（新课标Ⅲ）2019版高考物理一轮复习 专题一 质点的直线运动课件.ppt

专题一质点的直线运动,高考物理(课标专用),考点一匀变速直线运动1.(2016课标,16,6分)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍。该质点的加速度为()A.B.C.D.,五年高考,A组统一命题课标卷题组,答案A动能变为原来的9倍,速度变为原来的3倍,a=,s=t,解得a=,A正确。,考查点匀变速直线运动规律的应用,一题多解解法二a=解法三a=,考点二运动图像、追及相遇问题,2.(2018课标,18,6分)(多选)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是()A.在t1时刻两车速度相等B.从0到t1时间内,两车走过的路程相等C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等,D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等,答案CD本题考查x-t图像的应用。在x-t图像中,图线的斜率表示物体运动的速度,在t1时刻,两图线的斜率关系为k乙k甲,两车速度不相等;在t1到t2时间内,存在某一时刻甲图线的切线与乙图线平行,如图所示,该时刻两车速度相等,选项A错误、D正确。从0到t1时间内,乙车走过的路程为x1,甲车走过的路程小于x1,选项B错误。从t1到t2时间内,两车走过的路程都为x2-x1,选项C正确。,3.(2018课标,19,6分)(多选)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度-时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶。下列说法正确的是()A.两车在t1时刻也并排行驶B.在t1时刻甲车在后,乙车在前C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大,答案BD本题考查对v-t图线的理解、追及和相遇问题。v-t图线与时间轴包围的面积表示车运动的位移,t2时刻两车并排行驶,故t1时刻甲车在后,乙车在前,所以A错,B对。v-t图线上各点切线的斜率表示瞬时加速度,由此可知,C错,D对。,关联知识v-t图线的物理意义v-t图线的斜率表示加速度,与时间轴包围的面积表示物体运动的位移。,4.(2016课标,21,6分)(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,则()A.在t=1s时,甲车在乙车后B.在t=0时,甲车在乙车前7.5mC.两车另一次并排行驶的时刻是t=2sD.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m,答案BD由题中v-t图像得a甲=10m/s2,a乙=5m/s2,两车在t=3s时并排行驶,此时x甲=a甲t2=1032m=45m,x乙=v0t+a乙t2=103m+532m=52.5m,所以t=0时甲车在前,距乙车的距离为L=x乙-x甲=7.5m,B项正确。t=1s时,x甲=a甲t2=5m,x乙=v0t+a乙t2=12.5m,此时x乙=x甲+L=12.5m,所以另一次并排行驶的时刻为t=1s,故A、C项错误;两次并排行驶的位置沿公路方向相距L=x乙-x乙=40m,故D项正确。,考查点v-t图像、追及相遇问题,方法技巧考生要学会把图像语言转化为物理情景,进而转化为函数语言,然后用公式进行计算并判断每个时刻的运动情况。,5.(2014课标,14,6分,0.450)甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图像如图所示。在这段时间内()A.汽车甲的平均速度比乙的大B.汽车乙的平均速度等于C.甲乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大,答案A由题图中的v-t图像知,在0t1时间内,甲的位移大于乙的位移,C错误。由=知,甲的平均速度比乙的大,故A正确。如图所示,汽车乙的v-t图像中,实线下的面积小于倾斜虚线下的面积,故汽车乙的平均速度小于,B错误。v-t图线的斜率表示加速度,甲、乙图线上各点切线斜率的绝对值均逐渐减小,故加速度大小都逐渐减小,D错误。,考查点v-t图像问题,知识拓展v-t图像中图线与时间轴所围的面积表示对应时间内的位移;图线上某点切线斜率表示加速度;交点是相距最远(最近)的点。,6.(2014大纲全国,14,6分)一质点沿x轴做直线运动,其v-t图像如图所示。质点在t=0时位于x=5m处,开始沿x轴正向运动。当t=8s时,质点在x轴上的位置为()A.x=3mB.x=8mC.x=9mD.x=14m,答案B由图像知,质点在8s内的位移x=(2+4)2m-(2+4)1m=3m。t=0时,质点位于x=5m处,故8s末质点位置x=5m+x=8m,B正确。,考查点v-t图像的物理意义,解题关键v-t图像中图线与时间轴所围面积表示物体在这段时间内的位移,时间轴上方面积表示正向位移,下方面积表示沿负方向的位移。,7.(2014课标,24,13分,0.432)2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录。取重力加速度的大小g=10m/s2。(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关。已知该运动员在某段时间内高速下落的v-t图像如图所示。若该运动员和所带装备的总质量m=100kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数。(结果保留1位有效数字),答案(1)87s8.7102m/s(2)0.008kg/m,解析(1)设该运动员从开始自由下落至1.5km高度处的时间为t,下落距离为s,在1.5km高度处的速度大小为v。根据运动学公式有v=gts=gt2根据题意有s=3.9104m-1.5103m=3.75104m联立式得t=87sv=8.7102m/s(2)该运动员达到最大速度vmax时,加速度为零,根据牛顿第二定律有mg=k由所给的v-t图像可读出vmax360m/s由式得k=0.008kg/m,考查点自由落体运动、v-t图像、受力分析,解题思路,易错警示时间4分20秒在本题解答中无用,为干扰信息。,考点一匀变速直线运动1.(2018江苏单科,4,3分)从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是(),B组自主命题省（区、市）卷题组,答案A设小球初动能为Ek0,初速度为v0,重力加速度为g。瞬时动能Ek=Ek0-mgh,h=v0t-gt2,联立得Ek=mg2t2-mgv0t+Ek0,故A正确。,方法技巧函数法解题应用小球抛出后,在运动过程中所满足的物理关系和规律,推导出相应的数学函数关系式,应用数学工具解决物理问题。,2.(2015山东理综,14,6分)距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h,如图。小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时细线被轧断,最后两球同时落地。不计空气阻力,取重力加速度的大小g=10m/s2。可求得h等于()A.1.25mB.2.25mC.3.75mD.4.75m,答案A小车由A运动到B的时间为s=0.5s,对左侧小球,5m=gt2,对右侧小球,h=g(t-0.5s)2,解得h=1.25m,所以A正确。,3.(2014上海单科,8,2分)在离地高h处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,它们的初速度大小均为v,不计空气阻力,两球落地的时间差为()A.B.C.D.,答案A解法一(运动学解法)以竖直向下为正方向,对向上和向下抛出的两个小球,分别有h=-vt1+g,h=vt2+g,t=t1-t2,解以上三式得两球落地的时间差t=,故A正确。解法二(动量解法)以竖直向下为正方向,对向上和向下抛出的两球,分别由动量定理得mgt1=m(v1+v),mgt2=m(v2-v),又由2gh=v12-v2=v22-v2,解以上各式得两球落地的时间差t=t1-t2=,故A正确。,4.(2015江苏单科,5,3分)如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5s和2s。关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是()A.关卡2B.关卡3C.关卡4D.关卡5,答案C由v=at解得,该同学加速到2m/s所用时间为1s,通过的位移x1=a=1m。之后的4s匀速,通过的位移为x2=vt2=24m=8m,可见关卡关闭时该同学到达关卡2右侧1m处。之后2s内运动位移为4m,关卡再次打开时,该同学在5s内又运动10m,到达关卡4左侧1m处,此时关卡恰好关闭,而该同学运动到关卡4只需0.5s,关卡4仍处于关闭状态,故选C。,评析本题对考生的分析推理能力要求较高,所以属于稍偏难的题。弄清关卡每次关闭时该同学到达何处,是解题的突破口。,5.(2017上海单科,15,2分)物体以25m/s的初速度做竖直上抛运动,经过s到达最高点,它在第三秒内的位移为m。(g取10m/s2),答案2.50,解析物体做竖直上抛运动,在最高点的速度vt=0,由vt=v0-gt得t=2.5s又因为h=v0t-gt2则第三秒内位移h=(253m-1032m)-(252m-1022m)=0,考点二运动图像、追及相遇问题6.(2016江苏单科,5,3分)小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动。取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向。下列速度v和位置x的关系图像中,能描述该过程的是(),答案A设小球从H高处由静止下落,则下降过程距原点的距离x=H-h(h为下落的距离),由机械能守恒有mv2=mghmv2=mg(H-x)得v2=2gH-2gx,式中v的方向向下小球落地时速度为v0,则=2gH上升阶段:mv2-m=-mgx得v2=2gH-2gx,式中v的方向向上因此上升和下降阶段速度大小随x的变化规律相同,速度方向相反,且v与x的关系不是线性关系,故A项正确。,审题指导解答本题首先要根据题给条件分析出小球运动时速度的对称性,从而知道小球在运动过程中只受重力作用;其次根据物理规律找到v与x的关系,进而分析v-x图像。,7.(2014天津理综,1,6分)质点做直线运动的速度-时间图像如图所示,该质点()A.在第1秒末速度方向发生了改变B.在第2秒末加速度方向发生了改变C.在前2秒内发生的位移为零D.第3秒末和第5秒末的位置相同,答案D由题图可知02s内,速度为正,运动方向未改变,2s末时,位移最大,v-t图线斜率表示加速度,13s图线斜率未改变,故第2s末加速度方向没有变化,A、B、C错误;由v-t图线与时间轴所围面积表示位移知,第3s末和第5s末质点位置相同,D正确。,8.(2014福建理综,15,6分)如图,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零。对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像最能正确描述这一运动规律的是(),答案B设斜面倾角为,滑块沿斜面下滑时,由牛顿第二定律有mgsin-mgcos=ma,a=gsin-gcos,因此滑块下滑时加速度不变,选项D错误;滑块加速下滑时的位移s=v0t+at2,选项B正确;滑块下降高度h=ssin=v0sint+asint2,选项A错误;滑块下滑时的速度v=v0+at,选项C错误。,9.(2014广东理综,13,4分)图是物体做直线运动的v-t图像,由图可知,该物体()A.第1s内和第3s内的运动方向相反B.第3s内和第4s内的加速度相同C.第1s内和第4s内的位移大小不相等D.02s和04s内的平均速度大小相等,答案B由图可知第1s内和第3s内速度都为正值,运动方向相同,A项错;24s图线斜率不变,加速度不变,B项正确;v-t图线与时间轴所围的面积表示位移,故第1s内和第4s内的位移大小相等,选项C错;02s和04s内位移相等,但时间不等,由=可知D项错。,10.(2015福建理综,20,15分)一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的v-t图像如图所示。求:(1)摩托车在020s这段时间的加速度大小a;(2)摩托车在075s这段时间的平均速度大小。,答案(1)1.5m/s2(2)20m/s,解析(1)加速度a=由v-t图像并代入数据得a=1.5m/s2(2)设20s时速度为vm,020s的位移s1=t12045s的位移s2=vmt24575s的位移s3=t3075s这段时间的总位移s=s1+s2+s3075s这段时间的平均速度=代入数据得=20m/s,考点一匀变速直线运动,1.(2013课标,14,6分,0.787)如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是(),C组教师专用题组,A.物体具有惯性B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关C.物体运动的距离与时间的平方成正比D.物体运动的加速度与重力加速度成正比,答案C由图表可知,图表中的物理量未涉及物体的惯性、质量以及加速度与重力加速度的关系,所以A、B、D错误,由表中数据可以看出,在前1秒、前2秒、前3秒内位移与时间的平方成正比,所以C正确。,审题指导从表格中数据可看出,时间变为原来的2倍,下滑位移大约变为原来的4倍,依次类推可得,物体运动的距离与时间的平方成正比。,2.(2013广东理综,13,4分)某航母跑道长200m。飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的最低速度为50m/s。那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为()A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s,答案B由题知,位移x=200m,加速度a=6m/s2,末速度v=50m/s,求初速度v0。由v2-=2ax可得:v0=10m/s,故B项正确。,3.(2012上海单科,10,3分)小球每隔0.2s从同一高度抛出,做初速为6m/s的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰。第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为(取g=10m/s2)()A.三个B.四个C.五个D.六个,答案C小球在抛出点上方运动的时间t=s=1.2s。每隔0.2s在抛出点抛出一个小球,因此第一个小球在1.2s的时间内能遇上n=-1=5个小球,故只有选项C正确。,4.(2011重庆理综,14,6分)某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经2s听到石头落底声。由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g取10m/s2)()A.10mB.20mC.30mD.40m,答案B石头在井中的下落过程可看作自由落体运动。由h=gt2可得:当t=2s时h=20m,答案为B。,评析运用“估测”条件就可以忽略空气阻力,把石头的下落过程看作自由落体运动;结合“不计声音传播时间”可知石头下落的时间t=2s。此题属容易题。,5.(2013课标,24,13分,0.284)水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动;B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小。,答案,解析设B车的速度大小为v。如图,标记R在时刻t通过点K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G。由运动学公式,H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为yA=2l+at2xB=vt在开始运动时,R到A和B的距离之比为21,即OEOF=21由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之比都为21。因此,在时刻t有HKKG=21由于FGHIGK,有HGKG=xB(xB-l)HGKG=(yA+l)(2l)由式得xB=lyA=5l,联立式得v=,考查点匀变速直线运动规律,解题关键画出运动过程中的位置坐标图,找出A、B位置的几何关系,变抽象为具体。,6.(2011课标,24,13分)甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。,答案,解析设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻t0)的速度为v,第一段时间间隔内行驶的路程为s1,加速度为a;在第二段时间间隔内行驶的路程为s2。由运动学公式得v=at0s1=as2=vt0+(2a)设汽车乙在时刻t0的速度为v,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为s1、s2。同样有v=(2a)t0s1=(2a)s2=vt0+a设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s,则有s=s1+s2s=s1+s2联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶的总路程之比为,=,7.(2010课标,24,14分)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69s和19.30s。假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑100m时最大速率的96%。求:(1)加速所用时间和达到的最大速率;(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数),答案(1)1.29s11.24m/s(2)8.71m/s2,解析(1)设加速所用时间为t(以s为单位),匀速运动的速度为v(以m/s为单位),则有vt+(9.69-0.15-t)v=100vt+(19.30-0.15-t)0.96v=200由式得t=1.29sv=11.24m/s(2)设加速度大小为a,则a=8.71m/s2,考点二运动图像、追及相遇问题8.(2014重庆理综,5,6分)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比,下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是(),答案D受空气阻力作用的物体,上升过程:mg+kv=ma,得a=g+v,v减小,a减小,A错误。到达最高点时两物体均满足v=0,a=g,即两图线与t轴相交时斜率相等,故B、C错误,D正确。,9.(2013课标,19,6分,0.567)(多选)如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置-时间(x-t)图线。由图可知()A.在时刻t1,a车追上b车B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大,答案BC在位置-时间图像中,图线斜率的绝对值表示速度大小,斜率的正负表示速度的方向,两图线的交点表示同一时刻处于同一位置即追及或相遇。由图可知,t1时刻前b处于a的后方,故t1时刻应是b追上a,A错误;t2时刻,b车图线斜率小于零,即b车沿负向运动,而a车图线斜率始终大于零,即a车一直沿正向运动,故B正确;由t1t2时间内b车图线斜率的绝对值可知C正确;在b车图线的顶点处切线水平、斜率为零,即此时b车瞬时速率为零,可见D错误。,考查点x-t图像,解题关键x-t图像中图线的斜率表示速度;斜率大小表示速度大小,斜率的正负表示速度的方向。,知识拓展在t1到t2时间内:a、b、c的平均速度相等。,10.(2013海南单科,4,3分)一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t图像如图所示。下列v-t图像中,可能正确描述此物体运动的是(),答案D由图可知,在0时间内a=a00,若v00,物体做匀加速运动;若v010m,则t=10s时乙车仍未追上甲车,之后一直有甲车速度大于乙车速度,两车不会相遇,C错误;若s010m,在010s内某一时刻乙追上并且超越甲车,t=10s后某一时刻甲车反超乙车,相遇两次,D正确。,4.(2017四川自贡一诊,19)(多选)一物体从静止开始做匀加速直线运动,下列关于物体的位移x、速度v、加速度a与时间t(或t2)关系的图像可能正确的是(),答案BD因为物体由静止开始做匀加速直线运动,根据x=at2得,x与t2成正比,A错误、D正确;加速度a不变,v随时间均匀增大,故B正确、C错误。,解题关键根据从静止开始的匀加速直线运动的规律,分析位移x、速度v、加速度a与时间t(或t2)的关系,再选择图像。,5.(2017四川成都外国语学校4月月考,15)一个物体沿直线运动,描绘