高中物理 专题01 运动学专题
【2019-2020】高中物理力学提升专题01运动学图像问题x_t图与v_t图
教学资料参考范本【2019-2020】高中物理力学提升专题01运动学图像问题x_t图与v_t图撰写人:__________________部门:__________________时间:__________________【专题概述】用图像来描述两个物理量之间的关系,是物理学中常用的方法。
图像是一种直观且形象的语言和工具,它运用数和形的巧妙结合,恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。
运用图像解题的能力可以归纳为以下两个方面:1.读图2、作图和用图依据物体的状态和物理过程所遵循的物理规律,作出与之对应的示意图或数学函数图像来研究和处理问题。
【典例精讲】1. 对x-t图像的认识:典例1 如图,折线是表示物体甲从A地向B地运动的x-t图象,直线表示物体乙从B地向A地运动的x-t图象,则下列说法正确的是( )A.在2~6 s内甲做匀速直线运动B.乙做匀速直线运动,其速度大小为5 m/sC.从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为60 mD.在t=8 s时,甲、乙两物体的速度大小相等【答案】B典例 2 如图所示为甲、乙两物体运动的x-t图象,下列关于甲、乙两物体运动的说法,正确的是( )A.甲、乙两个物体同时出发B.甲、乙两个物体在同一位置出发C.甲的速度比乙的速度小D. t2时刻两个物体速度相同【答案】C2、与s-t有关的追赶问题;典例3 如图是在同一条直线上运动的A、B两质点的x-t图象,由图可知( )A.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做加速运动,之后做匀速运动【答案】B【解析】由图象可知,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错误典例 4 甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移-时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.t1时刻两车相距B.t1时刻乙车追上甲车C.t1时刻两车的速度刚好相等D.0到t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度【答案】B【解析】由图知,0到t1时间内,乙车在甲车后面追赶,t1时刻追上甲车,A错误,B正确;x-t图象的斜率表示速度,t1时刻乙车速度大于甲车速度,C错误;0到t1时间内,两车位移相等,时间相等,根据=知,两车平均速度相等,D错误.3 变速运动的x-t图像;典例5 物体沿直线运动的位移—时间图象如图所示,则在0~4 s 内物体通过的路程s为 ( )A.s=2 m B.s=4 mC.s=10 m D.s>10 m【答案】C【解析】由图可知:物体在前2 s内位移是4 m,后2 s内位移是-6 m,所以在0~4 s内物体通过的路程s为10 m,故选C 典例6 如图所示为甲、乙、丙三个物体相对于同一位置的x-t图象,它们向同一方向开始运动,则在时间t0内,下列说法正确的是( )A.它们的平均速度相等B.甲的平均速度最大C.乙的位移最小D.图象表示甲、乙、丙三个物体各自的运动轨迹【答案】A4 利用v-t图像求位移典例7 (多选) 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v -t图象如图所示.已知两车在t=3 s时并排行驶,则( )A.在t=1 s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前7.5 m处C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 sD.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m 【答案】BD【解析】在t=3 s时,两车并排,由图可得在1~3 s内两车发生的位移大小相等,说明在t=1 s时,两车并排,由图象可得前1 s 乙车位移大于甲车位移,且位移差Δx=x2-x1=7.5 m,在t=0时,甲车在乙车前7.5 m处,选项A、C错误,选项B正确;在1~3 s内两车位移相同,由图象甲可求位移x=×(10+30)×2 m=40 m,选项D正确典例8 如图是直升机由地面起飞的速度图象,试计算直升机能到达的最大高度及25 s时直升机所在的高度是多少?【答案】600 m 500 m5 v-t图像的综合运用典例9 图所示是A、B两物体从同一地点出发,沿相同的方向做直线运动的v-t图象,由图象可知( )A.A比B早出发5 sB.第15 s末A、B速度相等C.前15 s内A的位移比B的位移大50 mD.第10 s末A、B位移之差为75 m【答案】D6 利用图像求追击相遇问题:典例10 在水平轨道上有两列火车A和B,相距s,A车在后面做初速度为、加速度大小为2a的匀减速直线运动,而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同。
高中物理强基习题专题一:运动学(Word版含详解)
高中物理强基习题专题一:运动学一.选择题1.如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率v0 收绳,绳不伸长且湖水静止,小船的速率为v,则小船作( )(A) 匀加速运动,θcos 0v v = (B) 匀减速运动,θcos 0v v =(C) 变加速运动,θcos 0v v =( D) 变减速运动,θcos 0v v =(E) 匀速直线运动,0v v =答案:C2.如上题图1-5,此时小船加速度为( )A.0B.θθcos )tan (20l vC.lv 20)tan (θ D.θcos 0v 答案:B3.地面上垂直竖立一高20.0 m 的旗杆,已知正午时分太阳在旗杆的正上方,求在下午2∶00 时,杆顶在地面上的影子的速度的大小为( )A.s m /1094.13-⨯B.s m /1094.14-⨯C.0D.s m /100.35-⨯答案:A解析:设太阳光线对地转动的角速度为ω,从正午时分开始计时,则杆的影长为s =htg ωt,下午2∶00 时,杆顶在地面上影子的速度大小为132s m 1094.1cos d d --⋅⨯===tωωh t s v二.计算题4.质点沿直线运动,加速度a =4 -t2 ,式中a 的单位为m ·s-2 ,t 的单位为s.如果当t =3s时,x =9 m,v =2 m ·s-1 ,求质点的运动方程.解析: 由分析知,应有⎰⎰=t t a 0d d 0vv v 得 03314v v +-=t t (1)由 ⎰⎰=t xx t x 0d d 0v 得 00421212x t t t x ++-=v (2) 将t =3s时,x =9 m,v =2 m ·s-1代入(1) (2)得v0=-1 m ·s-1,x0=0.75 m .于是可得质点运动方程为75.0121242+-=t t x 5.一石子从空中由静止下落,由于空气阻力,石子并非作自由落体运动,现测得其加速度a =A -Bv,式中A 、B 为正恒量,求石子下落的速度和运动方程.解析:本题亦属于运动学第二类问题,与上题不同之处在于加速度是速度v 的函数,因此,需将式dv =a(v)dt 分离变量为t a d )(d =v v 后再两边积分. 解:选取石子下落方向为y 轴正向,下落起点为坐标原点.(1) 由题意知 v v B A ta -==d d (1) 用分离变量法把式(1)改写为 t B A d d =-vv (2) 将式(2)两边积分并考虑初始条件,有⎰⎰=-t t B A 0d d d 0v v v v v 得石子速度 )1(Bt e B A --=v 由此可知当,t →∞时,B A →v 为一常量,通常称为极限速度或收尾速度. (2) 再由)1(d d Bt e BA t y --==v 并考虑初始条件有 t eB A y tBt yd )1(d 00⎰⎰--= 得石子运动方程)1(2-+=-Bt e B A t B A y6.质点在Oxy 平面内运动,其运动方程为r =2.0ti +(19.0 -2.0t2 )j,式中r 的单位为m,t 的单位为s .求:(1)质点的轨迹方程;(2) 在t1=1.0s 到t2 =2.0s 时间内的平均速度;(3) t1 =1.0s时的速度及切向和法向加速度;(4) t =1.0s 时质点所在处轨道的曲率半径ρ.解析:根据运动方程可直接写出其分量式x =x(t)和y =y(t),从中消去参数t,即得质点的轨迹方程.平均速度是反映质点在一段时间内位置的变化率,即t ΔΔr =v ,它与时间间隔Δt 的大小有关,当Δt →0 时,平均速度的极限即瞬时速度td d r =v .切向和法向加速度是指在自然坐标下的分矢量a t 和an ,前者只反映质点在切线方向速度大小的变化率,即t t te a d d v =,后者只反映质点速度方向的变化,它可由总加速度a 和a t 得到.在求得t1 时刻质点的速度和法向加速度的大小后,可由公式ρa n 2v =求ρ. 解 (1) 由参数方程x =2.0t, y =19.0-2.0t2消去t 得质点的轨迹方程:y =19.0 -0.50x2(2) 在t1 =1.00s 到t2 =2.0s时间内的平均速度j i r r 0.60.2ΔΔ1212-=--==t t t r v (3) 质点在任意时刻的速度和加速度分别为j i j i j i t ty t x t y x 0.40.2d d d d )(-=+=+=v v v j j i a 222220.4d d d d )(-⋅-=+=s m ty t x t 则t1 =1.00s时的速度v(t)|t =1s=2.0i -4.0j切向和法向加速度分别为t t y x t t t tt e e e a 222s 1s m 58.3)(d d d d -=⋅=+==v v v n n t n a a e e a 222s m 79.1-⋅=-=(4) t =1.0s质点的速度大小为122s m 47.4-⋅=+=y x v v v 则m 17.112==na ρv 8.已知质点的运动方程为j i r )2(22t t -+=,式中r 的单位为m,t 的单位为s.求:(1) 质点的运动轨迹;(2) t =0 及t =2s时,质点的位矢;(3) 由t =0 到t =2s内质点的位移Δr 和径向增量Δr ;*(4) 2 s 内质点所走过的路程s .分析 质点的轨迹方程为y =f(x),可由运动方程的两个分量式x(t)和y(t)中消去t 即可得到.对于r 、Δr 、Δr 、Δs 来说,物理含义不同,可根据其定义计算.其中对s 的求解用到积分方法,先在轨迹上任取一段微元ds,则22)d ()d (d y x s +=,最后用⎰=s s d 积分求s.解 (1) 由x(t)和y(t)中消去t 后得质点轨迹方程为 2412x y -= 这是一个抛物线方程,轨迹如图(a)所示.(2) 将t =0s和t =2s分别代入运动方程,可得相应位矢分别为j r 20= , j i r 242-=图(a)中的P 、Q 两点,即为t =0s和t =2s时质点所在位置.(3) 由位移表达式,得j i j i r r r 24)()(Δ020212-=-+-=-=y y x x 其中位移大小m 66.5)(Δ)(ΔΔ22=+=y x r 而径向增量m 47.2ΔΔ2020222202=+-+=-==y x y x r r r r *(4) 如图(B)所示,所求Δs 即为图中PQ 段长度,先在其间任意处取AB 微元ds,则22)d ()d (d y x s +=,由轨道方程可得x x y d 21d -=,代入ds,则2s内路程为 m 91.5d 4d 402=+==⎰⎰x x s s QP9.一质点P 沿半径R =3.0 m 的圆周作匀速率运动,运动一周所需时间为20.0s,设t =0 时,质点位于O 点.按(a)图中所示Oxy 坐标系,求(1) 质点P 在任意时刻的位矢;(2)5s时的速度和加速度.分析 该题属于运动学的第一类问题,即已知运动方程r =r(t)求质点运动的一切信息(如位置矢量、位移、速度、加速度).在确定运动方程时,若取以点(0,3)为原点的O ′x ′y ′坐标系,并采用参数方程x ′=x ′(t)和y ′=y ′(t)来表示圆周运动是比较方便的.然后,运用坐标变换x =x0 +x ′和y =y0 +y ′,将所得参数方程转换至Oxy 坐标系中,即得Oxy 坐标系中质点P 在任意时刻的位矢.采用对运动方程求导的方法可得速度和加速度.解 (1) 如图(B)所示,在O ′x ′y ′坐标系中,因t Tθπ2 ,则质点P 的参数方程为t T R x π2sin =', t T R y π2cos -=' 坐标变换后,在Oxy 坐标系中有 t T R x x π2sin='=, R t T R y y y +-=+'=π2cos 0 则质点P 的位矢方程为j i r ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=R t T R t T R π2cos π2sin j i )]π1.0(cos 1[3)π1.0(sin 3t t -+=(2) 5s时的速度和加速度分别为j j i r )s m π3.0(π2sin π2π2cos π2d d 1-⋅=+==t TT R t T T R t v i j i r a )s m π03.0(π2cos )π2(π2sin )π2(d d 222222-⋅-=+-==t TT R t T T R t10.如图所示,半径为R 的半圆凸轮以等速v0沿水平面 向右运动,带动从动杆AB 沿竖直方向上升,O 为凸轮圆心,P 为其顶点.求:当∠AOP=α时,AB 杆的速度和加速度.根据解析:速度的合成,运用平行四边形定则,得:v 杆=v0tan α。
全国高中物理竞赛专题一 运动学
全国高中物理竞赛专题一运动学全国高中物理竞赛专题一:运动学的奥秘运动学是物理学的基础分支之一,它研究的是物体位置随时间的变化以及物体速度和加速度的测量方法。
在全国高中物理竞赛中,运动学是必考的重要专题之一。
本文将带领大家深入探讨运动学的基本概念和规律,帮助大家更好地备战物理竞赛。
一、基本概念1、位移、速度和加速度位移、速度和加速度是描述物体运动的三个基本物理量。
位移指的是物体在空间中的位置变化,速度是物体在一定时间内位移的变化量,而加速度则是物体速度的变化率。
2、匀速运动和变速运动根据速度是否变化,可以将运动分为匀速运动和变速运动。
匀速运动是指速度大小和方向保持不变的运动,而变速运动则是指速度大小或方向发生变化的运动。
3、自由落体运动和竖直上抛运动自由落体运动是物体在重力作用下沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。
竖直上抛运动则是物体以一定初速度沿竖直方向做减速直线运动,直至速度为零后返回。
这两种运动是高中物理竞赛中常见的考点。
二、基本规律1、位移公式根据匀速运动和变速运动的定义,我们可以得到位移公式:匀速直线运动:x = vt变速直线运动:x = v0t + 1/2at^2其中v0是初速度,a是加速度。
2、速度公式根据位移公式的微分形式,我们可以得到速度公式:匀速直线运动:v = v0 = const变速直线运动:v = v0 + at3、加速度公式根据速度公式的微分形式,我们可以得到加速度公式:匀速直线运动:a = 0变速直线运动:a = (v - v0)/t4、自由落体运动和竖直上抛运动的公式自由落体运动:v = gt, h = 1/2gt^2, t = sqrt(2h/g)竖直上抛运动:v = v0 - gt, h = v0t - 1/2gt^2, t = (v0 - gt)/g 其中g是重力加速度。
三、典型例题解析例1:一物体从高空自由下落,已知物体下落的加速度为g/2,求物体在时间t内的位移。
专题01 高中物理几种匀变速直线运动模型(解析版)
专题01几种匀变速直线运动模型1.[模型导航]【模型一】刹车模型1【模型二】“0-v-0”运动模型2【模型三】反应时间与限速模型61.先匀速,后减速运动模型--反应时间问题82.先加速后匀速运动模型--限速问题83.先加速后匀速在减速运动模型--最短时间问题9【模型四】双向可逆类运动模型10【模型五】等位移折返模型13【模型六】等时间折返模型152.[模型分析]【模型一】刹车模型【概述】指匀减速到速度为零后即停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间【模型要点】(1)刹车问题在实际生活中,汽车刹车停止后,不会做反向加速运动,而是保持静止。
(2)题目给出的时间比刹车时间长还是短?若比刹车时间长,汽车速度为零.若比刹车时间短,可利用公式v= v0+at直接计算,因此解题前先求出刹车时间t0。
(3)刹车时间t0的求法.由v=v0+at,令v=0,求出t0便为刹车时间,即t0=-v0 a。
(4)比较t与t0,若t≥t0,则v=0;若t<t0,则v=v0+at。
(5)若t≥t0,则v=0,车已经停止,求刹车距离的方法有三种:①根据位移公式x=v0t+12at2,注意式中t只能取t;②根据速度位移公式-v20=2ax;③根据平均速度位移公式x=v0 2t.1据了解,CR300AF型复兴号动车组是拥有完全自主国产研发的中国标准动车组体系中的新车型。
该车型设计时速为300千米每小时,外观呈淡蓝色,运行平稳舒适、乘坐环境宽敞明亮、列车噪音低、振动小,除此之外复兴号动车组全车覆盖免费wifi,且每两个座椅有一个插座。
假设一列复兴号动车进站时从某时刻起做匀减速直线运动,分别用时3s、2s、1s连续通过三段位移后停下,则这三段位移的平均速度之比是()A.9:4:1B.27:8:1C.5:3:1D.3:2:1【解答】解:可将动车减速过程看作初速度为0的加速过程,根据匀变速直线运动规律可知最后3s、2s、1s连续通过三段位移的比为27:8:1,根据平均速度的计算公式v =x t,可知这三段位移的平均速度之比是9:4:1,故A正确,BCD错误;故选:A。
高三物理第一轮复习运动学部分专题
高三物理第一轮复习运动学部分专题高三物理:运动学部分专题复资料一、平均速度平均速度公式适用于任意运动,其中普遍适用的公式为v=S/t。
而只适用于加速度恒定的匀变速直线运动的公式为v=(v1+v2)/2.另外,对于物体由A沿直线运动到B,在前一半时间内是速度为v1的匀速运动,在后一半时间内是速度为v2的匀速运动的情况,其平均速度为(v1+v2)/2.如果一个物体做变速直线运动,前一半路程的平均速度是v1,后一半路程的平均速度是v2,则全程的平均速度为2v1v2/(v1+v2)。
如果一辆汽车以速度v1行驶了1/3的路程,接着以速度v2=20km/h跑完了其余的2/3的路程,且汽车全程的平均速度v=27km/h,则v1的值为56km/h。
甲乙两车沿平直公路通过同样的位移,甲车在前半段位移上以v1=40km/h的速度运动,后半段位移上以v2=60km/h的速度运动;乙车在前半段时间内以v1=40km/h的速度运动,后半段时间以v2=60km/h的速度运动,则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小的关系为无法确定,因为没有给出位移和时间。
二、加速度公式加速度公式为a=(vt-v)/t,其中v为末速度,v0为初速度,t为时间。
对于匀加速运动,速度随时间均匀增加,vt>v,a为正,此时加速度方向与速度方向相同。
对于匀减速运动,速度随时间均匀减小,vt<v,a为负,此时加速度方向与速度方向相反。
对于质点的运动,质点运动的加速度越大,它的速度变化量也越大。
因此,正确的说法是质点运动的加速度越大,它的速度变化量也越大。
三.物理图象的识图方法:运动学图象主要有x-t图象和v-t图象。
解题时可以使用"六看"方法:1.看"轴":确定图象描述的是哪两个物理量间的关系,注意单位和标度。
2.看"线":图象上的一个点反映两个量的瞬时对应关系,直线和曲线所代表的含义不同。
2025版高中物理考点总结(必修一)
2025版高一物理考点总结(必修一)目录专题01 描述运动的基本概念 (4)考点1:质点和参考系位移和路程 (4)考点2:平均速度和瞬时速度 (4)考点3:加速度 (4)专题02 匀变速直线运动基本运动规律公式 (6)考点1:匀变速直线运动的基本公式 (6)考点2:匀变速直线运动三个推论 (6)考点3:初速度为零的匀加速直线运动的比例关系 (7)考点4:刹车类问题 (7)专题03 自由落体运动 (8)考点1:自由落体运动的基本规律 (8)考点2:自由落体运动的三种常见情况: (8)专题04 竖直上抛运动规律及相遇问题 (10)考点1:竖直上抛运动的规律 (10)考点2:竖直上抛运动中的相遇问题 (11)专题05 多过程问题和追及相遇问题 (13)考点1:多过程问题 (13)考点2:追及相遇问题 (14)专题06 运动学图像 (15)考点1:v-t图像 (15)考点2:与位移和时间有关的图像 (15)考点3:与v2−v02=2ax有关的图像 (16)考点4:a-t图像 (18)专题07 重力和弹力 (19)考点1:重力和重心 (19)考点2:判定弹力有无 (19)考点3:弹力的方向 (19)考点4:弹力的大小 (19)专题08 摩擦力 (20)考点3:全反力和摩擦角 (21)专题09 力的合成与分解 (22)考点1:力的合成 (22)考点2:力的分解 (22)专题10 活结与死结绳模型、动杆和定杆模型和受力分析 (24)考点1:活结与死结绳模型 (24)考点2:动杆和定杆模型 (24)考点3:受力分析 (25)专题11 共点力的平衡问题 (26)考点1:整体法和隔离法在平衡问题中的应用 (26)考点2:平衡中的临界和极值问题 (26)考点3:解析法在动态平衡问题中的应用 (26)考点4:图解法在动态平衡问题中的应用 (26)考点5:相似三角形法在动态平衡问题中的应用 (26)考点6:拉密定理在动态平衡问题中的应用 (27)专题12 探究弹簧弹力与形变量的关系 (28)考点1:教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 (28)专题13 探究两个互成角度的力的合成规律 (29)考点1:教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 (29)专题14 牛顿三大定律 (30)考点1:牛顿第一定律和惯性 (30)考点2:牛顿第三定律 (30)考点3:牛顿第二定律及瞬时加速度问题 (30)专题15 超重失重、等时圆和动力学两类基本问题 (32)考点1:超重失重 (32)考点2:动力学两类基本问题 (32)考点3:等时圆模型 (33)专题16 动力学动态分析、动力学图像问题 (34)考点1:动力学动态分析 (34)考点2:动力学图像 (34)专题17 动力学中的连接体问题、临界极值问题 (36)考点3:平衡中的连接体模型 (38)1.轻杆连接体问题 (38)2.轻环穿杆问题 (39)考点4:绳杆弹簧加速度问题模型 (39)1.悬绳加速度问题 (39)2.类悬绳加速度问题 (40)考点5:轻绳绕滑轮加速度相等----“阿特伍德机”模型 (40)考点6:弹簧木块分离问题模型 (41)考点7:“关联速度与机械能守恒”连接体模型 (41)1.绳、杆末端速度分解四步 (41)2.绳杆末端速度分解的三种方法 (42)考点8:轻绳相连的物体系统机械能守恒模型 (43)考点9:轻杆相连的系统机械能守恒模型 (43)专题18 传送带模型 (44)考点1:水平传送带模型 (44)考点2:倾斜传送带模型 (45)专题19 板块模型 (46)考点1:滑块—木块模型的解题策略 (46)模型一光滑面上外力拉板 (46)模型二光滑面上外力拉块 (46)模型三粗糙面上外力拉板 (46)模型四粗糙面上外力拉块 (47)模型五粗糙面上刹车减速 (47)考点2:常见问题分析 (47)问题1.板块模型中的运动学单过程问题 (47)问题2.板块模型中的运动学多过程问题1——至少作用时间问题 (48)问题3.板块模型中的运动学多过程问题2——抽桌布问题 (48)问题4.板块模型中的运动学粗糙水平面减速问题 (49)专题20 探究加速度和力、质量的关系 (50)考点1:教材经典实验方案的原理、步骤和数据处理 (50)专题01 描述运动的基本概念考点1:质点和参考系 位移和路程1.对质点的三点说明(1)质点是一种理想化物理模型,实际并不存在。
高中物理专题运动学
3.初速度为零的匀加速直线运动的几个比例关系
(1)第n秒的速度比(时刻)
(2)第n秒内的位移比(时间) (3)前n秒内的位移比(时间) (4)从速度为零开始通过连续相等的位移所用的 时间之比 (5)末速度为零的匀减速直线运动可看做反向的 初速度为零的匀加速直线运动。
二、解题方法技巧 1.画出运动的示意图 2.分析研究对象的运动过程 3.解题方法 (1)基本公式法 (3)比例公式法 (5)极值法 (7)参考系变换 (2)推论公式法 (4)图象法 (6)逆向转换法
轴 线
位移—时间图象 速度—时间图象 横轴:时间 纵轴:位移 横轴:时间 纵轴:速度
线上的任一点表示某一 时刻质点所处的位置
线上的任一点表示某一时 刻质点的速度
线上的一段表示某段时间 内质点的速度的变化情况 斜率表示加速度
线上的一段表示某段时 间内质点的位移 斜率 斜率表示速度
面
点
面积没有实际意义
二、位移-时间图象和速度-时间图象 1.位移--时间图象和速度—时间图象只能描述 直线运动,因为只有直线运动才能规定位移 和速度的正方向和负方向。
2.运动图象能动态地反映了物理量的变化过 程,并且把“数”和“形”统一了起来,具 有形象、直观的特点。要正确、灵活地运用 图象解题,必须明确六个方面:
一轴二线三斜率,四面五点六截距。
有一架电梯,启动时匀加速上升,加速度为 2m/s,制动时匀减速上升,加速度为-1m/s, 楼高52m,问(1)若上升的最大速度为6m/s ,电梯升到楼顶的最短时间是多少?(2)如 果电梯先加速上升,然后匀速上升,最后减 速上升,全程共用16s,上升的最大速度是多 少?(13.17s,4m/s)
物体在斜面顶端由静止匀加速下滑,最初4s 内经过的路程为s1,最后4s内经过的路程为 s2,且s2-s1=8m,s1:s2=1:2,求斜面的全 长。(18m)
教科版高中物理必修一第一章《运动学》练习题(含答案)
教科版高中物理必修一第一章《运动学》练习题(含答案)一、选择题1.以下说法中正确的选项是〔〕A .匀速运动就是匀速直线运动B .关于匀速直线运动来说,路程就是位移C .物体的位移越大,平均速度一定越大D .物体在某段时间内的平均速度越大,在其间任一时辰的瞬时速度也一定越大2.关于速度的说法正确的选项是〔〕A .速度与位移成正比B .平均速率等于平均速度的大小C .匀速直线运动任何一段时间内的平均速度等于任一点的瞬时速度D .瞬时速度就是运植物体在一段较短时间内的平均速度3.物体沿一条直线运动,以下说法正确的选项是〔〕A .物体在某时辰的速度为3m/s ,那么物体在1s 内一定走3mB .物体在某1s 内的平均速度是3m/s ,那么物体在这1s 内的位移一定是3mC .物体在某段时间内的平均速度是3m/s ,那么物体在1s 内的位移一定是3mD .物体在发作某段位移进程中的平均速度是3m/s ,那么物体在这段位移的一半时的速度一定是3m/s4.关于平均速度的以下说法中,物理含义正确的选项是〔〕A .汽车在动身后10s 内的平均速度是5m/sB .汽车在某段时间内的平均速度是5m/s ,表示汽车在这段时间的每1s 内的位移都是5mC .汽车经过两路标之间的平均速度是5m/sD .汽车在某段时间内的平均速度都等于它的初速度与末速度之和的一半5.火车以76km/h 的速度经过某一段路,子弹以600m /s 的速度从枪口射出,那么〔〕A .76km/h 是平均速度B .76km/h 是瞬时速度C .600m/s 是瞬时速度D .600m/s 是平均速度6.某人沿直线做双方向运动,由A 到B 的速度为1v ,由B 到C 的速度为2v ,假定BC AB =,那么这全进程的平均速度是〔〕A .2/)(21v v -B .2/)(21v v +C .)/()(2121v v v v +-D .)/(22121v v v v +7.如图是A 、B 两物体运动的速度图象,那么以下说法正确的选项是〔〕A .物体A 的运动是以10m/s 的速度匀速运动B .物体B 的运动是先以5m /s 的速度与A 同方向C .物体B 在最后3s 内位移是10mD .物体B 在最后3s 内路程是10m8.有一质点从t =0末尾由原点动身,其运动的速度—时间图象如下图,那么〔〕A .1=t s 时,质点离原点的距离最大B .2=t s 时,质点离原点的距离最大C .2=t s 时,质点回到原点D .4=t s 时,质点回到原点9.如下图,能正确表示物体做匀速直线运动的图象是〔〕10.质点做匀减速直线运动,减速度大小为2m/s 2,在质点做匀减速运动的进程中,以下说法正确的选项是〔〕A .质点的未速度一定比初速度大2m/sB .质点在第三秒米速度比第2s 末速度大2m/sC .质点在任何一秒的未速度都比初速度大2m /sD .质点在任何一秒的末速度都比前一秒的初速度大2m /s11.关于减速度的概念,正确的选项是〔〕A.减速度反映速度变化的快慢B.减速度反映速度变化的大小C.减速度为正值,表示物体速度一定是越来越大D.减速度为负值,表示速度一定是越来越小12.以下说法中正确的选项是〔〕A.物体的减速度不为零,速度能够为零B.物体的速度大小坚持不变时,能够减速度不为零C.速度变化越快,减速度一定越大D.减速度越小,速度一定越小13.一个做变速直线运动的物体,减速度逐渐减小,直至为零,那么该物体运动的状况能够是〔〕A.速度不时增大,减速度为零时,速度最大B.速度不时减小,减速度为零时,速度最小C.速度的变化率越来越小D.速度一定是越来越小的二、填空题14.如下图为某一质点运动的速度图象,从图象可知:质点运动方向和第1s运动方向相反的是在______时间内,质点运动速度方向和第3s运动速度方向相反的是在______时间内。
高中物理 力学提升 专题01 运动学图像问题(xt图与vt图)
专题01 运动学图像问题(x-t图与v-t图)【专题概述】用图像来描述两个物理量之间的关系,是物理学中常用的方法。
图像是一种直观且形象的语言和工具,它运用数和形的巧妙结合,恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。
运用图像解题的能力可以归纳为以下两个方面:1.读图2、作图和用图依据物体的状态和物理过程所遵循的物理规律,作出与之对应的示意图或数学函数图像来研究和处理问题。
x-t图像v-t图像物理意义表示位移随时间的变化规律,可直接判定各时刻物体的位置或相对参考点的位移表示速度随时间的变化规律,可直接判定各时刻物体的速度图像斜率表示物体运动的速度,其值为正说明物体沿与规定的正方向相同的方向运动,如图线①;其值为负则说明物体沿与规定的正方向相反的方向运动,如图线③表示物体的加速度,其值为正说明物体的加速度方向与规定的正方向相同,如图线①;其值为负则说明加速度方向与规定的正方向相反,如图线③图线 1.倾斜直线表示物体做匀速直线运动,如图线①和③2.与时间轴平行的直线表示物体处于静止状态,如图线②3.图线为曲线表示物体做变速直线运动,如图线④,图线上两点连线的斜率表示这段时间内的平均速度,图线上某点切线的斜率表示该点的瞬时速度1.倾斜直线表示物体做匀变速直线运动,如图线①和③2.与时间轴平行的直线表示物体处于匀速直线运动状态,如图线②3.图线为曲线表示物体做变加速直线运动,如图④,图线上某点切线的斜率表示该点的瞬时加速度截距 1.纵轴上的截距表示开始计时时物体的位移2.横轴上的截距表示相应时刻物体在x=0处1.纵轴上的截距表示物体运动的初速度2.横轴上的截距表示相应时刻物体速度为零面积无意义图线与t轴所围面积表示物体在相应时间内发生的位移,t轴上方面积表示物体的位移为正,t轴下方面积表示物体的位移为负交点两图线相交说明两物体相遇两图线相交说明两物体在此时速度相等【典例精讲】1. 对x-t图像的认识:典例1 如图,折线是表示物体甲从A地向B地运动的x-t图象,直线表示物体乙从B 地向A地运动的x-t图象,则下列说法正确的是( )A.在2~6 s内甲做匀速直线运动B.乙做匀速直线运动,其速度大小为5 m/sC.从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为60 mD.在t=8 s时,甲、乙两物体的速度大小相等【答案】B典例2 如图所示为甲、乙两物体运动的x-t图象,下列关于甲、乙两物体运动的说法,正确的是( )A.甲、乙两个物体同时出发B.甲、乙两个物体在同一位置出发C.甲的速度比乙的速度小D. t2时刻两个物体速度相同【答案】C2、与s-t有关的追赶问题;典例3如图是在同一条直线上运动的A、B两质点的x-t图象,由图可知( )A.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做加速运动,之后做匀速运动【答案】B【解析】由图象可知,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错误典例4甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移-时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.t1时刻两车相距B.t1时刻乙车追上甲车C.t1时刻两车的速度刚好相等D.0到t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度【答案】B【解析】由图知,0到t1时间内,乙车在甲车后面追赶,t1时刻追上甲车,A错误,B正确;x-t图象的斜率表示速度,t1时刻乙车速度大于甲车速度,C错误;0到t1时间内,两车位移相等,时间相等,根据=知,两车平均速度相等,D错误.3 变速运动的x-t图像;典例5物体沿直线运动的位移—时间图象如图所示,则在0~4 s内物体通过的路程s 为 ( )A.s=2 m B.s=4 mC.s=10 m D.s>10 m【答案】C【解析】由图可知:物体在前2 s内位移是4 m,后2 s内位移是-6 m,所以在0~4 s 内物体通过的路程s为10 m,故选C典例6 如图所示为甲、乙、丙三个物体相对于同一位置的x-t图象,它们向同一方向开始运动,则在时间t0内,下列说法正确的是( )A.它们的平均速度相等B.甲的平均速度最大C.乙的位移最小D.图象表示甲、乙、丙三个物体各自的运动轨迹【答案】A4 利用v-t图像求位移典例7 (多选) 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v -t图象如图所示.已知两车在t=3 s时并排行驶,则( )A.在t=1 s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前7.5 m处C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 sD.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m【答案】BD【解析】在t=3 s时,两车并排,由图可得在1~3 s内两车发生的位移大小相等,说明在t=1 s时,两车并排,由图象可得前1 s乙车位移大于甲车位移,且位移差Δx=x2-x1=7.5 m,在t=0时,甲车在乙车前7.5 m处,选项A、C错误,选项B正确;在1~3 s 内两车位移相同,由图象甲可求位移x=×(10+30)×2 m=40 m,选项D正确典例8 如图是直升机由地面起飞的速度图象,试计算直升机能到达的最大高度及25 s 时直升机所在的高度是多少?【答案】600 m 500 m5 v-t图像的综合运用典例9图所示是A、B两物体从同一地点出发,沿相同的方向做直线运动的v-t图象,由图象可知( )A.A比B早出发5 sB.第15 s末A、B速度相等C.前15 s内A的位移比B的位移大50 mD.第10 s末A、B位移之差为75 m【答案】D6 利用图像求追击相遇问题:典例10 在水平轨道上有两列火车A和B,相距s,A车在后面做初速度为、加速度大小为2a的匀减速直线运动,而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同。
高中物理运动学专题复习试题
第一章 运动学复习专题一:描述物体运动的几个基本本概念1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。
2.参考系:被假定为不动的物体系。
对同一物体的运动,若所选的参考系不同,对其运动的描述就会不同,通常以地球为参考系研究物体的运动。
3.质点:用来代替物体的有质量的点。
物体可视为质点主要是以下三种情形:(1)物体平动时;(2)物体的位移远远大于物体本身的限度时;4.时刻和时间(1)时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量,通常说的“2秒末”,“速度达2m/s 时”都是指时刻。
(2)时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。
对应位移、路程、冲量、功等过程量.通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。
5.位移和路程(1)位移表示质点在空间的位置的变化,是矢量。
位移用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。
当物体作直线运动时,可用带有正负号的数值表示位移,取正值时表示其方向与规定正方向一致,反之则相反。
(2)路程是质点在空间运动轨迹的长度,是标量。
在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关。
(3)一般情况下,位移的大小并不等于路程,只有当质点做单方向直线运动时,二者才相等。
6、速度、速率、瞬时速度、平均速度、平均速率速度:表示质点的运动快慢和方向,是矢量。
它的大小用位移和时间的比值定义,方向就是物体的运动方向速率:在某一时刻物体速度的大小叫做速率,速率是标量.瞬时速度:由速度定义求出的速度实际上是平均速度,它表示运动物体在某段时间内的平均快慢程度,它只能粗略地描述物体的运动快慢,要精确地描述运动快慢,就要知道物体在某个时刻(或经过某个位置)时运动的快慢,因此而引入瞬时速度的概念。
瞬时速度的含义:运动物体在某一时刻(或经过某一位置)时的速度,叫做瞬时速度方向:物体经过某一位置时的速度方向,轨迹是曲线,则为该点的切线方向。
高一必修1----运动学典型例题
高一必修1----运动学典型例题1.一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地,汽车先做匀加速运动,接着做匀减速运动,开到乙地刚好停止,其速度图象如图所示,那么在0~t ₀和t ₀~3t 。
两段时间内()2、骑自行车的人沿着直线从静止开始运动,运动后,在第1s 、2s 、3s 、4s 内,通过的路程分别为1m 、2m 、3m 、4m ,有关其运动的描述正确的是()A.4s 内的平均速度是2.5m/sB.在第3、4s 内平均速度是3.5m/sC.第3s 末的即时速度一定是3m/sD.该运动一定是匀加速直线运动3.汽车以20m/s 的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度为5m/s2,那么开始刹车后2s 与开始刹车后6s 汽车通过的位移之比为()A.1:4B.3:5C3:4D.5:95.有一个物体开始时静止在O 点,先使它向东做匀加速直线运动,经过5s ,使它的加速度方向立即改为向西,加速度的大小不改变,再经过5s ,又使它的加速度方向改为向东。
但加速度大小不改变,如此重复共历时20s ,则这段时间内()A.物体运动方向时而向东时而向西B.物体最后静止在O 点C.物体运动时快时慢,一直向东运动D.物体速度一直在增大6.物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s ,1s 后速度的大小变为A 加速度的大小之比为3:1B 位移大小比之为 1:3C 平均速度之比为 2:1D 平均速度之比为 1:14.如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x-t 图象.下列说法不正确的是( )A. 甲、乙两物体的出发点相距s 。
B.甲、乙两物体都做匀速直线运动C.甲物体比乙物体早出发的时间为t ₀D.甲、乙两物体向同一方向运动10m/s ,关于该物体在这1s 内的位移和加速度大小有下列说法①位移的大小可能小于4m②位移的大小可能大于10m③加速度的大小可能小于4m/s²④加速度的大小可能大于10m/s²其中正确的说法是()A.②④B.①④C.②③D.①③8.物体从斜面顶端由静止开始滑下,经1s 到达中点,则物体从斜面顶端到底端共用时间为()A.√2tsB.√tsC.2tsD.√22ts 9、做匀加速直线运动的物体,先后经过A 、B 两点时的速度分别为v 和7v ,经历的时间为1.则()A.前半程速度增加3.5vB.前t 2时间内通过的位移为11v/4C.后t 2时间内通过的位移为11v 丷D.后半程速度增加3v10.一观察者站在第一节车厢前端,当列车从静止开始做匀加速运动时()A.每节车厢末端经过观察者的速度之比是1:√2:√3:⋯:√nB.每节车厢末端经过观察者的时间之比是1:3:5:…:nC.在相等时间里经过观察者的车厢数之比是1:3:5:…D.在相等时间里经过观察者的车厢数之比是1:2:3:…7、如图所示为一物体做直线运动的 w/图象,根据图象做出的以下判断中,正确的是()A.物体始终沿正方向运动B.物体先沿负方向运动,在t=2s 后开始沿正方向运动C.在t=2s 前物体位于出发点负方向上,在t=2s 后位于出发点正方向上D.在t=2s 时,物体距出发点最远。
高三物理一轮总复习 专题1.1 运动学基本概念(含解析)
专题1.1 运动学基本概念【题型归纳与分析】考试的题型:选择题、实验题与解答题考试核心考点与题型:(1)选择题:运动图像的分析与应用(2)解答题:单独考察“匀变速直线运动的相关规律”或者“与牛顿定律的综合”(3)实验题:单独考察或者与牛顿定律的综合直线运动是高中物理的基础,在高中物理教材中占有很重要的地位,也是高考重点考查的内容之一。
近几年对直线运动单独命题较多,直线运动毕竟是基础运动形式,所以一直是高考热点,但不是难点,对本章内容的考查则以图像问题和运动学规律的应用为主,题型通常为选择题,分值一般为6分。
本章规律较多,同一试题往往可以从不同角度分析,得到正确答案,多练习一题多解,对熟练运用公式有很大帮助。
注意本章内容与生活实例的结合,通过对这些实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识,建立起物理模型,再运用相应的规律处理实际问题。
近年高考图像问题频频出现,且要求较高,考查的重点是v-t图像和匀变速运动的规律。
本章知识还较多地与牛顿运动定律、电场中带电粒子运动的等知识结合起来进行考查,并多与实际生活和现实生产实际密切地结合起来,考查学生综合运用知识解决实际问题的能力。
今后将会越来越突出地考查运动规律、运动图像与实际生活相结合的应用,在2018高考复习中应多加关注。
第01讲运动学基本概念课前预习● 自我检测1、判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”(1)质点是一种理想化模型,实际并不存在。
(√)(2)体积很大的物体,不能视为质点。
(×)(3)参考系必须是静止不动的物体。
(×)(4)做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程。
(×)(5)平均速度的方向与位移方向相同。
(√)(6)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。
(√)(7)物体的速度很大,加速度不可能为零。
(×)(8)甲的加速度a甲=2 m/s2,乙的加速度a乙=-3 m/s2,a甲>a乙。
高中物理精典例题专题解析[共23专题]
高中物理精典名题解析专题[23个专题]专题01:运动学专题.doc专题02:摩擦力专题.doc专题03:牛顿运动定律总结.doc专题04:万有引力定律全面提高.doc专题05:动量、动量守恒定律.doc专题06:机械能守恒定律.doc专题07:功和能.doc专题08:带电粒子在电场中的运动.doc专题09:电场力的性质,能的性质.doc专题10:电容器专题2.doc专题11:电学图象专题.doc专题12:恒定电流.doc专题13:带电粒子在磁场中的运动.doc专题14:电磁感应功能问题.doc专题15:电磁感应力学综合题.doc专题16:交流电.doc专题17:几何光学.doc专题18:物理光学.doc专题19:如何审题.doc专题20:物理解题方法.doc专题21:高三后期复习的指导思想.doc专题22:中档计算题专题.doc专题23:创新设计与新情景问题.doc一、运动学专题直线运动规律及追及问题一、例题例题 1.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s,在这1s内该物体的()A.位移的大小可能小于4mB.位移的大小可能大于10mC.加速度的大小可能小于4m/sD.加速度的大小可能大于10m/s析:同向时2201/6/1410s m s m t v v a t =-=-=m m t v v s t 712104201=⋅+=⋅+=反向时2202/14/1410s m s m t v v a t -=--=-=m m t v v s t 312104202-=⋅-=⋅+=式中负号表示方向跟规定正方向相反答案:A 、D例题2:两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木快每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知 ( )A 在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同B 在时刻t1两木块速度相同C 在时刻t 3和时刻t 4之间某瞬间两木块速度相同D 在时刻t 4和时刻t 5之间某瞬间两木块速度相同解析:首先由图看出:上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量,可以判定其做匀变速直线运动;下边那个物体很明显地是做匀速直线运动。
高中物理第一讲运动学基础
高中物理第一讲运动学基础一、知识要点1.描述运动的物理量矢量:位移、平均速度、瞬时速度标量:位移、时间、路程、瞬时速率、平均速率矢量的引入更好的用数学刻画了客观世界,虽然有时感觉与常识不符,但它们是科学家长期实践中寻找到的刻画现实的有效途径。
2.匀变速直线运动①匀变速直线运动的基本关系②匀变速直线运动的题型(1)图像-计算题(2)代数-计算题(3)纸带问题(4)多过程问题(5)临界问题(6)图像分析……二、典例精析1.某物块做匀变速直线运动,运动过程中一个2s的位移是4m,紧接着下一个2s的位移是8m,问物块运动加速度?2.现有一小石子从屋顶落下,经过一扇窗户时所用时间为1s,窗高为10m,窗户下边缘离地3m,问小石子从多高处落下?3.现有甲、乙、丙三个物块,从0时刻开始,甲做匀加速直线运动,乙做速度先增大后减小的直线运动,丙做速度先减小后增大的直线运动。
在0时刻时,三者速度相等;当t1时刻时,三者速度也相等。
问:从0~t1时刻,甲、乙、丙位移的大小关系?4.某辆汽车刹车时能产生的最大加速度值为10m/s2.司机发现前方有危险时,0.7 s后才能做出反应,马上制动,这个时间称为反应时间.若汽车以20m/s的速度行驶时,(1)汽车之间的距离至少应为多少?(2)若酒醉驾驶时反应时间为平时的3倍,是否会撞到前方40m处得障碍物5.如图3所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.20s,其中S1=7.05cm,S2=7.68cm,S3=8.33cm,S4=8.95cm,S5=9.61cm,S6=10.26cm,则A点的瞬时速度大小是_______________________m/s(保留2位有效数字),小车运动的加速度计算表达式是__________________________,加速度大小为_______________(保留2位有效数字)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
直线运动规律及追及问题一 、 例题例题1.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s ,1s 后速度的大小变为10m/s ,在这1s 内该物体的 ( )A.位移的大小可能小于4mB.位移的大小可能大于10mC.加速度的大小可能小于4m/sD.加速度的大小可能大于10m/s析:同向时2201/6/1410s m s m t v v a t =-=-=m m t v v s t 712104201=⋅+=⋅+=反向时2202/14/1410s m s m t v v a t -=--=-=m m t v v s t 312104202-=⋅-=⋅+=式中负号表示方向跟规定正方向相反答案:A 、D例题2:两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木快每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知 ( )A 在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同B 在时刻t1两木块速度相同C 在时刻t 3和时刻t 4之间某瞬间两木块速度相同D 在时刻t 4和时刻t 5之间某瞬间两木块速度相同解析:首先由图看出:上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量,可以判定其做匀变速直线运动;下边那个物体很明显地是做匀速直线运动。
由于t 2及t 3时刻两物体位置相同,说明这段时间内它们的位移相等,因此其中间时刻的即时速度相等,这个中间时刻显然在t 3、t 4之间答案:C例题3 一跳水运动员从离水面10m 高的平台上跃起,举双臂直立身体离开台面,此时中心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是多少?(g 取10m/s 2结果保留两位数字)解析:根据题意计算时,可以把运动员的全部质量集中在重心的一个质点,且忽略其水t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7平方向的运动,因此运动员做的是竖直上抛运动,由gvh 220=可求出刚离开台面时的速度s m gh v /320==,由题意知整个过程运动员的位移为-10m (以向上为正方向),由2021at t v s +=得: -10=3t -5t 2解得:t ≈1.7s思考:把整个过程分为上升阶段和下降阶段来解,可以吗?例题 4.如图所示,有若干相同的小钢球,从斜面上的某一位置每隔0.1s 释放一颗,在连续释放若干颗钢球后对斜面上正在滚动的若干小球摄下照片如图,测得AB=15cm ,BC=20cm ,试求:(1) 拍照时B 球的速度;(2) A 球上面还有几颗正在滚动的钢球 解析:拍摄得到的小球的照片中,A 、B 、C 、D …各小球的位置,正是首先释放的某球每隔0.1s 所在的位置.这样就把本题转换成一个物体在斜面上做初速度为零的匀加速运动的问题了。
求拍摄时B 球的速度就是求首先释放的那个球运动到B 处的速度;求A 球上面还有几个正在滚动的小球变换为首先释放的那个小球运动到A 处经过了几个时间间隔(0.1s )(1)A 、B 、C 、D 四个小球的运动时间相差△T=0.1s∴V B =T s s AB BC ∆+2=2.035.0m/s=1.75m/s(2)由△s=a △T 2得: a=2T s ∆∆m/s 2=21.015.02.0-=5m/s 2例5:火车A 以速度v 1匀速行驶,司机发现正前方同一轨道上相距s 处有另一火车B 沿同方向以速度v 2(对地,且v 2〈v 1〉做匀速运动,A 车司机立即以加速度(绝对值)a 紧急刹车,为使两车不相撞,a 应满足什么条件?分析:后车刹车做匀减速运动,当后车运动到与前车车尾即将相遇时,如后车车速已降到等于甚至小于前车车速,则两车就不会相撞,故取s 后=s+s 前和v 后≤v 前求解解法一:取取上述分析过程的临界状态,则有v 1t -21a 0t 2=s +v 2t v 1-a 0t = v 2a 0 =sv v 2)(221-所以当a ≥sv v 2)(221- 时,两车便不会相撞。
法二:如果后车追上前车恰好发生相撞,则 v 1t -21at 2= s +v 2t 上式整理后可写成有关t 的一元二次方程,即21at 2+(v 2-v 1)t +s = 0 取判别式△〈0,则t 无实数解,即不存在发生两车相撞时间t 。
△≥0,则有 (v 2-v 1)2≥4(21a )s 得a ≤sv v 2)(212-为避免两车相撞,故a ≥sv v 2)(212-法三:运用v-t 图象进行分析,设从某时刻起后车开始以绝对值为a 的加速度开始刹车,取该时刻为t=0,则A 、B 两车的v-t 图线如图所示。
图中由v 1 、v 2、C 三点组成的三角形面积值即为A 、B 两车位移之差(s 后-s 前)=s ,tan θ即为后车A 减速的加速度绝对值a 0。
因此有21(v 1-v 2)θtan )(21v v -=s所以 tan θ=a 0=s v v 2)(221-若两车不相撞需a ≥a 0=sv v 2)(221-二、习题1、 下列关于所描述的运动中,可能的是 ( ) A 速度变化很大,加速度很小B 速度变化的方向为正,加速度方向为负C 速度变化越来越快,加速度越来越小D 速度越来越大,加速度越来越小解析:由a=△v/△t 知,即使△v 很大,如果△t 足够长,a 可以很小,故A 正确。
速度变化的方向即△v 的方向,与a 方向一定相同,故B 错。
加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化快,加速度一定大。
故C 错。
加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变量,与速度大小无关,故D 正确。
v vv 0答案:A 、D 2、 一个物体在做初速度为零的匀加速直线运动,已知它在第一个△t 时间内的位移为s ,若 △t 未知,则可求出 ( )A . 第一个△t 时间内的平均速度B . 第n 个△t 时间内的位移C . n △t 时间的位移D . 物体的加速度 解析:因v =ts∆,而△t 未知,所以v 不能求出,故A 错.因),12(::5:3:1::::-=I∏∏I n s s s s n 有)12(:1:-=I n s s n ,=-=I s n s n )12((2n-1)s ,故B 正确;又s ∝t 2所以ss n =n 2,所以s n =n2s ,故C 正确;因a=2ts∆,尽管△s=s n -s n-1可求,但△t 未知,所以A 求不出,D 错.答案:B 、C3 、汽车原来以速度v 匀速行驶,刹车后加速度大小为a,做匀减速运动,则t 秒后其位移为( )A 221at vt -B a v 22C 221at vt +- D 无法确定解析:汽车初速度为v ,以加速度a 作匀减速运动。
速度减到零后停止运动,设其运动的时间t ,=a v 。
当t ≤t ,时,汽车的位移为s=221at vt -;如果t >t ,,汽车在t ,时已停止运动,其位移只能用公式v 2=2as 计算,s=av 22答案:D4、汽车甲沿着平直的公路以速度v 0做匀速直线运动,当它路过某处的同时,该处有一辆汽车乙开始做初速度为零的匀加速运动去追赶甲车,根据上述的已知条件( )A. 可求出乙车追上甲车时乙车的速度B. 可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程C. 可求出乙车从开始起动到追上甲车时所用的时间D. 不能求出上述三者中任何一个分析:题中涉及到2个相关物体运动问题,分析出2个物体各作什么运动,并尽力找到两者相关的物理条件是解决这类问题的关键,通常可以从位移关系、速度关系或者时间关系等方面去分析。
解析:根据题意,从汽车乙开始追赶汽车甲直到追上,两者运动距离相等,即s 甲= =s 乙=s ,经历时间t 甲=t 乙=t.那么,根据匀速直线运动公式对甲应有:t v s 0=根据匀加速直线运动公式对乙有:221at s =,及at v t = 由前2式相除可得at=2v 0,代入后式得v t =2v 0,这就说明根据已知条件可求出乙车追上甲车时乙车的速度应为2v 0。
因a 不知,无法求出路程和时间,如果我们采取作v -t 图线的方法,则上述结论就比较容易通过图线看出。
图中当乙车追上甲车时,路程应相等,即从图中图线上看面积s 甲和s 乙,显然三角形高vt 等于长方形高v 0的2倍,由于加速度a 未知,乙图斜率不定,a 越小,t 越大,s 也越大,也就是追赶时间和路程就越大。
答案:A5 、在轻绳的两端各栓一个小球,一人用手拿者上端的小球站在3层楼阳台上,放手后让小球自由下落,两小球相继落地的时间差为T ,如果站在4层楼的阳台上,同样放手让小球自由下落,则两小球相继落地时间差将 ( )A 不变B 变大C 变小D 无法判断解析:两小球都是自由落体运动,可在一v-t 图象中作出速度随时间的关系曲线,如图所示,设人在3楼阳台上释放小球后,两球落地时间差为△t 1,图中阴影部分面积为△h ,若人在4楼阳台上释放小球后,两球落地时间差△t 2,要保证阴影部分面积也是△h ;从图中可以看出一定有△t 2〈△t 1答案:C6、一物体在A 、B 两点的正中间由静止开始运动(设不会超越A 、B ),其加速度随时间变化如图所示。
设向A 的加速度为为正方向,若从出发开始计时,则物体的运动情况是( )A 先向A ,后向B ,再向A ,又向B ,4秒末静止在原处B 先向A ,后向B ,再向A ,又向B ,4秒末静止在偏向A 的某点C 先向A ,后向B ,再向A ,又向B ,4秒末静止在偏向B 的某点D 一直向A 运动,4秒末静止在偏向A 的某点 解析:根据a-t 图象作出其v-t图象,如右图所示,由该图可以看出物体的速度时大时小,但方向始终不变,一直向A 运动,又因v-t 图象与t 轴所围“面积”数值上等于物体在t 时间内的位移大小,所以4秒末物体距A 点为2米答案:Dv vv12 v v 1v 2-11 -0 117、天文观测表明,几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大;也就是说,宇宙在膨胀,不同星体的退行速度v 和它们离我们的距离r 成正比,即v=Hr 。
式中H 为一常量,称为哈勃常数,已由天文观察测定,为解释上述现象,有人提供一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的,假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远,这一结果与上述天文观测一致。
由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄T ,其计算式如何?根据近期观测,哈勃常数H=3×10-2m/(s 光年),其中光年是光在一年中行进的距离,由此估算宇宙的年龄约为多少年?解析:由题意可知,可以认为宇宙中的所有星系均从同一点同时向外做匀速直线运动,由于各自的速度不同,所以星系间的距离都在增大,以地球为参考系,所有星系以不同的速度均在匀速远离。