高中物理 問(wèn)題原型與延伸 專(zhuān)題2.1 位移時(shí)間關(guān)系學(xué)案 新人教版必修1

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高中物理 問(wèn)題原型與延伸 專(zhuān)題2.1 位移時(shí)間關(guān)系學(xué)案 新人教版必修1_第1頁(yè)
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1、專(zhuān)題2.1 位移時(shí)間關(guān)系知識(shí)點(diǎn)撥1、對(duì)位移公式xv02(1)at22、公式xv0t2(1)at2為矢量式,其中的x、v0、a都是矢量,應(yīng)用時(shí)必須選取統(tǒng)一的正方向,一般選取初速度v0的方向?yàn)檎较?若物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)a與v0同向,a取正值若物體做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)a與v0反向,a取負(fù)值若位移的計(jì)算結(jié)果為正值說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)位移的方向與規(guī)定的正方向相同若位移的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)位移的方向與規(guī)定的正方向相反 【原型】位移時(shí)間關(guān)系式的應(yīng)用火車(chē)原來(lái)以5m/s的速度行駛,當(dāng)?shù)谝还?jié)車(chē)廂前端運(yùn)動(dòng)到站臺(tái)上旅客正前方時(shí),開(kāi)始加速,加速度大小為2m/s2,已知第一節(jié)車(chē)廂經(jīng)過(guò)此旅客用時(shí)2秒,問(wèn)第5節(jié)車(chē)廂經(jīng)過(guò)此

2、旅客用時(shí)多少?解析:火車(chē)相對(duì)于人做初速度為5m/s,加速度為2m/s2的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以看成人相對(duì)于火車(chē)做初速度為5m/s,加速度為2m/s2的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因?yàn)樵擃}的初速度不是0,所以所學(xué)的推論不能應(yīng)用;先算出一節(jié)車(chē)廂的長(zhǎng)度;求出前四節(jié)車(chē)廂經(jīng)過(guò)旅客的時(shí)間:;求出前五節(jié)車(chē)廂經(jīng)過(guò)旅客的時(shí)間:,所以 點(diǎn)評(píng):掌握勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是解決問(wèn)題的關(guān)鍵,但不能死套公式,要注意公式的適用條件。 變型1、豎直方向的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題【延伸1】屋檐定時(shí)滴下水滴,當(dāng)?shù)?滴正欲滴下時(shí),第1滴剛好到達(dá)地面,而第3滴與第2滴正分別位于高為1m的窗戶(hù)的上、下沿,如圖所示,取g10m/s2。問(wèn): (1)滴水的時(shí)間間隔是多少?

3、(2)此屋檐離地面多高? 解析:(1) (1)得t=0.2s(2)(2)(3)點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵是掌握勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間規(guī)律。 變型2、豎直方向的雙向運(yùn)動(dòng)問(wèn)題【延伸2】從距地面高h(yuǎn)處將一小球以初速度v0=10m/s豎直向上拋出,經(jīng)時(shí)間t=3s落地,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,求: 小球落地時(shí)速度v; 高度h解析:取豎直向上為正方向,則小球的加速度為a=-g。小球落地時(shí)速度為:v=v0-gt=10-1030=-20 m/s2(1)大小為20 m/s2,方向豎直向下小球的位移為:x= v0t-gt2=103-1032=-15m(2)故高度為:h=|x|=15m(3)點(diǎn)評(píng):豎

4、直上拋運(yùn)動(dòng)注意其方向性和對(duì)稱(chēng)性。 變型3、斜面上的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題【延伸3】在一段平滑的斜冰坡的中部將冰塊以8m/s的初速度沿斜坡向上打出,冰塊沿斜坡上滑,加速恒為-1m/s2(設(shè)斜足夠長(zhǎng))求:(1)冰塊在5s時(shí)的速度;(2)冰塊在10s時(shí)的位移。 變型4、斜面上的雙向運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 【延伸4】如圖所示,小球以v0=6 m/s的速度從中間滑上光滑的足夠長(zhǎng)斜面,已知小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為2 m/s2,問(wèn)小球速度大小為3 m/s時(shí)需多長(zhǎng)時(shí)間?位移是多少?(小球在光滑斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度大小、方向不變) 跟蹤練習(xí):1.汽車(chē)以20m/s的速度做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),剎車(chē)后的加速度大小為5m/s2 , 那么開(kāi)始剎車(chē)

5、后2s內(nèi)與開(kāi)始剎車(chē)后6s內(nèi)汽車(chē)通過(guò)的位移之比為( ) A.1:1 B.1:3 C.3:4 D.4:3 2.如圖所示,一物塊從一光滑且足夠長(zhǎng)的固定斜面頂端O點(diǎn)無(wú)初速釋放后,先后通過(guò)P、Q、N三點(diǎn),已知物塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)與從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)所用的時(shí)間相等,且PQ長(zhǎng)度為3m,QN長(zhǎng)度為4m,則由上述數(shù)據(jù)可以求出OP的長(zhǎng)度為( ) A. 2m B. m C. m D. 3m3.汽車(chē)在平直公路上做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)途中用了10s的時(shí)間通過(guò)一座長(zhǎng)120m的橋,過(guò)橋后汽車(chē)的速度為16m/s,汽車(chē)自身長(zhǎng)度忽略不計(jì),則( ) A.汽車(chē)的加速度為1.6m/s2 B.汽車(chē)過(guò)橋頭時(shí)的速度為12m/sC.汽車(chē)從

6、出發(fā)到過(guò)完橋所用時(shí)間為16s D.汽車(chē)從出發(fā)點(diǎn)到橋頭的距離為40m4.甲乙兩車(chē)在同一條筆直的公路上做同方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從t=0時(shí)刻開(kāi)始,甲車(chē)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為X=10t,乙車(chē)剎車(chē),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為X=50+10t2t2(以上兩式各物理量的單位均為國(guó)際基本單位),則從t=0開(kāi)始,甲追上乙的時(shí)間是( ) A.5s B. 6.25s C. 3. 15s D. 10s5.一質(zhì)點(diǎn)在某一木板上做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),已知質(zhì)點(diǎn)從木板的前端滑到末端的過(guò)程中,它在前3s內(nèi)的位移與后3s內(nèi)的位移之比為3:7,后3s內(nèi)的位移比前3s內(nèi)的位移多24m,取g=10m/s2 則( ) A. 該質(zhì)點(diǎn)總共運(yùn)動(dòng)了6s B. 該質(zhì)點(diǎn)

7、的加速度大小為2m/s2C. 木板的長(zhǎng)度為50m D. 質(zhì)點(diǎn)在木板上運(yùn)動(dòng)的末速度大小為18m/s6.(多選)一輛汽車(chē)以14m/s的速度做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻開(kāi)始以恒定的加速度剎車(chē),第一個(gè)1s內(nèi)位移為12m,汽車(chē)剎車(chē)的加速度小于14m/s2,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.汽車(chē)剎車(chē)的加速度大小為12m/s2 B.5 s內(nèi)汽車(chē)的位移為24.5mC.汽車(chē)在第2s內(nèi)的位移是8m D.汽車(chē)在第4s內(nèi)的平均速度是1m/s7.一架客機(jī)在著陸前的速度為540 km/h,著陸過(guò)程中可視為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其加速度大小為10 m/s2 , 求: (1)客機(jī)從著陸開(kāi)始20 s內(nèi)滑行的距離; (2)客機(jī)從著陸開(kāi)始經(jīng)過(guò)位移10

8、80 m時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。 8.一輛汽車(chē)沿平直公路從甲站開(kāi)住乙站,啟動(dòng)時(shí)加速度為a14 m/s2 , 勻加速行駛t12.5 s后,再勻速行駛t23 min,然后剎車(chē)滑行x50 m,正好到達(dá)乙站求: (1)汽車(chē)剎車(chē)時(shí)的加速度大小; (2)汽車(chē)從甲站到乙站運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t; (3)甲、乙兩站的距離L。 9.滬杭高鐵是連接上海和杭州的現(xiàn)代化高速鐵路,列車(chē)在一次試運(yùn)行中由A站開(kāi)往B站,A、B車(chē)站間的鐵路為直線(xiàn).技術(shù)人員乘此列車(chē)從A車(chē)站出發(fā),列車(chē)從啟動(dòng)至速度達(dá)360km/h用了250s時(shí)間,此過(guò)程為勻加速運(yùn)動(dòng),又勻速運(yùn)動(dòng)了10min后,開(kāi)始勻減速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)5min后剛好停在B車(chē)站。 (1)求此高速列車(chē)啟動(dòng)、減

9、速時(shí)的加速度大??; (2)求、兩站間的距離。 10.一輛汽車(chē)以72km/h的速度正在平直公路上勻速行駛,突然發(fā)現(xiàn)前方有需要緊急停車(chē)的危險(xiǎn)信號(hào),司機(jī)立即采取剎車(chē)措施已知該車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中加速度的大小為5m/s2,求從剎車(chē)開(kāi)始經(jīng)過(guò)5s時(shí)汽車(chē)前進(jìn)的距離是多少。 答案與解析:1.【答案】C 【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的圖象,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 分析:先求出汽車(chē)剎車(chē)到停止的時(shí)間,因?yàn)槠?chē)速度為零后不再運(yùn)動(dòng),然后根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式求出剎車(chē)后的位移 2.【答案】C 【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的圖象,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 【解析】解答:設(shè)相等的時(shí)間為t , 加速度為a , 由:s=at2 , 得加速度:a= 分

10、析:某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,設(shè)相等時(shí)間為t , 即可表示出Q點(diǎn)的速度,在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差是恒量,即x=at2=1m,結(jié)合Q的速度等于PN段的平均速度,求出Q的速度,再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出OQ的距離,結(jié)合PQ距離求出OP長(zhǎng)度 3.【答案】D 【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的圖象,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 【解析】解答:解:A、C、車(chē)通過(guò)橋的平均速度 ,又 ,v=16m/s,故上橋頭的速度v0=8m/s,車(chē)的加速度 ,故A錯(cuò)誤; B、初期加速用時(shí): ,總用時(shí)為20s,故C錯(cuò)誤;D、從出發(fā)點(diǎn)到A桿的距離 ,故D正確;故選:D分析:根據(jù)平均速度的定義式求出車(chē)經(jīng)過(guò)橋的平均速度,根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)

11、動(dòng)的平均速度這個(gè)推論求出經(jīng)過(guò)橋頭的速度,通過(guò)加速度的定義式求出車(chē)的加速度,結(jié)合位移速度公式求出出發(fā)點(diǎn)距離橋頭的距離 4.【答案】A 【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的圖象,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 【解析】【解答】令10t=50+10t2t2 , 解得t=5s,故t=5s;故A正確,BCD錯(cuò)誤;故選:A【分析】若兩者相遇,則兩者位移相同,直接令甲乙兩車(chē)位移相等,可得出結(jié)果 5.【答案】C 【考點(diǎn)】運(yùn)動(dòng)的圖象,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 【解析】解答: A、若該質(zhì)點(diǎn)總共運(yùn)動(dòng)了6s,則它在前3s內(nèi)的位移與后3s內(nèi)的位移之比為1:3故A錯(cuò)誤;B、在前3s內(nèi)的位移與后3s內(nèi)的位移之比為3:7,設(shè)前3s內(nèi)的位移與后3s內(nèi)

12、的位移分別為3x和7x;由于后3s內(nèi)的位移比前3s內(nèi)的位移多24m,則得:7x3x=24m所以:3x=18m,7x=42m由于: 所以: 故B錯(cuò)誤;C、D、最后3s內(nèi)的平均速度: 即倒數(shù)1.5s時(shí)刻的速度,質(zhì)點(diǎn)在木板上運(yùn)動(dòng)的末速度大小為: 木板的長(zhǎng)度: 故C正確,D錯(cuò)誤故選:C分析:物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在前3s內(nèi)的位移與后3s內(nèi)的位移之比為3:7,在兩個(gè)3s的時(shí)間間隔內(nèi)所通過(guò)的位移的差為24m,代入數(shù)據(jù)即可求出加速度,再由位移公式求出物體的末速度以及運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、木板的長(zhǎng)度等。 6.【答案】B,C 【考點(diǎn)】勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 第4s內(nèi)的平均速度為0.5m/s,D不符合題意。故答案為:B

13、C?!痉治觥考僭O(shè)物體的加速度,利用條件“第一個(gè)1s內(nèi)位移為12m”求出加速度,再結(jié)合選項(xiàng)分析即可。7.【答案】(1)解: 根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系 得客機(jī)減速到靜止所用時(shí)間 20 s內(nèi)的位移 (2)解:由位移時(shí)間關(guān)系得 代入數(shù)據(jù)得 解得 或 (不合題意,舍去) 【考點(diǎn)】勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 8. 【答案】(1)解:加速 后的速度為: ,根據(jù)公式: ,則剎車(chē)時(shí)的加速度: ,負(fù)號(hào)表示加速度的方向與運(yùn)動(dòng)的方向相反。(2)解:加速 后的速度為: ,勻減速過(guò)程的初速度為 ,末速度為零,對(duì)于勻減速運(yùn)動(dòng),由 ,得: 從甲站到乙站的總時(shí)間為: (3)解:勻加速過(guò)程的位移: 勻速過(guò)程: 全過(guò)程: 【考點(diǎn)】勻變速直

14、線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 【解析】【分析】(1)先利用公式求出減速時(shí)的初速度,再利用公式求解加速度即可。(2)利用公式求解運(yùn)動(dòng)時(shí)間。(3)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分別求出三段位移,相加即可。9.【答案】(1)解:高速列車(chē)啟動(dòng)過(guò)程,初速度為0,末速度為:v=360km/h=100m/s,時(shí)間為t=250s,則加速度為: ; 減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程,初速度為v0=100m/s,末速度為0,時(shí)間為t=5min=300s,則加速度為: (2)解:列車(chē)的位移為: 【考點(diǎn)】勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 10.【答案】解:設(shè)汽車(chē)由剎車(chē)開(kāi)始至停止運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為t0 , 選初速度的方向?yàn)檎较?,由于汽?chē)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度 則由 ,得 可見(jiàn),該汽車(chē)剎車(chē)后經(jīng)過(guò)4s就已停下,其后的時(shí)間內(nèi)汽車(chē)是靜止的由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 知,剎車(chē)后經(jīng)過(guò)5s汽車(chē)通過(guò)的距離為 【考點(diǎn)】勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用 【解析】【分析】該題目的陷阱是,汽車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)汽車(chē)的速度減小到零時(shí),汽車(chē)不會(huì)做反向加速運(yùn)動(dòng),而是靜止在那里。11

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