高一物理必修二课时作业
2022-2023学年上海高一上学期物理同步2-3匀变速直线运动的规律(三)课时作业16
10A 物理第二章 匀变速直线运动 作业16第三节匀变速直线运动的规律（3） 比例法班级________姓名________学号________日期________一、 单项选择题（只有一个选项正确）1. ★★质点从静止开始作匀加速直线运动，在第1个2秒,第2个2秒和第5秒内三段位移之比为 ()。
（A ）2：6：5 （B ）2：8：7 （C ）4：12：9（D ）2：2：12. ★★在初速为零的匀加速直线运动中，最初连续相等的四个时间间隔内的平均速度之比是 ()（A ）1∶1∶1∶1． （B ）1∶3∶5∶7 （C ）12∶22∶32∶42（D ）13∶23∶33∶433. ★★物体作初速度为零的匀加速直线运动,它在第1s 末、第2s 末、第3s 末的速度大小的比是()（A ）1∶2∶3 （B ）1∶4∶9（C ）1∶3∶5（D ）条件不足,无法确定4. ★★由静止开始作匀加速直线运动的物体在运动过程中通过第1个1m ，第3个1m ，第5个1m 所用的时间之比为( ) （A ）()()45:23:1--（B ）()()23:12:1--（C ）5:3:1（D ）()()1:3-2:4-35. ★★一质点由静止开始作匀加速直线运动。
当它通过的位移为x 时,末速度为v ,当它通过的位移为n x 时,末速度为( ) （A ）n v t （B ）n t v （C ）n 2v t（D ）n t v6. ★★★★如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H 。
上升第一个H 4 所用的时间为t 1，第四个H4所用的时间为t 2。
不计空气阻力，则t 2t 1 满足（）（A ）1＜t 2t 1 ＜2（B ）2＜t 2t 1 ＜3（C ）3＜t 2t 1＜4（D ）4＜t 2t 1＜5二、多选题7. ★★从静止开始做匀加速运动的物体()（A ）第1s 、第2s 、第3s 末的瞬时速度之比是1:2:3 （B ）第1s 、第2s 、第3s 内的平均速度之比是1:2:3 （C ）头1s 、头2s 、头3s 内的平均速度之比是1:2:3（D ）头1s 、头2s 、头3s 的中间时刻的瞬时速度之比是1:2:38. ★★沿着平直公路旁有等间距的三根电线杆，一辆汽车在公路上匀加速行驶，依次经过三根电线杆时汽车的速度分别是v 1、v 2、v 3，在相邻两个电线杆间的运动时间分别为t 1、t 2。
2021学年高一下学期物理人教版(教材)必修第二册习题PPT5.4抛体运动的规律
生答余：悲“之多，雨且！故曰”：炮若毒弹之乎飞（你行） 的水平距离为
大堰河的梦正是她对诗人最美好的祝愿，她期望他能长大成人，成材成家，生活幸福美满。我们试想一下，如果这个梦实现了，有一
x＝v t＝150 3×30 m≈7 794 m 个娇媚的媳妇叫她一声“婆婆”，她会有怎样的表情呢？
5.4 抛体运动的规律
1．平抛运动的特点 水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动． 2．平抛运动的速度 vx＝v0；vy＝gt；合速度 v＝ vx2＋vy2＝ v02＋g2t2；速度方 向与水平方向夹角为 θ，tanθ＝vvy0＝gvt0.
3．平抛运动的位移 x＝v0t；y＝12gt2；合位移 s＝ x2＋y2；方向与水平方向夹角 为 α，tanα＝yx＝2gvt0. 4．平抛运动常用推论 tanθ＝2tanα；速度的反向延长线通过此时水平位移的中 点．
现10在.杜我牧们在就本来文读中诗最，后看总x一结看，这六些国同和学秦的国回的答灭是亡不都是是很由好于的不把修握自了身诗，人咎感由情自发取展，的怨脉不络得。别人的语句是：灭六国者六国也，非秦也。族秦
者（秦大也 部，分非同天学下会7也说7。郑9伯4是m一个>礼7贤下50士0、从m谏，如流故的君不主。能） 击中离大炮 7 500 m 远的目标．
答案 ABD 解析 小球在水平方向上不受力，有水平初速度，做匀速直 线运动，故 A 项正确；小球在最高点，竖直分速度为 0，水平分 速度不为 0，则最高点的速度不为 0，故 B 项正确，C 项错误； 小球以某一初速度抛出，仅受重力，加速度不变，做匀变速曲线 运动，故 D 项正确．
8．一门大炮的炮筒与水平面的夹角 β＝30°，当炮弹以初速 度 v0＝300 m/s 的速度发出，炮弹能否击中离大炮 7 500 m 远的 目标(g 取 10 m/s2)?
2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第七章第四节 重力势能 Word版含答案
第四节重力势能[学习目标] 1.理解重力势能的概念，把握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性． 2.知道重力做功和重力势能的转变的关系． 3.理解重力做功与路径无关的特点．[同学用书P67]一、重力做的功(阅读教材P63～P64)1．特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．2．大小：等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差，W G＝mgh1－mgh2.拓展延长►———————————————————(解疑难)1．重力做功的大小与物体的运动状态无关，与物体受到的其他力无关．2．计算重力做功时不需要考虑过程，只看始末位置即可．3．重力的功也有正负之分，当物体下降时，重力做正功；当物体上升时，重力做负功，即物体克服重力做功．4．重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，而跟初、末位置有关．1.将质量为m的石块竖直上抛，上上升度h后又落回到抛出点，下列有关重力做功的状况，推断正确的是()A．上升和下降过程中，重力做功均为mghB．上升过程中，重力做功－mgh，下降过程重力做功mghC．整个过程中，重力做功为2mghD．整个过程中，重力做功为0提示：BD二、重力势能(阅读教材P65～P66)1．大小：等于物体所受重力与所处高度的乘积，E p＝mgh.2．标矢性：重力势能是标量．3．重力做功与重力势能变化的关系：W G＝E p1－E p2.拓展延长►———————————————————(解疑难)1．重力势能的系统性重力是地球与物体相互吸引而引起的，假如没有地球对物体的吸引，就谈不上重力做功和重力势能．因此，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是物体单独具有的．2．重力势能的相对性重力势能E p＝mgh式中h是物体到参考平面的高度，参考平面的选取会影响重力势能的值，在参考平面内，物体的重力势能为零；在参考平面上方的物体，重力势能为正值；在参考平面下方的物体，重力势能为负值．重力势能的正负表示大小．3．重力势能变化的确定性选择不同的参考平面，物体的重力势能数值不同，但物体在某固定的两点间的重力势能的差值相同．2.下列说法正确的是()A．重力势能E p1＝5 J，E p2＝－10 J，则说明E p1与E p2方向相反B．对同一参考平面，物体的重力势能分别为：E p1＝5 J，E p2＝－10 J，则E p1>E p2C．在同一高度的两个物体，质量大的重力势能肯定大D．匀速提升物体时，拉力对物体做的功等于重力势能的增加量提示：BD重力做功与重力势能的关系[同学用书P67]重力做功重力势能表达式W G＝mgh1－mgh2＝mgΔhE p＝mgh影响大小的因素重力mg和物体的初、末位置的高度差Δh重力“mg”和某一位置的高度“h”特点只与初、末位置的高度差Δh有关，与路径及参考平面的选取无关与参考平面的选取有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面，会有不同的重力势能值过程量状态量联系重力做功的过程就是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能削减，重力做负功(或物体克服重力做功)，重力势能增加，重力做了多少功，重力势能就变化了多少，即W G＝－ΔE p——————————(自选例题，启迪思维)有关重力势能的变化，下列说法中正确的是()A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1 J，但物体重力势能的增加量有可能不是1 JB．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的C．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的状况下重力势能的削减量是相同的D．物体运动中重力做功是－1 J，但物体重力势能的增加量不是1 J[解析]重力做功与经过的路径无关，与是否受其他力无关，只取决于始末位置的高度差，再依据重力做功等于重力势能的削减量可知B、C正确，D错误．对于A选项，当物体加速运动时克服重力做功少于1 J，重力势能增加量少于1 J；物体减速运动时，克服重力做功即重力势能增加量大于1 J；只有物体匀速向上运动时，克服重力做功即重力势能增加量才是1 J，A正确．[答案]ABC(2021·淮南一中高一检测)一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中(g＝10 m/s2)()A．重力做功为1.8 JB．重力做了0.55 J的负功C．球的重力势能肯定削减0.55 JD．球的重力势能肯定增加1.25 J[思路探究](1)依据重力做功的特点计算重力的功．(2)依据重力做功与重力势能变化的关系判定重力势能的变化．[解析] 整个过程中重力做功W G ＝mgh ＝0.1×10×0.55 J ＝0.55 J ，故重力势能削减0.55 J ，所以选项C 正确．[答案] C(2021·泉州高一检测)某大型拱桥的拱高为h ，弧长为L ，如图所示，质量为m 的汽车在以不变的速率v 由A 点运动到B 点的过程中，以下说法正确的是( )A ．汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功B ．汽车的重力势能先减小后增加，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零C ．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做正功，后做负功，总功为零D ．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零[解析] 前半阶段，汽车向高处运动，重力势能增加，重力做负功；后半阶段，汽车向低处运动，重力势能减小，重力做正功．选项D 正确．[答案] D[感悟提升] (1)重力势能的变化与其他力做功没有直接关系，只与重力做功有关． (2)重力对物体所做的功，等于物体重力势能变化量的负值，即W G ＝E p1－E p2.利用重力势能的变化求变力做功[同学用书P 68]对于无法利用做功公式来计算变力做功的问题，我们可以转换一下思考的角度，由于重力做功与重力势能的变化相对应，所以通过求重力势能的变化量来找到变力做功是一种解题途径．——————————(自选例题，启迪思维)在水平地面上平铺n 块砖，每块砖的质量为m ，厚度为h ，如将砖一块一块地叠放起来，至少需要做多少功？[思路点拨] 本题的关键是抓住重力做功与重力势能变化量之间的关系．叠放砖的过程中，外力做的功至少与物体克服重力做的功相同，而物体克服重力做的功又等于物体重力势能的增加量．[解析] 把砖由平放在地面上到把它们一块块地叠放起来，所做的功至少等于砖所增加的重力势能．法一：整体法取n 块砖的整体为争辩对象，如图所示叠放起来后整体重心距地面12nh ，原来距地面h2，故有：W ＝ΔE p ＝nmg ·⎝⎛⎭⎫12nh －nmg ·⎝⎛⎭⎫12h ＝12n (n －1)mgh . 法二：归纳法第1块砖增加的重力势能为0，第2块砖增加的重力势能为mgh ，第3块砖增加的重力势能为2mgh ，第n 块砖增加的重力势能为(n －1)mgh ，则n 块砖共增加的重力势能为ΔE p ＝mgh [1＋2＋3＋…＋(n －1)]＝n (n －1)2mgh即至少需要做的功为n (n －1)2mgh .[答案] n (n －1)2mgh如图所示，一质量为m 、边长为a 的正方体物块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.1.为使它水平移动距离a ，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是( )A ．将它翻倒比平推前进做功少B ．将它翻倒比平推前进做功多C ．两种状况做功一样多D ．两种状况做功多少无法比较[解析] 使物块水平移动距离a ，若将它翻倒一次，需要克服重力做功，使其重心位置由离地h 1＝a2增加到h 2＝22a ，所以至少需要做功W 1＝mg (h 2－h 1)＝12mg (2－1)a ；而缓慢平推需要做功W 2＝μmga ＝0.1mga <W 1.[答案] B[方法总结] 对于变力做功的计算，利用转化法，抓住重力做功与重力势能变化的关系是关键，依据W G＝E p1－E p2＝－ΔE p ，通过求重力势能的变化ΔE p 来求重力做的功，进而求出变力的功．[同学用书P 68]思想方法——绳、链条重力势能的求法1．求解绳子、链条类物体的重力势能时，重心位置的确定是关键：粗细均匀、质量分布均匀的长直绳子或链条，其重心在长度的一半处．2．两种状况下重力势能的求解(1)当绳子、链条呈直线状(或水平或竖直或倾斜)形式放置时，E p ＝mgh 中的h 表示长度一半位置相对参考平面的高度．(2)当绳子、链条不以直线状(如折线状)形式放置时，应当分段表示重力势能再求和．说明：液体的求解方法与此类似． [范例]如图所示，质量均匀的链条放在光滑的水平桌面上，链条长l ，质量为m ，有l4的长度悬于桌面下．链条由静止开头下滑，设桌面的高度大于l ，则在链条开头下滑到刚离开桌面的过程中重力势能转变了多少？重力做功多少？[解析] 法一(等效法)：比较始态和末态，可等效成将开头桌面上的34的链条移至末态的下端34处，故重心下降了58l ，所以重力势能削减了34mg ·58l ＝1532mgl ，即ΔE p ＝－1532mgl ，重力做功W G ＝－ΔE p ＝1532mgl .法二：设桌面为参考平面，开头时重力势能E p1＝－14mg ×l 8＝－mgl32，末态时重力势能E p2＝－mg ×l 2＝－mgl2.故重力势能变化ΔE p ＝E p2－E p1＝－1532mgl .重力做功W G ＝－ΔE p ＝1532mgl .[答案] －1532mgl 1532mgl如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平，用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中( )A ．软绳重力势能共削减了12mglB ．软绳重力势能共削减了14mglC ．软绳重力势能的削减等于软绳克服它的重力所做的功D ．软绳重力势能的削减等于物块对它做的功与软绳克服自身重力、摩擦力所做功之和解析：选BC.软绳重力势能共削减：mg ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫－12l sin θ－⎝⎛⎭⎫－12l ＝14mgl ，A 错误，B 正确；依据重力做功与重力势能变化的关系知，软绳重力势能的削减等于软绳克服它的重力所做的功，C 正确，D 错误．[同学用书P 69][随堂达标] 1.(2021·沈阳高一检测)如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h 的A 点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则( )A ．沿轨道1滑下重力做功多B ．沿轨道2滑下重力做功多C ．沿轨道3滑下重力做功多D ．沿三条轨道滑下重力做的功一样多解析：选D.重力做的功等于重力乘以物块沿竖直方向的位移，因此物块沿各个轨道滑下时重力做的功相同，故正确答案为D.2．关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的是( ) A ．物体向高处运动时，重力肯定做负功 B ．只要重力做功，物体的重力势能肯定变化C ．在水平地面以上某高度的物体重力势能肯定为正值D ．质量大的物体重力势能肯定大解析：选AB.物体向高处运动时，位移方向与重力方向相反，重力肯定做负功，A 项正确；依据W G ＝－ΔE p ，B 项正确；重力势能具有相对性，其大小或正负与参考平面的选取有关，所以在地面以上某高度的物体的重力势能不肯定为正值，C 项错误；重力势能的大小取决于物体质量和相对参考平面的高度两个因素，D 项错误．3．(2021·泉州高一检测)图中虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹，则从起跳至入水的过程中，该运动员的重力势能( )A ．始终减小B ．始终增大C ．先增大后减小D ．先减小后增大 答案：C 4．(2021·玉溪高一检测)一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中 ( ) A ．地板对物体的支持力做正功 B ．重力做正功C ．支持力对物体做的功等于重力势能的增加量D ．物体克服重力做的功等于重力势能的增加量解析：选AD.物体向上运动，位移方向向上，所以支持力做正功，重力做负功，选项A 正确、B 错误．依据重力做功和重力势能变化的关系可知，D 正确．升降机加速上升时，支持力大于重力，支持力做功不等于克服重力做功，也就不等于重力势能增加量，C 错误．5.(选做题)如图所示，一条铁链长为2 m ，质量为10 kg ，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了 h ＝l 2，因而铁链克服重力所做的功为W ＝mgl /2＝12×10×9.8×2 J ＝98 J ，铁链的重力势能增加了98 J.答案：98 J 增加了98 J [课时作业] 一、选择题1．沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是( )A ．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多B ．沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多C ．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多D ．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同解析：选D.重力做功的特点是与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关，不论是光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，物体克服重力做多少功，它的重力势能就增加多少． 2．运动员跳伞将经受加速下降和减速下降两个过程．将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是( )A ．阻力对系统始终做负功B ．系统受到的合外力始终向下C ．重力做功使系统的重力势能增加D ．任意相等的时间内重力做的功相等解析：选A.在两个过程中，阻力始终对系统做负功，选项A 正确．加速下降时，系统受到的合力向下；减速下降时，系统受到的合力向上，选项B 错误．两个过程中，重力始终做正功，系统的重力势能削减，选项C 错误．在任意相等时间内，系统下降的高度不相等，故重力做功不相等，选项D 错误．3．(多选)(2021·连云港高一检测)物体在运动过程中，克服重力做功50 J ，则以下说法中正确的是( ) A ．物体的高度肯定降低了 B ．物体的高度肯定上升了 C ．物体的重力势能肯定是50 J D ．物体的重力势能肯定增加50 J解析：选BD.克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度上升，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能的大小是相对的，故A 、C 错误，B 、D 正确．4．升降机中有一质量为m 的物体，当升降机以加速度a 匀加速上升h 高度时，物体增加的重力势能为( )A ．mghB ．mgh ＋mahC ．mahD ．mgh －mah解析：选A.重力势能的增加量等于物体克服重力做的功，A 正确，B 、C 、D 错误．5．质量为m 的物体，沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑，当下滑t 时间时重力势能削减量为( ) A.12mg 2t 2sin α B.12mg 2t 2 C ．mg 2t 2 D.12mg 2t 2sin 2α解析：选D.物体在光滑斜面上下滑，加速度a ＝g sin α，t 时间内的位移x ＝12gt 2sin α，下落的高度h＝x sin α＝12gt 2sin 2α，所以重力势能削减了12mg 2t 2sin 2α，选项D 正确．6．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是( )解析：选B.设物体开头下落时的重力势能为E p0，物体下落高度h 过程中重力势能削减量ΔE p ＝mgh ，故物体下落高度h 时的重力势能E p ＝E p0－ΔE p ＝E p0－mgh ，即E p －h 图象为倾斜直线，B 正确．7．如图所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后再滚上另一斜面，当它到达h4的D 点时，速度为0，在这个过程中，重力做的功为( )A.mgh 4B.3mgh 4C ．mghD ．0解析：选B.重力做功等于物体重力势能的转变量的负值，即W ＝－ΔE p ＝mgh 1－mgh 2＝34mgh ，选项B 正确．8．(多选)(2021·大同一中高一检测)一根粗细均匀的长直铁棒重600 N ，平放在水平地面上．现将一端从地面抬高0.50 m ，而另一端仍在地面上，则( )A ．铁棒的重力势能增加了300 JB ．铁棒的重力势能增加了150 JC ．铁棒的重力势能增加量为0D ．铁棒重力势能增加多少与参考平面选取无关解析：选BD.铁棒的重心上升的高度h ＝0.25 m ，铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功，与参考平面选取无关，即ΔE p ＝mgh ＝600×0.25 J ＝150 J ，故BD 正确．9.如图所示，一个质量为M 的物体放在水平面上，物体上方连接一个长为L ，劲度系数为k 的轻弹簧．现用手拉着弹簧P 点缓慢向上移，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中P 点位移是H (设开头时弹簧处于原长)，则物体的重力势能增加了( )A ．MgHB ．MgH ＋MgkC ．MgH －(Mg )2kD ．MgH －Mgk解析：选C.对整个过程分段分析可知，刚开头时，P 上移，弹簧伸长，而物体不动，直到P 点上移Mgk 后，弹簧不再伸长，物体离开地面随弹簧一起缓慢上移．在上述过程中，物体重心上移的高度h ＝H －Mgk，所以重力势能增加了MgH －(Mg )2k ，C 正确．10．一条长为L 、质量为m 的匀质轻绳平放在水平地面上，现在缓慢地把绳子竖直提起来．设提起前半段绳子时人做的功为W 1，全部提起来时人做的功为W 2，则W 1∶W 2等于( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶4解析：选D.提起前半段绳子时人做的功W 1＝12mg ×14L ＝18mgL ，提起全部绳子时人做的功为W 2＝mg ·12L＝12mgL ，W 1∶W 2＝1∶4.所以答案选D. 二、非选择题11．如图所示，质量为m 的小球，用一长为l 的细线悬于O 点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O 点正下方D 处有一钉子，小球运动到B 处时会以D 为圆心做圆周运动，并经过C 点，若已知OD ＝23l ，则小球由A 点运动到C 点的过程中，重力势能削减了多少？重力做功为多少？解析：从A 点运动到C 点，小球下落h ＝13l故重力做功W G ＝mgh ＝13mgl重力势能的变化量ΔE p ＝－W G ＝－13mgl负号表示小球的重力势能削减了．答案：13mgl 13mgl☆12.两个底面积都是S 的圆桶，放在同一水平面上，桶内装水，水面高度分别为h 1和h 2，如图所示，已知水的密度为ρ.现把连接两桶的阀门打开，最终两桶水面高度相等，则这个过程中重力所做的功等于多少？解析：选AB 所在的平面为零重力势能平面，则画斜线部分从左管移至右管所削减的重力势能为E p1－E p2＝h 1－h 22·ρgS ·h 1－h 24－⎝ ⎛⎭⎪⎫－h 1－h 22·ρgS ·h 1－h 24 ＝14ρgS (h 1－h 2)2，所以重力做的功W G ＝14ρgS (h 1－h 2)2. 答案：14ρgS (h 1－h 2)2。
高一物理：必修2 第一章第三节竖直方向的抛体运动 课时作业 Word版含解析
一、单项选择题1．做竖直上抛运动的物体在上升和下降过程中通过同一位置时，不相同的物理量是( )A ．速度B ．速率C ．加速度D ．位移解析：选A.竖直上抛运动的物体，上升和下降过程的加速度都等于重力加速度g .上升和下降过程经过同一位置时的位移大小相等、方向相同，而速度大小相等、方向相反，故选A.2．关于竖直上抛运动，下列说法错误的是( )A ．竖直上抛运动先后两次经过同一点时速度相同B ．竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点的时间相等C ．以初速度v 0竖直上抛的物体升高的最大高度h ＝v 202gD ．竖直上抛运动可看成匀速直线运动与自由落体运动的合运动解析：选A.竖直上抛运动上升阶段与下落阶段对称，但经过同一点的速度方向相反，因此A 错误，B 正确；由v 20＝2gh ，得h ＝v 202g，C 正确；竖直上抛运动可看成竖直向上的匀速直线运动与自由落体运动的合运动，D 正确．3．某同学在一古井口以1 m/s 的速度竖直向下扔一石块，2 s 后听到石块击水的声音，声音的传播时间忽略不计，取g ＝10 m/s 2，可估算出古井的深度约为( )A ．20 mB ．22 mC ．2 mD ．7 m解析：选B.石块做竖直下抛运动，则s ＝v 0t ＋12gt 2＝1×2 m ＋12×10×22 m ＝22 m ，由此可知古井深约为22 m ，B 正确．4．做自由落体运动、竖直下抛运动和竖直上抛运动的物体，在相等的时间内速度的变化( )A ．大小相等，方向相同B ．大小相等，方向不同C ．大小不等，方向相同D ．大小不等，方向不同解析：选A.由于三种运动的加速度相同且均为g ，则在相等时间Δt 内，物体速度的变化量为Δv ＝g Δt ，故Δv 大小相等，方向均向下，A 正确．5．从匀速上升的直升飞机上落下一物体，下列说法正确的是( )A ．从地面上看，物体做自由落体运动B ．从飞机上看，物体做竖直上抛运动C ．物体和飞机之间的距离先减小后增大D ．物体的落地速度一定大于飞机的上升速度解析：选D.以地面为参照物，物体做竖直上抛运动，以飞机为参照物，物体做自由落体运动，物体和飞机之间的距离越来越大，因物体下落速度越来越大，所以着地速度一定大于飞机上升的速度，故选D.6．跳伞运动员以5 m/s 的速度竖直匀速降落，在离地面h ＝10 m 的地方掉了一颗扣子，跳伞运动员比扣子晚着陆的时间为(扣子受到的空气阻力可忽略，g 取10 m/s 2)( )A ．2 s B. 2 sC ．1 sD ．(2－2) s解析：选C.跳伞运动员掉下扣子后的着陆时间t 1＝h v ＝105s ＝2 s ，扣子的着地时间为t 2，则有：h ＝v 0t 2＋12gt 22，即10＝5t 2＋5t 22，解得t 2＝－2 s(舍去)或t 2＝1 s ．故Δt ＝1 s ，C 正确． 二、双项选择题7．把竖直上抛运动看成竖直向上的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合运动，则下列说法中正确的是( )A ．物体达到最高点时两分运动的合速度为零B ．当两分运动的合位移为零时，物体达到最高点C ．当向上的分速度小于向下的分速度时物体一定在抛出点的下方D ．当向上的分速度大于向下的分速度时物体一定向上运动解析：选AD.两分运动的合位移为零，物体落回抛出点，所以B 错；向上的分速度小于向下的分速度，即v 0<gt ，t >v 0g，但不一定大于2v 0/g ，所以不一定在抛出点下方，C 错；由v 0>gt 得t <v 0g，所以D 对． 8．在同一高度处，分别以相等的速率竖直上抛物体甲、竖直下抛物体乙，最后都落到地面．那么( )A ．它们在空中运动的时间t 甲<t 乙B ．它们落地时的速度v 甲＝v 乙C ．它们的速度增量Δv 甲＝Δv 乙D ．它们的位移s 甲＝s 乙解析：选BD.甲运动一段时间后又回到抛出点时的速度等于乙抛出时的速度，以后的运动与乙的运动完全相同，所以A 错误、B 正确．由于初、末位置相同，所以它们的位移相同，选项D 正确．由于它们的末速度相同，而它们的初速度不相同(方向不同)，所以速度增量不同，所以选项C 错误．9．在离地面20 m 高处以35 m/s 的初速度竖直向上抛出一个物体，则该物体在5 s 末( )A ．向上运动B ．向下运动C ．在抛出点上方D ．在抛出点下方解析：选BC.物体上升到最高点的时间为t ＝v 0g ＝3510s ＝3.5 s ，物体从最高点落回抛出点的时间也为3.5 s ，物体在5 s 末在抛出点上方，且向下运动，B 、C 正确．☆10.以初速度v 0从地面竖直上抛一物体，不计空气阻力，当物体速度大小减为 v 03时，所用时间可能是( )A.v 03gB.2v 03gC.v 0gD.4v 03g解析：选BD.由v t ＝v 0－gt 知，当v t 方向向上时，v t ＝v 03，解得t ＝2v 03g；当v t 方向向下时，v t ＝－v 03，解得t ＝4v 03g. 三、非选择题11．从离地45 m 处自由下落一个小球，1 s 后再从同一位置竖直向下抛出另一个小球，要使两个小球同时落地，第二个小球抛出时的初速度必须多大？(不计空气阻力，g 取10 m/s 2)解析：设自由下落的小球运动时间为t ，则：h ＝12gt 2 t ＝2h g ＝2×4510s ＝3 s 设下抛小球的初速度为v 0，则运动时间为t 1＝2 s由位移公式h ＝v 0t 1＋12gt 21得 v 0＝h t 1－12gt 1＝12.5 m/s. 答案：12.5 m/s☆12.一个人站在一座很高的楼顶的边缘，将一物体以10 m/s 的初速度竖直向上抛出，忽略空气阻力，重力加速度g ＝10 m/s 2，求t ＝3 s 时物体的速度和位移．(使用两种方法求解)解析：法一：分阶段处理．上升阶段：t 上＝v 0g ＝1010s ＝1 s 最大高度s ＝v 202g ＝1022×10m ＝5 m. 下降阶段：t 下＝t －t 上＝(3－1) s ＝2 s.v t ＝gt 下＝10×2 m/s ＝20 m/s ，方向竖直向下．h ＝12gt 下2＝12×10×22 m ＝20 m ，方向竖直向下． 由以上数据可看出：t ＝3 s 时，物体已经处于下降过程中，且3 s 时的速度大小为20 m/s ；比较s ＝5 m 和h ＝20 m 可知，t ＝3 s 时物体运动到抛出点下方距抛出点Δh ＝h －s ＝15 m 处．如图所示．法二：整体处理(设竖直向上为正方向)将t ＝3 s 代入速度公式得：v t ＝v 0－gt ＝(10－10×3 ) m/s＝－20 m/s.表明速度大小为20 m/s ，方向竖直向下．s ′＝v 0t －12gt 2＝(10×3－12×10×32) m ＝－15 m. 表明此过程发生的位移大小是15 m ，且在抛出点的下方．答案：20 m/s ，方向竖直向下 15 m ，抛出点下方。
高一物理课时作业 (1)
基础达标1．以下的计时数据中指时间间隔的是()A．天津开往德州的625次列车于13点35分从天津发车B．某同学用15 s跑完100 mC．我们于12：00上完最后一节课D．校运动会开幕式于7：50开始【答案】B2．(多选)下列叙述中表示时刻的是()A．第3 s初B．第2 s末C．第3 s内D．前3 s内【解析】当出现“初”、“末”等字时往往表示时刻，“内”一般指时间间隔，故选项A、B表示时刻．【答案】AB3．如图所示，一质点沿两个半径为R的半圆弧从A运动到C，则它的位移和路程分别是()A．4R，由A指向C；2RB．4R，由A指向C；2πRC．2πR，由A指向C；4RD．4πR，由A指向C；2πR，由A指向C【解析】质点的位移大小等于初位置A与末位置C之间的距离，方向由A指向C；路程等于从A到C轨迹的长度，即弧长，故B选项正确．【答案】B4．关于位移与路程，下列说法中正确的是()A．在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的B．在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的C．在直线运动中，物体的位移大小一定等于其路程D．在曲线运动中，物体的位移大小可能大于其路程【解析】物体从某位置出发，经一段时间又返回到该位置，此过程位移为零，但它运动了，A错．物体运动的路程为零，说明它未动，反之物体若静止不动，它运动的路程一定为零，B对．只有在单向直线运动中，物体的位移大小才等于路程，C错．曲线运动中，物体的位移大小一定小于路程，D错．【答案】B5．关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是()A．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向B．位移的大小不会比路程大C．路程是标量，即位移的大小D．当质点做直线运动时，路程等于位移的大小【解析】位移是矢量，其大小等于从初位置指向末位置的有向线段的长度，其方向由初位置指向末位置，而不是质点运动的方向，A错．位移的大小是初位置到末位置的有向线段的长度，而当质点从初位置运动到末位置时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线．如质点沿曲线ABC从A到达C，路程是曲线ABC的长度，而位移大小是线段AC的长度，方向由A指向C(如图甲)．同样，质点沿直线从A点经B点到C点，又从C点折回B点，质点通过的路程是线段AC的长度加CB的长度，而质点的位移的大小是线段AB的长度，方向由A指向B(如图乙)．只有在质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，B对，C、D错．【答案】B6．物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量Δx表示物体的位移．如图所示，一个物体从A运动到C，它的位移Δx1＝－4 m－5 m＝－9 m；从C运动到B，它的位移为Δx2＝1 m－(－4 m)＝5 m．下列说法中正确的是() A．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数B．A到C的位移小于C到B的位移，因为符号表示位移的大小C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D．物体由A到B的合位移Δx＝Δx1＋Δx2【解析】位移的正负号不表示大小，只表示位移的方向，比较位移大小时只看大小，故A、B、C错误；物体由A到B的合位移Δx＝1 m－5 m＝1 m－(－4 m)＋(－4 m)－5 m＝Δx1＋Δx2，故D正确．【答案】D7．根据表中的数据，求列车从广州到长沙、武昌、郑州和北京西站分别需要多长时间？列车时刻表T15 站名T161819 北京西14580035 0041 郑州084208360549 0557 武昌032803200915 0921 长沙235923511625 广州1652【解析】从广州到长沙需要t1＝6小时59分从广州到武昌需要t2＝10小时28分从广州到郑州需要t3＝15小时44分从广州到北京西站需要t4＝22小时6分．【答案】见解析8．如图所示，一辆汽车沿着马路由A地出发经B、C地到达D地．A、C、D恰好在一条直线上．汽车行驶的路程是多少？位移又是多少？方向如何？【解析】汽车路程为：s＝AB＋BC＋CD＝2200 m位移的大小是始、末位置间的直线距离． 根据勾股定理： AC ＝AB 2＋BC 2＝6002＋8002 m ＝1000 m由于A 、C 、D 在一条直线上，所以汽车的位移大小为：x ＝AD ＝AC ＋CD ＝1000 m ＋800 m ＝1800 m∵tan ∠BAC ＝4/3，∴∠BAC ＝53°即：位移方向为北偏东53°或东偏北37°.【答案】 2200 m 1800 m 东偏北37°或北偏东53°能力提升1．以下四种运动中，哪种运动的位移的大小最大( )A ．物体先向东运动了4 m ，接着再向南运动了3 mB ．物体先向东运动了8 m ，接着再向西运动了4 mC ．物体沿着半径为4 m 的圆轨道运动了54圈 D ．物体向北运动了2 s ，每秒通过3 m 的路程【解析】 A 选项的过程图示如图甲所示，位移大小x 1＝AB 2＋BC 2＝5 m ，方向由A 指向C.B 选项的过程图示如图乙所示，位移大小x 2＝AC ＝4 m ，方向由A 指向C.C 选项的图示如图丙所示，位移大小x 3＝AB ＝4 2 m ，方向由A 指向B.D 选项的位移大小x 4＝3×2 m ＝6 m ．故选D .【答案】 D2．如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间的说法中正确的是( )A ．t 2表示时刻，称为第2 s 末或第3 s 初，也可以称为2 s 内B ．t 2～t 3表示时间，称为第3 s 内C ．t 0～t 2表示时间，称为最初2 s 内或第2 s 内D ．t n －1～t n 表示时间，称为第(n －1) s 内【解析】 时刻和时间分别对应于时间轴上的一个点和一个线段．t n 是时刻，可表述为第n s 末或第(n ＋1) s 初；n s 内不等于第n s 内，n s 内是指从0～n s 末共n s 的时间；第n s 内是指从(n －1) s 末至n s 末共1 s 的时间，故A 、C 、D 均错，B 正确．【答案】 B3. 如图所示是一边长为10 cm 的实心立方体木块，一只昆虫从A 点爬到G 点．下列说法正确的是( )A ．该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为(10＋103) cmB ．该昆虫的位移大小为10 5 cmC ．该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为10 3 cmD．该昆虫的位移大小为10 3 cm【解析】昆虫只能沿木块表面从A点到G点，其运动轨迹可以有各种不同的情况，但是，其起点和终点是相同的，即位移相同(为立方体对角线的长度10 3 cm)；其最短路程分析可将面AEFD绕DF转90°，形成如图所示的平面，AG长度为最短路程．s＝102＋202 cm＝10 5 cm.故应选择D.【答案】D4．关于位移和路程，下列说法错误的是()A．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小C．物体通过一段路程，其位移可能为零D．物体通过的路程不等，但位移可能相同【解析】位移是矢量，路程是标量，不能说这个标量就是这个矢量，所以A项错误，B项正确；路程是物体运动轨迹的实际长度，而位移是从物体运动的起始位置指向终止位置的有向线段，如果物体做的是单向直线运动，路程就和位移的大小相等．如果物体在两位置间沿不同的轨迹运动，它们的位移相同，路程可能不同．如果物体从某位置开始运动，经一段时间后回到起始位置，位移为零，但路程不为零，所以C、D两项正确．【答案】A5．云鹏拿出了一枚一元硬币，绿妹找来了一把刻度尺，她们想办法测出了硬币的直径，然后让它在水平课桌上沿直线滚动了10圈，她们合作探究，提出了下面的问题．请你帮她们来解决所提出的问题：(1)硬币圆心的位移大小和路程相同吗？如果不同，各是多少？(2)硬币圆周上的每一点的位移和路程的大小是否相同？【解析】如图所示，图中表示了硬币沿直线滚动一圈后圆心和圆周上一点A的运动情况，设测得1元硬币的直径为2.5 cm，则：(1)硬币圆心的位移大小和路程相等，均为π×2.5×10 cm＝78.5 cm.(2)硬币圆周上的每一点的位移大小为78.5 cm，其运动轨迹为一摆线，如图所示．硬币沿直线运动滚动10圈时，圆周上每一点的路程为图中摆线长的10倍，两者大小不同．【答案】(1)相同，78.5 cm(2)不相同6．某人从家门口A处开始散步，先向南走了50 m到达B处，再向东走了100 m到达C处，最后又向北走了150 m到达D处，则：(1)此人散步的总路程和总位移各是多少？(2)要比较确切地表示此人散步过程中的各位置，应采用什么数学方法较妥？将其分别表示出来？(3)要比较确切地表示此人散步的位置变化，应用位移还是路程？【解析】(1)作出此人散步的路线图，如图甲所示．路程s＝AB＋BC＋CD＝50 m＋100 m＋150 m＝300 m．位移x＝AD＝AE2＋ED2＝1002＋(150－50)2m＝100 2 m，位移方向为北偏东45°.(2)由路程图甲可作出如图乙所示的平面直角坐标系，各位置的坐标为A(0,50)，B(0,0)，C(100,0)，D(100,150)．(3)位移是表示位置变化的物理量，描述位置变化时应使用位移表示．【答案】见解析。
【新课标高中同步辅导】2022高一人教版物理必修一课时作业2时间和位移 Word版含答案
课时作业(二)[全员参与·基础练]1．关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是()A．作息时间表上的数字均表示时间间隔B．时刻表示时间极短，时间间隔表示时间较长C．手表上指针指示的是时间间隔D．“宁停三分，不抢一秒”指的是时间间隔【解析】作息时间表上的数字表示的是起床、就餐、上下课的时刻，A错．时刻在时间上对应“点”，没有长短说法，B错．手表上指针指示的是时刻，C错．“宁停三分，不抢一秒”指的是时间间隔，D对．【答案】 D2．(2022·宿迁高一检测)关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是()A．钟表上显示的11点15分是时刻B．40分钟一节课，这里的40分钟指的是时刻C．从早上8点至下午2点，这里的8点和2点指的是时间间隔D．上午8点开头上课，这里的8点指的是时间间隔【解析】11点15分、早上8点、下午2点指的都是时刻，40分钟指的是时间间隔，B、C、D错误，A正确．【答案】 A3．(多选)关于矢量和标量，下列说法正确的是()A．标量只有正值，矢量可以取负值B．标量和矢量无根本区分C．标量和矢量，一个有大小无方向，一个有大小也有方向D．标量和矢量的运算方法不同【解析】某些标量如温度、功，也有负值，A错．标量只有大小，没有方向，矢量既有大小，又有方向，B错，C对．标量与矢量的运算法则不同，标量接受之前所学的算术法，矢量的运算方法与此不同，D对．【答案】CD4．下列关于位移和温度的说法中，正确的是()A．两运动物体的位移大小均为30 m，这两个位移肯定相同B．做直线运动的两物体的位移x甲＝3 m，x乙＝－5 m，则x甲>x乙C．温度计读数有正有负，其正负号表示温度方向D．温度计读数的正负号表示温度的凹凸，不能说表示方向【解析】两物体的位移大小虽然均为30 m，但由于不知其方向关系，两个位移不肯定相同，A错误．比较物体位移大小应比较其确定值，B错误．温度无方向，其正负表示温度的凹凸，不能说表示方向，C错误，D正确．故选D.【答案】 D5．关于路程和位移的关系，下列说法正确的是()A．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移B．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程等于位移的大小C．物体通过的路程不为零，位移也肯定不为零D．物体的位移为零，路程也肯定为零【解析】位移是有向线段，是矢量，而路程是标量，二者是不同概念，A错．当物体做单向直线运动时，位移大小与路程相等，B正确．位移大小和路程无直接关系，路程不为零，但可能是运动物体又回到动身点，位移为零，即C、D均错．【答案】 B6．甲、乙两运动员分别参与了在主体育场进行的400 m和100 m田径决赛，且两人都是在最内侧跑道(周长为400 m)完成了竞赛，则两人在各自的竞赛过程中通过的位移大小x甲、x乙和通过的路程大小s甲、s乙之间的关系是()A．x甲>x乙，s甲<s乙B．x甲<x乙，s甲>s乙C．x甲>x乙，s甲>s乙D．x甲<x乙，s甲<s乙【解析】400 m赛的路程为400米，位移为0,100 m赛的路程和位移大小都是100 m，故B正确．【答案】 B7．(多选)北京时间2022年10月25日23时33分，中国在西昌卫星放射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第16颗北斗导航卫星放射升空并送入太空预定轨道．这标志着中国北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步，北斗卫星导航系统将免费供应定位、测速和授时服务，定位精度10 m，测速精度0.2 m/s.以下说法正确的是()A．北斗导航卫星定位供应的是被测物体的位移B．北斗导航卫星定位供应的是被测物体的位置C．北斗导航卫星授时服务供应的是时间间隔D．北斗导航卫星授时服务供应的是时刻【解析】由位置、位移、时间间隔、时刻的定义可知，北斗导航卫星定位供应的是一个点，是位置，不是位置的变化，A错、B对．北斗导航卫星授时服务供应的是时刻，C错，D 对．【答案】BD8．如图1－2－6所示，一辆汽车在大路上行驶，t＝0时，汽车在十字路口中心的左侧20 m 处，过了2 s，汽车正好到达十字路口的中心；再过3 s，汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m 处．假如把这条大路抽象为一条坐标轴x，十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x轴的正方向．图1－2－6(1)试将汽车在这三个观测时刻的位置的坐标填入表格内：观测时刻t＝0时过2 s再过3 s位置坐标x1＝______x2＝______x3＝______(2)前2 s内、后3 s内汽车的位移分别是多少？这5 s内的位移又是多少？【解析】(1)大路抽象为坐标轴，由于向右为x轴的正方向，所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值，右侧的点的坐标为正值，即：x1＝－20 m，x2＝0，x3＝30 m.(2)前2 s内的位移s1＝x2－x1＝0－(－20) m＝20 m；后3 s内的位移s2＝x3－x2＝30 m－0＝30 m；这5 s内的位移s3＝x3－x1＝30 m－(－20 m)＝50 m.上述位移s1、s2和s3都是矢量，大小分别为20 m、30 m和50 m，方向都向右，即与x轴正方向同向．【答案】(1)－20 m030 m(2)20 m，方向向右30 m，方向向右50 m，方向向右[超越自我·提升练]9．如图1－2－7所示的时间轴，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是()图1－2－7A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，也可以称为2 s内B．t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内C．t0～t2表示时间间隔，称为最初2 s内或第2 s内D．t n－1～t n表示时间间隔，称为第(n－1)s内【解析】t2是第2 s末或第3 s初，是时刻，而2 s内是时间，故选项A错；t2～t3表示第3 s内，是时间，故B对；t0～t2表示时间称为最初2 s，是指2 s的时间，而第2 s内是指第2个1 s的时间，二者不同，故C错；t n－1 ～t n表示时间，应为第n s内，故D错．【答案】 B10．(2022·保定一中高一检测)如图1－2－8所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为()图1－2－8A．πR B．2RC．2πR D．R4＋π2【解析】如图所示，气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方的过程中，初末位置之间的距离，也就是位移大小为x＝(2R)2＋(πR)2＝R4＋π2，因此选项D正确，其他选项均错误．【答案】 D11．如图1－2－9所示，一辆汽车沿着大路由A地动身经B、C地到达D地，A、C、D恰好在一条直线上，求：汽车的位移及路程．图1－2－9【解析】位移的大小是初末位置间的直线距离，而路程要看物体运动时的实际路径，由勾股定理得：x AC＝x2AB＋x2BC＝6002＋8002m＝1 000 m．由于A、C、D共线，所以汽车的位移大小为：x AD＝x AC＋x CD＝1 000 m＋800 m＝1 800 m．由于tan∠BAC＝43，所以∠BAC＝53°，即位移方向为北偏东53°或东偏北37°.路程为：x AB＋x BC＋x CD＝2 200 m.【答案】 1 800 m，方向为北偏东53°或东偏北37°2 200 m12．(2022·杭州一中高一检测)图1－2－10为400 m的标准跑道，直道部分AB、CD的长度均为100 m，弯道部分BC、DA是半圆弧，其长度也为100 m．A点为200 m赛跑的起点，经B 点到终点C.求：图1－2－10(1)200 m赛跑的路程和位移；(2)跑至弯道BC的中点P时的路程和位移．(结果保留一位小数)【解析】(1)在200 m赛跑中，200 m指路径的长度，即路程是200 m；位移是从起点A指向终点C的有向线段，因BC是半圆弧，则直径d＝2×100πm≈63.7 m，故位移的大小AC＝AB2＋d2≈118.6 m，方向由A指向C.(2)跑至弯道BC的中点P时，路程是s＝AB＋BP＝100 m＋50 m＝150 m；位移的大小AP＝⎝⎛⎭⎪⎫AB＋d22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫d22≈135.6 m方向由A指向P.【答案】(1)200 m118.6 m，方向由A指向C(2)150 m135.6 m，方向由A指向P.。
功和功率(第2课时：功率)(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
课堂练习
【练习5】(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开
始受到水平力的作用，力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向
保持不变，则（ ）
A．3t0时刻的瞬时功率为
5F (2t) m
【参考答案】BD
B．3t0时刻的瞬时功率为 15F(2t)
m
23F (2t)
C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 4m
【参考答案】B
课堂练习
【练习2】如图所示为一辆新能源电动汽车，发动机的额定功率为
9.0×104W。当汽车以10m/s的速度沿水平路面匀速行驶时，牵引力大
小为3.0×103N，此时汽车发动机输出的实际功率为（ ）
A．1.0×104W B．1.5×104W
C．3.0×104W D．9.0×104W
【参考答案】C
A．0.5×103s B．1.0×103s
C．1.5×103s D．2.0×103s
【参考答案】CBiblioteka 课堂练习【练习4】如图为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量 m=5×103kg的重物由静止开始竖直吊起，已知重物做加速度a=0.2m/s2匀加 速直线运动，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率不变， 直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动。不计空气阻力和额外功。则（ ） A．起重机允许输出的最大功率P0=5.2×104W B．起重机允许输出的最大功率P0=5.1×104W C．重物做匀加速运动所经历的时间t=5.1s D．重物速度v1=0.8m/s时，起重机输出的功率为4×104W 【参考答案】B
瞬时功率
度时功率为瞬时功率.
联系 (1)公式P＝Fv是P＝W/t的推论 (2)功率P的大小与W、t无关
高一物理课时作业及答案
高一物理课时作业及答案【篇一】一、选择题1．关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是()A．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B．它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C．它以第一宇宙速度运行D．它运行的角速度与地球自转角速度相同解析：选D．由GMmr2＝mv2r知轨道半径与卫星质量无关，A 错；同步卫星轨道必须和赤道平面重合，即卫星只能在赤道上空，不能在北京上空，B错；其运行速度小于第一宇宙速度，C错；同步卫星必和地球自转的角速度相同，D对．2．关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是()A．在发射过程中向上加速时产生超重现象B．在降落过程中向下减速时产生超重现象C．进入轨道后做匀速圆周运动，产生失重现象D．失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的解析：选ABC．超、失重是一种表象，是从重力和弹力的大小关系而定义的．当向上加速时超重，向下减速时(a方向向上)也超重，故A、B正确．卫星做匀速圆周运动时，万有引力完全提供向心力，卫星及卫星内的物体皆处于完全失重状态，故C正确．失重的原因是重力(或万有引力)使物体产生了加速度，故D错．3.2013年6月我国发射的“神舟十号”飞船与目标飞行器“天宫一号”成功完成交会对接．若二者对接前在各自稳定圆周轨道运行的示意图如图所示，二者运行方向相同，视为做匀速圆周运动，下列说法中正确的是()A．为使“神舟十号”与“天宫一号”对接，可在当前轨道位置对“神舟十号”适当加速B．“天宫一号”所在处的重力加速度比“神舟十号”大C．“天宫一号”在发射入轨后的椭圆轨道运行阶段，近地点的速度大于远地点的速度D．在“天宫一号”内，太空健身器、体重计、温度计都可以正常使用解析：选AC．神舟十号适当加速后做离心运动可与天宫一号对接，选项A正确．由于天宫一号距地面较远，所以天宫一号所在处的重力加速度比神舟十号小，选项B错．由机械能守恒定律可知，“天宫一号”在发射入轨后的椭圆轨道运行阶段，近地点的速度大于远地点的速度，选项C正确．在“天宫一号”内，处于完全失重状态，体重计不可以正常使用，选项D错．4．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比()A．距地面的高度变大B．向心加速度变大C．线速度变大D．角速度变大解析：选A．A．地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大．由GMm R＋h2＝m4π2T2(R＋h)，得h＝3GMT24π2－R，T变大，h变大，A正确．B．由GMmr2＝ma，得a＝GMr2，r增大，a减小，B错误．C．由GMmr2＝mv2r，得v＝GMr，r增大，v减小，C错误．D．由ω＝2πT可知，角速度减小，D错误．5.如图所示，在同一轨道平面上的几颗人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的是()A．根据v＝gR，可知三颗卫星的线速度vA B．根据万有引力定律，可知三颗卫星受到的万有引力FA>FB>FCC．三颗卫星的向心加速度aA>aB>aCD．三颗卫星运行的角速度ωA 解析：选C．由GMmr2＝mv2r 得v＝GMr，故vA>vB>vC，选项A错误；卫星受的万有引力F＝GMmr2，但三颗卫星的质量关系不知道，故它们受的万有引力大小不能比较，选项B错误；由GMmr2＝ma得a＝GMr2，故aA>aB>aC，选项C 正确；由GMmr2＝mω2r得ω＝GMr3，故ωA>ωB>ωC，选项D错误．6．“嫦娥二号”成功发射后，探月成为同学们的热门话题．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度．按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为() A．v02hRB．v0h2RC．v02RhD．v0R2h解析：选D．绕月卫星的环绕速度即第一宇宙速度，v＝gR，对于竖直上抛的物体有v20＝2gh，所以环绕速度为v＝gR＝v202h •R＝v0R2h，选项D正确．7．某次发射同步卫星的过程如下：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2，最后将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是() A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度解析：选D．由GMmr2＝mv2r＝mrω2得，v＝GMr，ω＝GMr3，由于r1v3，ω1>ω3，A、B错；轨道1上的Q点与轨道2上的Q 点是同一点，到地心的距离相同，根据万有引力定律及牛顿第二定律知，卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，同理卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，C错，D对．8．假设某飞船在离地球表面高h处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的质量和半径分别为M和R，引力常量为G，在该轨道上，飞船()A．运行的线速度大小为πR＋h TB．运行的线速度小于第一宇宙速度C．运行时的向心加速度大小为GMR＋hD．宇航员太空行走时速度很小，可认为没有加速度解析：选B．由公式v＝st＝2πR＋h T，故A项错误；设飞船质量为m，由公式GMm R＋h2＝mv2R＋h得v＝GMR＋h，而第一宇宙速度v1＝GMR，故B项正确；因为GMm R＋h2＝ma向，所以a向＝GM R＋h2，故C项错误；宇航员相对于飞船速度很小，但相对于地球，其行走速度很大，存在向心加速度，故D项错误．☆9.2013年6月13日13时18分，天宫一号目标飞行器与神舟十号飞船成功实现交会对接．若对接前两者在同一轨道上运动，下列说法正确的是()A．对接前“天宫一号”的运行速率大于“神舟十号”的运行速率B．对接前“神舟十号”的向心加速度小于“天宫一号”的向心加速度C．“神舟十号”先加速可实现与“天宫一号”在原轨道上对接D．“神舟十号”先减速后加速可实现与“天宫一号”在原轨道上对接解析：选D．由万有引力定律和牛顿第二定律列式v＝GMr，a ＝GMr2，在同一轨道上的速度和加速度相等，所以选项A、B错误，加速做离心运动，只能实现低轨道与高轨道对接，所以选项C 错．“神舟十号”先减速到低轨道后加速做离心运动，可实现两者在原轨道对接．所以选项D正确．二、非选择题10．某人在某星球上做实验，在星球表面水平放一长木板，在长木板上放一木块，木板与木块之间的动摩擦因数为μ，现用一弹簧测力计拉木块．当弹簧测力计示数为F时，经计算发现木块的加速度为a，木块质量为m.若该星球的半径为R，则在该星球上发射卫星的第一宇宙速度是多少？解析：设该星球表面重力加速度为g′.在木板上拉木块时，由牛顿第二定律有F－μmg′＝ma，解得g′＝F－maμm.人造卫星的向心力由重力提供，即mg′＝mv2R，所以卫星的第一宇宙速度为v＝g′R＝F－maμm•R.答案：F－maμm•R11．某卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面重合，运行方向与地球的自转方向相同，轨道半径为r＝2R，地球半径为R，地球的自转角速度为ω0，地球表面重力加速度为g.在某时刻该卫星正通过赤道上某建筑物的正上方，试求到它下该建筑物正上方所需时间t多长．解析：万有引力提供向心力：GMm2R2＝mω2(2R)地表处万有引力近似等于物体重力得：mg＝GMmR2卫星与建筑物两次相遇，圆心角关系：ωt－ω0t＝2π解得t＝2πg8R－ω0.答案：2πg8R－ω0☆12.如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道Ⅰ上，在卫星经过A点时点火实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道Ⅱ上，最后在B点再次点火，将卫星送入同步轨道Ⅲ.已知地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球的半径为R.求：(1)近地轨道Ⅰ上的速度大小；(2)远地点B距地面的高度．解析：(1)设地球的质量为M，卫星的质量为m，近地轨道Ⅰ上的速度为v1在圆周轨道Ⅰ上GMm R＋h12＝mv21R＋h1.①在地球表面GMmR2＝mg.②由①②得：v1＝gR2R＋h1.③(2)设B点距地面高度是h2GMm R＋h22＝m2πT2(R＋h2)，④由②④得h2＝3gR2T24π2－R.答案：(1)gR2R＋h1(2)3gR2T24π2－R【篇二】1.如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是()A．轮胎受到地面的摩擦力做了负功B．轮胎受到的重力做了正功C．轮胎受到的拉力不做功D．轮胎受到地面的支持力做了正功解析：选A．根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C错误．2．一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则()A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1B．WF2>4WF1,Wf2＝2Wf1C．WF2 D．WF2 解析：选C．根据x＝v＋v02t得，两过程的位移关系x1＝12x2，根据加速度的定义a＝v－v0t，得两过程的加速度关系为a1＝a22.由于在相同的粗糙水平地面上运动，故两过程的摩擦力大小相等，即f1＝f2＝f，根据牛顿第二定律F －f＝ma得，F1－f1＝ma1，F2－f2＝ma2，所以F1＝12F2＋12f，即F1>F22.根据功的计算公式W＝Fl，可知Wf1＝12Wf2，WF1>14WF2，故选项C正确，选项A、B、D错误．3.如图所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，关于A与地面间的滑动摩擦力和A、B间的静摩擦力做功的说法，正确的是()A．静摩擦力都做正功，滑动摩擦力都做负功B．静摩擦力都不做功，滑动摩擦力都做负功C．有静摩擦力做正功，有滑动摩擦力不做功D．有静摩擦力做负功，有滑动摩擦力做正功解析：选C．物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动，根据平衡条件得知，A对B的静摩擦力与拉力F 平衡，地面对A的滑动摩擦力与B对A的静摩擦力平衡，则地面对A的滑动摩擦力方向向左，对A做负功，物块A对地面的滑动摩擦力不做功，A对B的静摩擦力做负功，B对A的静摩擦力做正功，因此，选项C正确，其他选项均错．4．起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升，若g取10m/s2，则在1s内起重机对货物所做的功是()A．500JB．4500JC．5000JD．5500J解析：选D．货物的加速度向上，由牛顿第二定律有F－mg＝ma，起重机的拉力F＝mg＋ma＝11000N，货物上升的位移是x＝12at2＝0.5m，做功为5500J.5.如图所示，在平行于斜面向上的F＝50N的拉力作用下，使质量为m＝2kg的物体沿着长为L＝2m，倾角为α＝30°的斜面从底端向上滑到顶端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.2，分别求作用在物体上的各力对物体所做的功(g取10m/s2)．解析：(1)拉力F对物体所做的功为WF＝FLcos0°＝50×2×1J＝100J拉力F对物体做正功．(2)重力mg对物体所做的功为WG＝mgLcos(90°＋α)＝－mgLsinα＝－2×10×2×12J＝－20J“负号”表示物体克服重力做功．(3)摩擦力f对物体做的功为Wf＝f•Lcos180°＝－μmgLcosα＝－0.2×2×10×2×32J＝－43J“负号”表示物体克服摩擦力做功，摩擦力是阻力．(4)弹力N对物体做的功为WN＝NLcos90°＝0J表示弹力对物体不做功．答案：拉力做功100J重力做功－20J摩擦力做功－43J支持力做功0J。
高中物理第二章第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系练习含解析新人教版必修
匀变速直线运动的速度与时间的关系[随堂检测]1．关于匀变速直线运动中加速度的方向和正负值，下列说法中错误的是( ) A ．匀加速直线运动中，加速度方向一定和初速度方向相同 B ．匀减速直线运动中，加速度一定是负值 C ．在匀加速直线运动中，加速度也有可能取负值D ．只有在规定了初速度方向为正方向的前提下，匀加速直线运动的加速度才取正值 解析：选B.匀加速直线运动中，加速度和初速度方向相同，选项A 正确；加速度的正、负取决于正方向的选取，加速度方向与规定的正方向相同时加速度为正值，反之为负值，所以无论是匀加速还是匀减速，加速度有可能是正值，也有可能是负值，选项C 正确，选项B 错误；当规定初速度方向为正方向时，匀加速直线运动中的加速度与速度方向相同，故取正值，选项D 正确．2．(多选)一个物体做匀变速直线运动，当t ＝0时，物体的速度大小为12 m/s ，方向向东；当t ＝2 s 时，物体的速度大小为8 m/s ，方向仍向东．当t 为多少时，物体的速度大小变为2 m/s( )A ．3 sB ．5 sC ．7 sD ．9 s，物体的加速度a ＝v －v 0t ＝8－122m/s 2＝－2 m/s 2.物体的速度大小为2 m/s 时，方向可能向东，也可能向西．当速度方向向东时：t 1＝2－12－2 s ＝5 s ；当速度方向向西时：t 2＝－2－12－2 s ＝7 s ，故B 、C 正确．3．(2017·4月浙江选考)汽车以10 m/s 的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方15 m 处的斑马线上有行人，于是刹车礼让，汽车恰好停在斑马线前，假设驾驶员反应时间为0.5 s ．汽车运动的v －t 图如图所示．则汽车的加速度大小为( ) A ．20 m/s 2B ．6 m/s 2C ．5 m/s 2D ．4 m/s 2解析：选C.根据速度时间图象可以知道，在驾驶员反应时间内，汽车的位移为x 1＝vt ＝10×0.5 m ＝5 m ，所以汽车在减速阶段的位移x 2＝15 m －5 m ＝10 m ，根据0－v 2＝－2ax 2可解得：a ＝5 m/s 2，故C 对．4．(2019·山西高一期中)在一次空军演习的任务中，某士兵从悬停飞机上无初速度跳下，下落4 s 速度达到30 m/s 时开始打开降落伞，开始做减速直线运动，在跳下14 s 后以速度4 m/s 着地，他的速度图象如图所示，下落说法正确的是( )A ．该士兵是在下落80 m 时打开降落伞的B ．该士兵打开伞时离地面的高度等于170 mC ．该士兵打开伞时离地面的高度大于170 mD ．该士兵跳伞时的高度一定小于230 m解析：选D.4 s 时才打开降落伞，图象的面积表示位移，所以此时下落了x ＝12×4×30 m ＝60m ，A 错误；连接(4，30)和(14，4)，所连直线表示做匀减速直线运动，若打开降落伞后做匀减速直线运动，打开伞时离地面的离度x ′＝12×10×(30＋4) m ＝170 m ，所以该士兵打开伞时离地面的高度小于170 m ，士兵跳伞时的高度小于x ＋x ′＝230 m ，B 、C 错误，D 正确． 5．甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动的v －t 图象如图所示，下列判断正确的是( )A ．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动B ．两物体两次相遇的时刻分别在1 s 末和4 s 末C ．乙在前2 s 内做匀加速直线运动，2 s 后做匀减速直线运动D ．2 s 后，甲、乙两物体的速度方向相反解析：选C.甲以2 m/s 的速度做匀速直线运动，乙在0～2 s 内做匀加速直线运动，a 1＝2 m/s 2，2～6 s 内做匀减速直线运动，a 2＝－1 m/s 2.1 s 末和4 s 末二者只是速度相同，并未相遇.6 s 内甲、乙两物体速度方向一直相同．[课时作业]一、单项选择题1．(2019·北大附中高一检测)下列有关匀变速直线运动的认识，其中正确的是( ) A ．物体在一条直线上运动，若在相等的时间内通过的位移相等，则物体的运动就是匀变速直线运动B ．加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动C ．匀变速直线运动是速度变化量为零的运动D ．匀变速直线运动的加速度是一个恒量解析：选D.匀变速直线运动有两个特点：(1)轨迹为直线；(2)加速度恒定．只有具备这两个特点，物体做的才是匀变速直线运动，B 错，D 对；匀变速直线运动的速度不断变化，所以速度变化量不为零，相等时间内通过的位移也不相同，A 、C 错．2．某质点的速度随时间变化的关系是v ＝4＋2t ，v 与t 的单位分别为m/s 和s ，则质点的初速度与加速度分别为( ) A ．4 m/s 与2 m/s 2B ．0与4 m/s 2C ．4 m/s 与4 m/s 2D ．4 m/s 与0解析：选A.v ＝4＋2t 与v ＝v 0＋at 比较可知：v 0＝4 m/s ，a ＝2 m/s 2，故A 正确．3．(2019·合肥一中高一检测)如图所示为某质点的速度－时间图象，则下列说法正确的是( )A ．在0～6 s 内，质点做匀变速直线运动B ．在6～10 s 内，质点处于静止状态C ．在4 s 末，质点运动方向反向D ．在t ＝12 s 末，质点的加速度为－1 m/s 2解析：选D.在0～4 s 和4～6 s 内质点的加速度大小和方向均不同，质点做变速直线运动，选项A 错误；在6～10 s 内质点做v ＝4 m/s 的匀速直线运动，选项B 错误；在0～14 s 内质点运动方向不变，选项C 错误；在10～14 s 内a ＝0－4 m/s 4 s ＝－1 m/s 2，故选项D 正确．4．星级快车出站时能在150 s 内匀加速到180 km/h ，然后正常行驶．某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至108 km/h.以初速度方向为正方向，则下列说法不正确的是( ) A ．列车加速时的加速度为13m/s 2B ．列车减速时，若运用v ＝v 0＋at 计算瞬时速度，其中a ＝－13 m/s 2C ．若用v －t 图象描述列车的运动，减速时的图线在时间轴t 轴的下方D ．列车由静止加速，1 min 内速度可达20 m/s 解析：选C.列车的加速度大小a ＝Δv Δt ＝50150 ms 2＝13ms 2，减速时，加速度方向与速度方向相反，a ′＝－13ms 2，故A 、B 两项都正确；列车减速时，v －t 图象中图线依然在时间轴t 轴的上方，C 项错误；由v ＝at 可得v ＝13×60 ms ＝20 m s ，D 项正确．5．如图所示为四个物体在一条直线上运动的v －t 图象，那么由图象可以看出，做匀加速直线运动的是( )解析：选C.v －t 图象的斜率就是物体的加速度，选项A 中图线平行于时间轴，斜率为0，加速度为0，所以物体做匀速直线运动．选项B 中图线斜率不变，加速度不变，物体做的是匀变速直线运动，且由图象可看出，物体的速度随时间而减小，所以物体做匀减速直线运动．选项C 中图线斜率不变，加速度不变，物体的速度随时间而增大，所以物体做匀加速直线运动．选项D 中图线不是一条直线，表示物体不做匀变速直线运动．6．爬杆运动员从杆上端由静止开始先匀加速下滑时间2t ，后再匀减速下滑时间t 恰好到达杆底且速度为0，则这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为( ) A ．1∶2 B ．2∶1 C ．1∶4D ．4∶1a 1，减速下滑的加速度大小为a 2，下滑2t 时的速度为v ，则：a 1＝v －02t ，a 2＝v －0t，故a 1∶a 2＝1∶2，A 正确．7．(2019·河南高一期中)一质点在a 、b 两点之间做匀变速直线运动，加速度方向与初速度方向相同，当在a 点初速度为v 时，从a 点到b 点所用的时间为t ，当在a 点初速度为2v 时，保持其他量不变，从a 点到b 点所用的时间为t ′，则( ) A ．t ′＞t 2B ．t ′＝t2C ．t ′＜t2D ．t ′＝t解析：选A.由题意作出对应的v －t 图象如图所示；图象中图线与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，在t2至t 之间时，初速度为2v 0的位移等于初速度为v 0时的位移；则说明t ′＞t2.二、多项选择题8.两个质点甲和乙，同时由同一地点向同一方向做直线运动，它们的v －t 图象如图所示，则下列说法中正确的是( ) A ．质点乙静止，质点甲的初速度为零B ．质点乙运动的速度大小、方向不变C ．第2 s 末质点甲、乙速度相同D ．第2 s 末质点甲、乙相遇解析：选BC.质点乙速度保持不变，做匀速运动，质点甲做初速度为零的匀加速运动，所以A 错误，B 正确；第2 s 末质点甲、乙的速度相同，但在0～2 s 内乙的速度一直大于甲的速度，所以乙在甲的前方，C 正确，D 错误．9.(2019·青岛二中高一月考)亚丁湾索马里海盗的几艘快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船，中国海军发射爆震弹成功将其驱逐．假如其中一艘海盗快艇在海面上的速度－时间图象如图所示，则下列说法中正确的是( )A ．海盗快艇行驶的最大速度为15 m/sB ．海盗快艇在66 s 末开始调头逃离C ．海盗快艇在0～66 s 做的是加速度逐渐减小的加速运动D ．海盗快艇在96～116 s 内做匀减速直线运动解析：选AC.从v －t 图象上得知海盗快艇行驶的最大速度为15 m/s ，在0～66 s 内v －t 图线的斜率逐渐减小，故加速度逐渐减小，选项A 、C 正确；在66 s 末海盗快艇速度方向没变，速度大小减小，选项B 错误；在96～116 s 内海盗快艇调头做匀加速直线运动，选项D 错误． 10．甲、乙两物体在t ＝0时刻经过同一位置沿x 轴运动，其v －t 图象如图所示，则( )A ．甲、乙在t ＝0到t ＝1 s 之间沿同一方向运动B ．乙在t ＝0到t ＝7 s 之间的位移为0C ．甲在t ＝0到t ＝4 s 之间做往复运动D ．甲、乙在t ＝6 s 时的加速度方向相同解析：选BD.在0～1 s 内甲沿x 轴正方向运动，乙先沿x 轴负方向运动，后沿x 轴正方向运动，选项A 错误；在0～7 s 内乙的位移x ＝－v 02×＋v 02×＋v 02×3－v 02×3＝0，选项B 正确；在0～4 s 内甲的速度恒为正值，始终沿x 轴正方向运动，选项C 错误；在t ＝6 s 时，甲、乙速度图象的斜率均为负值，即甲、乙的加速度方向均沿负方向，选项D 正确．11.如图所示，为一质点在0～22 s 时间内做直线运动的v －t 图象，则下列说法中正确的是( ) A ．CD 段和DE 段的加速度方向相同 B ．整个过程中，BC 段的加速度最大 C ．整个过程中，C 点离出发点最远 D ．DE 段质点做匀加速直线运动解析：选AD.由题图可知CE 段的加速度相同，A 正确；整个过程中，CE 段的加速度最大，D 点时离出发点最远，所以B 、C 选项均错；DE 段质点速度随时间的增加而均匀增大，质点做匀加速直线运动，D 正确．12．(2019·河北衡水高一期中)雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到为零，在此过程中雨滴的运动情况是( ) A ．速度的变化率越来越小B ．速度不断增大，加速度为零时，速度最大C ．速度不断减小，加速度为零时，速度最小D ．速度一直保持不变解析：选AB.加速度是反映速度变化快慢的物理量，加速度逐渐减小，则速度变化率逐渐减小，故A 正确；加速度方向与速度方向相同，雨滴做加速运动，当加速度减小到零，速度达到最大，故B 正确，C 、D 错误． 三、非选择题13．汽车原以45 km/ h 的速度匀速行驶，则：(1)若汽车以0.6 m/s 2的加速度加速，则10 s 后速度能达到多少？ (2)若汽车刹车以0.6 m/s 2的加速度减速，则10 s 后速度能达到多少？ (3)若汽车刹车以3 m/s 2的加速度减速，则10 s 后速度为多少？ 解析：(1)初速度v 0＝45 km h ＝12.5 ms ，加速度a 1＝0.6 ms 2，时间t 1＝10 s ．10 s后汽车的速度为v 1＝v 0＋a 1t 1＝(12.5＋0.6×10) ms ＝18.5 ms.(2)汽车匀减速运动，a 2＝－0.6 ms 2，减速到停止的时间t ′＝0－v 0a 2＝0－0.6s ＝20.83 s>10 s 所以10 s 后汽车的速度为v 2＝v 0＋a 2t ＝(12.5－0.6×10) m s ＝6.5 ms.(3)汽车刹车所用时间t ″＝v 0a 3＝错误! s<10 s所以10 s 后汽车已经刹车完毕，则10 s 后汽车速度为0. 答案：(1)18.5 m s (2)6.5 ms (3)014.A 、B 是做匀变速直线运动的两个物体的速度图象，如图所示． (1)A 、B 各做什么运动？求其加速度； (2)两图象交点的意义； (3)求1 s 末A 、B 的速度； (4)求6 s 末A 、B 的速度．解析：(1)取A 、B 的初速度方向为正方向．A 物体沿规定的正方向做匀加速直线运动，加速度为a 1＝v －v 0t ＝8－26m/s 2＝1 m/s 2，沿规定的正方向；B 物体前4 s 沿规定的正方向做匀减速直线运动，4 s 后沿反方向做匀加速直线运动，加速度为a 2＝0－84 m/s 2＝－2 m/s 2，与初速度方向相反．(2)两图象交点表示在该时刻A 、B 速度相等．(3)1 s 末A 物体的速度为3 m/s ，和初速度方向相同；B 物体的速度为6 m/s ，和初速度方向相同．(4)6 s 末A 物体的速度为8 m/s ，和初速度方向相同；B 物体的速度大小为4 m/s ，和初速度方向相反． 答案：见解析。
人教版高一物理必修第一册 第二章 2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系课时作业含答案和解析
匀变速直线运动的速度与时间的关系课时作业一、单项选择题1．物体做匀加速直线运动，已知第1 s末的速度为6 m/s，第2 s末的速度为8 m/s，则下列结论中错误的是( )A．物体的加速度为2 m/s2B．任何1 s内物体速度的变化都为2 m/sC．物体的初速度为3 m/sD．第1.5 s末物体的速度为7 m/s2．如图所示为四个物体在一条直线上运动的v－t图象，那么由图象可以看出，做匀加速直线运动的是( )3．甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动的v－t图象如图所示，下列判断正确的是( )A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动B．两物体两次相遇的时刻分别在1 s末和4 s末C．乙在前2 s内做匀加速直线运动，2 s后做匀减速直线运动D．2 s后，甲、乙两物体的速度方向相反4．某运动物体做匀变速直线运动，加速度大小为0.6 m/s2，那么在任意1 s内( )A．此物体的末速度一定等于初速度的0.6倍B．此物体任意1 s的初速度一定比前1 s末的速度大0.6 m/sC．此物体在每1 s内的速度变化量大小为0.6 m/sD．此物体在任意1 s内的末速度一定比初速度大0.6 m/s5．一小球在斜面上从静止开始匀加速滚下，进入水平面后又做匀减速直线运动．直至停止，在图中所示的v－t图象中可以反映小球这一整个运动过程的是(v为小球运动的速率)( )二、多项选择题6．下列说法中正确的是( )A．物体做直线运动，若在任意相等的时间内增加的位移相等，则物体就做匀速直线运动B．物体做直线运动，若在相等的时间内增加的位移相等，则物体就做匀加速运动C．匀变速直线运动中，速度的变化量是恒定的D．匀变速直线运动中，在任意相等的时间内速度的变化量恒定7．某质点的运动图象如图所示，则质点( )A．在第1 s末运动方向发生变化B．在第2 s末运动方向发生变化C．在第2 s内速度越来越大D．在第3 s内速度越来越大8．下列给出的四组图象中，能够反映同一物体的直线运动的是( )三、非选择题9．汽车在平直公路上以10 m/s的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，获得的加速度大小是2 m/s2，则：(1)汽车经3 s时速度的大小为多少？(2)汽车经5 s时速度的大小为多少？(3)汽车经10 s时速度又为多少？10．发射卫星一般采用多级火箭，第一级火箭点火后，使卫星向上做匀加速运动的加速度为50 m/s2，燃烧30 s后第一级脱离，第二级火箭没有马上点火，所以卫星向上做加速度为10 m/s2的匀减速运动，10 s后第二级火箭启动，卫星的加速度为80 m/s2，这样经过1分半钟第二级火箭脱离时，卫星的速度为多大？11．在某品牌汽车4S店，一顾客正在测试汽车的加速、减速性能．某段时间内汽车以36 km/h的速度匀速行驶．若汽车以0.6 m/s2的加速度加速，则10 s后速度能达到多少？若汽车以0.6 m/s2的加速度刹车，则10 s后和20 s后速度各为多少？12．汽车一般有五个前进挡位，对应不同的速度范围，设在每一挡汽车均做匀变速直线运动，换挡时间不计．其次行车时，一挡起步，起步后马上挂入二挡，加速度为2 m/s2, 3 s 后挂入三挡，再经过4 s速度达到13 m/s，随即挂入四挡，加速度为1.5 m/s2，速度达到16 m/s时挂上五挡，加速度为1 m/s2.求：(1)汽车在三挡时的加速度；(2)汽车在四挡行驶的时间；(3)挂上五挡后再过5 s的速度．答案及解析1.C解析：物体的加速度a ＝Δv Δt ＝v 2－v 1Δt ＝8－61 m/s2 ＝2 m/s 2，选项A 正确；根据Δv ＝a Δt可知，任何1 s 内物体速度的变化都为2 m/s ，所以选项B 正确；已知第1 s 末的速度为6 m/s ，由v ＝v 0＋at 得，6 m/s ＝v 0＋2 m/s 2×1 s ，所以v 0＝4 m/s ，选项C 错误；根据v t 2＝v 0＋v2，代入数值可得，第1.5 s 末物体的速度为v t 2＝6＋82 m/s ＝7 m/s ，选项D 正确． 2.C解析：v －t 图象的斜率就是物体的加速度，选项A 中图线平行于时间轴，斜率为零，加速度为零，所以做匀速直线运动．选项B 中图线斜率不变，加速度不变，是匀变速直线运动，且由图象可看出，物体的速度随时间而减小，所以是做匀减速直线运动．选项C 中图线斜率不变，加速度不变，物体的速度随时间而增大，做匀加速直线运动．选项D 中图线不是一条直线，表示物体不做匀变速运动． 3.C解析：甲以2 m/s 的速度做匀速直线运动，乙在0～2 s 内做匀加速直线运动，a 1＝2 m/s 2,2～6 s 做匀减速直线运动，a 2＝－1 m/s 2.t 1＝1 s 和t 2＝4 s 二者只是速度相同，未相遇．甲、乙速度方向相同． 4.C解析：因物体做匀变速直线运动，且加速度大小为0.6 m/s 2，主要涉及对速度公式的理解：①物体可能做匀加速直线运动，也可能做匀减速直线运动；②v ＝v 0＋at 是矢量式．匀加速直线运动a ＝0.6 m/s 2；匀减速直线运动a ＝－0.6 m/s 2. 5.C解析：小球经过匀加速和匀减速两个过程，故选项C 正确． 6.AD解析：匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，所以在任意相等的时间内速度的变化量是恒定的，但是速度的变化量会随时间的增加而增大，所以速度的变化量并不是恒定的，故选项C 错误，选项D 正确．根据匀速直线运动的公式x ＝vt ，可以断定选项A 正确，选项B 错误． 7.BD解析：题图为速度—时间图象，由图可知，第1 s 末速度达到最大，运动方向不变，选项A错误；第2 s 末速度为零，然后反向加速，速度方向改变，选项B 正确；第2 s 内质点做减速运动，速度减小，选项C 错误；第3 s 内质点做反向的加速运动，速度增大，选项D 正确． 8.BC解析：位移图线平行时间轴，则表示静止，选项A 错误；速度图线平行时间轴，则加速度为零；速度图线为倾斜直线，则加速度恒定(不为零)，选项B 正确；位移图线为倾斜直线，则做匀速运动，加速度为零，故选项C 正确，选项D 错误． 9.答案：(1)4 m/s (2)0 (3)0解析：汽车刹车后减速至速度为零不可能再反向加速运动，故速度减为零后就静止了，因此这类题应先判断多长时间汽车停下，再来求解．设历时t 0时间汽车停下，取匀速运动方向为正方向， 由v ＝v 0＋at 得t 0＝0－10－2s ＝5 s(1)v 3＝v 0＋at ＝10 m/s ＋(－2)×3 m/s＝4 m/s (2)v 5＝0 (3)v 10＝0.10.答案：8 600 m/s.解析：整个过程中卫星的运动不是匀变速直线运动，但可以分解为三个匀变速直线运动处理．第一级火箭燃料燃烧完毕时的速度v 1＝a 1t 1＝50×30 m/s＝1 500 m/s ；减速上升10 s 后的速度v 2＝v 1－a 2t 2＝1 500 m/s －10×10 m/s＝1 400 m/s ；第二级火箭脱离时的速度v 3＝v 2＋a 3t 3＝1 400 m/s ＋80×90 m/s＝8 600 m/s.11.答案：16 m/s 4 m/s 0解析：初速度v 0＝36 km/h ＝10 m/s ，加速度a 1＝0.6 m/s 2，a 2＝－0.6 m/s 2由速度公式得加速10 s 后的速度v 1＝v 0＋a 1t 1＝10 m/s ＋0.6×10 m/s＝16 m/s ；从汽车开始刹车至停下所需时间t 3＝v －v 0a 2＝0－10－0.6s≈16.7 s，故开始刹车10 s 后汽车的速度v 2＝v 0＋a 2t 2＝10 m/s －0.6×10 m/s＝4 m/s刹车20 s 后汽车的速度为0.12.答案：(1)1.75 m/s 2(2)2 s (3)21 m/s 解析：(1)汽车运动过程草图如图所示在二挡时(A →B )，a 1＝2 m/s 2,t 1＝3 s ， 这一过程的末速度v 1＝a 1t 1＝2×3 m/s＝6 m/s 在三挡时(B →C ), v 2＝13 m/s ，t 2＝4 s ，加速度a 2＝v 2－v 1t 2＝13－64m/s 2＝1.75 m/s 2. (2)在四挡时(C →D ), a 3＝1.5 m/s 2，v 3＝16 m/s ，运动时间t 3＝v 3－v 2a 3＝16－131.5s ＝2 s ， 即在四挡行驶的时间为2 s.(3)在五挡时(D→E)，a4＝1 m/s2, t4＝5 s，速度v4＝v3＋a4t4＝16 m/s＋1×5 m/s＝21 m/s 故挂上五挡后再过5 s的速度为21 m/s.。
科教版能力培养与测试高一物理必修二课时作业20
科教版能力培养与测试高一物理必修二课时作业201、水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离，则下列判断正确的是（）[单选题]A．文具盒所受拉力做了功(正确答案)B．文具盒所受支持力做了功C．文具盒所受重力做了功D．没有力对文具盒做功2、43．小明研究液体密度时，用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体，并绘制出总质量m与液体体积V的关系图象如图所示，由图象可知（）[单选题] *A．容器的质量是40kgB．甲液体的密度是5g/cm3C．乙液体的密度是0g/cm3(正确答案)D．密度为0g/cm3的液体的m﹣V图象应位于Ⅱ区域3、70．12月3日24时，我国进行2020年的第二十三次汽柴油调价。
本次调价每吨汽油上调250元，折合每升92号汽油上调20元。
据此测算92号汽油的密度为（）[单选题] *A．72×103kg/m3B．75×103kg/m3C．8×103kg/m3(正确答案)D．25×103kg/m34、74．测出甲、乙、丙三个物体的质量和体积，根据数值在图上描出甲、乙、丙三个点，则下列判断正确的是（）[单选题] *A.甲密度为4g/cm3B．无法得出乙的密度值C．丙比甲的密度大(正确答案)D．乙的密度大于甲的密度5、22．关于密度的应用，下列相关说法正确的是（）[单选题] *A．冰熔化成水时，质量不变，密度变大，体积增加B．拍摄影视剧房屋倒塌镜头，常选用密度大的材料做道具，更逼真、形象C．可以装下1kg酒精的瓶子一定可以装下1kg的水（ρ水＞ρ酒精）(正确答案)D．“铁比棉花重”是指铁的质量比棉花的大6、在图65的四种情境中，人对物体做功的是（）[单选题]A.提着桶在水平地面上匀速前进B.举着杠铃保持杠铃静止C.用力搬石头但没有搬动D.推着小车前进(正确答案)7、32．体积和质量都相同的铝球、铁球和铜球，已知ρ铜＞ρ铁＞ρ铝，则下列说法中正确的是（）[单选题] *A．铝球可能是实心的，而铁球和铜球一定是空心的(正确答案)B．铝球可能是空心的，而铁球和铜球是实心的C．铜球可能是实心的，铁球和铝球也是实心的D．铜球可能是空心的，铁球和铝球是实心的8、继共享单车之后，共享汽车已经悄然走进我们的生活。
高中物理 第二章 第5节 自由落体运动课时作业1高一1物理试题
点囤市安抚阳光实验学校第5节自由落体运动1．物体只在________作用下从________开始下落的运动叫自由落体运动，自由落体运动具有以下两个特点：(1)只受________作用，不同物体的运动快慢与________无关．(2)初速度为____．2．在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都______，这个加速度叫做自由落体运动的加速度，也叫____________．自由落体加速度的方向总是__________．大小为g＝__________.重力加速度随纬度的增大而______，随高度的增大而减小．3．自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为____，加速度a＝____的匀加速度运动．4．自由落体运动的公式有：(1)v＝____；(2)h＝________；(3)v2＝2gh.5．关于自由落体运动，下列说法正确的是( )A．物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B．如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动是自由落体运动(物体只受重力和空气阻力)C．跳伞运动员从飞机上由静止开始下落，打开降落伞以前的运动是自由落体运动，打开降落伞以后的运动不是自由落体运动D．一雨滴从屋顶落下，途中经过一个窗子，雨滴经过窗子的这一段运动是自由落体运动6．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7．关于自由落体运动的加速度g，下列说法正确的是( )A．重的物体的g值大B．g值在地面任何地方一样大C．g值在赤道处大于南极处D．同一地点的轻重物体的g值一样大【概念规律练】知识点一对自由落体运动的认识1．关于自由落体运动，下列说法正确的是( )A．自由落体运动的快慢与物体的质量大小有关B．物体只在重力作用下的运动都是自由落体运动C．物体从静止开始沿竖直方向的运动都是自由落体运动D．自由落体运动是一种匀变速直线运动2．关于自由落体运动，下列说法中正确的是( )A．初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动B．只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动C．自由落体运动在任意相的时间内速度变化量相D．自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动知识点二自由落体运动的加速度3．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，一切物体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4．一个做自由落体运动的物体，下落速度v随时间t变化的图象，如图所示，其中正确的是( )知识点三自由落体运动的规律5．唐代诗人李白用“飞流直下三千尺，疑是落九天”描述了瀑布的美景，以三尺为一米，可估算出水落到地面的速度为( )A．100 m/s B．140 m/sC．200 m/s D．1 000 m/s6.图1如图1所示，是甲、乙两位同学为测量反时间所做的，时甲用一只手在木尺下部做握住木尺的准备，当看到乙同学放开手时，他立即握住木尺．如果测出木尺下降的高度为11.25 cm，请你计算甲同学的反时间(g取10 m/s2)．【方法技巧练】一、利用比例法分析自由落体运动7．自由下落的物体，自起始点开始依次下落三段相同的位移所需要的时间比为( )A．1∶3∶5B．1∶4∶9C．1∶2∶3D．1∶(2－1)∶(3－2)二、灵活运用自由落体运动的规律8.图2屋檐每隔一时间滴下一滴水，当第5滴水正欲滴下时，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2所示，(g取10 m/s2)问：(1)此屋檐离地面多高？(2)滴水的时间间隔是多少？1．下列关于自由落体运动的叙述中，错误的是( )A．两个质量不、高度不同但同时自由下落的物体，下落过程中任何时刻的速度、加速度一相同B．两个质量不、高度相同的物体，先后做自由落体运动，通过任一高度处的速度、加速度一相同C．物体越重，下落得越快；物体越轻，下落得越慢D．所有自由落体运动的位移都与下落时间的平方成正比2．甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处同时自由落下，以下几种说法中正确的是( )A．两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙大B．下落1 s末，它们的速度相C．各自下落1 m时，它们的速度相D．下落过程中甲的加速度比乙大3．关于自由落体运动，下列说法正确的是( )A．自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B．竖直方向的位移只要满足x1∶x2∶x3∶…＝1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动C．自由落体运动在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5D．自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶3∶54.图3踢毽子是我国民间的一项体育活动，被人们誉为“生命的蝴蝶”．近年来，踢毽子成为全民健身的活动之一．毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下羽毛在上，如图3所示，对此分析正确的是( )A．铜钱重，所以总是铜钱在下羽毛在上B．如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象C．因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下羽毛在上D．毽子的自由下落是自由落体运动5．如图4所示的探究中，在有空气和抽掉空气的两种情况下，我们观察到羽毛和金属片的下落情况不同，这说明( )图4A ．真空中的羽毛比有空气时的羽毛受到的重力大B ．羽毛比金属片下落慢是由于羽毛受到空气阻力作用而金属片不受空气阻力C ．羽毛比金属片下落慢是由于羽毛受到的空气阻力对羽毛的下落影响比较大D ．所有物体在不受空气阻力只受重力时，在同一位置由静止释放，下落快慢均一样6．一观察者发现，每隔一时间有一个水滴自8 m 高处的屋檐落下，而且当看到第五滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，那么这时第二滴水离地面的高度是(g ＝10 m/s 2)( ) A ．2 m B ．2.5 m C ．2.9 m D ．3.5 m 7. 图5用图5所示的方法可以测出一个人的反时间，设直尺从开始自由下落，到直尺被受测者抓住，直尺下落的距离为h ，受测者的反时间为t ，则下列说法正确的是 ( ) A ．t ∝h B ．t ∝1hC ．t ∝hD ．t ∝h 28．为了测得一楼房的高度，某同学让一粒石块从楼顶自由落下，测出下列哪个量就可以求出楼房的高度( ) A ．仅测出石块下落到地面的总时间 B ．仅测出石块落地时的速度C ．仅测出石块落地前的最后1 s 内的位移D ．以上说法都不对9.将A 、B 两个小球自由释放．求：(g 取9.8 m/s 2)(1)在B 球释放后多长时间，连接A 、B 两球的细绳将被拉直？ (2)此时小球A 的速度和位移． 10. 图6如图6所示，在天花板下悬挂一长为l 的木棍，在木棍下端的正下方h 处有一观察者，他看到木棍因悬线断开而自由下落，求木棍通过观察点P 所经历的时间．11．从同一高处自由释放的甲、乙两球，乙球在甲球释放后某时刻释放，当乙球释放后经过2 s ，甲、乙两球间的距离为25 m ，则甲、乙两球释放时刻的时间间隔为多少？(g 取10 m/s 2) 第5节 自由落体运动 课前预习练1．重力 静止 (1)重力 质量 (2)零2．相 重力加速度 竖直向下 9.8 m /s 2增大 3．0 g4．(1)gt (2)12gt 25．BC [自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，自由落体运动必须同时满足这两个条件．A 选项中没有明确物体只受重力作用，故错误．D 中雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为零，因而不是自由落体运动，D 错，故B 、C 正确．]6．CD [两石块都做自由落体运动，运动规律相同且有相同的加速度，由于从同一高度下落，落地时间必然相同，故A 、B 不对．因h 、t 相同，故v ＝ht 必相同，D 正确．由v ＝gt 和h ＝12gt 2可知，C 也正确．]7．D [在同一地点所有物体g 值都相同．在地面不同地方，重力加速度的大小不同．从赤道到两极，g 值变大．]课堂探究练1．D2．CD [A 选项中，竖直向下的运动，有可能受到空气阻力或其他力的影响，下落的加速度不于g ，这样就不是自由落体运动；选项B 中，物体有可能具有初速度，所以选项A 、B 不对．选项C 中，因自由落体运动是匀变速直线运动，加速度恒，由加速度的概念a ＝ΔvΔt可知，Δv ＝g Δt ，所以若时间相，则速度的变化量相．选项D 可根据自由落体运动的性质判是正确的．]3．BCD [重力加速度是矢量，方向总是竖直向下，因此A 不正确．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 ] 点评 要理解重力加速度，并知道其方向总是与该点的重力方向相同．4．D [自由落体运动的速度v ＝gt ，g 是常数，故下落速度v 与时间t 成正比，D 正确．]5．B 6．0.15 s解析 由h ＝12gt 2得t ＝2h g＝ 2×11.25×10－210s ＝0.15 s7．D方法总结 自由落体是初速度为零的匀加速运动，有如下的比例关系：(1)T 末、2T 末、3T 末、…瞬时速度之比 v 1∶v 2∶v 3∶…＝1∶2∶3∶…(2)T 内、2T 内、3T 内、…位移之比x 1∶x 2∶x 3∶…＝1∶4∶9∶…(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内、…位移之比x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…＝1∶3∶5∶…(4)通过连续相的位移所用时间之比t 1∶t 2∶t 3∶…＝1∶(2－1)∶(3－2)∶… 8．(1)3.2 m (2)0.2 s解析 解法一：利用基本规律求解． 设屋檐离地面高为h ，滴水间隔为T由x ＝12gt 2得第2滴水的位移x 2＝12g(3T)2第3滴水的位移x 3＝12g(2T)2又因为x 2－x 3＝1 m联立以上三式，解得T ＝0.2 s屋檐高x ＝12g(4T)2＝12×10×(4×0.2)2m ＝3.2 m .解法二：用比例法求解．(1)由于初速度为零的匀加速直线运动从开始运动起，在连续相的时间间隔内的位移比为1∶3∶5∶7∶…∶(2n－1)，据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是x 0、3x 0、5x 0、7x 0.显然，窗高为5x 0，即5x 0＝1 m ，得x 0＝0.2 m屋檐离地面高x ＝x 0＋3x 0＋5x 0＋7x 0＝16x 0＝3.2 m .(2)由x ＝12gt 2知，滴水时间间隔为T ＝2x 0g＝ 2×0.210s ＝0.2 s . 解法三：用平均速度求解．(1)设滴水的时间间隔为T ，则雨滴经过窗子过程中的平均速度为v ＝x′T ＝1 mT .由v ＝gt 知，雨滴下落2.5T 时的速度为v ＝2.5gT.由于v ＝ v ，故有1T ＝2.5gT.解得T ＝0.2 s .(2)x ＝12g(4T)2＝3.2 m .课后巩固练1．C2．BC [物体在下落过程中，因是自由下落，只受重力影响，加速度都为g ，与质量无关，D 选项错误．又由v ＝gt 知，A 选项错，B 选项正确．又由公式v 2＝2gh 可知C 选项正确．故答案选B 、C .]3．AC [自由落体运动是初速度为零，加速度为g 的竖直向下的匀加速直线运动，所以A 正确；自由落体运动从开始下落起，位移之比x 1∶x 2∶x 3∶…＝1∶4∶9∶…，但位移之比是1∶4∶9∶…的运动不一是自由落体运动，所以B 不正确；自由落体运动服从初速度为零的运动的所有规律，所以C 正确，D 不正确．] 4．C 5.CD6．D [由匀变速运动规律推论知相滴位移比为1∶3∶5∶7，所以第二滴到地面(第一滴)的距离为总高度的71＋3＋5＋7＝716所以离地距离为716×8 m ＝3.5 m ，故D 对．] 7．C8．ABC [设楼高为H ，根据H ＝12gt 2知，A 正确．根据v 2＝2gH ，H ＝v 22g ，B 正确．若知道石块在最后1 s 内的位移，可求石块落地时的速度，然后再求楼高． 在最后1 s 内，x ＝v t ＝v 0＋v 2t ＝v －g×1＋v 2×1＝2v －g 2，v ＝x ＋g2，C 正确．]9．(1)1.37 s (2)19.3 m /s 19.0 m解析 (1)连接A 、B 两球的细绳被拉直，说明两球的位移差为9.8 m ，故h A －h B ＝9.8 m ，12g(t ＋0.6)2－12gt 2＝9.8 m ，解得t≈1.37 s .(2)v A ＝g(t ＋0.6)≈19.3 m /s ， h A ＝12g(t ＋0.6)2≈19.0 m .10.2h ＋lg－ 2h g解析 设木棍上端到达P 点时经历的时间为t 1，根据h ＋l ＝12gt 21则t 1＝2h ＋l g ；设木棍下端到达P 点时经历的时间为t 2，根据h ＝12gt 22得t 2＝ 2hg ，所以木棍通过观察者P 所经历的时间为t ＝t 1－t 2＝ 2h ＋lg－ 2h g . 11．1 s解析 设释放甲、乙两球的时间间隔为t 0，乙球运动的时间为t ＝2 s ，则有：x 甲＝12g(t 0＋t)2，x 乙＝12gt 2，由题意知x 甲－x 乙＝25 m ，解得时间间隔t 0＝1 s .。
高一物理必修第二册课时分层作业
高一物理必修第二册课时分层作业本文档旨在介绍《高一物理必修第二册课时分层作业》的大纲内容和目的。
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高中物理课时分层作业(五)向心力必修第二册
课时分层作业(五) 向心力A级必备知识基础练1.[2022·天津静海高一联考](多选)关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是( )A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力C．对稳定的圆周运动，向心力是一个恒力D．向心力的效果是改变质点的线速度大小2．如图所示，某物体沿14光滑圆弧轨道自最高点滑到最低点的过程中，物体的速率逐渐增大，则( )A．物体的合力为零B．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心OC．物体的合力就是向心力D．物体的合力方向与其运动方向不垂直(最低点除外)3.鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力．如图所示，当翼面与水平面成θ角且以速率v匀速水平盘旋时，半径为( )A．R＝v2g cosθ B．R＝v2g tanθC．R＝tanθv2g D．R＝v2g sinθ4．[2022·潍坊高一检测]如图甲所示为被称作“雪游龙”的国家雪车雪橇中心，2022年北京冬奥会期间，该场馆承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛．图乙为运动员从侧壁冰面过“雪游龙”独具特色的360°回旋弯道的场景，在某段滑行中运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，则此段运动过程中( )A．雪车和运动员所受合外力为零B．雪车受到冰面斜向上的摩擦力C．雪车受到冰面的摩擦力方向与其运动方向相反D．运动员所受雪车的支持力小于自身重力5.如图所示，一竖直圆筒绕中心轴OO′以角速度ω匀速转动，小物块紧贴在圆筒的内壁上，相对于圆筒静止．此时，小物块受圆筒壁的弹力大小为F，摩擦力大小为F f.当圆筒以角速度2ω匀速转动时(小物块相对于圆筒静止)，小物块受圆筒壁的( ) A．摩擦力大小变为4F fB．摩擦力大小变为2F fC．弹力大小变为4FD．弹力大小变为8F6.如图所示，一光滑轻杆沿水平方向放置，左端O处连接在竖直的转动轴上，a、b为两个可视为质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接Oa和ab，且Oa和ab两线长度相等，已知b球质量为a球质量的3倍．当轻杆绕O处转动轴在水平面内匀速转动时，Oa和ab两线的拉力之比为( )A．1∶3 B．1∶6C．4∶3 D．7∶67．链球运动员在将链球抛掷出去之前，总要双手抓住链条，加速转动几圈，如图所示，这样可以使链球的速度尽量增大，抛出去后飞行更远，在运动员加速转动的过程中，能发现他手中与链球相连的链条与竖直方向的夹角θ将随链球转速的增大而增大，则以下几个图像中能描述ω与θ关系的是( )8．(多选)如图所示，转台上固定有一长为4L的水平光滑细杆，两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L的轻弹簧连接起来，小球A、B的质量分别为3m、2m.竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上，当转台绕转轴匀速转动时( )A．小球A、B受到的向心力之比为3∶2B．当轻弹簧长度变为2L时，小球A做圆周运动的半径为LC．当轻弹簧长度变为3L时，转台转动的角速度为ω，则弹簧的劲度系数为mω2D．如果角速度逐渐增大，则小球B先接触转台边沿9.如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径r＝180 m的圆周运动，如果飞行员的质量m＝72 kg.飞机经过最低点时的速度v＝360 km/h(g取10 m/s2)，求这时飞行员对座位的压力．B级关键能力提升练10.[2022·浙江绍兴高一下期末]拨浪鼓最早出现在战国时期，宋代时小型拨浪鼓已成为儿童玩具．四个拨浪鼓于同一高度上，分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上，现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，两小球在水平面内做周期相同的圆周运动．下列各图中两球的位置关系可能正确的是(图中细绳与竖直方向的夹角α<θ<β)( )11.[2022·四川阆中中学高一联考](多选)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是( )A．Q受到桌面的支持力变大B．Q受到桌面的静摩擦力变大C．小球P运动的角速度变大D．小球P运动的周期变大12.[2022·江苏常州高一期末]如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连．小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO′匀速转动，且杆与水平面间的夹角始终保持θ＝37°，弹簧始终处于弹性限度内．已知杆处于静止状态时弹簧长度为L，重力加速度为g，sin 37°＝，cos 37°＝0.8.(1)求弹簧处于原长时，小球的角速度ω0；(2)当杆的角速度ω＝54√gL时，求弹簧形变量x.课时分层作业(五) 向心力1．解析：匀速圆周运动的向心力指向圆心，向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的，故A正确；向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力，故B正确；对于稳定的圆周运动，向心力的大小不变，但向心力的方向始终指向圆心，方向时刻在变化，所以向心力一定是变力，故C 错误；向心力始终与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故D 错误．答案：AB2．解析：A 错：物体做加速曲线运动，合力不为零．B 错：物体做速度增大的圆周运动，合力不指向圆心．C 错：合力沿半径方向的分力提供向心力．D 对：合力沿切线方向的分力使物体的速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合力方向间的夹角为锐角，合力方向与速度方向不垂直．答案：D 3．解析：鹰做匀速圆周运动，受力如图所示，合力提供向心力，则有mg tan θ＝m v 2R，解得半径为R ＝v 2g tan θ，故选项B 正确．答案：B4．解析：雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，处于非平衡状态，所受合外力不为零，A 错误；雪车受到的摩擦力是滑动摩擦力，与相对冰面运动方向相反，故受到的摩擦力方向与其运动方向相反，B 错误，C 正确；雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，运动员所受到的合外力指向轨迹圆心，故所受雪车的支持力大于自身重力，D 错误．答案：C5．解析：对小物块进行受力分析可知，其受重力、圆筒壁的弹力和静摩擦力作用，小物块在水平面内做匀速圆周运动，圆筒壁的弹力提供向心力，根据向心力公式，在水平方向有F ＝mω2r ，可知当圆筒的角速度变成2ω后，小物块受到圆筒壁的弹力的大小变为4F ，C 正确，D 错误；由于小物块相对圆筒静止，根据平衡条件，在竖直方向有F f ＝mg ，可知静摩擦力的大小与角速度无关，A 、B 错误．答案：C6．解析：设Oa 、ab 段细线长为l ，由牛顿第二定律，对a 球有F Oa －F ab ＝mω2l ；对b 球有F ab ＝3mω2·2l ，由以上两式得，Oa 和ab 两线的拉力之比为7∶6，选项D 正确．答案：D7．解析：设链条长为L，链球圆周运动的向心力是重力mg和拉力F T的合力，向心力F n＝mg tan θ＝mω2(L sin θ)，解得ω2＝gL cos θ，故选项D正确，A、B、C错误．答案：D8．解析：A错：转台转动时，小球A、B受到的向心力均由弹簧的弹力提供，则向心力大小相等．B错：当轻弹簧长度变为2L时，设小球A做圆周运动的半径为r A，则3mω2r A＝2mω2(2L－r A)，解得r A＝L.C对：当轻弹簧长度变为3L时，转台转动的角速度为ω，则k(3L－L)＝3mω2r A＝2mω2(3L－r A)，解得r A＝L，k＝mω2.D对：因r B>r A，则当角速度逐渐增大时，小球B先接触转台边沿．答案：CD9．解析：飞行员在最低点时，受到重力mg和座位对他的支持力F N，则有F n＝F N－mg＝m v2r，其中v＝360 km/h＝100 m/s，代入上式得F N＝mg＋mv2r＝(72×10＋72×1002180)N＝4 720 N，由牛顿第三定律可知飞行员对座位的压力大小为F′N＝F N＝4 720 N，方向向下．答案：4 720 N，方向向下10.解析：由题可知，小球做匀速圆周运动，角速度相同，受力分析如图，设绳长为L′，其反向延长线与拨浪鼓转轴交点为O，小球到转轴上O点的距离为L，绳与拨浪鼓连接处为A.根据牛顿第二定律得mg tan θ＝mω2L sin θ，小球转动平面与O点竖直距离h＝L cosθ，联立可得h＝gω2，又通过几何关系可知h＝L′cos θ＋OA cos θ，即绳子反向延长线与拨浪鼓转轴交点O到小球转动平面的高度h恒定，绳子与拨浪鼓连接点A离小球圆周运动平面的距离h′＝L′cos θ＝h－OA cos θ，绳子长度L′越大，则偏转角θ越大，h′越大．故选C.答案：C11．解析：对小球受力分析，设细线的拉力大小为F T ，细线与竖直方向夹角为θ，细线的长度为l ，则有F T cos θ＝mg ，F T sin θ＝m (2π/T )2r ，r ＝l sin θ，解得T 2＝4π2l cosθ/g ，ω2＝g /(l cos θ)，当小球位置升高时，周期减小，角速度增大，C 正确，D 错误；金属块Q 处于平衡状态，有F N ＝Mg ＋F T cos θ＝(M ＋m )g ，支持力不变，A 错误；水平方向上有F f ＝F T sin θ＝mg tan θ，小球的位置升高，θ增大，F f 增大，B 正确．答案：BC12．解析：(1)弹簧为原长时，小球只受到重力和杆的支持力，合力提供向心力mω20 L cosθ＝mg tan θ解得ω0＝1415gL.(2)小球静止时，受力平衡mg sin θ＝k (L －L ) 解得k ＝6mg5L当杆的角速度ω＝54gL时，因为ω>ω0，故弹簧处于伸长状态，弹簧的形变量为x ，弹簧弹力为FF ＝kx对小球受力分析，竖直方向有F N cos θ＝mg ＋F sin θ 水平方向有F N sin θ＋F cos θ＝mω2(L ＋x )cos θ 解得x ＝2L . 答案：(1)1415gL(2)2L。
2022_2023学年新教材高中物理课时分层作业二运动的合成与分解新人教版必修第二册
课时分层作业(二) 运动的合成与分解A级必备知识基础练1.关于运动的合成，下列说法正确的是( )A．合运动的时间等于分运动的时间之和B．合运动的时间大于任意一个分运动的时间C．合运动的时间小于任意一个分运动的时间D．合运动和分运动是同时进行的2.如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮．红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀加速向右运动，则蜡块的轨迹可能是( )A．直线P B．曲线QC．曲线R D．无法确定3．[2022·辽宁大连高一期末]如图所示是一辆公交车内部的俯视图，小华放学回家从前门上车，向车厢后面的车座走去．若从m到n过程中小华相对车匀速运动，车在匀加速启动，则小华相对地面的运动轨迹可能是( )4．如图所示，跳伞员在降落伞打开一段时间以后，在空中做匀速运动．若跳伞员在无风时竖直匀速下落，着地速度大小是4.0 m/s.当有正东方向吹来的风，风速大小是3.0 m/s，则跳伞员着地时的速度( )A．大小为5.0 m/s，方向偏西B．大小为5.0 m/s，方向偏东C．大小为7.0 m/s，方向偏西D．大小为7.0 m/s，方向偏东5.如图所示，沿y轴方向的初速度v1是沿x轴方向初速度v2的2倍，而沿y轴方向的加速度a1是沿x轴方向加速度a2的一半．对于这两个分运动的合运动，下列说法中正确的是( )A．一定是直线运动 B．一定是曲线运动C．可能是曲线运动 D．可能是直线运动6．(多选)一物体在xOy平面内从坐标原点开始运动，沿x轴和y轴方向运动的速度v 随时间t变化的图像分别如图甲、乙所示，则物体在0～t0时间内( )A．做匀变速运动B．做非匀变速运动C．运动的轨迹可能如图丙所示D．运动的轨迹可能如图丁所示7．如图，雨点正在以4 m/s的速度竖直下落，小明同学以3 m/s的速度水平匀速骑行，为使雨点尽量不落在身上，手中伞杆与竖直方向所成夹角应为( )A．30° B．37°C．45° D．0°8.如图，质量为m的物体在水平外力的作用下沿水平面运动，在水平面内建立平面直角坐标系，已知物体在x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动，其坐标与时间的关系为x＝6t(m)、y＝0.4t2(m)，根据以上条件求t＝10 s时刻：(1)物体的位置坐标．(2)物体速度的大小和方向．B级关键能力提升练9.[2022·浙江宁波高一期末]如图所示为某校学生跑操的示意图，跑操队伍宽d＝3 m，某时刻队伍整齐的排头刚到达AB，在A点的体育老师此时准备从队伍前沿直线匀速到达BC 边处某点，且不影响跑操队伍，已知学生跑操的速度v＝2 m/s，B、C之间的距离为L＝4 m，则以下说法正确的是( )A．体育老师的速度可能为2 m/sB．体育老师速度方向与AB平行C．体育老师可能在0.5 s到达BC边D．若体育老师要跑到BC边中点D处，其速度大小为5 m/s10．[2022·郑州高一检测](多选)如图甲所示，在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放置一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧．然后将这个玻璃管迅速倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动．假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内任意1 s上升的距离都是10 cm，玻璃管向右匀加速平移，每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm.图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管运动的水平位移，t＝0时蜡块位于坐标原点．则下列说法正确的是( )A．蜡块4 s内的运动轨迹是如图乙中的抛物线B．2 s时蜡块在水平方向的速度为0.1 m/sC．玻璃管向右平移的加速度大小为5×10−2 m/s2D．t＝2 s时蜡块的速度大小为0.2 m/s11．如图所示是直升机抢救伤员的情境．假设直升机放下绳索吊起伤员后(如图甲)，竖直方向的速度图像和水平方向的位移图像分别如图乙、丙所示，则( )A．绳索中拉力可能倾斜向上B．在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条直线C．伤员始终处于失重状态D．绳索中拉力先大于重力，后小于重力12.表演“顶竿”杂技时，站在地上的演员(称为“底人”)扛一竹竿，演员和竹竿的总质量为80 kg，一质量为10 kg的小猴(可当质点处理)在竿底端从静止开始以2 m/s2的加速度加速上爬，同时演员以1 m/s的速度水平向右匀速移动，以猴的出发点为坐标原点，建立平面直角坐标系如图所示，g取10 m/s2.求：(1)2 s时猴子的位置(用坐标表示)．(2)2 s时猴子的瞬时速度大小(根号可保留)．(3)在此过程中，演员对地面的压力大小．课时分层作业(二) 运动的合成与分解1．解析：分运动是由合运动根据实际效果分解来的，分运动的时间与合运动的时间相等，即合运动与分运动同时发生、同时结束，故D正确．答案：D2．解析：红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，所受合力水平向右，合力与合初速度不共线，红蜡块的轨迹应为曲线；由于水平方向的速度增大，则合速度的方向越来越趋向于水平，做曲线运动的物体所受合力应指向轨迹弯曲的一侧，可确定选项B正确．答案：B3．解析：小华相对地面的运动是由匀速直线运动和初速度为零的匀加速运动合成，运动轨迹是曲线，加速度方向向右，曲线弯向右，故D正确，A、B、C错误．答案：D4．解析：跳伞员着地时的速度大小v＝42＋32 m/s＝5 m/s.风是从正东方向吹来，则水平方向上的分速度向西，则合速度的方向偏西，故选项A 正确．答案：A5．解析：根据平行四边形定则，作出合加速度与合初速度，如图所示，由图可知合运动的加速度与初速度方向不共线，则这两个分运动的合运动一定是曲线运动，选项B 正确．答案：B6．解析：由题图甲、乙可知，物体在x 轴正方向的分运动为匀速直线运动，在y 轴正方向的分运动为匀减速直线运动，所以物体做匀变速运动，A 正确，B 错误；物体做曲线运动时所受合外力指向曲线的凹侧，由以上分析可知，物体所受合外力沿y 轴负方向，故物体运动的轨迹可能如图丙所示，C 正确，D 错误．答案：AC7．解析：小明同学以3 m/s 的速度水平匀速骑行，则雨点在水平方向相对小明同学以3 m/s 的速度匀速运动，竖直方向雨点以4 m/s 的速度下落，设雨点相对小明同学的合速度与竖直方向成θ角，则tan θ＝3 m/s 4 m/s ＝34，解得θ＝37°，故为使雨点尽量不落在身上，小明同学手中伞杆与竖直方向所成夹角应为37°，B 正确．答案：B8．解析：(1)将t ＝10 s 代入x ＝6t (m)、y ＝0.4t 2(m)得：坐标为(60 m ，40 m). (2)设物体速度方向与＋x 方向夹角为θ，x 轴方向：v x ＝6 m/s ，做匀速直线运动 y 轴方向：a y ＝0.8 m/s 2，做匀加速直线运动 v y ＝a y t解得：v y ＝8 m/s10 s 末v 10＝v 2x ＋v 2y ，tan θ＝v y v x联立解得：v 10＝10 m/s ， tan θ＝43，得θ＝53°答案：(1)(60 m ，40 m) (2)10 m/s 与＋x 方向成53°角9．解析：体育老师匀速运动从A 到BC 边某处，且不影响跑操队伍，则其一方面沿着队伍行进方向的速度v x 不能小于2 m/s ，另一方面还要有一个垂直于跑操队伍前进方向的速度v y ，其实际速度(v 师＝v 2x ＋v 2y )一定大于2 m/s ，与AB 有一定夹角，故A 、B 都错误；若体育老师在0.5 s 到达BC 边，则其垂直于跑操队伍前进方向的速度v y ＝dt，代入数据可得v y ＝6 m/s ，体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度v x ≥2 m/s，其合速度v 师≥210 m/s即可，作为体育老师是可以实现的，故C 正确；若体育老师要跑到BC 边中点D 处，则运动时间t ＝L2v x ≤1 s，则其垂直于跑操队伍前进方向的速度v y ＝dt≥3 m/s，体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度v x ≥2 m/s，则合速度v 师≥13 m/s ，故D 错误．答案：C10．解析：蜡块在竖直方向做匀速直线运动，在水平方向向右做匀加速直线运动，根据题中的数据画出的轨迹如图乙所示，故A 正确；由于玻璃管向右为匀加速平移，根据Δx ＝at 2可求得加速度a ＝Δx t2＝5×10－2 m/s 2，故C 正确；由运动的独立性可知，竖直方向的速度为v y ＝yt＝0.1 m/s ，水平方向做匀加速直线运动，2 s 时蜡块在水平方向的速度为v x ＝at ＝0.1 m/s ，则2 s 时蜡块的速度v ＝v 2x ＋v 2y ＝210m/s ，故B 正确，D 错误． 答案：ABC11．解析：由图乙、丙可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，水平方向的合力等于零，竖直方向为匀变速运动，则绳索中拉力一定沿竖直方向，运动轨迹一定是曲线，故A 、B 错误；在竖直方向伤员先向上做加速运动，后向上做减速运动，所以加速度的方向先向上后向下，伤员先超重后失重，绳索中拉力先大于重力，后小于重力，故D 正确，C 错误．答案：D12．解析：(1)在竖直方向做匀加速直线运动， 则有y 1＝12a y t 2＝12×2×22m ＝4 m在水平方向做匀速直线运动， 则有x 1＝v x t ＝1×2 m＝2 m2 s 时猴子的位置坐标为(2 m ，4 m). (2)竖直方向速度v y ＝a y t ＝2×2 m/s＝4 m/s. 2 s 时猴子的瞬时速度大小为v＝v2＋v2y＝12＋42 m/s＝17 m/sx(3)视演员、竹竿和小猴为整体，根据牛顿第二定律可得F N－(m＋M)g＝ma y解得F N＝920 N根据牛顿第三定律可得演员对地面的压力为920 N.答案：(1)(2 m，4 m) (2)17 m/s (3)920 N。
2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第六章第一节 行星的运动 Word版含答案
第一节行星的运动[学习目标] 1.知道地心说和日心说的基本内容及进展过程． 2.知道开普勒行星运动定律及其建立过程． 3.能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题．[同学用书P38]一、地心说与日心说(阅读教材P32)1．地心说地球是宇宙的中心，且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动．2．日心说太阳是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．3．两种学说的局限性两种学说都认为天体的运动必定是最完善、最和谐的匀速圆周运动，而这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符．拓展延长►———————————————————(解疑难)古代对行星运动的两种学说都不完善，由于太阳、地球等天体都是运动的，并且行星的轨道是椭圆的，其运动也不是匀速的，鉴于当时对自然科学的认知力量，日心说比地心说进步．1.关于“日心说”和“地心说”的一些说法中，正确的是()A．地球是宇宙的中心，是静止不动的B．“太阳从东方升起，在西方落下”这说明太阳绕地球转动，地球是不动的C．假如认为地球是不动的(以地球为参考系)，行星运动的描述不仅简单而且问题很多D．假如认为太阳是不动的(以太阳为参考系)，则行星运动的描述变得简洁提示：选CD.地球和太阳都不是宇宙的中心，地球绕太阳公转，是太阳系的一颗行星．“太阳从东方升起，在西方落下”，是地球上的人以地球为参考系观看的结果，并不能说太阳绕地球转动，由于运动是相对的，参考系不同，对运动的描述也不同．二、开普勒行星运动定律(阅读教材P32～P33)定律内容公式或图示开普勒第肯定律全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上开普勒其次定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第三定律全部行星的轨道的半长轴的三次方跟它的周期的二次方的比值都相等公式：a3T2＝k，k是一个与行星无关的常量拓展延长►———————————————————(解疑难)1．开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明开普勒三定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球的运动，卫星(或人造卫星)绕行星的运动．2．开普勒其次定律与开普勒第三定律的区分：前者揭示的是同一行星在距太阳不同距离时的运动快慢的规律，后者揭示的是不同行星运动快慢的规律．2.(1)绕太阳运动的行星的速度大小是不变的．()(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．()(3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长．()提示：(1)×(2)×(3)√三、行星运动的近似处理(阅读教材P33)1．行星绕太阳运动的轨道格外接近圆，太阳处在圆心．2．行星绕太阳做匀速圆周运动．3．全部行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即r3T2＝k.拓展延长►———————————————————(解疑难)开普第三定律中的k值是由中心天体打算的，与环绕天体无关，与是椭圆运动还是圆周运动无关．3.“嫦娥三号”先进入半长轴为a的绕月椭圆轨道，周期为T，后调整为半径为R的近月圆轨道，则“嫦娥三号”在近月轨道的周期为________．提示：由开普勒第三定律得：R3T′2＝a3T2，则T′＝R3a3T.对开普勒三定律的理解[同学用书P39]1．第肯定律(轨道定律)全部行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于全部椭圆的一个公共焦点上．否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳精确的位置．2.其次定律(面积定律)揭示了某个行星运行速度的大小与到太阳距离的关系．行星靠近太阳时速度大，远离太阳时速度小．近日点速度最大，远日点速度最小．3．第三定律(周期定律)第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的关系．椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小．在右图中，半长轴是AB 间距的一半，T 是公转周期．其中常数k 与行星无关，只与太阳有关．——————————(自选例题，启迪思维)(2021·衡水高一检测)下列关于开普勒对于行星运动规律生疏的说法中，正确的是 ( ) A ．全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B ．全部行星绕太阳运动的轨道都是圆C ．全部行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D ．全部行星都是在靠近太阳时速度变大[解析] 由开普勒第肯定律知全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，所以A 正确，B 错误．由开普勒第三定律知全部行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，故C 错误．依据开普勒其次定律，行星在椭圆轨道上靠近太阳运动时，速度越来越大，D 正确． [答案] AD (2021·高考江苏卷)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，依据开普勒行星运动定律可知( ) A ．太阳位于木星运行轨道的中心B ．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C ．火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方D ．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积[解析] 依据开普勒行星运动定律，火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行时，太阳位于椭圆的一个焦点上，选项A 错误；行星绕太阳运行的轨道不同，周期不同，运行速度大小也不同，选项B 错误；火星与木星运行的轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量，选项C 正确；火星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，木星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，但这两个面积不相等，选项D 错误．[答案] C哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法中正确的是( ) A ．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率 B ．彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度C ．彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度D ．若彗星周期为76年，则它的半长轴是地球公转半径的76倍[解析] 依据开普勒其次定律，为使相等时间内扫过的面积相等，则应保证近日点与远日点相比在相同时间内走过的弧长要大．因此在近日点彗星的线速度(即速率)、角速度都较大，故A 、B 正确．而向心加速度a ＝v 2R ，在近日点，v 大，R 小，因此a 大，故C 正确．依据开普勒第三定律a 3T 2＝k ，则a 31a 32＝T 21T 22＝762，即a 1＝35 776a 2，故D 错误． [答案] ABC[名师点评] 开普勒行星运动三定律是理解行星运动和进一步学习天体运动学问的基础．本节学问的考查点主要集中在应用行星运动三定律分析有关天文现象和人造卫星运动问题．开普勒第三定律的应用[同学用书P 39]1．星体绕中心天体做椭圆运动时，其周期与轨道半长轴的关系满足：a 3T 2＝k .2．星体绕中心天体做圆周运动时，其周期与轨道半径的关系满足：R3T2＝k .3．绕同一中心天体运行的星体，有的轨迹为椭圆，有的轨迹为圆，则满足：a 3T 2＝R 3T ′2＝k .——————————(自选例题，启迪思维)两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为T A ∶T B ＝1∶8，则轨道半径之比为( ) A.R A R B ＝4 B.R A R B ＝14 C.R A R B ＝2 D.R A R B ＝12[解析] A 、B 两卫星都绕地球做圆周运动，则R 3A T 2A ＝R 3BT 2B .又已知T A ∶T B ＝1∶8，解得R A R B ＝14.[答案] B (2022·高考浙江卷)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r 1＝19 600 km ，公转周期T 1＝6.39天.2006年3月，天文学家新发觉两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r 2＝48 000 km ，则它的公转周期T 2最接近于( )A ．15天B ．25天C ．35天D ．45天[解析] 依据开普勒第三定律得r 31T 21＝r 32T 22，所以T 2＝r 32r 31T 1≈25天，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．[答案] B假设某飞船沿半径为R 的圆周绕地球运行，其周期为T ，地球半径为R 0.该飞船要返回地面时，可在轨道上某点A 处将速率降到适当数值，从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的B 点相切，如图所示．求该飞船由A 点运动到B 点所需的时间．[解析] 飞船沿半径为R 的圆周绕地球运行时，可认为其半长轴a ＝R ，飞船沿椭圆轨道运行时，设其周期为T ′，轨道半长轴a ′＝12(R ＋R 0)，由开普勒第三定律得a 3T 2＝a ′3T ′2，所以，飞船从A 点运动到B 点所需的时间t ＝12T ′＝28⎝⎛⎭⎫1＋R 0R 32T .[答案]28⎝⎛⎭⎫1＋R 0R 32T [名师点评] (1)开普勒第三定律不仅适用于椭圆轨道的行星运动，也适用于圆轨道的行星运动． (2)绕同一天体运动时，开普勒第三定律公式中的k 值相同．[同学用书P 40]思想方法——微分法在开普勒其次定律中的应用行星在近日点、远日点时速度方向与连线垂直，若行星在近日点、远日点到太阳的距离分别为a 、b ，取足够短的时间Δt ，由于行星与太阳的连线扫过的图形可看做扇形，由开普勒其次定律应有12v a ·Δt ·a ＝12v b ·Δt ·b ，得v a v b ＝ba，即行星在这两点的速率与行星到太阳的距离成反比． [范例] “神舟十号”飞船绕地球飞行时近地点高度约h 1＝200 km ，远地点高度约h 2＝330 km ，已知R 地＝6 400 km ，求飞船在近地点、远地点的运动速率之比v 1∶v 2.[解析] “神舟十号”飞船在近地点和远地点，相同时间Δt 内通过的弧长分别为：v 1Δt 和v 2Δt ，扫过的面积分别为：12v 1(R 地＋h 1)Δt 和12v 2(R 地＋h 2)Δt .由开普勒其次定律得：12v 1(R 地＋h 1)Δt ＝12v 2(R 地＋h 2)Δt v 1∶v 2＝R 地＋h 2R 地＋h 1＝6 400＋3306 400＋200＝673∶660.[答案] 673∶660[名师点评] 行星的速率特点(1)定性分析：行星靠近太阳时，速率增大；远离太阳时，速率减小． (2)定量计算：在近日点、远日点行星的速率与行星到太阳的距离成反比． (3)行星的运行轨道看成圆时，速率不变．(2021·杭州高一检测)如图所示是行星m 绕恒星M 运动状况的示意图，下列说法正确的是( )A ．速度最大点是B 点 B ．速度最小点是C 点C ．m 从A 到B 做减速运动D ．m 从B 到A 做减速运动解析：选C.由开普勒其次定律可知，近日点时行星运行速度最大，因此，A 、B 错误；行星由A 向B 运动的过程中，行星与恒星的连线变长，其速度减小，故C 正确，D 错误．[同学用书P 41][随堂达标]1．16世纪，哥白尼依据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心争辩，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是( )A ．宇宙的中心是太阳，全部行星都绕太阳做匀速圆周运动B ．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C ．地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象D ．与日地距离相比，恒星离地球都格外遥远，比日地间的距离大得多 解析：选AB.全部行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在全部椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期T 和轨道半长轴a 满足a 3T 2＝恒量，故全部行星实际并不是在做匀速圆周运动，整个宇宙是在不停地运动的．2.(2021·抚顺一中高一检测)某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F 1和F 2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A 点的速率比在B 点的大，则太阳是位于( )A ．F 2B ．AC ．F 1D ．B解析：选A.依据开普勒其次定律：太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等的面积，由于行星在A 点的速率比在B 点大，所以太阳位于F 2.3．据报道，争辩人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发觉的1 235颗潜在类地行星中选出86颗，作为查找外星生命踪迹的观测对象．关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是( )A ．全部行星都绕太阳做匀速圆周运动B ．全部行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道都相同C ．离太阳越近的行星，其公转周期越小D ．离太阳越远的行星，其公转周期越小解析：选C.全部的行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道不同，故A 、B 错误；由开普勒第三定律知，离太阳越近的行星，公转周期越小，故C 正确，D 错误．4. 关于开普勒第三定律的公式 a 3T2＝k ，下列说法正确的是( )A ．公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运动的行星B ．公式适用于宇宙中全部围绕星球运动的行星(或卫星)C ．公式中的k 值，对全部行星或卫星都相等D ．围绕不同星球运动的行星(或卫星)，其k 值不同解析：选BD.公式a 3T 2＝k 不仅适用于太阳—行星系统，而且适用于全部的天体系统．只不过不同的天体系统k 值不相同，故B 、D 选项正确．5．(选做题)某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a ，近日点离太阳的距离为b ，过远日点时行星的速率为v a ，则过近日点时的速率为( )A ．v b ＝ba v aB ．v b ＝a b v aC ．v b ＝ab v aD ．v b ＝b a v a解析：选C.如图所示A 、B 分别表示远日点、近日点，由开普勒其次定律知，太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等，取足够短的时间Δt ，则有12v a ·Δt ·a ＝12v b ·Δt ·b ，所以v b ＝a b v a . [课时作业] 一、选择题 1．(多选)某行星绕太阳运动的轨道如图所示．则以下说法正确的是( ) A ．太阳肯定在椭圆的一个焦点上B ．该行星在a 点的速度比在b 、c 两点的速度都大C ．该行星在c 点的速度比在a 、b 两点的速度都大D ．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的解析：选ABD.由开普勒第肯定律知，太阳肯定位于椭圆的一个焦点上，A 正确；由开普勒其次定律知太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积是相等的，由于a 点与太阳的连线最短，b 点与太阳的连线最长，所以行星在a 点速度最大，在b 点速度最小，选项B 、D 正确，C 错误．2．(多选)(2021·孝感高一检测)关于公式a 3T2＝k ，下列理解正确的是( )A ．k 是一个与行星无关的量B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a 月，周期为T 月，则a 3地T 2地＝a 3月T 2月C ．T 表示行星运动的自转周期D ．T 表示行星运动的公转周期解析：选AD.公式a 3T 2＝k 中的k 为一常数，与中心天体有关，与行星无关，所以选项A 正确．地球是太阳的行星，月球是地球的卫星，中心天体不同，比例常数不同，所以选项B 错误．公式中T 应表示绕中心天体的公转周期，而不是自转周期，所以选项C 错误，D 正确．3．若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示．行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 星球半径(×106 m) 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4轨道半径(×1011 m)0.579 1.08 1.50 2.28 7.78 14.3 28.7 45.0A ．80年B ．120年C ．165年D ．200年解析：选C.设海王星绕太阳运行的平均轨道半径为r 1，周期为T 1，地球绕太阳公转的轨道半径为r 2，周期为T 2(T 2＝1年)，由开普勒第三定律有r 31T 21＝r 32T 22，故T 1＝r 31r 32·T 2≈165年，故选C. 4．太阳系八大行星公转轨道可以近似看做圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为( )行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 公转周期(年) 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5A.1.2C ．4.6亿千米 D ．6.9亿千米解析：选B.由题意可知，行星绕太阳运转时，满足T 2r3＝常数，设地球的公转周期和轨道半径分别为T 1、r 1，火星绕太阳的公转周期和轨道半径分别为T 2、r 2，则T 21r 31＝T 22r 32，代入数据得r 2＝2.3亿千米．5．(2021·聊城高一检测)宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是( )A ．3年B ．9年C ．27年D ．81年解析：选C.由开普勒第三定律R 31T 21＝R 32T 22得：T 2＝R 32R 31×T 1＝⎝⎛⎭⎫913×1年＝27年，故C 项正确，A 、B 、D 错误．6．木星的公转周期约为12年，假如把地球到太阳的距离作为1天文单位，则木星到太阳的距离约为( ) A ．2天文单位 B ．4天文单位 C ．5.2天文单位 D ．12天文单位 解析：选C.木星、地球都环绕太阳按椭圆轨道运行，近似计算时可当成圆轨道处理，因此它们到太阳的距离可当成是绕太阳公转的轨道半径．由开普勒第三定律r 3木T 2木＝r 3地T 2地得r 木＝3T 2木T 2地r 地＝3⎝⎛⎭⎫1212×1≈5.2(天文单位)．7．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看做是圆形的．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( )A ．0.19B ．0.44C ．2.3D ．5.2解析：选B.据开普勒第三定律R 3木T 2木＝R 3地T 2地，得木星与地球绕太阳运动的周期之比T 木T 地＝R 3木R 3地，线速度v ＝2πRT ，故两行星线速度之比v 木v 地≈0.44，故B 项正确． 8．(多选)太阳系中的其次大行星——土星的卫星众多，目前已发觉数十颗．下表是有关土卫五和土卫六卫星 距土星的距离/km半径/km 质量/kg 发觉者土卫五 527 000 765 2.49×1021 卡西尼 土卫六 1 222 000 2 575 1.35×1023 惠更斯A.B ．土卫六的转动角速度较大C ．土卫六的向心加速度较小D ．土卫五的公转速度较大解析：选ACD.设其运动轨道是圆形的，且做匀速圆周运动，依据开普勒第三定律：轨道半径的三次方与公转周期的二次方的比值相等，得选项A 正确．土卫六的周期较大，则由匀速圆周运动的学问得，土卫六的角速度较小，故选项B 错误．依据匀速圆周运动向心加速度公式a ＝ω2r ＝⎝⎛⎭⎫2πT 2r 及开普勒第三定律r 3T2＝k得a ＝4π2T 2r ＝4π2·r 3T 2·1r 2＝4π2k 1r 2，可知轨道半径大的向心加速度小，故选项C 正确．由于v ＝2πr T ＝2πr 3T 2·1r ＝2πk ·1r ，可知轨道半径小的公转速度大，故选项D 正确．9．(多选)美国宇航局放射的“深度撞击”号探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示．假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( )A ．绕太阳运动的角速度不变B ．近日点处线速度大于远日点处线速度C ．近日点处加速度大于远日点处加速度D ．其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数解析：选BCD.依据开普勒定律可以推断B 、D 正确，A 错误；近日点v 大，R 小，由a ＝v 2R 知近日点加速度大，C 正确．☆10.我国放射“天宫一号”空间试验舱时，先将试验舱发送到一个椭圆轨道上，其近地点M 距地面200 km ，远地点N 距地面362 km ，如图所示．进入该轨道正常运行时，其周期为T 1，通过M 、N 点时的速率分别是v 1、v 2.当某次通过N 点时，地面指挥部发出指令，点燃试验舱上的发动机，使其在短时间内加速后进入离地面362 km 的圆形轨道，开头绕地球做匀速圆周运动，周期为T 2，这时试验舱的速率为v 3.比较在M 、N 、P 三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是( )A ．v 1>v 3B ．v 2>v 1C ．a 2>a 1D ．T 1>T 2解析：选A.依据开普勒第三定律(周期定律)可知，轨道半径大的周期大，所以T 1<T 2，选项D 错误；依据开普勒其次定律(面积定律)可知，v 1>v 2，v 1>v 3，选项B 错误，A 正确；由a ＝v 2R可知，a 1>a 2，选项C 错误．二、非选择题11．天文学家观看到哈雷彗星的转动周期是75年，离太阳最近的距离是8.9×1010 m ，离太阳最远的距离不能被测出．试依据开普勒定律估算这个最远距离．(太阳系的开普勒常数k ＝3.354×1018 m 3/s 2)解析：哈雷彗星运行的半长轴a ＝l 1＋l 22，由开普勒第三定律a 3T2＝k联立得l 2＝2a －l 1＝23kT 2－l 1，代入数值解得l 2＝5.226×1012 m. 答案：5.226×1012 m☆12.月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多高，人造地球卫星可随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(已知R 地＝6.4×103 km)解析：设人造地球卫星轨道半径为R ，周期为T ，由题意知T ＝1天，月球轨道半径为60R 地，周期为T 0＝27天，由R 3T 2＝(60R 地)3T 20得：R ＝3T 2T 20×60R 地＝ 3⎝⎛⎭⎫1272×60R 地＝6.67R 地 卫星离地高度H ＝R －R 地＝5.67R 地＝5.67×6 400 km ＝3.63×104 km.答案：3.63×104 km。
功率与速度的关系机车启动问题课时作业-2021-2022学年高一下学期物理人教
人教版高一物理必修第一册课时作业第1节第4课时功率与速度的关系机车启动问题一、单项选择题1、质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定,汽车能够达到的最大速度为v,那么当汽车的加速度为时,汽车的速度大小为( )A. B.C. D.2、设河水阻力跟船的速度的平方成正比，若船匀速运动的速度变为原来的2倍，则船的功率变为原来的( )A.2倍 B．2倍C．4倍 D．8倍3、2018年12月,速度可达350 km/h的“复兴号”新型动车组首次公开亮相,如图所示。
设动车运行时受到的阻力与速度成正比,若动车以速度v匀速行驶,发动机的功率为P。
当动车以速度2v匀速行驶时,发动机的功率为( )A.PB.2PC.4PD.8P4、一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升，重物上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是( )A.钢绳的最大拉力为P v2B.钢绳的最大拉力为mgC.重物匀加速的末速度为PmgD.重物匀加速运动的加速度为Pmv1－g5、质量为400 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速,受到的阻力不变,其加速度a与速度的倒数的关系如图所示,已知图线斜率k数值大小为400,则( )A.赛车速度随时间均匀增大B.赛车加速度随时间均匀增大C.赛车运动时发动机输出功率为160 kWD.图中b点取值应为0.01,其对应的物理意义表示赛车的最大速度为160 km/h6、如图所示，一质量为m的物体，从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，下滑时离地面的高度为h，当物体滑到斜面底端时，重力的即时功率为( )A．mg2gh B．mg2gh sinθC．mg2ghcosθ D．mg2ghsin2θ7、如图所示，以恒定功率行驶的汽车，由水平路面驶上斜坡后，速度逐渐减小，则汽车在斜面上行驶时( )A．牵引力增大，加速度增大B．牵引力增大，加速度减小C．牵引力减小，加速度增大D．牵引力减小，加速度减小8、如图甲所示，水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下，由静止开始运动，运动过程中，力F的功率恒为P.物体运动速度的倒数1 v与加速度a的关系如图乙所示(图中v0，a0为已知量)，则下列说法正确的是( )A ．物体所受阻力大小为2P v 0B ．物体的质量为P a 0v 0C ．运动过程中的拉力F 逐渐变大D ．物体加速运动的时间为v 0a 0二、多项选择题9、如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图像,从t 1时刻起汽车的功率保持不变。
高一物理必修2课时作业 功能原理 摩擦生热
功能原理摩擦生热一．选择题1．用恒力F 将物体竖直向上加速提升到一定高度处，在这一过程中（）A ．力F 做的功等于物体动能的增加B ．力F 和重力的合力所做的功等于物体动能的增加C ．力F 和重力的合力所做的功等于物体机械能的增加D ．物体克服重力所做的功等于物体重力势能的增加2．质量为m 的物体，从距地面h 高处以3/g 的加速度由静止开始下落，下列判断中正确的是（）A ．物体的重力势能减少3/mgh B ．物体的机械能减少3/2mgh C ．物体的动能增加3/mgh D ．物体的重力做功mgh 3．如图（1）所示，木块A 放在木块B 的左端，用恒力F 将A 拉至B 的右端，第一次将B 固定，F 做功1W ，因摩擦生热为1Q ，第二次B 可以在光滑的地面上滑动，F 做功为2W ，因摩擦生热为2Q ，则（）A ．21W W <，21Q Q =B ．21W W =，21Q Q <C ．21W W <，21Q Q <D ．21W W =，21Q Q =4．如图（2）所示，质量为m 的子弹以水平初速度0v 射入静止在光滑水平面上的质量为M 的木块中，子弹未从木块中射出，最后共同速度为v ，在此过程中，木块在地面上滑动的距离为S ，子弹射入木块的深度为d ，子弹与木块间的相互作用力为f ，以下关系式中正确的是（）A ．)(2121220d s f mv mv +=-B ．fs Mv =221C ．fd Mv =221D ．fd v m M mv =+-220)(21215．如图（3）所示，木块原来静止在光滑水平面上，子弹以一定的水平速度射穿木块，同时木块被带动前进一段距离，关于此过程中的能量关系，以下说法中正确的是（）A ．子弹动能的损失等于子弹克服阻力做的功B ．子弹的初动能等于子弹、木块末动能之和C ．摩擦生热等于系统动能损失D ．木块获得的动能等于摩擦力对木块做的功6．一木块静止在光滑的水平桌面上，被水平飞来的子弹击中，并未穿出，射入的深度为d，此过程中木块的位移为2s，子弹位移为1s（子弹所受阻力恒为F，不计空气阻力），则（）Fs B．子弹损失的动能为FdA．子弹损失的动能为1C．系统增加的内能为Fd D．子弹损失的动能等于木块获得的动能二．填空题7．如图（2）所示，光滑的水平面上静放着一木块，以一定水平速度飞来的子弹射入木块2cm后与木块相对静止，同时木块被带动前进了1cm，在此过程中，子弹减少的机械能、木块获得的机械能以及系统产生的内能之比是_______________。
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高一物理必修二课时作业【篇一】1．从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为( ) A．300WB．400WC．500WD．700W解析：选A．物体落地瞬间vy＝gt＝30m/s，所以PG＝Gvy＝300W，故A正确．2．汽车在平直公路上以恒定功率起动．设阻力恒定，则在图中关于汽车运动过程中的加速度、速度随时间变化的关系，下列说法中正确的是( ) A．汽车的加速度—时间图像可用图乙描述B．汽车的速度—时间图像可用图甲描述C．汽车的加速度—时间图像可用图丁描述D．汽车的速度—时间图像可用图丙描述解析：选AB．由a＝F－fm，P＝Fv知，当速度增加时，F减小，加速度在减小，当F＝f时，速度达到，故A、B对．3．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s 末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图所示，已知汽车的质量为m＝2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则( ) A．汽车在前5s内的牵引力为4×103NB．汽车在前5s内的牵引力为6×103NC．汽车的额定功率为60kWD．汽车的速度为30m/s解析：选BCD．由v－t图像知，前5s的加速度a＝ΔvΔt＝2m/s2，由牛顿第二定律知，前5s内的拉力F－kmg＝ma，得F＝(0.1×2×103×10＋2×103×2)N＝6×103N，故B对、A错；又5s末达到额定功率P＝Fv5＝6×103×10W＝6×104W ＝60kW，故C对；速度vmax＝P0.1mg＝6×1040.1×2×103×10m/s＝30m/s，故D 对．4．位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同．则可能有( )A．F2＝F1v1>v2B．F2＝F1v1C．F2>F1v1>v2D．F2解析：选BD．设F2与水平方向成θ角，由题意可知：物体都做匀速运动，受力平衡，则F1＝μmg，F2cosθ＝μ(mg－F2sinθ)，解得F2(cosθ＋μsinθ)＝μmg＝F1①根据F1与F2功率相同得F1v1＝F2v2cosθ②由①②可得v2v1＝cosθ＋μsinθcosθ＝1＋μtanθ>1，所以v15．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m＝10kg的物体．在水平推力F1＝20N的作用下，从静止开始做匀加速直线运动．运动3s后推力F的大小变为F2＝10N，方向不变．求：(1)推力F在3s内对物体所做的功；(2)推力F在3s内对物体做功的平均功率；(3)推力F在4s时做功的瞬时功率．解析：(1)运动物体在前3s内的加速度为a1，运动位移为x1，第3s末的速度大小为vt，则有a1＝F1m＝2010m/s2＝2m/s2x1＝12a1t2＝12×2×32m＝9mvt＝a1t＝2×3m/s＝6m/s所以推力F在3s内对物体做的功WF1＝F1x1＝20×9J＝180J.(2)推力F在3s内对物体做功的平均功率P＝WF1t＝1803W＝60W.(3)4s时物体的运动速度为vt′＝vt＋a2t2＝vt＋F2mt2＝6m/s＋1010×1m/s＝7m/s.所以推力F在4s时做功的瞬时功率P＝F2vt′＝10×7W＝70W.答案：(1)180J(2)60W(3)70W【篇二】一、选择题1．一辆正在路面上行驶的汽车，遇到前方有人横穿马路时，司机紧急制动后又经过x米的距离停下来才避免了一场车祸的发生，若汽车与地面的摩擦力大小为f，则关于汽车与地面间摩擦力做功的以下说法中正确的是( ) A．摩擦力对汽车、地面均不做功B．摩擦力对汽车做－fx的功，对地面做fx的功C．摩擦力对汽车、地面均做－fx的功D．摩擦力对汽车做－fx的功，对地面不做功解析：选D．根据做功的条件：力和力的方向上发生一段位移，可知选D．2．如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是( )A．始终不做功B．先做负功后做正功C．先做正功后不做功D．先做负功后不做功解析：选ACD．若物体滑上传送带时速度与传送带速度相等，物体将做匀速运动，所受摩擦力为零，做功为零．若物体滑上传送带时的速度小于传送带的速度，物体将受到向右的摩擦力并向右做加速运动，速度与传送带速度相等时做匀速运动，加速时摩擦力对物体做正功，匀速时没有摩擦力，传送带对物体不做功．若物体滑上传送带时的速度大于传送带的速度，物体将受到向左的摩擦力并向右做减速运动，速度与传送带速度相等时做匀速运动，减速时摩擦力对物体做负功，匀速时没有摩擦力，传送带对物体不做功．综上，选项A、C、D正确．3.如图所示，均匀长直木板长L＝40cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m＝2kg，与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，今用水平推力F将其推下桌子，则水平推力至少做功为(g取10m/s2)( )A．0.8JB．1.6JC．8JD．4J解析：选A．将木板推下桌子即木板的重心要通过桌子边缘，水平推力做的功至少等于克服滑动摩擦力做的功，W＝Fx＝μmgL2＝0.2×20×0.42J＝0.8J．故A 是正确的．4.如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度v0运动，设滑块运动到A点的时刻为t＝0，距B点的水平距离为x，水平速度为vx.由于v0不同，从A点到B点的运动图像有如下几种可能，其中表示摩擦力做功的是( )解析：选D．A、C图表示物体水平方向速度不变，说明从A点做平抛运动．B 图说明先平抛一段再落在斜面上，相碰后又脱离斜面运动．D图说明滑块沿斜面下滑，所以D表示摩擦力做功．5．静止在粗糙水平面上的物块，受方向相同但大小先后为F1、F2、F3的水平拉力作用，先做匀加速运动、再做匀速运动、最后做匀减速运动到停下(F1、F2、F3分别对应上述三个过程)．已知这三个力的作用时间相等，物块与水平面间的动摩擦因数处处相同，则下列说法中正确的有( )A．这三个力中，F1做功最多B．这三个力中，F2做功最多C．加速运动过程中合力做的功大于减速运动过程中克服合力做的功D．在全过程中，这三个力做的总功为零解析：选B．根据题意作出v－t图如图所示，设0～t时刻物块通过的位移为x，则t～2t时刻通过的位移为2x,2t～3t时刻通过的位移为x.W1＝F1x，W2＝F22x，W3＝F3x.又因为物体是先加速、再匀速、后减速的运动过程，所以有F1＞μmg，F2＝μmg，F3＜μmg，且F1－μmg＝μmg－F3.以上各式联立可得，W2＞W1＞W3，A错B对；加速过程和减速过程中物块所受合外力大小相等，方向相反，通过的路程相等，因此加速过程中合力做的功等于减速过程中克服合力做的功，C错；全过程中，这三个力方向始终与物块位移方向相同，三力总功不为零，D错．6.自动扶梯与水平地面成θ角，一人站在扶梯上，扶梯从静止开始匀加速上升，达到一定速度再匀速上升．若以N表示水平梯板对人的支持力，G表示人所受的重力，f表示梯板对人的静摩擦力，则( )A．匀速过程中，f＝0，N、G都不做功B．加速过程中，f＝0，N、G都做功C．加速过程中，f≠0，f、N、G都做功D．加速过程中，f≠0，N不做功解析：选C．若扶梯匀速上升时，由平衡条件知f＝0，N＝G≠0.由功的公式可知Wf＝0，WN>0，WGG≠0，由功的公式可知，Wf>0，WN>0，WG7.如图所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )A．0.3JB．3JC．30JD．300J解析：选A．由生活常识及题图知，一只鸡蛋的质量接近0.05kg，上抛高度在0.6m左右，则人对鸡蛋做的功W＝mgh＝0.3J，故A对，B、C、D错．☆8.如图甲所示，一物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图像如图乙所示，t0时刻物块到达点，3t0时刻物块又返回底端．由此可以确定( )①物块返回底端时的速度②物块所受摩擦力大小③斜面倾角θ④3t0时间内物块克服摩擦力所做的功A．①③B．②④C．①④D．②③解析：选A．物块沿斜面向上运动时，有gsinθ＋μgcosθ＝v0t0；向下运动时，有gsinθ－μgcosθ＝v2t0.而向上滑行与向下滑行时路程相同，即s＝v02t0＝v22t0.由以上三式可求斜面倾角θ及物块返回底端时的速度，①、③正确．由于物体质量未知，所以不能确定物块所受摩擦力大小，不能求3t0时间内物块克服摩擦力所做的功，②、④错误．☆9.如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法错误的是( ) A．重力做功为mgLB．绳的拉力做功为0C．空气阻力(F阻)做功为－mgLD．空气阻力(F阻)做功为－12F阻πL解析：选C．如图所示，因为拉力T在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即WT＝0.重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影L，所以WG＝mgL.F阻所做的总功等于每个小弧段上F阻所做功的代数和，即WF阻＝－(F阻Δx1＋F阻Δx2＋…)＝－12F阻πL.故重力做的功为mgL，绳子拉力做功为零，空气阻力所做的功为－12F阻πL.二、非选择题10.如图所示，某人用300N的水平推力，把一个质量为50kg的木箱沿水平路面加速推动10m，后来又把它匀速举高2m，这个人对木箱共做功多少？(g取10m/s2)解析：整个做功过程分为两个阶段：在水平路面上用力F1＝300N，位移x1＝10m；在竖直方向上用力F2，位移x2＝2m，全过程中做功为这两个阶段做功之和．沿水平路面推动时，人对木箱做功为W1＝F1x1＝300×10J＝3×103J.匀速举高时，人对木箱的力F2＝mg，人对木箱做功为W2＝F2x2＝50×10×2J＝1×103J.所以全过程中人对木箱做的总功为W＝W1＋W2＝4×103J.答案：4×103J11.如图所示，一个质量为m＝2kg的物体受到与水平面成37°角的斜向下方的推力F＝10N的作用，在水平地面上移动了距离x1＝2m后撤去推力，此物体又滑行了x2＝1.6m的距离后停止运动，动摩擦因数为0.2，g取10m/s2.求：(1)推力F对物体做的功；(2)全过程中摩擦力对物体所做的功．解析：(1)推力做功由W＝Fxcosθ得WF＝Fx1cos37°＝10×2×0.8J＝16J.(2)受力分析可知竖直方向N1＝mg＋Fsin37°＝26N所以摩擦力做功Wf1＝μN1x1cos180°＝0.2×26×2×(－1)J＝－10.4J，撤去外力后N2＝mg＝20NWf2＝μN2x2cos180°＝0.2×20×1.6×(－1)J＝－6.4J故Wf＝Wf1＋Wf2＝－16.8J.答案：(1)16J(2)－16.8J☆12.如图所示，传送带与地面倾角θ＝30°，AB长度为L＝16.5m，传送带以v0＝11m/s的速率逆时针转动．在传送带上端A无初速度地放上一个质量为m＝0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝235，取g＝10m/s2，则(1)从物体开始运动至物体刚与传递带达到共同速度这一过程中，传送带的摩擦力对物体做了多少功？(2)物体从与传送带达到共同速度的瞬间至滑到B端的过程中，传送带的摩擦力对物体又做了多少功？解析：(1)物体放上传送带后，受到传送带的沿斜面向下的滑动摩擦力f1，以a1做匀加速直线运动，直至与传送带速度相等．设这一过程所需的时间为t1，物体下滑的位移为x1，则由牛顿第二定律，有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，解得a1＝11m/s2.由运动学公式v0＝a1t1得t1＝v0a1＝1s，则x1＝12a1t21＝12×11×12m＝5.5m.滑动摩擦力对物体做正功W1＝μmgcosθx1＝235×0.5×10×32×5.5J＝16.5J.(2)物体与传送带达到共同速度后，因为mgsinθ故摩擦力f2对物体做负功W2＝－f2x2＝－mgsinθ(L－x1)＝－27.5J.答案：(1)16.5J(2)－27.5J。