高中物理全程复习方略配套课件 1.2匀变速直线运动规 沪科版.ppt

1 2011 聊城模拟 物体沿一直线运动 在t时间内通过的位移是s 它在中间位置处的速度为v1 在中间时刻的速度为v2 则有关v1和v2的大小关系说法不正确的是 a 当物体做匀加速直线运动时 v1 v2b 当物体做匀减速直线运动时 v1 v2c 当物体做匀速直线运动时 v1 v2d 当物体做匀减速直线运动时 v1 v2 解析 选d 如图所示 物体由a沿直线运动到b c点为ab的中点 速度为v1 若物体做匀加速直线运动 a到b的中间时刻应在c点左侧 有v1 v2 若物体做匀减速直线运动 a到b的中间时刻应在c点右侧 仍有v1 v2 故a b正确 d错误 若物体做匀速直线运动 中间时刻的位置恰在中点c处 有v1 v2 c正确 选d 2 火车上某人用手表估测该火车的加速度 先观测3min 发现火车前进了540m 隔3min后 又观测1min 发现火车前进了360m 若火车在这7min内做匀加速直线运动 则火车的加速度为 a 0 3m s2b 0 01m s2c 0 5m s2d 0 6m s2 解析 选b 先观测的3min内的中间时刻火车的速度为后观测的1min内的中间时刻火车的速度为 由v2 v1 a t t 1 5min 3min 0 5min 5min 300s 则 3 用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间 甲同学用手握住直尺顶端刻度为零的地方 乙同学在直尺下端刻度为a的地方做捏住尺子的准备 但手没有碰到尺子 当乙同学看到甲同学放开尺子时 立即捏住尺子 乙同学发现捏住尺子的位置刻度为b 已知重力加速度为g a b的单位均为国际制中单位 则乙同学的反应时间t约等于 解析 选c 由得 故选c 4 以35m s的初速度竖直向上抛出一个小球 不计空气阻力 g取10m s2 以下判断正确的是 a 小球到达最大高度时的速度为0b 小球到达最大高度时的加速度为0c 小球上升的最大高度为61 25md 小球上升阶段所用的时间为3 5s 解析 选b 小球到达最高点时的速度为0 但加速度为g a对 b错 由得小球上升的最大高度为h 61 25m 由可得小球上升阶段所用的时间为t上 3 5s c d都对 故选b 5 2011 广州模拟 飞机的着陆速度为60m s 着陆后以6m s2大小的加速度做匀减速直线运动 求 1 它着陆后12s内滑行的位移x 2 整个减速过程的平均速度 用两种方法求 3 静止前4s内飞机滑行的位移x 解析 1 以初速度方向为正方向 则有a 6m s2飞机在地面滑行的最长时间所以飞机着陆后12s内滑行的位移为10s内滑行的位移 由vt2 v02 2as可得 2 解法一 解法二 平均速度公式 3 由 1 的分析可知飞机滑行6s为静止前4s 此时的速度v v0 at 60m s 6 6 m s 24m s故由vt2 v 2 2ax 可得答案 1 300m 2 30m s 3 48m 一 对匀变速直线运动公式的理解和应用1 正 负号的规定直线运动可以用正 负号表示矢量的方向 一般情况下 我们规定初速度的方向为正方向 与初速度同向的物理量取正值 反向的物理量取负值 当v0 0时 一般以a的方向为正方向 2 物体先做匀减速直线运动 速度减为零后又反向做匀加速直线运动 全程加速度不变 对这种情况可以将全程看做匀变速直线运动 应用基本公式求解 3 注意联系实际 切忌硬套公式 例如刹车和沿斜面上滑两类减速问题 应首先判断刹车时间 判断物体能否返回和上滑时间等 4 解题的基本思路 1 将匀变速运动规律与实际生活相联系时要从情境中抽象出应选用的物理规律 2 减速运动且末速度为零时 可用逆向运动思考法采用比例关系式求解 例证1 12分 在学习了伽利略对自由落体运动的研究后 甲同学给乙同学出了这样一道题 一个物体从塔顶落下 不考虑空气阻力 物体到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的9 25 求塔高h 取g 10m s2 乙同学的解法 根据得物体在最后1s内的位移再根据得h 13 9m 乙同学的解法是否正确 如果正确说明理由 如果不正确请给出正确解析过程和答案 解题指导 审题时要注意 最后一秒内的运动初速度不为零 自主解答 乙同学的解法不正确 根据题意画出运动过程示意图 设物体从塔顶落到地面所经历时间为t 通过位移为h 物体在 t 1 秒内的位移为h 据自由落体运动规律 有 3分 3分 由题意得 3分 联立以上各式解得h 125m 3分 答案 见自主解答 互动探究 若物体落地前通过最后1m历时0 1s 则塔高h为多少 解析 设物体下落时间为t 通过最后1m的平均速度为 由于物体在最后1m做匀加速运动 因此有 又由于vt 0 05 g t 0 05s 10m s 得t 1 05s答案 5 51m 规律方法 对物理过程分析思路解决物理问题时不注重物理情景的分析 常会造成乱套公式的现象 因此要培养正确的物理过程的分析习惯 做好以下几个方面的思维训练 1 要养成根据题意画出物体运动示意图的习惯 特别对较复杂的运动 画出运动示意图可使运动过程直观 物理情景清晰 便于分析研究 2 要分析研究对象的运动过程 搞清楚整个运动过程按运动性质可分为哪几个阶段 各个阶段遵循什么规律 各个阶段间存在什么联系 3 根据各阶段的运动性质列相应方程进行求解 二 解决匀变速直线运动的常用方法运动学问题的求解一般有多种方法 除了直接套用基本公式求解外 还有其他一些方法 具体如下 一般公式法是大部分情况下都可采用的基本方法 其他方法各有其适用的条件 使用时要在认真分析问题的特点后选择适当的方法进行解题 例证2 14分 为了测定一辆电动汽车的加速性能 研究人员驾驶汽车沿平直公路从标杆o处由静止启动 依次经过a b c三处标杆 如图所示 已知ab间的距离为l1 bc间的距离为l2 测得汽车通过ab段与bc段所用的时间相等 若汽车做匀加速行驶 求标杆o与标杆a的距离 解题指导 本题应从题目阐述的运动过程中获取以下有用信息 汽车自o点由静止出发 和 汽车通过ab段与bc段所用的时间相等 画出运动过程示意图后合理选取运动过程 自主解答 画出运动过程示意图解法 一 基本公式法设物体的加速度为a 到达a点的速度为v0 通过ab段和bc段所用的时间为t 则有 2分 2分 联立 式得 l2 l1 at2 2分 3l1 l2 2v0t 2分 设o与a的距离为l 则有 2分 联立 式得 4分 解法 二 应用推论法设物体的加速度为a 到达b点的速度为vb 通过ab段和bc段所用的时间都为t 则有 3分 l2 l1 at2 3分 设o与a的距离为l 则有 3分 联立 式得 5分 解法 三 图象法设物体经过a点的时刻为t0 建立物体运动的v t图象如图所示 则 ot0a的面积为oa间的距离l o t0 t b的面积为ob间的距离l l1 o t0 2t c的面积为oc间的距离l l1 l2 由于上述三角形相似 由面积比等于相似比的平方得 5分 5分 解以上两式 得oa间距为 4分 答案 变式训练 2011 淮阴模拟 如图所示 小球从竖直砖墙某位置静止释放 用频闪照相机在同一底片上多次曝光 得到了图中1 2 3 4 5 所示小球运动过程中每次曝光的位置 连续两次曝光的时间间隔均为t 每块砖的厚度为d 根据图中的信息 下列判断错误的是 a 位置 1 是小球释放的初始位置b 小球做匀加速直线运动c 小球下落的加速度为d 小球在位置 3 的速度为 解析 选a 由题图可知相邻的相等时间间隔的位移差相等都为d b对 由 s at2 d可知c对 位置 3 是小球从位置 2 到位置 4 的中间时刻 据推论有d对 位置 1 到位置 2 的距离与位置 2 到位置 3 的距离之比为2 3 位置 1 不是小球释放的初始位置 故选a 三 竖直上抛运动的理解1 竖直上抛运动研究方法竖直上抛运动的实质是加速度恒为g的匀变速运动 处理时可采用两种方法 1 分段法 将全程分为两个阶段 即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段 2 全程法 将全过程视为初速度为v0 加速度a g的匀变速直线运动 必须注意物理量的矢量性 习惯上取v0的方向为正方向 则v 0时 物体正在上升 v 0时 物体正在下降 h 0时 物体在抛出点上方 h 0时 物体在抛出点下方 2 重要特性 1 对称性如图所示 物体以初速度v0竖直上抛 a b为途中的任意两点 c为最高点 则 时间对称性物体上升过程中从a c所用时间tac和下降过程中从c a所用时间tca相等 同理有tab tba 速度对称性物体上升过程经过a点的速度与下降过程经过a点的速度大小相等 能量对称性物体从a b和从b a重力势能变化量的大小相等 均等于mghab 2 多解性当物体经过抛出点上方某个位置时 可能处于上升阶段 也可能处于下降阶段 造成多解 当物体先做匀减速直线运动 又反向做匀加速直线运动 且全程加速度恒定时 其运动特点与竖直上抛运动相似 这类运动称之为 类竖直上抛运动 也可以用以上方法处理 例证3 14分 某校一课外活动小组自制一枚火箭 设火箭发射后 始终在垂直于地面的方向上运动 火箭点火后可认为做匀加速直线运动 经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完 若不计空气阻力 取g 10m s2 求 1 燃料恰好用完时火箭的速度 2 火箭上升离地面的最大高度 3 火箭从发射到残骸落向地面过程的总时间 解题指导 解答本题应明确以下三个方面 1 燃料用完后火箭做什么运动 2 竖直上抛运动的求解选用哪种方法 3 运用整体法和分段法解题时 要特别注意物理量正负号的意义 标准解答 设燃料用完时火箭的速度为v1 加速度为a 所用时间为t1 火箭的运动分为两个过程 第一个过程为做匀加速上升运动 第二个过程为做竖直上抛运动 1 对第一个过程有 2分 代入数据解得v1 20m s 1分 2 对第二个过程有 2分 代入数据解得h2 20m 1分 所以火箭上升离地面的最大高度h h1 h2 40m 20m 60m 2分 3 解法一 分段法从燃料用完到运动至最高点的过程中 由v1 gt2得 2分 从最高点到落回地面的过程中由而h 60m 代入得 2分 故总时间t总 t1 t2 t3 6 s 2分 解法二 整体分析法考虑火箭从燃料用完到落回地面的全过程 以竖直向上为正方向 全过程为初速度v1 20m s 加速度g 10m s2 位移h 40m的匀变速直线运动 即有 2分 代入数据解得t 2 s或t 2 s 舍去 2分 故t总 t1 t 6 s 2分 答案 1 20m s 2 60m 3 6 s 变式训练 2011 龙岩模拟 以v0 20m s的速度竖直上抛一小球 经2s以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球 g取10m s2 则两球相碰处离出发点的高度是 a 10mb 15mc 20md 不会相碰 解析 选b 设第二个小球抛出后经时间t与第一个小球相碰 方法一 根据位移相等有解得t 1s 代入位移公式解得h 15m 方法二 根据速度对称性 上升阶段与下降阶段经过同一位置的速度大小相等 方向相反 即 v0 g t 2 v0 gt 解得t 1s 代入位移公式得h 15m 故选b 例证4 10米折返跑 的成绩反应了人体的灵敏素质 测定时 在平直跑道上 受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前 当听到 跑 的口令后 全力跑向正前方10米处的折返线 测试员同时开始计时 受试者到达折返线处时 用手触摸折返线处的物体 如木箱 再转身跑向起点终点线 当胸部到达起点终点线的垂直面时 测试员停表 所用时间即为 10米折返跑 的成绩 如图所示 设受试者起跑的加速度为4m s2 运动过程中的最大速度为4m s 到达折返线处时需减速到零 加速度的大小为8m s2 返回时达到最大速度后不需减速 保持最大速度冲线 受试者在加速和减速阶段的运动均可视为匀变速直线运动 问该受试者 10米折返跑 的成绩为多少秒 标准解答 对受试者 由起点终点线向折返线运动的过程中加速阶段 减速阶段 匀速阶段 由折返线向起点终点线运动的过程中加速阶段 匀速阶段 受试者 10米折返跑 的成绩为 t t1 t2 t3 t4 t5 6 25s 答案 6 25s 运动过程不清 盲目套用公式造成错误汽车以10m s的速度行驶5分钟后突然刹车 如果刹车过程是做匀变速运动 加速度大小为5m s2 则刹车后3秒钟内汽车所走的距离是多少 易错分析 在解答本题时易犯错误具体分析如下 正确解答 设经时间t速度减为零 据匀变速直线运动速度公式vt v0 at 得解得t 2s 由于汽车在2s时就停下来 故s3 s2 10 2m 5 4m 10m正确答案 10m 1 2011 泰安模拟 如图 是木星的一个卫星 木卫1上面的珞玑火山喷发的情景 图片中的英文单词eruption意思是 火山喷发 经观测火山喷发出岩块上升高度可达250km 每一块石头的留空时间为1000s 已知在距离木卫1表面几百千米的范围内 木卫1的重力加速度g木卫可视为常数 而且在木卫1上没有大气 则据此可求出g木卫与地球表面重力加速度g g 10m s2 的关系是 a g木卫 gb g木卫 gc g木卫 gd g木卫 g 解析 选c 一块石头的留空时间为1000s 石头上升或下落时间为500s 根据解得g木卫 2m s2 c正确 2 2011 金华模拟 做匀加速直线运动的物体在时间t内通过位移s1到达a点 接着在时间t内又通过位移s2到达b点 则以下判断不正确的是 a 物体在a点的速度大小为b 物体运动的加速度为c 物体运动的加速度为d 物体在b点的速度大小为 解析 选b 通过审题需注意物体初速度不一定为零 故b选项错误 根据公式a选项正确 根据公式 s at2 c选项正确 再根据公式vt v0 at 则vb va at d项正确 本题应选b 3 多选 2011 南开区模拟 如图所示 小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动 依次经a b c d到达最高点e 已知ab bd 6m bc 1m 小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s 设小球经b c时的速度分别为vb vc 则 c xde 3md 从d到e所用时间为3s 解析 4 2011 合肥模拟 测速仪安装有超声波发射和接收装置 如图所示 b为测速仪 a为汽车 两者相距335m 某时刻b发出超声波 同时a由静止开始做匀加速直线运动 当b接收到反射回来的超声波信号时 a b相距355m 已知声速为340m s 则汽车的加速度大小为 a 20m s2b 10m s2c 5m s2d 无法确定 解析 选b 设超声波往返的时间为2t 根据题意汽车在2t时间内位移为 所以超声波追上a车时 a车前进的位移为所以超声波在2t内的路程为2 335 5 m 由声速340m s可得t 1s 代入 式得a 10m s2 b正确 5 2010 新课标全国卷 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 解析 1 设加速所用时间为t和达到的最大速率为v 则有联立解得 t 1 29s v 11 24m s 2 设起跑后做匀加速运动的加速度为a v at 解得 a 8 71m s2答案 1 1 29s11 24m s 2 8 71m s2 一 选择题 本大题共10小题 每小题7分 共70分 每小题只有一个选项正确 1 1971年7月26号发射的阿波罗 15号飞船首次把一辆月球车送上月球 美国宇航员科特驾驶月球车行驶28千米 并做了一个落体实验 在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤 如图所示 出现的现象是 a 羽毛先落地 铁锤后落地b 铁锤先落地 羽毛后落地c 铁锤和羽毛都做自由落体运动 重力加速度为9 8m s2d 铁锤和羽毛都做自由落体运动 同时落地 解析 选d 由题图可知铁锤和羽毛同时落地 在月球上两物体只受到由于月球的吸引而产生的重力 因此重力加速度不等于9 8m s2 故选d 2 在地质 地震 勘探 气象和地球物理等领域的研究中 需要精确的重力加速度g值 g值可由实验精确测定 近年来测g值的一种方法叫 对称自由下落法 具体做法是 将真空长直管沿竖直方向放置 自其中的o点向上抛小球 从抛出小球至小球又落回抛出点的时间为t2 小球在运动过程中经过比o点高h的p点 小球离开p点至又回到p点所用的时间为t1 由t1 t2和h的值可求得g等于 a b c d 解析 选a 设小球上升的最大高度为h 由题意知 解得 故选a 3 2011 福州模拟 一辆公共汽车进站后开始刹车 做匀减速直线运动 开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m 则刹车后6s内的位移是 a 20mb 24mc 25md 75m 解析 选c 由 s at2得a 2m s2 由得v0 10m s 汽车刹车时间tm 5s 6s 故刹车后6s内的位移为c对 4 一滑块以某一速度从斜面底端滑到顶端时 其速度恰好减为零 若设斜面全长l 滑块通过最初所需时间为t 则滑块从斜面底端到顶端所用时间为 a b c d 2t 解析 选d 假设存在逆过程 即为初速度是零的匀加速直线运动 将全过程分为位移为和的两个阶段 位移之比恰好满足1 3的关系 根据匀变速直线运动规律 其时间之比为1 1 即t 2t 故选d 5 2010年2月26日 在温哥华冬奥会上 中国女子冰壶队战胜瑞士队获得铜牌 如图所示 一冰壶以速度v垂直进入三个矩形区域做匀减速运动 且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零 则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是 a v1 v2 v3 3 2 1b v1 v2 v3 1 2 3c t1 t2 t3 d t1 t2 t3 解析 选d 因为冰壶做匀减速运动 且末速度为零 故可以看做反向匀加速直线运动来研究 初速度为零的匀加速直线运动中通过连续三段相等位移所用的时间之比为故所求时间之比为所以c错 d对 由v at可得初速度为零的匀加速直线运动中通过连续相等位移的瞬时速度之比为则所求的速度之比为故a b错 故选d 方法技巧 逆向思维法 与 比例法 的灵活应用本章问题尽管有多种解法 但若能仔细分析问题的特征 恰当选择解法 将使问题的解决显得简洁明了 如上述题目如果抓住末速度为零的特征 利用逆向思维将它变成初速度为零的匀加速直线运动 解题的公式简单 且利用初速度为零的匀变速直线运动规律 采用 比例法 进行求解 运算过程涉及物理量少 计算快且正确率高 6 2011 厦门模拟 汽车关闭发动机后做匀减速直线运动 当它滑行300m时速度减为初始速度的一半 接着滑了20s停下来 则汽车关闭发动机后滑行的总距离为 a 400mb 500mc 600md 650m 解析 选a 由速度位移关系 由以上两式相比得即s2 100m所以总距离为s s1 s2 400m 选a 7 2011 济南模拟 一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下 某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹ab 该爱好者用直尺量出轨迹的长度 如图所示 已知曝光时间为则小石子出发点离a点的距离约为 a 6 5mb 10mc 20md 45m 解析 选c 由于曝光时间很短 小石子到达a点时的速度约为故c正确 8 两个小球分别拴在一根轻绳的两端 一人用手拿住一球将它们从三楼阳台上由静止释放 两球先后落地的时间差为 t1 若将它们从四楼阳台上由静止释放 则它们落地的时间差为 t2 不计空气阻力 则 t1 t2满足 a t1 t2b t1 t2c t1 t2d 以上都有可能 解析 选c 时间差等于轻绳长度除以下面小球落地后上面小球运动的平均速度 从越高的地方下落 下面小球落地后上面小球运动的平均速度越大 故有 t1 t2 c对 9 2011 湛江模拟 一辆汽车从静止开始匀加速开出 然后保持匀速运动 最后匀减速运动直到停止 从汽车开始运动起计时 表中给出了某些时刻汽车的瞬时速度 根据表中的数据通过分析 计算可以得出 a 汽车加速运动经历的时间为3sb 汽车加速运动经历的时间为5sc 汽车匀速运动的时间为2sd 汽车减速运动直至停止的时间为2s 解题提示 应从本题的表格中获得以下信息 1 前3s汽车速度一直增大 从而可求出加速度a 2 运动过程最大速度vm 12m s 3 由最后两个已知时刻的速度可求出减速运动的加速度a 解析 选d 由表中前3s可知汽车匀加速的加速度a1 3 0m s2 由vm a1t可得匀加速经历的时间是4s a b错 再由9 5s到10 5s的速度变化可得匀减速运动的加速度a2 6 0m s2 由3 vm a2t2得t2 1 5s 因此9s开始减速直到停止 经历的时间为2s d对 由4s开始匀速到9s开始减速 匀速运动的时间为5s c错 故选d 10 两木块自左向右运动 现用高速摄影机在同一底片上多次曝光 记录下每次曝光时木块的位置 如图所示 已知连续两次曝光的时间间隔是相等的 由图可知下列说法正确的是 a 在t2时刻以及t5时刻两木块的速度相同b 在t3时刻两木块的速度相同c 在t3时刻到t4时刻之间某时刻两木块的速度相同d 在t4时刻到t5时刻之间某时刻两木块的速度相同 解题提示 解答该题应注意以下几个方面 1 问题特征是 相等时间间隔 并用刻度来表示两个木块的