车时加速度的大小为a 1=3 m/s 2,乙车紧急刹车时加速度的大小为a 2=4 m/s 2,乙车司机的反应时间为Δt =0.5s(即乙车司机看到甲车开始刹车后0.5s 才开始刹车),求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?12.2012·合肥模拟如图K4-9所示,一辆长为12 m 的客车沿平直公路以8.0 m/s 的速度匀速向北行驶,一辆长为10 m 的货车由静止开始以2.0 m/s2的加速度由北向南匀加速行驶,已知货车刚启动时两车相距180 m,求两车错车所用的时间.图K4-913.一辆值勤的警车停在平直公路边,当警员发现从他旁边以v=8 m/s的速度匀速驶过的货车有违章行为时,决定前去追赶,经2.5s,警车发动起来,以加速度a=2 m/s2做匀加速运动,试问:(1)警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车?(2)(3)课时作业(五)[第5讲实验:研究匀变速直线运动]1.关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法错误的是()A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低B.在释放小车前,小车应停在靠近打点计时器处C.应先接通电源,待打点计时器开始打点带上打相邻两点的时间间隔为________.(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A、B两点间距x=________;C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字).4.“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz),得到如图K5-2所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是()图K5-2A.实验时应先放开纸带再接通电源B.(x6-x1)等于(x2-x1)的6倍C.从纸带可求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s图K5-35.2011·增城模拟一个小球沿斜面向下运动,用每间隔s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,如图K5-3所示,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为s,测得小球在几个连续相等时间内位移(数据见______m/s2.图K5-57.某同学用如图K5-6所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.实验步骤如下:图K5-6图K5-7①安装好实验器材.②接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带.舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如图K5-7中0、1、2…6所示.③测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离,分别记作:x1、x2、x3……x6.④通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动.⑤分别计算出x1、x2、x3……x6与对应时间的比值、、…….⑥以为纵坐标、t为横坐标,标出与对应时间t的坐标点,画出-t图线.结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、的仪器______ABCE(2)与0如图(3)5(4)的速度a=8端与x(1)仔细研究图象,找出小车在相邻时间内位移存在的关系;(2)设Δt=0.1s,请画出该小车的v-t图象;(3)根据图象求其加速度.图K5-109.一小球在桌面上做匀加速直线运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置,并将小球的位置编号,得到的照片如图K5-11所示.由于底片保管不当,其中位置4处被污损.若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s,则利用该照片可求出:小球运动的加速度约为______m/s2.位置4对应的速度为______m/s,能求出4的具体位置吗?______.求解方法是:____________________________________ ____________________________________(不要求计算,但要说明过程).图K5-11。
高考物理遍过考点2 匀变速直线运动的规律(含解析)
避躲市安闲阳光实验学校匀变速直线运动的规律一、常用运动学公式定义式:x v t ∆=∆,v a t ∆=∆,x v t= 匀变速直线运动:0v v at =+,,,02v vv +=上式皆可作为矢量表达式,要特别注意各物理量的符号,在规定正方向后,同向为正,反向为负。
二、竖直方向的匀变速直线运动自由落体运动:物体仅在重力作用下由静止开始竖直下落的运动。
仅在重力作用下沿竖直方向的运动,是匀变速直线运动,加速度为重力加速度,在规定正方向后,匀变速直线运动的公式皆可适用。
对竖直方向仅受重力的运动,求解时要特别注意多解的分析,考虑是否存在多解,各解是否都有意义。
三、匀变速直线运动的规律是高考的重要考点,在各种题型中均可体现,常结合牛顿运动定律、电场力等,考查多个运动的比较分析或多过程问题的分析。
(2019·普通高中学业水平考试)电动玩具车做匀加速直线运动,其加速度大小为2 m/s 2,那么它的速度从2 m/s 增加到4 m/s 所需要的时间为A .5 sB .1 sC .2 sD .4 s【参考答案】B【详细解析】根据加速度的定义式可得所需要的时间为,故选项B 正确,A 、C 、D 错误。
1.2月24日,单板滑雪女子平行大回转上演,共有三位中国队选手参赛。
如图,滑雪轨道是由光滑的倾斜直轨道AB 和粗糙的水平轨道BC 组成。
t =0时运动员从A 点由静止开始下滑,经过B 点前后速度大小不变,最后停在C 点。
若第2 s 末和第6 s 末速度大小均为8 m/s ,第4 s 末速度大小为12 m/s ,则A .运动员在第4 s 末恰好经过B 点B .运动员在运动过程中的最大速度为15 m/sC .运动员在第10 s 末恰好停在C 点D .A 到B 的距离大于B 到C 的距离 【答案】C【解析】运动员在斜直轨道上下滑的加速度a 1=4 m/s 2,如果第4 s 末运动员还在斜直轨道上,则速度应为16 m/s ,可判断出第4 s 末已过B 点,选项A 错误;运动员是在2 s 到4 s 之间经过B 点,则运动员在水平轨道上的加速度a 2=–2 m/s 2,根据运动学公式有8 m/s+a 1t 1+a 2t 2=12 m/s ,又122s t t +=,解出14s 3t =,知物体经过10s 3到达B 点,到达B 点时的速度,所以最大速度不是15 m/s ,选项B 错误;第6 s 末的速度是8 m/s ,到停下来还需的时间,所以到C 点的时间为10 s ,选项C 正确;根据2202vv ax -=,求处AB 段的长度为200m 9,BC 段长度为400m 9,则A 、B 间的距离小于B 、C 间的距离,选项D 错误。
高考物理专题复习:专题二 匀变速直线运动规律的应用
高考物理专题复习:专题二匀变速直线运动规律的应用一、单选题1.物体在斜面上由静止开始做匀加速直线运动,加速度为0.5m/s2,5s末到达斜面底部,物体运动的前2s内的位移与最后2s内的位移之比为()A. B. C. D.2.小明在平直的跑道上练习加速跑,已知小明从静止开始做匀加速直线运动,则小明在第1个2 s、第2个2 s和前6 s内的三段位移大小之比为()A. 1:3:5B. 1:4:9C. 1:3:9D. 1:5:123.在平直公路上,汽车以10m/s的速度做匀速直线运动,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,则刹车后6s内汽车的位移大小为()A. 24mB. 25mC. 30mD. 96m4.某自行车沿直线运动,如图所示是从时刻开始,自行车的(式中为位移)图象,则()A. 自行车做匀速运动B. 自行车的加速度大小是C. 时自行车的速度大小是D. 第2s内的自行车的位移大小是10m5.如图所示,一质点以一定的初速度沿固定的光滑斜面由a点向上滑出,到达斜面最高点b时速度恰为零,若质点第一次运动到斜面长度处的c点时,所用时间为t,则物体从c滑到b所用的时间为(不计空气阻力)()A. B. C. D.6.如图所示,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心经过t到达最高点,第1个内通过的位移为,第3个内通过的位移为,则为()A. 9B. 6C. 5D. 37.如图所示为粮袋的传送装置,已知AB间长度为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时其运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) ( )A. 粮袋到达B点的速度与v比较,可能大,也可能相等或小B. 粮袋开始运动的加速度为g(sin θ-μcos θ),若L足够大,则以后将一定以速度v做匀速运动C. 若μ≥tan θ,则粮袋从A到B一定是一直做加速运动D. 不论μ大小如何,粮袋从A到B一直做匀加速运动,且a>gsinθ8.做直线运动的物体,经过A、B两点的速度分别为v A、v B,经过AB中点C的速度。
高考物理考试易错题易错点02运动图像追击相遇问题附答案
易错点02 运动图像 追击相遇问题易错总结1.物体的速度大小不变时,加速度不一定为零(运动方向可能改变)。
2.t v 图上两曲线相交的点,不一定是两物体相遇点,只是两物体在这一时刻速率相等。
若两物体同时刻同地点出发,图像与x 轴围成的面积相等则两者位移相等,即相遇。
3.匀变速运动的各公式都是矢量式,列方程解题时要注意各物理量的方向。
正方向用“+"表示,反方向用“-"表示。
4.位移图像不是物体的运动轨迹,路程图像也不是物体运动轨迹。
(位移图像只能表示直线运动,不能表示曲线运动)5通常取初速度0v 的方向为正方向,但这并不是一定的,也可取与0v 相反的方向为正方向;具体的正方向选取应方便于解题。
6.解图像题前先明确两坐标轴各代表什么物理量,不要把位移图像与速度图像混淆。
7.在汽车刹车问题时,应先判断汽车何时停止运动,不要盲目套用匀减速直线运动公式直接使用已知量求解。
8.追及相遇问题:(更多免费资源关注公众号拾穗者的杂货铺) (1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动):(2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动):(3)相遇问题的常见情况:○1同向运动的两物体追及即相遇; ○2相向运动的物体,当各自发生的位移大小和等于开始时两物体的距离时即相遇。
解题方法 1..两种常考题型题型一:识图——通过题目所给图像获取信息此题型往往通过所给图像,求解或判断物体的位移、平均速度、加速度等,还可以比较两个物体的运动,难度大的还要根据图像斜率来判断运动情况。
题型二:选图——根据题目情景选择物理图像此题型是根据题目情景或结合函数解析式选择物理图像。
2.运动图像要点分析类别 t x -图像t v -图像t a -图像纵轴 位移 速度 加速度 横轴 时间时间时间线运动物体的位移与时间的关系运动物体的速度与时间的关系 运动物体的加速度与时间的关系 某点斜率 表示该点的瞬时速度表示该点的加速度表示该点的加速度的变化率两线交点 表示两物体相遇 表示两物体该时刻速表示两物体该时刻加度相同速度相同 面积无意义线和横轴所围面积表示物体运动的位移线和横轴所围面积表示物体的速度变化量 纵轴截距表示0=t 时的位移表示0=t 时的速度表示0=t 时的加速度【易错跟踪训练】易错类型1:逻辑推理不严密1.在人工智能机器人跑步比赛中,0t =时两机器人位于同一起跑线上,机器人甲、乙运动的速度-时间图像如图所示,则下列说法正确的是( )A .机器人乙起跑时,机器人甲正好跑了2mB .机器人乙从起跑开始,经3s 后刚好追上机器人甲C .机器人甲、乙相遇之前的最大距离为4mD .机器人乙超过机器人甲后,甲、乙可能再次相遇 【答案】B 【详解】A .根据v —t 图像与t 轴所围面积表示位移,可知机器人乙在2s t =时起跑,此时,机器人甲跑过的距离121m 2x m ⨯== 选项A 错误;B .机器人乙起跑3s 后,甲通过的位移531m 4m 2x +=⨯= 乙通过的位移132m 4m 2x +=⨯= 可知x x =乙甲说明机器人乙追上甲,选项B 正确;C .两机器人在速度相等(即3s t =)时相距最远,两者间的最大距离等于03s ~内的位移之差,则max 1211m m 1.5m 22x ⨯⨯=+= 选项C 错误;D .机器人乙超过机器人甲后,乙的速度总比甲的大,则甲、乙不可能再次相遇,选项D 错误。
2021学年高考物理一轮复习核心考点专题2匀变速直线运动的规律含解析
核心考点专题2 匀变速直线运动的规律知识一 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:v =v 0+at . (2)位移公式:x =v 0t +12at 2.(3)速度—位移关系式:v 2-v 20=2ax .在不涉及时间的匀变速直线运动问题中,选用速度—位移公式比较方便. 知识二 匀变速直线运动的推论 1.三个推论(1)连续相等的相邻时间间隔T 内的位移差相等, 即x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2.(2)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一半,还等于中间时刻的瞬时速度. 平均速度公式:v =v 0+v2=v t2. (3)位移中点速度v x2=v 20+v22.2.初速度为零的匀加速直线运动的四个重要推论(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)前T 内、前2T 内、前3T 内、…、前nT 内的位移之比为x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =12∶22∶32∶…∶n 2. (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x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x N =1∶3∶5∶…∶(2n -1).(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比为t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶(2-3)∶…∶(n -n -1).这些比例式只适用于初速度为0的匀加速直线运动.对于减速到0的匀减速直线运动可以利用逆向思维法看成反方向的初速度为0的匀加速直线运动,便可以使用这些比例式.知识三 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:v =gt . ②位移公式:x =12gt 2.③速度位移关系式:v 2=2gx . (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)结合起来. 伽利略与亚里士多德知识四 竖直上抛运动(1)运动特点:加速度为g ,上升阶段做匀减速运动,下降阶段做自由落体运动. (2)运动性质:匀变速直线运动. (3)基本规律①速度公式:v =v 0-gt ; ②位移公式:x =v 0t -12gt 2;③速度—位移公式:v 2-v 20=-2gx . 竖直上抛运动的几个特殊量上升的最大高度H =v 202g ,上升到最高点所用的时间T =v 0g ,从抛出到回到抛出点所用的时间t =2v 0g,回到抛出点时的速度v =-v 0. 对点练习1. 甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a 甲=4 m/s 2,a 乙=-4 m/s 2,那么对甲、乙两物体的运动判断正确的是 ( ) A .甲的加速度大于乙的加速度B .甲做加速直线运动,乙做减速直线运动C .甲的速度比乙的速度变化快D .甲、乙在相等时间内速度变化可能相同 【答案】B【解析】加速度的正、负表示方向,绝对值表示大小,加速度大小表示速度变化的快慢,甲、乙加速度大小相等,甲、乙速度变化一样快,由Δv =a Δt 可知在相等时间内,甲、乙速度变化大小相等,方向相反,A 、C 、D 错;甲的加速度与速度方向相同,所以做加速运动,乙的加速度与速度方向相反,所以做减速运动,B 对.2. 2018年7月19日上午,贵州铜仁市与美国超级高铁公司Hyperloop Transportation Technologies(简称HTT)在贵阳市举行《超级高铁体验线项目合作框架协议》签约仪式,此项协议为HTT 与中国签署的第一份Hyperloop 超级高铁线路协议。
高考物理名师讲义【专题2】力与物体的直线运动(第2课时)ppt课件
审题突破
判断电势能变化的方法是什么?“经时间2t物体
返回 A 点 ” 说明物体向右的位移大小和向左位移大小有什么
关系? 解析 电场力先做负功后做正功,总功为零,所以带电物体
的电势能先增加后减小,其变化量为0,故A正确;
F-F电 1 2 在恒力 F 作用时 a1= ,位移 x1= a1t ,撤去恒力 F 后 a2 2 m F电 1 F 9 2 = ,位移 x2=a1t· 2t- a2(2t) ,根据 x1=-x2 得 = ,故 B 2 m F电 5 正确;
会增大,电场力不变,故A、C正确.
答案 AC
热点考向例析
考向3 电磁感应中的动力学问题分析
例3 如图5所示,平行金属导轨PQ、MN相 距d=2 m,导轨平面与水平面间的夹角α=
30°,导轨上端接一个R=6 Ω的电阻,导
轨电阻不计,磁感应强度B=0.5 T的匀强磁 图5
场垂直导轨平面向上.一根质量为m=0.2 kg、
错误.
在A点,有qEA<mg,在B点,有qEB>mg,则得:EA<EB, 故C正确. 向下运动的过程中,小球有动能时,根据能量守恒定律可知 重力势能的减少量等于动能增加量和电势能的增加量之和, 故D错误. 答案 C
热点考向例析
考向2 磁场内动力学问题分析
例2 如图3所示,空间有一垂直纸面向外的 磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,一质量为 0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平 图3 面上,在木板左端无初速度放置一质量为 0.1 kg、电荷量q= +0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块 受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力 .t=0时对木板施
答案 mg(R+r) (1) 2B2l2 g (2) 14
物理高考专题 运动示意图和运动图像(解析版)
尖子生的自我修养系列运动学问题的两大破解支柱——运动示意图和运动图像运动学问题单独考查的命题概率较小,更多的是与其他知识相结合,作为综合试题的一个知识点加以体现。
如果单独作为考查点命制计算题,则往往涉及两个物体的运动关系问题,或者是一个物体的多过程、多情景的实际问题。
对于这类问题,分析物理过程,作好运动示意图或运动图像,弄清运动物体运动过程中各阶段运动量间的联系,是寻找解题途径的关键。
运动示意图运动示意图就是根据文字叙述而画出的用以形象描述物体运动过程的一种简图(或草图)。
同时在图上标明物体运动的速度、加速度等状态量和位移、时间等过程量。
运用运动示意图解题时,要分过程恰当选取运动学规律列方程,同时注意各过程间的位移关系、时间关系及速度关系,列出相应的辅助方程,再将各式联立求解,便可得出结果。
[例1] 一个气球以4 m/s 的速度匀速竖直上升,气球下面系着一个重物,当气球上升到下面的重物离地面217 m 时,系重物的绳子断了,不计空气阻力,问从此时起,重物经过多长时间落到地面?重物着地时的速度多大?(g 取10 m/s 2)【解析】绳子未断时,重物随着气球以4 m/s 的速度匀速上升,当绳子断后,由于惯性,物体将在离地面217 m 处,以4 m/s 的初速度竖直上抛。
运动示意图如图所示:重物由O →A 做匀减速直线运动, h 1=v 022g =0.8 mt 1=v 0g=0.4 s重物由A →B 做自由落体运动, h 1+h =12gt 22可解得:t 2=2(h 1+h )g=6.6 s , 故从绳子断到重物落地的总时间t =t 1+t 2=7 s重物落地时的速度v =gt 2=66 m/s 。
【答案】7 s 66 m/s[例2] (2020·武汉模拟)甲、乙两车在平直公路上比赛,某一时刻,乙车在甲车前方L 1=11 m 处,乙车速度v 乙=60 m/s ,甲车速度v 甲=50 m/s ,此时乙车离终点线尚有L 2=600 m ,如图所示。
高考物理全国卷专题(02)匀变速直线运动的规律(解析版)
2021年高考物理一轮复习必热考点整合回扣练专题(02)匀变速直线运动的规律(解析版)考点一匀变速直线运动规律的应用1.基本思路画过程示意图―→判断运动性质―→选取正方向―→选用公式列方程―→解方程并加以讨论2.方法与技巧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、t x v=v0+atv0、a、t、x v x=v0t+12at2v0、v、a、x t v2-v20=2axv0、v、t、x a x=v+v02t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.题型1基本公式的选择【典例1】为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1<s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度大小为g.求:(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.【答案】(1)v20-v212gs0(2)v0+v12s12s20【解析】(1)对冰球分析,根据速度位移公式得v 21-v 20=2as 0根据牛顿第二定律得a =-μg联立得μ=v 20-v 212gs 0.(2)抓住两者运动时间相等列式. s 0v 0+v 12=s 1v 22 ① a min =v 222s 1 ①联立①①得a min =v 0+v 12s 12s 20.【变式1】 在平直公路上,汽车自O 点由静止做匀加速直线运动,途中6 s 时间内依次经过P 、Q 两根电线杆.已知P 、Q 相距60 m ,车经过Q 时的速率为15 m/s ,则: (1)汽车经过P 时的速率是多少? (2)汽车的加速度为多少? (3)O 、P 两点间距离为多少?【答案】(1)5 m/s (2)1.67 m/s 2 (3)7.5 m【解析】解法一:(1)设汽车经过P 点时的速度为v P ,经过Q 点时的速度为v Q ,由x =v 0+v2·t 得x PQ =v P +v Q2·t ,所以v P =2x PQ t -v Q =2×606-15m/s =5 m/s.(2)由v Q =v P +at 得a =53m/s 2≈1.67 m/s 2.(3)由v 2-v 20=2ax 得v 2P =2ax OP .x OP =v 2P 2a =522×53 m =152m =7.5 m.解法二:设汽车经过P 时的速度为v P , 由x =v 0t +12at 2,v =v 0+at 得x PQ =v P t +12at 2①v Q =v P +at ①由①①两式代入数值可得v P =5 m/s ,a =1.67 m/s 2. x OP 的求法同解法一.【提 分 笔 记】 选择公式应注意的问题选择公式时一定要注意分析已知量和待求量,根据所涉及的物理量选择合适的公式求解,会使问题简化. (1)知道v 0、v 、x ,求a ,没有时间t ,很自然的想到选v 2-v 20=2ax ;(2)根据运动时间相等确定末速度在知道末速度及位移的情况下,求加速度运用v 2=2ax 即可. 题型2 多过程运动问题【典例2】ETC 是目前世界上最先进的路桥收费方式,它通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签,与设在收费站ETC 通道上的微波天线进行短程通讯,利用网络与银行进行后台结算处理,从而实现车辆不停车就能支付路桥费的目的.2015年我国ETC 已实现全国联网,大大缩短了车辆通过收费站的时间.假设一辆汽车以10 m/s 的速度驶向收费站,若进入人工收费通道,它从距收费窗口20 m 处开始减速,至窗口处恰好停止,再用10 s 时间完成交费;若进入ETC 通道,它从某位置开始减速,当速度减至5 m/s 后,再以此速度匀速行驶5 m 即可完成交费.若两种情况下,汽车减速时加速度相同,求:(1)汽车进入ETC 通道减速行驶的位移;(2)汽车从开始减速到交费完成,从ETC 通道比从人工收费通道通行节省的时间. 【答案】(1)15 m (2)11 s【解析】(1)根据速度与位移公式得,匀减速直线运动的加速度大小为a =v 22x =1022×20 m/s 2=2.5 m/s 2汽车在ETC 收费通道,匀减速运动的时间为t 1=v ′-v a =5-10-2.5 s =2 s匀减速运动的位移为x 1=v ′2-v 22a =52-102-5 m =15 m.(2)汽车在ETC 收费通道,匀减速运动的时间为t 1=2 s 匀速行驶的时间为t 2=x ′v ′=55s =1 s从开始减速到交费完成所需的时间为t =t 1+t 2=3 s 过人工收费通道,匀减速运动的时间为 t 3=v a =102.5s =4 s汽车进入人工收费通道,从开始减速到交费完成所需的时间为t ′=(4+10)s =14 s. 因此节省的时间为Δt =t ′-t =(14-3)s =11 s.【变式2】(多选)在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8 s ,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经4 s停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( ) A .加速、减速中的加速度大小之比a 1①a 2=2①1 B .加速、减速中的平均速度大小之比 v 1①v 2=1①1 C .加速、减速中的位移之比x 1①x 2=2①1 D .加速、减速中的加速度大小之比a 1①a 2≠1①2 【答案】BC【解析】汽车先做匀加速直线运动达到最大速度v m 后又做匀减速直线运动,故两次的平均速度之比v 1①v2=v m 2①v m 2=1①1,所以选项B 正确;根据a =v mt可知,两次加速度大小之比为1①2,所以选项A 、D 错误;根据x =v t 可知,两次位移之比为2①1,所以选项C 正确. 【提 分 笔 记】处理多过程运动问题注意事项如果一个物体的运动包含几个阶段,要注意分析各段的运动性质和各段交接处的速度. 题型3 双向可逆类匀变速直线运动【典例3】(多选)在足够长的光滑斜面上,有一物体以10 m/s 的初速度沿斜面向上运动,物体的加速度始终为5 m/s 2,方向沿斜面向下,当物体的位移大小为7.5 m 时,下列说法正确的是( ) A .物体运动时间可能为1 s B .物体运动时间可能为3 s C .物体运动时间可能为(2+7) s D .此时的速度大小一定为5 m/s 【答案】ABC【解析】物体在出发点上方时,由x =v 0t +12at 2得7.5=10t +12×(-5)t 2,解得t =1 s 或t =3 s ,由v =v 0+at得,v =5 m/s 或-5 m/s.物体在出发点下方时,由x =v 0t +12at 2得-7.5=10t +12×(-5)t 2,解得t =(2+7) s 或t =(2-7) s(舍去),由v =v 0+at 得v =-57 m/s.故A 、B 、C 正确,D 错误. 【提 分 笔 记】处理双向可逆类问题注意事项对于双向可逆类问题,如沿光滑斜面上滑的物快,到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大小、方向均不变,故求解时可对全过程列式,但必须注意x 、v 、a 等矢量的正负号及物理意义. 考点二 匀变速直线运动的推论及应用 方法与技巧题型1 平均速度公式的应用【典例4】 一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx 所用时间为2t ,紧接着通过下一段位移Δx 所用时间为t .则物体运动的加速度大小为( ) A.Δx t 2 B.Δx2t 2 C.Δx 3t 2 D.2Δx 3t2 【答案】C【解析】物体做匀加速直线运动,在第一段位移Δx 内的平均速度是v 1=Δx2t ;在第二段位移Δx 内的平均速度是v 2=Δx t ;因为某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则两个中间时刻的时间差为Δt =t +t2=32t ,则物体加速度的大小a =Δv Δt =v 2-v 132t ,解得a =Δx3t2,故选C. 【变式3】从车站开出的汽车,做匀加速直线运动,走了12 s 时,发现还有乘客没上来,于是立即做匀减速运动至停车.汽车从开出到停止总共历时20 s ,行进了50 m .求汽车的最大速度. 【答案】5 m/s【解析】解法一(基本公式法):设最大速度为v max ,由题意可得 x =x 1+x 2=12a 1t 21+v max t 2+12a 2t 22① t =t 1+t 2① v max =a 1t 1① 0=v max +a 2t 2①联立①①①①式得v max =2x t =2×5020m/s =5 m/s.解法二(平均速度法):匀加速阶段和匀减速阶段的平均速度相等,都等于v max2故有x =v max 2t 1+v max2t 2因此有v max =2x t 1+t 2=2×5020 m/s =5 m/s.解法三(图象法):作出汽车运动全过程的v t 图象,如图所示,v t 图线与t 轴围成的三角形的面积等于位移的大小,故x =v max t 2,所以v max =2x t =2×5020 m/s =5 m/s.【提 分 笔 记】 平均速度的求法1.求平均速度必须明确是哪一个物体在哪一段位移(或哪一段时间内)的平均速度. 2.平均速度的大小与平均速率是不同的.3.v =ΔxΔt 是平均速度的定义式,适用于所有的运动.4.v =v t 2=v +v 02只适用于匀变速直线运动.题型2 逆向思维法和初速度为零的匀变速直线运动推论的应用【典例5】 (多选)如图所示,一冰壶以速度v 垂直进入三个完全相同的矩形区域做匀减速直线运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是 ( )A .v 1①v 2①v 3=3①2①1B .v 1①v 2①v 3=3①2①1C .t 1①t 2①t 3=1①2①3D .t 1①t 2①t 3=(3-2)①(2-1)①1 【答案】BD【解析】因为冰壶做匀减速直线运动,且末速度为零,故可以看成反向匀加速直线运动来研究.初速度为零的匀加速直线运动中通过连续三段相等位移的时间之比为1①(2-1)①(3-2),故所求时间之比为(3-2)①(2-1)①1,故选项C 错误,D 正确;由v 2-v 20=2ax 可得,初速度为零的匀加速直线运动中通过连续相等位移的速度之比为1①2①3,则所求的速度之比为3①2①1,故选项A 错误,B 正确. 【变式4】做匀减速直线运动的物体经4 s 停止,若在第1 s 内的位移是14 m ,则最后1 s 内的位移是( ) A .3.5 m B .2 m C .1 m D .0【答案】B【解析】利用“逆向思维法”,把物体的运动看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动,则做匀减速直线运动的物体在每1 s 内的位移之比为7①5①3①1,所以有71=14 m x 1,x 1=2 m ,选项B 正确.【变式5】一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A 、B 、C 三点,已知AB =6 m ,BC =10 m ,小球经过AB 和BC 两段所用的时间均为2 s ,则小球经过A 、B 、C 三点时的速度大小分别是( ) A .2 m/s,3 m/s,4 m/s B .2 m/s,4 m/s,6 m/s C .3 m/s,4 m/s,5 m/s D .3 m/s,5 m/s,7 m/s 【答案】B【解析】根据物体做匀加速直线运动的特点,两点之间的平均速度等于时间中点的瞬时速度,故B 点的速度就是全程的平均速度,v B =AB +BC2t=4 m/s ,又因为连续相等时间内的位移之差等于恒量,即Δx =aT 2,则由Δx =BC -AB =aT 2解得a =1 m/s 2,再由速度公式v =v 0+at ,解得v A =2 m/s ,v C =6 m/s ,故选项B 正确.考点三 自由落体和竖直上抛运动 1.两种运动的特性(1)自由落体运动为初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动. (2)竖直上抛运动的重要特性(如图)①对称性a .时间对称:物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等,同理t AB =t BA .b .速度对称:物体上升过程经过A 点的速度与下降过程经过A 点的速度大小相等.①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,在解决问题时要注意这个特性. 2.竖直上抛运动的研究方法上升阶段:a =g 的匀减速直线运动下降阶段:自由落体运动题型【典例6】屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1 m 的窗子的上、下沿,如图所示为其简易图(取g =10 m/s 2).问: (1)此屋檐离地面多高? (2)滴水的时间间隔是多少?【答案】(1)3.2 m (2)0.2 s【解析】解法一:如图所示,如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体运动,并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段,设每段时间间隔为T ,则这一滴水在0时刻、T 末、2T 末、3T 末、4T 末所处的位置,分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置.由此可知:(1)设屋檐离地面高为x ,滴水间隔为T ,则x =16x 0,5x 0=1 m ,所以x =3.2 m. (2)x =12g (4T )2,解得T =0.2 s.解法二:假设每两滴水之间相隔的时间间隔为t .因为第3滴与第2滴正分别位于高1 m 的窗子的上、下沿,则可得出关系式:x 2=12g (3t )2、x 3=12g (2t )2、Δx=1x2-x3=1 m,解得t=0.2 s,所以由题意可知x=2g·(4t)2=3.2 m.【变式6】利用水滴下落可以粗略测量重力加速度g 的大小.调节家中水龙头,让水一滴一滴地流出,在水龙头的正下方放一个盘子,调整盘子的高度,使一滴水刚碰到盘子时,恰好有另一滴水刚开始下落,而空中还有一滴水正在下落.测出此时出水口到盘子的高度为h ,从第1滴水开始下落到第n 滴水刚落至盘中所用时间为t .下列说法正确的是( )A .每滴水下落时间为 h 2gB .相邻两滴水开始下落的时间间隔为2h gC .第1滴水刚落至盘中时,第2滴水距盘子的距离为h 2D .此地重力加速度的大小为h n +122t 2 【答案】D【解析】水滴的运动可看做自由落体运动,则由h =12gt 2得每滴水下落时间为t 0=2h g,选项A 错误;相邻的两滴水间隔的时间相同,设为Δt ,则每一滴水下落需要的时间t 0=2Δt ,故Δt =12t 0=h 2g ,选项B 错误;由初速度为零的匀加速直线运动的推论知,第1滴水刚落至盘中时,第2滴水距盘子的距离为3h 4,选项C 错误;第1滴水到第n 滴水落到盘中间隔Δt 的个数为(n -1),则t =t 0+(n -1)Δt =(n +1)Δt ,故重力加速度的大小g =h n +122t 2,选项D 正确.【提 分 笔 记】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 =v 0+atx =v 0t +12at 2v 2-v 0 2=2ax ――→v 0=0a =g ⎩⎪⎨⎪⎧ v =gt h =12gt 2v 2=2gh2.自由落体运动的比例式因为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,可以利用比例式快速解题.题型2 竖直上抛运动的两种处理方法【典例7】气球下挂一重物,以v 0=10 m/s 的速度匀速上升,当到达离地高度h =175 m 处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物经多长时间落到地面?落地时的速度多大?空气阻力不计,取g =10 m/s 2.【答案】7 s 60 m/s【解析】解法一:分成上升阶段和下落阶段两个过程处理.。
2020年高考北京版高考物理第2讲 匀变速直线运动
1-1 研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时 间)t0=0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中,志愿者少量饮 酒后驾车以v0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现 情况到汽车停止,行驶距离L=39 m。减速过程中汽车位移s与速度v的关 系曲线如图乙所示。此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的 大小g=10 m/s2。求: (1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。
解析 由x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)知x1∶x2=1∶3,由 v2=2as,得v1∶v2= 2as1 ∶ 2as2 =1∶ 2 ,B正确。
4.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=10 m/s2) ( C )
程的平均速度,得 vt21 = t1x , vt22 = t2x ,a=
vt2
2
vt1
2
t
x
=
t2
1 2
t1
x
t1
1 2
t2
,整理得a= 2x(t1 t2) ,
t1t2 (t1 t2 )
所以A正确,B、C、D错误。
1-6 有一个做匀变速直线运动的质点,它在最初两段连续相等的时间 内通过的位移分别是24 m和64 m,连续相等的时间为t=4 s,求质点的初 速度大小和加速度大小。
解析 设v0=0,v=at,而x= 12 at2,故可通过位移随时间的变化情况,判断速度
随时间的变化情况。
高考物理专题复习二 简谐运动的定义和证明
高考物理专题复习二简谐运动的定义和证明一、简谐运动的定义1.从动力学角度定义:如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
即回复力F= -kx,这是质点做简谐运动的充要条件。
2.从运动学角度定义:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律x=A sin(ωt+φ),即它的振动图象(x-t图象)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动,这也是质点做简谐运动的充要条件。
⑴简谐运动的位移x是指偏离平衡位置的位移。
⑵回复力F是一种效果力。
是质点在沿振动方向上所受的合力。
⑶k是回复力系数,有别于弹簧的劲度系数。
二、简谐运动的证明⑴证明过程,凡是题目没出现的物理量,必须说明所设物理量的符号及意义。
⑵根据F= -kx证明简谐运动,步骤是:①建立以平衡位置为原点的坐标系;②在坐标系上任取位移为x的一点(取在正方向即可,位移必须设为x,不能设为d、A等常量;③证明沿振动方向的合力(回复力)F= -kx。
⑶若要求质点振动过程的最大动能,最好选从最远点到平衡位置过程用动能定理,沿振动方向的合外力就是回复力,该过程回复力做的功等于动能变化。
(利用F-x图象或用xW⋅=)F练习题:1.单摆摆长为l,摆球质量为m。
将摆球向左拉动,使其离开平衡位置的距离为A,此时摆线与竖直方向所成角度很小。
无初速释放摆球。
取重力加速度为g。
⑴试证明释放后小球的运动是简谐运动,并求回复力系数k;⑵试求摆球振动过程的最大动能E k。
2.理论研究表明:质量均匀分布的球壳对其内部物体的引力之和为零。
设万有引力常量为G ,地球质量为M ,半径为R ,球心为O ,不考虑地球自转。
求: ⑴在地面以下距地心x 处(x ≤R )的重力加速度大小g x ;⑵设想沿地球直径开通一条隧道,由隧道上端由静止释放一个质量为m 的小球a .试证明小球将做简谐运动;b .已知简谐运动的周期为km T π2=,其中m 为振子质量,k 为回复力系数。
专题02 力与直线运动 【讲】-2023年高考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练(解析版)
专题01力与直线运动【要点提炼】1.解决匀变速直线运动问题的方法技巧(1)常用方法①基本公式法,包括v t 2=x t =v 0+v2,Δx =aT 2。
②v t 图象法。
③比例法:适用于初速度为零的匀加速直线运动和末速度为零的匀减速直线运动。
④逆向思维法:末速度为零的匀减速直线运动可看做反向初速度为零的匀加速直线运动。
(2)追及相遇问题的临界条件:前后两物体速度相同时,两物体间的距离最大或最小。
2.物体的直线运动(1)条件:所受合外力与速度在同一直线上,或所受合外力为零。
(2)常用规律:牛顿运动定律、运动学公式、动能定理或能量守恒定律、动量定理或动量守恒定律。
3.动力学问题常见的五种模型(1)等时圆模型(图中斜面光滑)(2)连接体模型两物体一起加速运动,m 1和m 2的相互作用力为F N =m 2·Fm 1+m 2,有无摩擦都一样,平面、斜面、竖直方向都一样。
(3)临界模型两物体刚好没有相对运动时的临界加速度a =g tan α。
(4)弹簧模型①如图所示,两物体要分离时,它们之间的弹力为零,速度相同,加速度相同,分离前整体分析,分离后隔离分析。
②如图所示,弹簧长度变化时隔离分析,弹簧长度不变(或两物体运动状态相同)时整体分析。
(5)下列各情形中,速度最大时加速度为零,速度为零时加速度最大。
4.传送带上物体的运动由静止释放的物体,若能在匀速运动的传送带上同向加速到与传送带共速,则加速过程中物体的位移必与物体和传送带的相对位移大小相等,且等于传送带在这个过程中位移的一半。
在倾斜传送带(倾角为θ)上运动的物体,动摩擦因数与tanθ的关系、物体初速度的方向与传送带速度方向的关系是决定物体运动情况的两个重要因素。
5.水平面上的板块模型问题分析两物体的运动情况需要关注:两个接触面(滑块与滑板之间、滑板与地面之间)的动摩擦因数的大小关系,外力作用在哪个物体上。
若外力作用在下面物体上,随着力的增大,两物体先共同加速,后发生相对滑动,发生相对滑动的条件是下面物体的加速度较大。
专题02 力与直线运动 【练】-2023年高考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练(解析版)
专题01力与直线运动一、单选题1.(2022·河南·洛宁县第一高级中学模拟预测)意大利物理学家伽利略在《关于两门新科学的对话》一书中,对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合。
如图所示,这可以大致表示实验过程,图中各个小球位置之间的时间间隔可以认为相等,对这一过程的分析,下列说法正确的是()A.运用图甲的实验,可“减弱”重力的作用,放大时间,便于观察B.只要测量出图丁中相邻两小球球心位置之间的距离,就可以计算出重力加速度大小C.该实验中将自由落体运动改为在斜面上运动是为了缩短时间,便于测量位移D.从图甲到图丁,通过逐渐增大斜面倾角,最后合理外推到自由落体运动,从而说明自由落体运动是初速度不为零的匀加速直线运动()在运动过程中,它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。
已知乒乓球运动过程中,受到的空气阻力与速率平方成正比,重力加速度为g。
则乒乓球在整个运动过程中加速度的最小值、最大值为()A.0,4g B.0,5g C.g,4g D.g,5g乒乓球最终匀速运动时,速度为1,则21mg kv =此时的动能m 5a g=故选B 。
3.(2022·湖南·长沙一中一模)如图所示,将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,香皂盒的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验,若香皂盒和纸板的质量分别为m 1和m 2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g 。
若本实验中,1100g m =,25g m =,0.2μ=,香皂盒与纸板左端的距离0.1m d =,若香皂盒移动的距离超过0.002m l =,人眼就能感知,忽略香皂盒的体积因素影响,g 取10m/s 2;为确保香皂盒移动不被人感知,纸板所需的拉力至少是()A .0.72NB .0.92NC .1.22ND .1.42N【答案】D 【详解】香皂盒与纸板发生相对滑动时,根据牛顿第二定律可得111m g m a μ=解得212m/s a =对纸板,根据牛顿第二定律可得()11222F m g m m g m a μμ--+=为确保实验成功,即香皂盒移动的距离不超过l =0.002m ,纸板抽出时香皂盒运动的最大距离为12l x x =+由题意知13a a =1132a t a t =代入数据联立求得1.42NF =故选D 。
高中物理精品课件:专题2 运动图象(A+)
v
0
图线在v轴上的截距表示初速度
t1
t
t
C
图线的斜率表示加速度,也反映合力的特点
若为曲线,切线的斜率表示瞬时加速度
图线与t轴之间的“面积”表示一段时间内的位移
两条图线的交点表示某时刻两质点速度相同
两条图线之间的“面积”表示一段时间内的相对位移
v-t图象分析
1、(2009年高考海南卷)甲乙两车在一平直道路上同向运动,
运动图象主要有x-t图象和v-t图象,对图象的分析
就要明确图象的含义,善于从图象中挖掘信息;作
为一种方法——图象法,在求解某些问题时具有很
大的优越性,要会灵活运用。同时我们要能够根据
题意,结合物理知识分析和构建不同的运动图象。
x-t图
A
x
B
xt
x0
x
0
t1
t
t
C
图线上点的意义为做直线运动的质点某时刻的位置 也可描述简谐运动的振动图象
(2)从甲处到乙处用去多少时间?
1 1
2 =
=
1
1
2
2
2
1
V与d成反比图象
能否构建线性图象?
1
2
1
1 2 − 1
==
+
1 2
2
1
1
ⅆ22 − ⅆ12
=
21 1
O
1
2
1
思考:能否建立
− 的图象?
图象综合应用
一辆汽车质量为1×103 kg,最大功率为2×104 W,在水平路面上由静止开始做直线运
汽车在 AB 段的牵引力恒定,汽车做匀加速直线运动,BC 段牵引力减小,
高考物理模型讲练结合—02直线运动(2)
模型02 直线运动(2)-高考冲刺36模型模型+典例+方法+练习目录图象模型 (2)V-t图象 (2)其它图像 (3)追及相遇类模型 (5)多过程模型 (7)先加速后减速运动 (12)纸带类问题模型 (14)图象模型V-t图象【典例】(全国卷II ·T19)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度-时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示。
已知两车在t2时刻并排行驶。
下列说法正确的是()A.两车在t1时刻也并排行驶B.在t1时刻甲车在后,乙车在前C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大【答案】B、D【解析】根据速度—时间图象与时间轴所围面积大小对应物体的位移大小,可知在t1~t2时间内,甲车位移大于乙车位移,又因为t2时刻两车相遇,因此t1时刻甲车在后,乙车在前,选项A错误,B正确;根据图象的斜率对应物体运动的加速度,可知甲、乙的加速度均先减小后增大,选项C错误、D正确。
【练习1】(湖南省高考模拟)如图所示为甲物体和乙物体在平直地面上同向运动的v﹣t 图象,已知t=0时甲在乙前方x0=70m处。
下列说法正确的是()A.2s时,甲物体的速度方向发生改变B.在0~4s内,甲和乙之间的最大距离为78mC.3s时,甲、乙物体相遇D.在0~3s内,甲物体在乙物体前面,3s~4s内乙物体在甲物体前面【练习2】(四川省棠湖中学高三月考)一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶,当驾驶员发现前方有险情时,立即进行急刹车,刹车后的速度v随刹车位移x的变化关系如图所示,设汽车刹车后做匀减速直线运动,则当汽车刹车后的速度减小为12m/s时,刹车的距离x1为A.12m B.12.8m C.14m D.14.8m其它图像-【典例】(·湖南高考真题)物体的运动状态可用位置x和动量p描述,称为相,对应p x-图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。
图像中的一个点。
物体运动状态的变化可用p x假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是()A.B.C.D.【答案】D【解析】质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有22v ax==而动量为p mv联立可得12==⋅p m ax m a x22x>,故正确的相轨迹图像为D。
2020年高考物理备考微专题精准突破专题2.2 平抛运动(解析版)
2020年高考物理备考微专题精准突破专题2.2 平抛运动【专题诠释】1.飞行时间由t=2hg知,时间取决于下落高度h,与初速度v0无关.2.水平射程x=v0t=v02hg,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定,与其他因素无关.3.落地速度v=v2x+v2y=v20+2gh,以θ表示落地速度与水平正方向的夹角,有tan θ=v yv x=2ghv0,落地速度与初速度v0和下落高度h有关.4.速度改变量因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv=gΔt是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示.5.两个重要推论(1)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图所示,即x B =x A2.推导:⎭⎬⎫tan θ=y Ax A-x Btan θ=v yv0=2y Ax A→x B=x A2(2)做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,有tan θ=2tan α.推导:⎭⎬⎫tan θ=v yv0=gtv0tan α=yx=gt2v0→tan θ=2tan α【高考领航】【2019·新课标全国Ⅱ卷】如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。
某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向的速度,其v–t图像如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。
则()A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D.竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大【答案】BD【解析】A.由v–t图面积易知第二次面积大于等于第一次面积,故第二次竖直方向下落距离大于第一次下落距离,所以,A错误;B.由于第二次竖直方向下落距离大,由于位移方向不变,故第二次水平方向位移大,故B正确C.由于v–t斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由0v vat-=,易知a1>a2,故C错误;D.由图像斜率,速度为v1时,第一次图像陡峭,第二次图像相对平缓,故a1>a2,由G–f y=ma,可知,f y1<f y2,故D正确。
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2012届高考物理二轮复习专题检测:专题2 物体的运动第1讲 直线运动及其规律1.(2011·茂名模拟)关于竖直上抛运动,以下说法正确的是( ) A .上升过程的加速度大于下降过程的加速度 B .当物体到达最高点时处于平衡状态C .从抛出点上升到最高点的时间和从最高点回到抛出点的时间相等D .抛出时的初速度大小等于物体回到抛出点时的速度大小 [答案] CD[解析] 竖直上抛运动上升过程的加速度等于下降过程的加速度,A 项错误;当物体到达最高点时受重力,不是处于平衡状态,B 项错误;从抛出点上升到最高点的时间和从最高点回到抛出点的时间相等,C 项正确;抛出点时的初速度大小等于物体回到抛出点时的速度大小,D 项正确.2.(2011·福州模拟)一辆汽车以速度v 行驶了全程的一半,然后匀减速行驶了后一半,到终点时恰好停止,则全程的平均速度为( )A .v /2B .2v /3C .3v /2D .v /3[答案] B[解析] 后半程的平均速度为v /2,设全程的位移为2x ,则全程的平均速度为v =2x x v +x v /2=2v /3,故应选B.3.(2011·安徽)一物体作匀加速直线运动,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] 设经过第一段位移Δx 的起始位置对应时刻记为零,则v t 1/2=Δxt 1,v (t 1+t 2/2)=Δxt 2,又v (t 1+t 2/2)-v t 1/2=a (t 1+t 2/2-t 1/2),解得a =2Δx (t 1-t 2)t 1t 2(t 1+t 2),A 项对. 4.(2011·泰兴模拟)一物体做初速度为零的匀加速直线运动,将其运动时间顺次分成1 ∶2 ∶3的三段,则每段时间内的位移之比为()A.1 ∶3 ∶5 B.1 ∶4 ∶9C.1 ∶8 ∶27 D.1 ∶16 ∶81 [答案] C[解析]由x=12at2得,xⅠ=x1=12at2;xⅡ=x2-x1=12a(3t)2-12at2=4at2;xⅢ=x3-x2=12a(6t)2-12a(3t)2=27a at2;则xⅠ∶xⅡ∶xⅢ=1 ∶8 ∶27.5.(2011·琼海模拟)放置在光滑地面上的物体在某种力的作用下从静止开始向右运动,如果该物体的速度—时间图象是一条抛物线,如图所示,则下列说法正确的是()A.0~t1内物体做匀加速运动B.t1时刻物体的速度最大,加速度也最大C.物体在0~t1内和t1~t2内运动的位移相等D.物体在0~t1内和t1~t2内运动的速度方向相反[答案] C[解析]在v-t图象中,图线的斜率代表加速度,0~t1内速度越来越大,但图线的斜率越来越小,故加速度越来越小,在t1时刻物体的速度最大,加速度为零,选项A、B均错;在v-t图象中,图线与时间轴所围的面积代表位移,选项C正确;在0~2s内速度均为正值,故速度的方向没有发生变化,选项D错误.6.(2011·黄岗模拟)一质量为m的滑块在粗糙水平面上滑行,通过频闪照片分析得知,滑块在最开始2s内的位移是最后2s内位移的两倍,且已知滑块最开始1s内的位移为2.5m,由此可求得()A.滑块的加速度为5m/s2B.滑块的初速度为5m/sC.滑块运动的总时间为3sD.滑块运动的总位移为4.5m[答案]CD[解析]根据题意可知,滑块做末速度为零的匀减速直线运动,其逆运动是初速度为零的匀加速直线运动,设其运动的总时间为t,加速度为a,设逆运动最初2s内位移为s1,最后2s 内位移为s 2,由运动学公式有s 1=12a ×22;s 2=12at 2-12a (t -2)2;且s 2=2s 1;2.5=12at 2-12a (t -1)2.联立以上各式并代入数据可解得正确选项为CD. 7.(2011·广东六校模拟)如图所示是物体在某段运动过程中的v -t 图象,在t 1和t 2时刻的瞬时速度分别为v 1和v 2,则时间由t 1到t 2的过程中( )A .加速度不断减小B .加速度不断增大C .平均速度v =v 1+v 22D .平均速度v <v 1+v 22[答案] AD[解析] 在v -t 图象中,图线的斜率代表加速度,由t 1到t 2的过程中,图线的斜率越来越小,故加速度越来越小,选项A 正确而B 错误;在v -t 图象中,图线与时间轴所围的面积代表位移,由图象可知,物体做加速度逐渐减小的减速运动,选项C 错误而D 正确.8.(2011·江西重点中学模拟)在水平面上有a 、b 两点,相距0.2m ,一质点在一恒定的水平合外力的作用下沿a 向b 做直线运动,经过0.2s 的时间先后通过a 、b 两点,则该质点通过a 、b 中点时的速度大小( )A .若力的方向由a 向b ,则大于1m/s ,若力的方向由b 向a ,则小于1m/sB .若力的方向由a 向b ,则小于1m/s ,若力的方向由b 向a ,则大于1m/sC .无论力的方向如何均小于1m/sD .无论力的方向如何均大于1m/s [答案] D[解析] 质点沿a 向b 做匀变速直线运动,平均速度大小为1m/s ,通过a 、b 中间时刻的速度大小为1m/s ,若质点沿a 向b 做匀加速直线运动时,则通过a 、b 中点时的速度大小大于1m/s ;若质点沿a 向b 做匀减速直线运动时,则通过a 、b 中点时的速度大小也大于1m/s ,故选项D 正确.9.(2011·余姚模拟)如图所示,一个小物体从光滑斜面上由A 点上方从静止开始下滑,在它通过的路径中取AE 并分成相等的四段,v A 、v B 、v C 、v D 、v E 表示通过A 、B 、C 、D 、E 点的瞬时速度,v 表示AE 段的平均速度,则下列关系中正确的是( )A.v=v BB.v=v CC.v B<v<v C D.v C<v<v D[答案] C[解析]物体在斜面上做匀加速直线运动,在v-t图象中,图线与时间轴所围的面积代表位移,AE被分成相等的四段,故应将图线与时间轴所围的面积分成相等的四份,A、B、C、D、E点的瞬时速度如图所示,AE段的平均速度v等于中间时刻的瞬时速度,由图可知,v A<v B<v<v C<v D<v E,故选项C正确.10.(2011·北京西城模拟)在平直道路上,甲汽车以速度v匀速行驶.当甲车司机发现前方距离为d处的乙汽车时,立即以大小为a1的加速度匀减速行驶,与此同时,乙车司机也发现了甲,立即从静止开始以大小为a2的加速度沿甲车运动的方向匀加速运动.则() A.甲、乙两车之间的距离一定不断减小B.甲、乙两车之间的距离一定不断增大C.若v>2(a1+a2)d,则两车一定不会相撞D.若v<2(a1+a2)d,则两车一定不会相撞[答案] D[解析]本题考查追及相遇问题的基本解题策略.甲车做减速运动,乙车做加速运动,两车速度相同时,距离最小,若此时没有相遇,以后也不可能相撞.设两车相距为d时,两车恰好相撞,这种情况下甲车的速度为v0,根据v02=2(a1+a2)d,若v>v0,则两车一定相撞,若v<v0,则两车一定不会相撞.11.(2011·余姚模拟)一物体在冰面上做匀减速直线运动直到停止,已知最初3s和最后3s内所通过的位移分别为16.5m和4.5m,求:(1)物体在冰面上滑行的加速度大小;(2)物体在冰面上滑行的总时间和总路程.[答案] (1)1m/s 2 (2)7s 24.5m[解析] 该物体做匀速运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动. (1)设加速度的大小为a ,则x 2=12at 22,将x 2=4.5m 、t 2=3s 代入,得a =1m/s 2. (2)最初3s 物体的平均速度 v =x 1t 1=5.5m/s一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,所以物体在冰面上滑行的总时间t 总=t 12+va=7s 物体在冰面上滑行的总路程x 总=12at 总2=24.5m.12.(2011·安徽百校论坛联合)如图所示,A 、B 两棒的长均为L =1m ,A 的下端和B 的上端相距x =20m ,若A 、B 同时运动,A 做自由落体运动,B 做竖直上抛运动,初速度v 0=40m/s ,取g =10m/s 2,求;(1)A 、B 两棒经多久相遇;(2)A 、B 两棒从相遇开始到分离所需的时间. [答案] (1)0.5s (2)0.05s[解析] (1)设经过时间t 1两棒相遇,由 x =12gt 12+(v 0t 1-12gt 12)得t 1=xv 0=0.5s. (2)设从开始运动经过时间t 2两棒分离,由 x +2L =12gt 22+(v 0t 2-12gt 22)解得:t 2=x +2Lv 0=0.55s所以两棒从相遇开始到分离所需的时间 Δt =t 2-t 1=0.05s.13.(2011·福州模拟)某人骑自行车以4m/s 的速度匀速前进,某时刻在他正前方7m 处以10m/s 的速度同向行驶的汽车开始关闭发动机,然后以大小为2m/s 2的加速度匀减速前进,求此人需多长时间才能追上汽车?[答案] 8s[解析] 汽车刹车,经时间t 1停车,由v t =v 0-at 1得t 1=v 0a =5s设汽车在匀减速过程中被人追上,则 x 人=x 车+7m ,x 人=v 人t ,x 车=v 0t -12at 2联立以上三式,代入数据得,t 2-6t -7=0,解得t =7s>t 1,故相遇前车已停下. 设人经过t 2追上汽车,则人追上汽车需满足的条件为:x 人′=x 车′+7m ,x 人′=v 人t 2,x 车′=v 022a联立以上三式,代入数据得,t 2=8s ,即此人需8s 追上汽车.14.(2011·课标全国)甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变.在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半.求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比.[答案] 5 ∶7[解析] 设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻t 0)的速度为v ,第一段时间间隔内行驶的路程为s 1,加速度为a ;在第二段时间间隔内行驶的路程为s 2.由运动学公式得v =at 0 s 1=12at 02 s 2=v t 0+12(2a )t 02设汽车乙在时刻t 0的速度为v ′,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为s 1′、s 2′.同样有v ′=(2a )t 0 s 1′=12(2a )t 02s 2′=v ′t 0+12at 02设甲、乙两车行驶的总路程分别为s 、s ′,则有 s =s 1+s 2 s ′=s 1′+s 2′联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶的总路程之比为s s′=5 7。