(江蘇專版)2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng)學(xué)案
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1、 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 第1節(jié)描述運(yùn)動(dòng)的基本概念 (1)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型,實(shí)際并不存在。(√) (2)體積很大的物體,不能視為質(zhì)點(diǎn)。(×) (3)參考系必須是靜止不動(dòng)的物體。(×) (4)做直線運(yùn)動(dòng)的物體,其位移大小一定等于路程。(×) (5)平均速度的方向與位移方向相同。 (√) (6)瞬時(shí)速度的方向就是物體在該時(shí)刻或該位置的運(yùn)動(dòng)方向。(√) (7)物體的速度很大,加速度不可能為零。(×) (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。(×) (9)物體的加速度增大,速度就增大。(×)
2、 突破點(diǎn)(一) 質(zhì)點(diǎn) 1.對(duì)質(zhì)點(diǎn)的三點(diǎn)說(shuō)明 (1)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型,實(shí)際并不存在。 (2)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)是由要研究的問(wèn)題決定的,并非依據(jù)物體自身的大小和形狀來(lái)判斷。 (3)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)”,質(zhì)點(diǎn)有質(zhì)量,而幾何中的“點(diǎn)”僅僅表示空間中的某一位置。 2.建立質(zhì)點(diǎn)模型的兩個(gè)關(guān)鍵 (1)明確要研究的問(wèn)題是什么。 (2)判斷物體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)題的影響能否忽略。 [題點(diǎn)全練] 下列物體能夠看作質(zhì)點(diǎn)的是________。 (1)體積很小的原子核 (2)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的地球 (3)用GPS確定在大海中位置的航空母艦 (4)正在表演娛樂(lè)節(jié)目的海獅 (5)研究直升機(jī)上正
3、在轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋槳 (6)研究上坡時(shí)有無(wú)翻倒可能的三輪車 (7)研究落地時(shí)正面朝上還是朝下的硬幣 (8)計(jì)算由北京開(kāi)往上海的火車通過(guò)某一路標(biāo)的時(shí)間 答案:(2)(3) 突破點(diǎn)(二) 參考系 [題點(diǎn)全練] 1.釣魚(yú)島群島自古以來(lái)就是中國(guó)領(lǐng)土,其附近海域是漁民祖祖輩輩傳統(tǒng)的謀生漁場(chǎng)。如圖,中國(guó)海監(jiān)46船(甲)和中國(guó)海監(jiān)49船(乙),在釣魚(yú)島領(lǐng)海內(nèi)開(kāi)展例行維權(quán)巡航。甲、乙兩船并排行駛,甲船上的船員看見(jiàn)釣魚(yú)島向東移,乙船內(nèi)的船員發(fā)現(xiàn)甲船沒(méi)有動(dòng)。如果以釣魚(yú)島為參照物,上述事實(shí)說(shuō)明( ) A.甲船向西運(yùn)動(dòng),乙船不動(dòng) B.乙船向西運(yùn)動(dòng),甲船不動(dòng) C.甲船向西運(yùn)動(dòng),乙船向東運(yùn)動(dòng) D.甲、
4、乙兩船以相等的速度都向西運(yùn)動(dòng) 解析:選D 甲船上的船員看見(jiàn)釣魚(yú)島向東移,以釣魚(yú)島為參照物,甲船向西運(yùn)動(dòng),乙船內(nèi)的船員發(fā)現(xiàn)甲船沒(méi)有動(dòng)。甲、乙兩船的速度、行駛的方向應(yīng)該是一樣的,即甲、乙兩船以相等的速度都向西運(yùn)動(dòng)。故選D。 2.[多選](2018·焦作月考)云臺(tái)山是全球首批世界地質(zhì)公園,青龍峽景點(diǎn)有“中原第一峽谷”美譽(yù),這里氣候獨(dú)特,水源豐富,植被原始完整,是生態(tài)旅游的好去處,乘坐索道纜車觀賞怡人的風(fēng)景以外,還能感覺(jué)懸掛在高空的刺激感。對(duì)于正在乘坐索道纜車觀光的某游客來(lái)說(shuō),以下說(shuō)法正確的是( ) A.以自己為參考系,看到對(duì)面的山迎面走來(lái) B.以對(duì)面的山為參考系,自己靜止不動(dòng) C.以自己
5、為參考系,看到同一纜車?yán)锏娜讼驅(qū)γ娴纳讲粩嗫拷? D.以所乘坐的纜車為參考系,看到兩邊的青山綠樹(shù)向身后走去 解析:選AD 以自己為參考系,相對(duì)于山靠近的過(guò)程中,看到對(duì)面的山迎面走來(lái),故A正確;以對(duì)面的山為參考系,相對(duì)于山靠近的過(guò)程中,自己向山運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;以自己為參考系,看到同一纜車?yán)锏娜遂o止不動(dòng),故C錯(cuò)誤;以所乘坐的纜車為參考系,看到兩邊的青山綠樹(shù)向身后走去,故D正確。 [題后悟通] 對(duì)參考系的三點(diǎn)提醒 (1)由于運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性,凡是提到物體的運(yùn)動(dòng),都應(yīng)該明確它是相對(duì)哪個(gè)參考系而言的,在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下,一般選大地作為參考系。 (2)在同一個(gè)問(wèn)題中,若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或
6、同一物體在不同階段的運(yùn)動(dòng),則必須選取同一個(gè)參考系。 (3)對(duì)于復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的物體,應(yīng)選取能最簡(jiǎn)單描述物體運(yùn)動(dòng)情況的物體為參考系。 突破點(diǎn)(三) 位移和路程 [題點(diǎn)全練] 1.關(guān)于位移和路程,下列說(shuō)法正確的是( ) A.在某一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移為零,則該物體一定是靜止的 B.在某一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的路程為零,則該物體一定是靜止的 C.在直線運(yùn)動(dòng)中,物體的位移大小一定等于其路程 D.在曲線運(yùn)動(dòng)中,物體的位移大小可能等于路程 解析:選B 物體運(yùn)動(dòng)了一段時(shí)間后又回到出發(fā)點(diǎn),位移為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體不運(yùn)動(dòng),則它的路程一定為零,反之物體在某一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為零,則它一定靜止,選項(xiàng)
7、B正確;物體只有做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其位移大小才等于路程,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 2.對(duì)于體育比賽的論述,下列說(shuō)法正確的是( ) A.運(yùn)動(dòng)員跑完800 m比賽,指的是路程大小為800 m B.運(yùn)動(dòng)員鉛球成績(jī)?yōu)?.50 m,指的是位移大小為4.50 m C.某場(chǎng)籃球比賽打了兩個(gè)加時(shí)賽,共需10 min,指的是時(shí)刻 D.足球比賽挑邊時(shí),上拋的硬幣落回地面猜測(cè)正反面, 該硬幣可以看作質(zhì)點(diǎn) 解析:選A 運(yùn)動(dòng)員跑完800 m比賽,指的是路程大小為800 m,選項(xiàng)A正確;運(yùn)動(dòng)員鉛球成績(jī)?yōu)?.50 m,指的是拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)水平距離的大小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;某場(chǎng)籃球比賽打了兩個(gè)加時(shí)賽,共需10 min,指的是
8、時(shí)間,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;足球比賽挑邊時(shí),上拋的硬幣落回地面猜測(cè)正反面,該硬幣的大小不能忽略,不可以看作質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 [題后悟通] 位移與路程的區(qū)別和聯(lián)系 位移x 路程s 物理意義 描述物體位置的變化 表示物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度 決定因素 由初、末位置決定 由實(shí)際的運(yùn)動(dòng)路徑?jīng)Q定 運(yùn)算規(guī)則 矢量的平行四邊形定則 標(biāo)量的代數(shù)運(yùn)算 大小關(guān)系 x≤s 突破點(diǎn)(四) 平均速度和瞬時(shí)速度 1.平均速度與瞬時(shí)速度的區(qū)別和聯(lián)系 (1)區(qū)別:平均速度是過(guò)程量,表示物體在某段位移或某段時(shí)間內(nèi)的平均運(yùn)動(dòng)快慢程度;瞬時(shí)速度是狀態(tài)量,表示物體在某一位置或某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢程度。
9、 (2)聯(lián)系:瞬時(shí)速度是運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt→0時(shí)的平均速度。 2.平均速度與平均速率的區(qū)別 平均速度的大小不能稱為平均速率,因?yàn)槠骄俾适锹烦膛c時(shí)間的比值,只有當(dāng)路程與位移的大小相等時(shí),平均速率才等于平均速度的大小。 3.計(jì)算平均速度時(shí)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題 (1)平均速度的大小與物體不同的運(yùn)動(dòng)階段有關(guān),求解平均速度必須明確是哪一段位移或哪一段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 (2)=是平均速度的定義式,適用于所有的運(yùn)動(dòng)。 [典例] (2018·昆山模擬)如圖所示,物體沿曲線軌跡的箭頭方向運(yùn)動(dòng),AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間分別是:1 s、2 s、3 s、4 s。下列說(shuō)法不正
10、確的是( ) A.物體在AB段的平均速度為1 m/s B.物體在ABC段的平均速度為 m/s C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體處于A點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度 D.物體在B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度 [解析] 由=可得:AB= m/s=1 m/s,AC= m/s,故A、B均正確;所選取的過(guò)程離A點(diǎn)越近,運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短,其階段的平均速度越接近A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,故C正確;由A經(jīng)B到C的過(guò)程不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程,故B點(diǎn)雖為中間時(shí)刻,但其速度不等于AC段的平均速度,D錯(cuò)誤。 [答案] D [易錯(cuò)提醒] (1)所選取的時(shí)間或過(guò)程越短,平均速度越接近該過(guò)程內(nèi)某時(shí)刻或某位置的瞬時(shí)速
11、度。 (2)中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間的平均速度,只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。本題中由A→C的過(guò)程為曲線運(yùn)動(dòng)。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.[多選](2018·常州模擬)某賽車手在一次野外訓(xùn)練中,先利用地圖計(jì)算出出發(fā)地和目的地的直線距離為9 km,從出發(fā)地到目的地用了5 min,賽車上的里程表指示的里程數(shù)值增加了15 km,當(dāng)他經(jīng)過(guò)某路標(biāo)時(shí),車內(nèi)速率計(jì)指示的示數(shù)為150 km/h,那么可以確定的是( ) A.在整個(gè)過(guò)程中賽車手的位移大小是9 km B.在整個(gè)過(guò)程中賽車手的路程是9 km C.在整個(gè)過(guò)程中賽車手的平均速度是180 km/h D.經(jīng)過(guò)路標(biāo)時(shí)的瞬時(shí)速率是150 km/h 解析:選
12、AD 利用地圖計(jì)算出的出發(fā)地和目的地之間的直線距離為整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移大小,里程表顯示的是路程,平均速度v===108 km/h,A正確,B、C錯(cuò)誤;車內(nèi)速率計(jì)示數(shù)為對(duì)應(yīng)位置的瞬時(shí)速率,故D正確。 2.[多選](2018·徐州調(diào)研)兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置。如圖所示,連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的,由圖可知:( ) A.在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同 B.在時(shí)刻t5到t7,甲木塊平均速度大于乙木塊的平均速度 C.在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同 D.在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同 解析:
13、選BC 設(shè)底片上每小格寬度為s,曝光時(shí)間為t。乙木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v=,甲木塊t2時(shí)刻速度v2=<v,故A錯(cuò)誤;甲木塊在t5到t7時(shí)間內(nèi)的平均速度: v57==>,即在時(shí)刻t5到t7,甲木塊平均速度大于乙木塊的平均速度,故B正確;甲木塊在t3時(shí)刻的速度v3=<v;在t4時(shí)刻的速度v4=>v,可見(jiàn)在時(shí)刻t3到t4時(shí)間內(nèi)必有一時(shí)刻兩物塊速度相等,故C正確,D錯(cuò)誤。 突破點(diǎn)(五) 加速度與速度的關(guān)系 1.速度、速度變化量和加速度的對(duì)比 速度 速度變化量 加速度 物理意義 描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢 描述物體速度的變化 描述物體速度變化的快慢 定義式 v= Δv=v-v0
14、a== 方向 與位移Δx同向,即物體運(yùn)動(dòng)的方向 由v-v0或a的方向決定 與Δv的方向一致,由F的方向決定,而與v0、v方向無(wú)關(guān) 2.加速度的定義式和決定式 a=是加速度的定義式,a=是加速度的決定式,即加速度的大小由物體受到的合力F和物體的質(zhì)量m共同決定,加速度的方向由合力的方向決定。 3.根據(jù)a與v的方向關(guān)系判斷物體加速還是減速 ? ? [典例] [多選](2018·永嘉模擬)有下列幾種情景,請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)選擇對(duì)情景的分析和判斷正確的說(shuō)法( ) A.點(diǎn)火后即將升空的火箭。因火箭還沒(méi)運(yùn)動(dòng),所以加速度一定為零 B.高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事故緊急剎車。
15、轎車緊急剎車,速度變化很快,所以加速度很大 C.運(yùn)行的磁懸浮列車在軌道上高速行駛。高速行駛的磁懸浮列車,因速度很大,所以加速度也一定很大 D.汽車勻速率通過(guò)一座拱橋。因?yàn)槠囎龅氖乔€運(yùn)動(dòng),加速度不為零 [解析] 點(diǎn)火后即將升空的火箭,雖然速度還為零,但因其合外力不為零,加速度不為零,A錯(cuò)誤;轎車緊急剎車時(shí)速度變化很快,由a=可知,其加速度很大,B正確;高速行駛的磁懸浮列車,雖然速度很大,若其不變化,則加速度為零,C錯(cuò)誤;汽車勻速率過(guò)拱橋時(shí),汽車做曲線運(yùn)動(dòng),汽車速度方向時(shí)刻變化,其加速度不為零,D正確。 [答案] BD [易錯(cuò)提醒] (1)速度的大小與加速度的大小沒(méi)有必然聯(lián)系。
16、(2)速度變化量的大小由加速度和速度變化的時(shí)間共同決定。 (3)速度增大或減小是由速度與加速度的方向關(guān)系決定的。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.[多選](2018·南京模擬)關(guān)于速度、速度的變化和加速度的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.速度變化的方向?yàn)檎?,加速度的方向也為? B.物體加速度增大,速度一定越來(lái)越大 C.速度越來(lái)越大,加速度一定越來(lái)越大 D.加速度可能既不與速度同向,也不與速度反向 解析:選AD 加速度方向與速度變化量的方向相同,速度變化方向?yàn)檎?,加速度方向?yàn)檎?,故A正確;當(dāng)加速度方向與速度方向相反,加速度越來(lái)越大,但速度越來(lái)越小,故B錯(cuò)誤;速度越來(lái)越大,說(shuō)明物體的速
17、度方向與加速度方向相同,但加速度可能在減小,故C錯(cuò)誤;加速度是由合外力決定的,它可以不與速度在同一直線上,這種情況下,物體做曲線運(yùn)動(dòng),故D正確。 2.[多選]如圖甲所示,火箭發(fā)射時(shí),速度能在10 s內(nèi)由0增加到100 m/s;如圖乙所示,汽車以108 km/h的速度行駛,急剎車時(shí)能在2.5 s內(nèi)停下來(lái),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.10 s內(nèi)火箭的速度改變量為10 m/s B.2.5 s內(nèi)汽車的速度改變量為-30 m/s C.火箭的速度變化比汽車的快 D.火箭的加速度比汽車的加速度小 解析:選BD 因火箭發(fā)射時(shí),速度在10 s內(nèi)由0增加到100 m/s,故10 s內(nèi)火箭的速度
18、改變量為100 m/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;汽車以108 km/h=30 m/s的速度行駛,急剎車時(shí)能在2.5 s內(nèi)停下來(lái),則2.5 s內(nèi)汽車的速度改變量為0-30 m/s=-30 m/s,選項(xiàng)B正確;火箭的加速度為:a1== m/s2=10 m/s2;汽車的加速度為:a2== m/s2=-12 m/s2,故火箭的速度變化比汽車的慢,火箭的加速度比汽車的加速度小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。 考“活”思維的STS問(wèn)題 物理與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合
19、比較緊密,在高考中,這方面內(nèi)容顯得十分搶眼,此類試題大多以生活常識(shí)、體育運(yùn)動(dòng)、交通運(yùn)輸、社會(huì)生產(chǎn)、能源環(huán)保、現(xiàn)代科技等信息為載體,考查學(xué)生活學(xué)活用物理知識(shí)的能力。此類問(wèn)題之所以常失分,皆因不能準(zhǔn)確審題、不會(huì)思維遷移造成。本書(shū)在一些章節(jié)設(shè)此欄目,旨在讓學(xué)生多做多練、多感多悟,消除對(duì)STS問(wèn)題的恐懼感。 與描述運(yùn)動(dòng)的概念有關(guān)的STS問(wèn)題 1.在“金星凌日”的精彩天象中,觀察到太陽(yáng)表面上有顆小黑點(diǎn)緩慢走過(guò),持續(xù)時(shí)間達(dá)六個(gè)半小時(shí),那便是金星,這種天文現(xiàn)象稱為“金星凌日”,如圖所示。下面說(shuō)法正確的是( ) A.地球在金星與太陽(yáng)之間 B.觀測(cè)“金星凌日”時(shí)可將太陽(yáng)看成質(zhì)點(diǎn) C.以太陽(yáng)為
20、參考系,金星繞太陽(yáng)一周位移不為零 D.以太陽(yáng)為參考系,可以認(rèn)為金星是運(yùn)動(dòng)的 解析:選D 金星通過(guò)太陽(yáng)和地球之間時(shí),我們才看到金星沒(méi)有被太陽(yáng)照亮的一面呈黑色,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)樘?yáng)的大小對(duì)所研究問(wèn)題起著至關(guān)重要的作用,所以觀測(cè)“金星凌日”時(shí)不能將太陽(yáng)看成質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;金星繞太陽(yáng)一周,起點(diǎn)與終點(diǎn)重合,位移為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;金星相對(duì)于太陽(yáng)的空間位置發(fā)生了變化,所以以太陽(yáng)為參考系,金星是運(yùn)動(dòng)的,選項(xiàng)D正確。 2.校運(yùn)會(huì)400 m比賽中,終點(diǎn)在同一直線上,但起點(diǎn)不在同一直線上(如圖所示)。關(guān)于這樣的做法,下列說(shuō)法正確的是( ) A.這樣做目的是為了使參加比賽的同學(xué)位移大小相同 B.這樣
21、做目的是為了使參加比賽的同學(xué)路程大小相同 C.這樣做目的是為了使參加比賽的同學(xué)所用時(shí)間相同 D.這樣做其實(shí)是不公平的,明顯對(duì)外側(cè)跑道的同學(xué)有利 解析:選B 校運(yùn)會(huì)400 m比賽,其跑道是彎的,為了保證參賽同學(xué)的路程均為400 m,終點(diǎn)在同一直線上,起點(diǎn)則不在同一直線上,故B正確。 3.如圖所示,自行車的車輪半徑為R,車輪沿直線無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng),當(dāng)氣門(mén)芯由輪子的正上方第一次運(yùn)動(dòng)到輪子的正下方時(shí),氣門(mén)芯位移的大小為( ) A.πR B.2R C.2πR D.R 解析:選D 當(dāng)氣門(mén)芯由輪子的正上方第一次運(yùn)動(dòng)到輪子的正下方時(shí),輪子向前運(yùn)動(dòng)半個(gè)周長(zhǎng),氣門(mén)芯的初位置與末
22、位置如圖所示,由幾何知識(shí)得,氣門(mén)芯的位移大小x==R,故D正確。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:質(zhì)點(diǎn)、參考系 1.(2018·衢州模擬)如圖所示是一架正在進(jìn)行航拍的四旋翼無(wú)人飛機(jī),則下列情況能將無(wú)人飛機(jī)看成質(zhì)點(diǎn)的是( ) A.調(diào)整無(wú)人機(jī)在空中飛行的姿態(tài) B.調(diào)整無(wú)人機(jī)上攝像機(jī)鏡頭的方向 C.增大無(wú)人機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速 D.地面觀察者觀察無(wú)人機(jī)在空中的位置 解析:選D 調(diào)整無(wú)人機(jī)在空中的姿態(tài),無(wú)人機(jī)各部分運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同,不可以將無(wú)人機(jī)看成質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;調(diào)整無(wú)人機(jī)上攝像機(jī)鏡頭的方向時(shí),攝像頭的大小不能忽略,故B錯(cuò)誤;調(diào)節(jié)無(wú)人機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速時(shí),無(wú)人機(jī)旋翼的大小和形狀不能忽略不計(jì),不能看成質(zhì)點(diǎn),故C錯(cuò)誤;
23、觀察無(wú)人機(jī)在空中的位置,無(wú)人機(jī)的大小可忽略,可以將無(wú)人機(jī)看成質(zhì)點(diǎn),故D正確。 2.(2018·商丘期末)在電視連續(xù)劇《西游記》中,常常有孫悟空“騰云駕霧”的鏡頭,這通常是采用“背景拍攝法”:讓“孫悟空”站在平臺(tái)上,做著飛行的動(dòng)作,在他的背后展現(xiàn)出藍(lán)天和急速飄動(dòng)的白云,同時(shí)加上煙霧效果;攝影師把人物動(dòng)作和飄動(dòng)的白云及下面的煙霧等一起攝入鏡頭。放映時(shí),觀眾就感覺(jué)到“孫悟空”在“騰云駕霧”。這時(shí),觀眾所選的參考系是( ) A.“孫悟空” B.平臺(tái) C.飄動(dòng)的白云 D.煙霧 解析:選C “孫悟空”站在平臺(tái)上,在他的背后有急速飄動(dòng)的白云,就感覺(jué)到“孫悟空”在“騰云駕霧”。通
24、過(guò)題目所給的條件,我們可以知道所選的參考系是急速飄動(dòng)的白云,認(rèn)為白云靜止不動(dòng)的結(jié)果是“孫悟空”在飛速前進(jìn)。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:位移和路程 3.2015北京世界田徑錦標(biāo)賽20公里女子競(jìng)走起點(diǎn)設(shè)在離“鳥(niǎo)巢”跑道終點(diǎn)線40米處,鳴槍出發(fā)后,運(yùn)動(dòng)員要先在場(chǎng)內(nèi)走3圈零437米,然后出“鳥(niǎo)巢”東北門(mén),進(jìn)入1公里一圈的公路賽道。運(yùn)動(dòng)員將在公路賽道走完18圈后再次進(jìn)入“鳥(niǎo)巢”,通過(guò)終點(diǎn)線完成比賽。最終,中國(guó)選手劉虹獲得冠軍。關(guān)于這次比賽中劉虹從出發(fā)到通過(guò)終點(diǎn)線的過(guò)程中的位移和路程下列說(shuō)法正確的是( ) A.位移和路程都是20公里 B.位移和路程都是40米 C.位移是40米,路程是20公里 D.位移20公
25、里,路程是40米 解析:選C 由題意可知起點(diǎn)和終點(diǎn)間的距離為40米,故位移為40 m;而物體的路程是實(shí)際經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度,故路程為20公里; 故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。 4.(2018·浙江重點(diǎn)高中聯(lián)考)手機(jī)給人民生活帶來(lái)很多便利,如滴滴出行軟件不僅極大地方便了出行的人們,更是緩解了城市交通中出租車的壓力。下面三圖是某位滴滴司機(jī)準(zhǔn)備從某中學(xué)附近開(kāi)往西溪印象城,設(shè)定好各項(xiàng)設(shè)置后去接了三位同行乘客的軟件部分截圖,下列說(shuō)法正確的是( ) A.圖甲中“市內(nèi)行程 今天08:00”是滴滴司機(jī)出發(fā)時(shí)間,指的是時(shí)間間隔 B.圖甲中“順路程度55%”,指的是位移大小有55%重合 C.圖乙中“九堡地鐵站
26、 九堡 距你起點(diǎn)20.6 km”,20.6 km指的是位移,其初始位置是起點(diǎn) D.圖丙中研究汽車在導(dǎo)航圖中的位置時(shí),可把汽車看成質(zhì)點(diǎn) 解析:選D 08:00是滴滴司機(jī)出發(fā)的時(shí)刻,故A錯(cuò)誤;位移是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段,路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,“順路程度55%”,指的是路程有55%重合,故B錯(cuò)誤;位移是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段,“九堡地鐵站 九堡 距你起點(diǎn)20.6 km”,20.6 km指的是運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,是路程,故C錯(cuò)誤;研究汽車在導(dǎo)航圖中的位置時(shí),汽車的大小和形狀可以忽略,可以把汽車看成質(zhì)點(diǎn),故D正確。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:平均速度和瞬時(shí)速度 5.[多選](2018·徐州調(diào)研)下面有關(guān)平均速
27、度、瞬時(shí)速度的說(shuō)法中正確的是( ) A.火車以70 km/h的速度從廣州開(kāi)往上海,這里的70 km/h是指平均速度 B.子彈以600 m/s的速度從槍口射出,這里的600 m/s是指平均速度 C.小球在第5 s內(nèi)的速度是6 m/s,這里的6 m/s是指瞬時(shí)速度 D.汽車通過(guò)站牌時(shí)的速度是36 km/h,這里的36 km/h是指瞬時(shí)速度 解析:選AD 火車以70 km/h的速度從廣州開(kāi)往上海,此速度是運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度,表示平均速度,故A正確;子彈以600 m/s的速度從槍口射出,槍口是一個(gè)位置,所以此速度表示瞬時(shí)速度,故B錯(cuò)誤;小球在第5 s內(nèi)的速度是6 m/s,第5 s內(nèi)是一段時(shí)間,
28、此速度表示平均速度,故C錯(cuò)誤;汽車通過(guò)站牌時(shí)的速度是36 km/h,站牌是一個(gè)位置,所以此速度表示瞬時(shí)速度,故D正確。 6.(2018·紹興質(zhì)檢)用如圖所示的計(jì)時(shí)裝置可以近似測(cè)出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時(shí)速度。已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為 4.0 mm,遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間為0.040 s。則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)位置時(shí)的速度大小為( ) A.0.10 m/s B.100 m/s C.4.0 m/s D.0.40 m/s 解析:選A 由速度定義可知滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度大小為v== m/s=0.10 m/s,選項(xiàng)A正確。 7.(2015·浙江高考)如圖所示,氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過(guò)光
29、電門(mén)時(shí),其上的遮光條將光遮住,電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt。測(cè)得遮光條的寬度為Δx,用近似代表滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度。為使更接近瞬時(shí)速度,正確的措施是( ) A.換用寬度更窄的遮光條 B.提高測(cè)量遮光條寬度的精確度 C.使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門(mén) D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角 解析:選A 表示的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度,遮光條的寬度Δx越窄,則記錄的遮光時(shí)間Δt越小,越接近滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度,選項(xiàng)A正確。 8.[多選]一質(zhì)點(diǎn)沿一邊長(zhǎng)為2 m的正方形軌道運(yùn)動(dòng),每秒鐘勻速移動(dòng) 1 m,初始位置在bc邊的中點(diǎn)A,由b向c運(yùn)動(dòng),如圖所示,A、B、C、D分別是bc、cd
30、、da、ab邊的中點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( ) A.第2 s末的瞬時(shí)速度大小是1 m/s B.前2 s內(nèi)的平均速度大小為 m/s C.前4 s內(nèi)的平均速率為0.5 m/s D.前4 s內(nèi)的平均速度大小為2 m/s 解析:選AB 質(zhì)點(diǎn)每秒鐘勻速移動(dòng) 1 m,故第2 s末瞬時(shí)速度大小為1 m/s,A正確;前2 s內(nèi)的位移大小為x1=|AB|== m= m,平均速度== m/s,B正確;前4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為4 m,平均速率為 1 m/s,在第4 s末到達(dá)C點(diǎn),平均速度為2== m/s=0.5 m/s,C、D錯(cuò)誤。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:加速度與速度的關(guān)系 9.在物理學(xué)研究過(guò)程中科學(xué)家們創(chuàng)
31、造了許多物理學(xué)研究方法,如理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限法、等效替代法、理想模型法、微元法等,以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述錯(cuò)誤的是( ) A.根據(jù)速度定義式v=,當(dāng)Δt非常小時(shí),就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度,該定義采用了極限法 B.在不需要考慮物體的大小和形狀時(shí),用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替實(shí)際物體采用了等效替代的方法 C.加速度的定義式為a=,采用的是比值定義法 D.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段,每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng),然后把各小段的位移相加,這里采用了微元法 解析:選B 用質(zhì)點(diǎn)代替實(shí)際物體采用的是理想模型法,而不是等效替代法,B錯(cuò)誤,A、C、D選項(xiàng)均
32、正確。 10.(2018·無(wú)錫六校聯(lián)考)下列關(guān)于速度和加速度的說(shuō)法中,正確的是( ) A.物體的速度變化量越大,則加速度越大 B.當(dāng)加速度與速度方向相同且減小時(shí),物體做減速運(yùn)動(dòng) C.物體的速度為0,則其加速度一定為0 D.加速度越來(lái)越大,而速度可以越來(lái)越小 解析:選D 加速度是物體速度變化與所用時(shí)間的比值,速度變化量大,但不知道變化所用時(shí)間,故不能確定加速度大,故A錯(cuò)誤;當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí),物體做加速運(yùn)動(dòng),加速度減小說(shuō)明物體速度增加的變慢了,故B錯(cuò)誤;物體速度為0,加速度不一定為0,如做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),速度為0,而加速度為重力加速度,故C錯(cuò)誤;當(dāng)加速度與
33、速度方向相反時(shí),物體做減速運(yùn)動(dòng),加速度越來(lái)越大說(shuō)明物體速度減小得越來(lái)越快,故D正確。 11.如圖所示,在氣墊導(dǎo)軌上安裝有兩個(gè)光電計(jì)時(shí)裝置A、B,A、B間距離為L(zhǎng)=30 cm,為了測(cè)量滑塊的加速度,在滑塊上安裝了一個(gè)寬度為d=1 cm的遮光條,現(xiàn)讓滑塊以某一加速度通過(guò)A、B,記錄遮光條通過(guò)A、B的時(shí)間分別為0.010 s、0.005 s,滑塊從A到B所用時(shí)間為0.200 s,則下列說(shuō)法正確是( ) A.滑塊通過(guò)A的速度為1 cm/s B.滑塊通過(guò)B的速度為2 cm/s C.滑塊的加速度為5 m/s2 D.滑塊在A、B間的平均速度為3 m/s 解析:選C 滑塊通過(guò)A點(diǎn)的速度vA==
34、m/s=1 m/s,故A錯(cuò)誤;滑塊通過(guò)B點(diǎn)的速度vB== m/s=2 m/s,故B錯(cuò)誤;滑塊加速度a== m/s2=5 m/s2,故C正確;滑塊在A、B間的平均速度v== m/s=1.5 m/s,故D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)綜合訓(xùn)練 12.(2018·黃山模擬)攀巖運(yùn)動(dòng)是一種考驗(yàn)人的意志與心理素質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式,戶外攀巖運(yùn)動(dòng)更加刺激與驚險(xiǎn)。如圖所示為一戶外攀巖運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景與運(yùn)動(dòng)線路圖,該攀巖愛(ài)好者從起點(diǎn)a到b,最終到達(dá)c,據(jù)此圖判斷下列說(shuō)法中正確的是( ) A.圖中的線路abc表示的是攀巖愛(ài)好者所走的位移 B.攀巖愛(ài)好者所走路程要比自起點(diǎn)到終點(diǎn)的位移大 C.由起點(diǎn)到終點(diǎn)攀巖愛(ài)好者所走線路的總長(zhǎng)度
35、等于位移 D.線路總長(zhǎng)度與攀巖愛(ài)好者所走時(shí)間的比等于他的平均速度 解析:選B 物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡表示路程,所以圖中的線路abc表示的是攀巖愛(ài)好者所走的路程,由起點(diǎn)到終點(diǎn)攀巖愛(ài)好者所走線路的總長(zhǎng)度等于路程,A、C錯(cuò)誤;位移表示始末位置間的有向線段,所以題中的攀巖愛(ài)好者的位移比路程小,B正確;平均速度等于位移與時(shí)間的比,平均速率等于路程與時(shí)間的比,故D錯(cuò)誤。 13.下表是D3111次動(dòng)車寧德至福州南站區(qū)間的運(yùn)行時(shí)刻表,則( ) 車次 出發(fā)站 開(kāi)車時(shí)間 到達(dá)站 到達(dá)時(shí)間 用時(shí) 里程 D3111 寧德 12:14 福州南 12:49 35分 88 km A.表中“
36、12:14”表示時(shí)刻 B.該動(dòng)車從寧德至福州南的位移為88 km C.根據(jù)表中數(shù)據(jù)能求出該動(dòng)車從寧德至福州南的平均速度 D.該動(dòng)車從寧德至福州南全程做勻速直線運(yùn)動(dòng) 解析:選A 表中“12:14”表示時(shí)刻,選項(xiàng)A正確;該動(dòng)車從寧德至福州南的路程為88 km,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從表中數(shù)據(jù)無(wú)法知道該動(dòng)車從寧德至福州南的位移,故無(wú)法求出該動(dòng)車從寧德至福州南的平均速度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;該動(dòng)車從寧德至福州南全程中不是直線運(yùn)動(dòng),故不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 14.(2018·連云港模擬)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做變速直線運(yùn)動(dòng),以v1=10 m/s 的平均速度完成前路程,以v2=30 m/s的平均速度完成剩下的路程,
37、則全過(guò)程的平均速度為( ) A.20 m/s B.18 m/s C.23.3 m/s D.40 m/s 解析:選B 設(shè)全程長(zhǎng)為x,則前路程所需的時(shí)間t1=,后路程所需的時(shí)間t2=。所以全程的平均速度== m/s=18 m/s,故B正確。 15.為了測(cè)定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為3.0 cm 的遮光板,如圖所示,滑塊在牽引力作用下先后勻加 速通過(guò)兩個(gè)光電門(mén),配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光板通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt1=0.30 s,通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt2=0.10 s,遮光板從開(kāi)始遮住第一個(gè)光電門(mén)到開(kāi)始遮住第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt=3.0 s。試估算
38、: (1)滑塊的加速度多大(保留兩位有效數(shù)字)? (2)兩個(gè)光電門(mén)之間的距離是多少? 解析:(1)遮光板通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的速度 v1== m/s=0.10 m/s 遮光板通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的速度 v2== m/s=0.30 m/s 故滑塊的加速度a=≈0.067 m/s2。 (2)兩個(gè)光電門(mén)之間的距離 x=Δt=0.6 m。 答案:(1)0.067 m/s2 (2)0.6 m 第2節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 (1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)是加速度均勻變化的運(yùn)動(dòng)。(×) (2)勻加速直線運(yùn)動(dòng)是速度均勻變化的直線運(yùn)動(dòng)。(√) (3)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移是均勻增大
39、的。(×) (4)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,中間時(shí)刻的速度一定小于該段時(shí)間內(nèi)位移中點(diǎn)的速度。(√) (5)物體由某高度由靜止下落一定做自由落體運(yùn)動(dòng)。(×) (6)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體,在上升過(guò)程中,速度的變化量的方向是向下的。(√) (7)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的速度為負(fù)值時(shí),位移也為負(fù)值。(×) 意大利物理學(xué)家伽利略從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度,證明了輕、重物體下落一樣快,推翻了古希臘學(xué)者亞里士多德的“物體越重下落越快”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。 突破點(diǎn)(一) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律 1.解答運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的基本思路 →→→→ 2.運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中正、負(fù)號(hào)的規(guī)定 直線運(yùn)動(dòng)可以用正、負(fù)號(hào)表示矢量的方向,一般情
40、況下,規(guī)定初速度v0的方向?yàn)檎较?,與初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取負(fù)值,當(dāng)v0=0時(shí),一般以加速度a的方向?yàn)檎较颉? 3.多過(guò)程問(wèn)題 如果一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)包含幾個(gè)階段,就要分段分析,各段銜接處的速度往往是連接各段的紐帶,應(yīng)注意分析各段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 [典例] (2018·淮安一模)如圖所示,水平地面O點(diǎn)的正上方的裝置M每隔相等的時(shí)間由靜止釋放一小球,當(dāng)某小球離開(kāi)M的同時(shí),O點(diǎn)右側(cè)一長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.2 m的平板車開(kāi)始以a=6.0 m/s2的恒定加速度從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),該小球恰好落在平板車的左端,已知平板車上表面距離M的豎直高度為h=0.45 m。忽略空氣阻力,重力加速度g取10 m/
41、s2。 (1)求小車左端離O點(diǎn)的水平距離; (2)若至少有2個(gè)小球落在平板車上,則釋放小球的時(shí)間間隔Δt應(yīng)滿足什么條件? [審題指導(dǎo)] 第一步:抓關(guān)鍵點(diǎn) 關(guān)鍵點(diǎn) 獲取信息 由靜止釋放一小球 小球做自由落體運(yùn)動(dòng) 忽略空氣阻力 平板車以恒定加速度從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng) 小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 該小球恰好落在平板車的左端 在小球自由落體的時(shí)間內(nèi),小車的左端恰好運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn) 第二步:找突破口 (1)小球下落的時(shí)間t0可由h=gt02求得。 (2)小車左端離O點(diǎn)的水平距離等于t0時(shí)間內(nèi)小車的水平位移s。 (3)要使第二個(gè)小球能落入平板車上,小車在t0+Δt時(shí)
42、間內(nèi)的位移應(yīng)不大于s+L。 [解析] (1)設(shè)小球自由下落至平板車上表面處歷時(shí)t0,在該時(shí)間段內(nèi)由運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 對(duì)小球有:h=gt02 ① 對(duì)平板車有:s=at02 ② 由①②式并代入數(shù)據(jù)可得:s=0.27 m。 (2)從釋放第一個(gè)小球至第二個(gè)小球下落到平板車上表面處歷時(shí)Δt+t0,設(shè)平板車在該時(shí)間段內(nèi)的位移為s1,由運(yùn)動(dòng)學(xué)方程有:s1=a(Δt+t0)2 ③ 至少有2個(gè)小球落在平板車上須滿足:s1≤s+L ④ 由①~④式并代入數(shù)據(jù)可得:Δt≤0.4 s。 [答案] (1)0.27 m (2)Δt≤0.4 s [方法規(guī)律] 求解多階段運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的“三步走” [集訓(xùn)沖關(guān)]
43、 1.(2018·常州期末)如圖所示,在水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,在某時(shí)刻給它一個(gè)初速度,使其沿水平面做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其依次經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn),最終停在O點(diǎn)。A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為L(zhǎng)1、L2、L3,小物塊由A、B、C三點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)所用的時(shí)間分別為t1、t2、t3。則下列結(jié)論正確的是( ) A.== B.== C.<< D.<< 解析:選B 反過(guò)來(lái)看,小物塊從O開(kāi)始做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知,x=at2,則a=,故位移與時(shí)間平方的比值為定值,所以==;從O點(diǎn)到C、B、A過(guò)程中速度越來(lái)越大,故平均速度越來(lái)越大,所以>>。 2.(2
44、018·徐州檢測(cè))一名消防隊(duì)員在模擬學(xué)習(xí)訓(xùn)練中,沿著長(zhǎng)為12 m的豎立在地面上的鋼管從頂端由靜止先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時(shí)速度恰好為零。如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)加速度大小的2倍,下滑的總時(shí)間為3 s,那么該消防隊(duì)員( ) A.下滑過(guò)程中的最大速度為4 m/s B.加速與減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的時(shí)間之比為1∶2 C.加速與減速過(guò)程中的平均速度之比為2∶1 D.加速與減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移大小之比為1∶4 解析:選B 設(shè)下滑過(guò)程中的最大速度為v,則消防隊(duì)員下滑的總位移:t1+t2=x,即t總=x,代入數(shù)據(jù)解得:v=8 m/s,故A錯(cuò)誤;設(shè)加速與減速過(guò)程的時(shí)間分別為t1、t2,加速度大小
45、分別為a1、a2,則v=a1t1、v=a2t2,解得:t1∶t2=a2∶a1=1∶2,故B正確;根據(jù)平均速度的推論知=,則平均速度之比為1∶1,故C錯(cuò)誤;因?yàn)槠骄俣戎葹?∶1,加速和減速的時(shí)間之比為1∶2,則加速和減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移之比為1∶2,故D錯(cuò)誤。 突破點(diǎn)(二) 解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的常用方法 方法 解 讀 基本公式法 基本公式指速度公式、位移公式及速度位移關(guān)系式,它們均是矢量式,使用時(shí)要規(guī)定正方向 平均速度法 (1)定義式=適用于任何性質(zhì)的運(yùn)動(dòng) (2)=v=只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng) 推論法(位移差公式) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,在連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差為一恒量,即
46、Δx=aT2,xm-xn=(m-n)·aT2,對(duì)一般的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,若出現(xiàn)相等的時(shí)間間隔,應(yīng)優(yōu)先考慮用位移差公式求解 比例法 初速度或末速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,可以考慮用比例法快速解答 圖像法 應(yīng)用v -t圖像,可把較復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題,尤其是用圖像進(jìn)行定性分析,可避開(kāi)繁雜的計(jì)算,快速得出答案 [題點(diǎn)全練] 1.(2016·上海高考)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),相繼經(jīng)過(guò)兩段距離為16 m的路程,第一段用時(shí)4 s,第二段用時(shí)2 s,則物體的加速度是( ) A. m/s2 B. m/s2 C. m/s2 D. m/s2 解析:選B
47、 根據(jù)題意,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),t時(shí)間內(nèi)的平均速度等于時(shí)刻的瞬時(shí)速度,在第一段內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為:v1== m/s=4 m/s;在第二段內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為:v2== m/s=8 m/s;則物體加速度為:a== m/s2= m/s2,故選項(xiàng)B正確。 2.[多選](2018·無(wú)錫六校聯(lián)考)一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在前4 s內(nèi)經(jīng)過(guò)的位移為24 m,在第二個(gè)4 s內(nèi)經(jīng)過(guò)的位移是60 m,則這個(gè)物體( ) A.在t=2 s時(shí)的速度為6 m/s B.在t=4 s時(shí)的速度為11 m/s C.這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a=2.25 m/s2 D.這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的初速度為v0=1.5 m/s
48、 解析:選ACD 已知T=4 s,x1=24 m,x2=60 m, 則由Δx=aT2得:x2-x1=aT2, 得:a== m/s2=2.25 m/s2。 由x1=v0T+aT2, 得:v0=-aT= m/s-×2.25×4 m/s=1.5 m/s,t=2 s時(shí)速度v2=v0+at=1.5 m/s+2.25×2 m/s=6 m/s,t=4 s時(shí)速度v4=v0+at′=1.5 m/s+2.25×4 m/s=10.5 m/s,故A、C、D正確,B錯(cuò)誤。 突破點(diǎn)(三) 自由落體運(yùn)動(dòng) [典例] (2018·大慶模擬)比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡。如圖所示,已知斜塔第一層離地面的高度h1
49、=6.8 m,為了測(cè)量塔的總高度,在塔頂無(wú)初速度釋放一個(gè)小球,小球經(jīng)過(guò)第一層到達(dá)地面的時(shí)間t1=0.2 s,重力加速度g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力。 (1)求斜塔離地面的總高度h; (2)求小球從塔頂落到地面過(guò)程中的平均速度。 [審題指導(dǎo)] (1)根據(jù)位移公式求出小球到達(dá)第一層時(shí)的速度,再求出塔頂離第一層的高度,進(jìn)而求出總高度; (2)先求出小球從塔頂落到地面的總時(shí)間,再根據(jù)平均速度的定義求出平均速度。 [解析] (1)設(shè)小球到達(dá)第一層時(shí)的速度為v1,則有 h1=v1t1+gt12 得 v1= 代入數(shù)據(jù)得v1=33 m/s 塔頂離第一層的高度h2==54.45 m 所
50、以塔的總高度h=h1+h2=61.25 m。 (2)小球從塔頂落到地面的總時(shí)間t= =3.5 s 平均速度==17.5 m/s。 [答案] (1)61.25 m (2)17.5 m/s [方法規(guī)律] 應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題時(shí)的兩點(diǎn)注意 (1)可充分利用自由落體運(yùn)動(dòng)初速度為零的特點(diǎn)、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題。 ①?gòu)倪\(yùn)動(dòng)開(kāi)始連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的下落高度之比為1∶3∶5∶7∶… ②一段時(shí)間內(nèi)的平均速度===gt。 ③連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的下落高度之差Δh=gT2。 (2)物體由靜止開(kāi)始的自由下落過(guò)程才是自由落體運(yùn)動(dòng),從中間截取的一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程不是自由落體運(yùn)動(dòng),等效于豎直下拋運(yùn)動(dòng),應(yīng)該用初
51、速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律去解決此類問(wèn)題。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2018·宿遷模擬)小鋼球從某位置由靜止釋放,用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光,得到的照片如圖所示。已知連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔,為求出小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度,需測(cè)量( ) A.照片中AC的距離 B.照片中球的直徑及AC的距離 C.小鋼球的實(shí)際直徑、照片中AC的距離 D.小鋼球的實(shí)際直徑、照片中球的直徑及AC的距離 解析:選D 小鋼球做自由落體運(yùn)動(dòng),加速度等于重力加速度,該運(yùn)動(dòng)屬于勻變速直線運(yùn)動(dòng),則B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC之間的平均速度,所以在已知連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔,測(cè)量出A、C之間的實(shí)際距離即可求出小球經(jīng)過(guò)B
52、點(diǎn)的速度。結(jié)合小鋼球的實(shí)際直徑、照片中球的直徑可以求出照片上的大小與實(shí)際大小的比例關(guān)系,由照片中AC之間的長(zhǎng)度結(jié)合比例關(guān)系即可求出AC的實(shí)際大小。由以上的分析可知,A、B、C錯(cuò)誤,D正確。 2.將高臺(tái)跳水運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)近似為豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。如圖所示為甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員從起跳到觸及水面時(shí)的速度—時(shí)間圖像。由此可推得( ) A.甲所在的跳臺(tái)高度為11.25 m B.甲所在的跳臺(tái)高度為12.50 m C.甲、乙所在的兩跳臺(tái)高度相同 D.甲所在的跳臺(tái)高度比乙所在的跳臺(tái)低10 m 解析:選D 由題圖知,甲做豎直上拋運(yùn)動(dòng),對(duì)應(yīng)跳臺(tái)高度為h1=×1.5×15 m-×0.5×5 m=1
53、0 m;乙做自由落體運(yùn)動(dòng),對(duì)應(yīng)跳臺(tái)高度為h2=×2×20 m=20 m。故甲所在的跳臺(tái)高度比乙所在的跳臺(tái)低10 m。 突破點(diǎn)(四) 利用轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法巧解多物體的勻變速直線運(yùn)動(dòng) 在運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的解題過(guò)程中,若多個(gè)物體所參與的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全相同,可將多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一個(gè)物體的連續(xù)運(yùn)動(dòng),解答過(guò)程將變得簡(jiǎn)單明了。 [典例] (2018·淮安模擬)如圖所示,一雜技演員用一只手拋球、接球,他每隔0.4 s拋出一球,接到球便立即把球拋出。已知除拋、接球的時(shí)刻外,空中總有4個(gè)球,將球的運(yùn)動(dòng)近似看作是豎直方向的運(yùn)動(dòng),球到達(dá)的最大高度是(高度從拋球點(diǎn)算起,取g=10 m/s2)( ) A.1.6 m
54、 B.2.4 m C.3.2 m D.4.0 m [方法點(diǎn)撥] 將4個(gè)小球依次拋出后均做相同的豎直上拋運(yùn)動(dòng),但同時(shí)研究4個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜,將4個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一個(gè)小球所做的連續(xù)運(yùn)動(dòng),小球每隔0.4 s對(duì)應(yīng)的位置,對(duì)應(yīng)各小球在同一時(shí)刻的不同位置,問(wèn)題便能迎刃而解。 [解析] 由題圖所示的情形可以看出,四個(gè)小球在空中的位置與一個(gè)小球拋出后每隔0.4 s對(duì)應(yīng)的位置是相同的,因此可知小球拋出后到達(dá)最高點(diǎn)和從最高點(diǎn)落回拋出點(diǎn)的時(shí)間均為t=0.8 s,故有Hm=gt2=3.2 m,C正確。 [答案] C [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2018·南通期末)科技館中的一
55、個(gè)展品如圖所示,在較暗處有一個(gè)不斷均勻滴水的水龍頭,在一種特殊的間歇閃光燈的照射下,若調(diào)節(jié)間歇閃光間隔時(shí)間正好與水滴從A下落到B的時(shí)間相同,可以看到一種奇特的現(xiàn)象,水滴似乎不再下落,而是像固定在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置不動(dòng),對(duì)出現(xiàn)的這種現(xiàn)象,下列描述正確的是(g=10 m/s2)( ) A.水滴在下落過(guò)程中通過(guò)相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間滿足tAB<tBC<tCD B.閃光的間隔時(shí)間是 s C.水滴在相鄰兩點(diǎn)間的平均速度滿足AB∶BC∶CD=1∶4∶9 D.水滴在各點(diǎn)的速度之比滿足vB∶vC∶vD=1∶3∶5 解析:選B 由題圖可知∶∶=1∶3∶5,水滴做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由題
56、意知水滴在下落過(guò)程中通過(guò)相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間相等,A錯(cuò)誤;由h=gt2可得水滴在下落過(guò)程中通過(guò)相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間為 s,即閃光的間隔時(shí)間是 s,B正確;由=知水滴在相鄰兩點(diǎn)間的平均速度滿足AB∶BC∶CD=1∶3∶5,C錯(cuò)誤;由v=gt知水滴在各點(diǎn)的速度之比滿足vB∶vC∶vD=1∶2∶3,D錯(cuò)誤。 2.從斜面上某一位置每隔0.1 s 釋放一顆小球,在連續(xù)釋放幾顆后,對(duì)斜面上正在運(yùn)動(dòng)著的小球拍下部分照片,如圖所示。現(xiàn)測(cè)得xAB=15 cm,xBC=20 cm,已知小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且加速度大小相同。 (1)求小球的加速度。 (2)求拍攝時(shí)B球的速度。 (3)C、D兩球相距多遠(yuǎn)
57、? (4)A球上面正在運(yùn)動(dòng)著的小球共有幾顆? 解析:(1)由Δx=aT2得 a=== m/s2=5 m/s2。 (2)vB== m/s=1.75 m/s。 (3)由Δx=xCD-xBC=xBC-xAB得 xCD=xBC+(xBC-xAB)=20 cm+5 cm=25 cm。 (4)小球B從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到題圖所示位置所需的時(shí)間為 tB== s=0.35 s 則B球上面正在運(yùn)動(dòng)著的小球共有3顆,A球上面正在運(yùn)動(dòng)著的小球共有2顆。 答案:(1)5 m/s2 (2)1.75 m/s (3)25 cm (4)2顆 什么是“形異質(zhì)同”和“形同質(zhì)異”
58、 題目做得多了,會(huì)遇到一類遵循的物理規(guī)律相同,但提供的物理情景新穎、信息陌生、物理過(guò)程獨(dú)特的問(wèn)題,對(duì)這類問(wèn)題同學(xué)們往往感覺(jué)難度大,無(wú)從下手。其實(shí)這類問(wèn)題看似陌生,實(shí)則與我們平時(shí)練習(xí)的題目同根同源,只不過(guò)是命題人巧加“改頭換面”而已,這類問(wèn)題我們稱之為形異質(zhì)同。 另外,平時(shí)做題時(shí)還會(huì)遇到一類物理情景比較熟悉,物理過(guò)程似曾相識(shí)的問(wèn)題,對(duì)于這類問(wèn)題,又往往因?qū)忣}不嚴(yán)、慣性思維,不注意題中所給條件的細(xì)微區(qū)別,而解答失誤。這類問(wèn)題我們稱之為形同質(zhì)異。 無(wú)論是“形
59、異質(zhì)同”還是“形同質(zhì)異”,都是命題人常采用的命題手段之一,為引起同學(xué)們對(duì)此類問(wèn)題的重視,本書(shū)創(chuàng)編此欄目,旨在讓同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的訓(xùn)練中,多比較、多總結(jié),不再因無(wú)謂失分而遺憾。 下面列舉兩類勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的“形異質(zhì)同”問(wèn)題。 水平剎車與沿粗糙斜面上滑 1.(2018·蘇北十所名校聯(lián)考)汽車在水平面上剎車,其位移與時(shí)間的關(guān)系是x=24t-6t2,則它在前3 s內(nèi)的平均速度為( ) A.6 m/s B.8 m/s C.10 m/s D.12 m/s 解析:選B 將題目中的表達(dá)式與x=v0t+at2比較可知:v0=24 m/s,a=-12 m/s2。所以由v=v0+at可得汽車從
60、剎車到靜止的時(shí)間為t= s=2 s,由此可知3 s時(shí)汽車已經(jīng)停止,位移x=24×2 m-6×22 m=24 m,故平均速度== m/s=8 m/s。 2.[多選](2018·南京調(diào)研)如圖所示,木板與水平地面間的夾角θ=30°,可視為質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑。若讓該小木塊從木板的底端以初速度為v0=10 m/s沿木板向上運(yùn)動(dòng),取g=10 m/s2。則以下結(jié)論正確的是( ) A.小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 B.小木塊經(jīng)t=2 s沿木板滑到最高點(diǎn) C.小木塊在t=2 s時(shí)速度大小為10 m/s,方向沿木板向下 D.小木塊滑到最高點(diǎn)后將靜止不動(dòng) 解析:選AD 小木塊恰好勻
61、速下滑時(shí),mgsin 30°=μmgcos 30°,可得μ=,A正確;小木塊沿木板上滑過(guò)程中,由牛頓第二定律可得:mgsin 30°+μmgcos 30°=ma,可得小木塊上滑過(guò)程中勻減速的加速度a=10 m/s2,故小木塊上滑的時(shí)間t上==1 s,小木塊速度減為零時(shí),有:mgsin 30°=μmgcos 30°,故小木塊將靜止在最高點(diǎn),D正確,B、C錯(cuò)誤。 (1)汽車在水平路面上的剎車問(wèn)題中,當(dāng)汽車速度為零后,汽車將停止運(yùn)動(dòng)。 (2)物體沿粗糙斜面上滑至最高點(diǎn)后,若有mgsin θ≤μmgcos θ,則物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與汽車在水平路面上的剎車問(wèn)題類似。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:勻變速
62、直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律 1.(2018·蘇州模擬)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=5t+t2(各物理量均采用國(guó)際單位制單位),下列說(shuō)法正確的是( ) A.該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為1 m/s2 B.該質(zhì)點(diǎn)在1 s末的速度大小為6 m/s C.該質(zhì)點(diǎn)第2 s內(nèi)的平均速度為8 m/s D.前2 s內(nèi)的位移為8 m 解析:選C 根據(jù)x=v0t+at2=5t+t2得,質(zhì)點(diǎn)的初速度v0=5 m/s,加速度a=2 m/s2,故A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在1 s末的速度v1=v0+at=5 m/s+2×1 m/s=7 m/s,故B錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)在第2 s內(nèi)的位移x2=(5×2+4)m-(5×1+1)m=8 m,
63、則第2 s內(nèi)的平均速度== m/s=8 m/s,故C正確;前2 s內(nèi)的位移x=v0t+at2=5×2 m+4 m=14 m,故D錯(cuò)誤。 2.(2018·廈門(mén)模擬)如圖所示,國(guó)產(chǎn)某品牌汽車裝備了具有“全力自動(dòng)剎車”功能的城市安全系統(tǒng),系統(tǒng)以50 Hz的頻率監(jiān)視前方的交通狀況。當(dāng)車速v≤10 m/s且與前方靜止的障礙物之間的距離接近安全距離時(shí),如果司機(jī)未采取制動(dòng)措施,系統(tǒng)就會(huì)立即啟動(dòng)“全力自動(dòng)剎車”,加速度大小約為5 m/s2,使汽車避免與障礙物相撞。則“全力自動(dòng)剎車”系統(tǒng)設(shè)置的安全距離約為( ) A.50 m B.20 m C.10 m D.1 m 解析:選C
64、由題意知,車速v≤10 m/s,系統(tǒng)立即啟動(dòng)“全力自動(dòng)剎車”的加速度大小約為5 m/s2,最后末速度減為0,由推導(dǎo)公式v2=2ax可得:x≤= m=10 m,所以系統(tǒng)設(shè)置的安全距離約10 m,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。 3.[多選](2018·昆山模擬)如圖所示,從斜面上某一位置先后由靜止釋放四個(gè)小球,相鄰兩小球釋放的時(shí)間間隔為0.1 s,某時(shí)刻拍下的照片記錄了各小球的位置,測(cè)出xAB=5 cm,xBC=10 cm,xCD=15 cm。則( ) A.照片上小球A所處的位置,不是每個(gè)小球的釋放點(diǎn) B.C點(diǎn)小球速度是A、D點(diǎn)小球速度之和的一半 C.B點(diǎn)小球的速度大小為1.5 m/s D
65、.所有小球的加速度大小為5 m/s2 解析:選AD 根據(jù)Δx=aT2得小球的加速度為: a== m/s2=5 m/s2, B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度, 則有:vB== m/s=0.75 m/s, A點(diǎn)小球的速度為:vA=vB-aT=0.75 m/s-5×0.1 m/s=0.25 m/s≠0,可知小球不是從A點(diǎn)釋放,故A、D正確,C錯(cuò)誤。C點(diǎn)是BD段的中間時(shí)刻,根據(jù)平均速度的推論知,C點(diǎn)小球的速度等于B、D點(diǎn)兩球速度之和的一半,故B錯(cuò)誤。 4.[多選]如圖所示,直線MN表示一條平直公路,汽車以初速度v0=2 m/s、加速度a=2 m/s2由A向C做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在到達(dá)C點(diǎn)前1
66、s內(nèi),所通過(guò)的距離BC為L(zhǎng),其中AC=L,下列判斷正確的是( ) A.平直公路AC長(zhǎng)為21 m B.平直公路BC長(zhǎng)為7 m C.汽車由A向C運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4 s D.汽車到達(dá)C點(diǎn)的速度大小是8 m/s 解析:選BD 設(shè)汽車從A到C的時(shí)間為t,則從A到B的時(shí)間為t-1,根據(jù)位移公式有 L=v0t+at2=2t+×2t2① L-L=v0(t-1)+a(t-1)2=2(t-1)+×2(t-1)2② 解得t=3 s 平直公路AC的長(zhǎng)度為:L=2×3 m+×2×32 m=15 m 平直公路BC的長(zhǎng)度為xBC=L=×15 m=7 m 汽車到達(dá)C點(diǎn)的速度vC=v0+at=2 m/s+2×3 m/s=8 m/s,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的常用方法 5.(2018·廈門(mén)模擬)一輛公共汽車進(jìn)站后開(kāi)始剎車,做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。開(kāi)始剎車后的第1 s內(nèi)和第2 s內(nèi)位移大小依次為9 m和7 m。則剎車后6 s內(nèi)的位移是( ) A.20 m B.24 m C.25 m D.75 m 解析:選C 由Δx=9 m-7 m=2 m可知,汽車在第3
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