第一章 直线运动.docx
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第一章 直线运动.docx
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第一章直线运动
第一章直线运动
第一单元 直线运动的概念与规律
第1课时描述直线运动的概念
要点一参考系与质点
即学即用
1.观察所示的漫画,图中司机说乘车人没有动,而路上的小女孩说他运动得真快,谁说的对?
为什么?
答案司机以车为参考系,所以他说乘车人没有运动,而小女孩以地面为参考系,他看到乘车人在飞快地运动着.由于所选取的参考系不同,所以得出了不同的结论.他们的说法都是正确的.
2.下列哪些情况下的物体可以看成质点()
A.分析原子核内核子间相互作用时的原子核
B.研究绕太阳运转时的地球
C.运动员分析运动时的乒乓球
D.转动着的沙轮
答案B
要点二时刻与时间位移与路程
即学即用
3.(2009·银川模拟)如图所示,一质点沿半径为R的圆周从A点到B点运动了半周,它在运动过程中位移大小和路程分别是()
A.
R、
RB.2R、2RC.2R、
RD.
R、R
答案C
要点三速度与加速度
即学即用
4.某赛车手在一次野外训练中,先测量出出发地和目的地在地图上的直线距离为9km,从出发地到目的地用了5分钟,赛车上的里程表指示的里程数值增加了15km,当他经过某路标时,车内速度计指示的示数为150km/h,那么可以确定的是()
A.在整个过程中赛车手的平均速度是108km/h
B.在整个过程中赛车手的平均速度是180km/h
C.在整个过程中赛车手的平均速率是108km/h
D.经过路标时的瞬时速度是150km/h
答案AD
5.2008年4月25日我国自行研制的“长征三号丙”运载火箭成功地将我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”送入太空,右图是火箭点火升空瞬间时的照片.关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是()
A.火箭的速度很小,但加速度可能较大
B.火箭的速度很大,加速度可能也很大
C.火箭的速度很小,所以加速度也很小
D.火箭的速度很大,但加速度一定很小
答案A
题型1参考系的选取
【例1】一船夫划船逆流而上,驾船沿河道逆水航行,经过一桥时,不慎将心爱的葫芦落于水中,被水冲走,但一直划行至上游某处时才发现,便立即返航经过1小时追上葫芦时,发现葫芦离桥5400m远,若此船向上游和向下游航行时相对静水的速率是相等的,试求河水的速度.
答案0.75m/s
题型2加速度和速度的矢量性
【例2】一物体做匀变速直线运动,某时刻的速度大小为4m/s,经过1s后的速度大小为10m/s,那么在这1s内物体的加速度大小为多少?
答案6m/s2或14m/s2
题型3情景建模
【例3】天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差
t=6.0s.试估算云层下表面的高度.已知空气中的声速v=
km/s.
答案2.0×103m
1.在下列各运动的物体中,可视为质点的有()
A.做高低杠表演的体操运动员
B.沿斜槽下滑的小钢球,研究它沿斜槽下滑的速度
C.人造卫星,研究它绕地球的转动
D.水平面上的木箱,研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动
答案BC
2.火车第四次提速后,出现了“星级列车”,从其中的T14次列车时刻表可知,列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均速率为km/h.
T14次列车时刻表
停靠站
到达时刻
开车时刻
里程(km)
上海
…
18∶00
0
蚌埠
22∶26
22∶34
484
济南
03∶13
03∶21
966
北京
08∶00
…
1463
答案103.66
3.某同学从学校的门口A处开始散步,先向南走了50m到达B处,再向东走了100m到达C处,最后又向北走了150m到达D处,则:
(1)此人散步的总路程和位移各是多少?
(2)要比较确切地表示这人散步过程中的各个位置,应采用什么数学手段较妥,分别应如何表示?
(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?
答案
(1)300m100
m
(2)直角坐标系A(0,0),B(0,-50),C(100,-50),D(100,100)(3)位移
4.某同学从二楼的教室内将一个足球从离地面5m高的窗户边竖直扔下,若足球碰到地面后又反弹起2m高,如图所示.则足球通过的路程是多少?
足球的位移又是如何?
若足球经过一系列碰撞后,最终被站在地面上的另一名同学接住,接住的高度是1.5m,则在整个运动过程中足球的位移又是多少?
答案7m3m3.5m
第2课时匀变速直线运动的规律
要点一匀变速直线运动的基本规律
即学即用
1.以54km/h的速度行驶的火车,因故需要在中途停车,如果停留的时间是1min,刹车引起的加速度大小是30cm/s2,启动产生的加速度大小是50cm/s2,求火车因临时停车所延误的时间?
答案100s
要点二匀变速运动的重要推论
即学即用
2.火车紧急刹车后经7s停止,设火车匀减速直线运动,它在最后1s内的位移是2m,则火车在刹车过程中通过的位移和开始刹车时的速度各是多少?
答案98m28m/s
题型1匀变速运动公式的灵活选用
【例1】小明是学校的升旗手,他每次升旗都做到了在庄严的《义勇军进行曲》响起时开始升旗,当国歌结束时恰好庄严的五星红旗升到了高高的旗杆顶端.已知国歌从响起到结束的时间是48s,旗杆高度是19m,红旗从离地面1.4m处开始升起.若设小明升旗时先拉动绳子使红旗向上匀加速运动,时间持续4s,然后使红旗做匀速运动,最后使红旗做匀减速运动,加速度大小与开始升起时的加速度大小相同,红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零.试计算小明升旗时使红旗向上做匀加速运动时加速度的大小和红旗匀速运动的速度大小.
答案0.1m/s20.4m/s
题型2刹车问题
【例2】汽车刹车前速度5m/s,刹车获得大小为0.4m/s2的加速度,求:
(1)刹车后20s汽车滑行的距离.
(2)刹车后滑行30m经历的时间.
答案
(1)31.25m
(2)10s
题型3生活物理
【例3】一位旅客可用三种方法从青岛去济南,第一种是乘普通客车经一般公路到达;第二种是乘快客由济青高速公路到达;第三种是乘火车到达,下面是三种车的时刻表及里程表.已知普通客车平均时速为60km/h,快客平均时速为80km/h,两车中途均不停车,火车在中途停靠潍坊和淄博两站,每站均停车10分钟时间,设火车进站和出站都做匀变速运动,加速度大小都是2400km/h2,途中匀速行驶,速率为120km/h,若现在时刻是上午8点整,这位旅客想早点到达济南,他应选乘什么车?
普客
快客
火车
里程(km)
396
420
438
班次
8∶10
10∶30
14∶30
…
8∶45
11∶00
14∶45
…
9∶10
9∶20
9∶43
…
答案火车
1.一人从雪坡上匀加速下滑,他依次通过a、b、c三个标志旗,已知ab=6m,bc=10m,这人通过ab和bc所用时间都等于2s,则这人过a、b、c三个标志旗的速度分别是()
A.va=2m/s,vb=3m/s,vc=4m/sB.va=2m/s,vb=4m/s,vc=6m/s
C.va=3m/s,vb=4m/s,vc=5m/sD.va=3m/s,vb=5m/s,vc=7m/s
答案B
2.如图所示,三块完全相同的木块固定在地板上,一初速度为v0的子弹水平射穿第三块木板后速度恰好为零.设木板对子弹的阻力不随子弹的速度而变化,求子弹分别通过三块木板的时间之比.
答案(
-
)∶(
-1)∶1
3.有若干相同的钢球,从斜面上的某一位置每隔0.1s无初速度地释放一颗,在连续释放若干钢球后,对准斜面上正在滚动的若干钢球拍摄到如图所示的照片,测得AB=15cm,BC=20cm.求:
(1)拍摄照片时B球的速度.
(2)A球上面还有几颗正在滚动的钢球?
答案
(1)1.75m/s
(2)2颗
4.如图所示,一名消防队员在演习训练中,沿着长为l的竖立在地面上的钢管往下滑.他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果加速和减速运动的加速度大小分别为a1和a2,则下滑过程的最大速度和总时间分别为多少?
答案
1.甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况可能是()
A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v甲
D.以上说法均不对
答案AB
2.一人看到闪电12.3s后听到雷声,已知空气中的声速约为330~340m/s,光速为3×108m/s,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1km.根据你所学的物理知识可以判断()
A.这种估算方法是错误的,不可采用
B.这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离
C.这种估算方法没有考虑光的传播时间,结果误差很大
D.即使声速增大2倍以上,本题的估算结果依然正确
答案B
3.下列说法中正确的是()
A.加速度为零的物体,其速度一定为零
B.物体的加速度减小时,速度一定减小
C.2m/s2的加速度比-4m/s2的加速度大
D.速度变化越快,加速度就越大
答案D
4.(2009·日照一中月考)一个骑自行车的人,从静止开始沿直线加速运动,第1s内位移为1m,第2s内位移为2m,第3s内位移为3m,第4s内位移为4m.则下列说法中一定正确的是()
A.自行车的运动一定是匀变速直线运动
B.自行车运动的加速度一定是
m/s2
C.自行车1s末的速度是2m/s
D.自行车前2s内的平均速度是1.5m/s
答案D
5.有下列几种情景,请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法()
①点火后即将升空的火箭
②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车
③运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶
④太空的空间站在绕地球匀速转动
A.因火箭还没运动,所以加速度一定为零
B.轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大
C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很大
D.尽管空间站匀速转动,加速度也不为零
答案BD
6.如图所示,我国运动员刘翔获得雅典奥运会110米跨栏冠军,成绩是12秒91,在男子110米跨栏中夺得金牌,实现了我国在短跑中多年的梦想,是亚洲第一飞人.刘翔之所以能够取得冠军,取决于他在110米中()
A.某时刻的瞬时速度大B.撞线时的瞬时速度大
C.平均速度大D.起跑时的加速度大
答案C
7.如图所示是汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化.开始时指针指示在如图甲所示位置,经过8s后指针指示在如图乙所示位置,若汽车做匀变速直线运动,那么它的加速度约为()
A.11m/s2B.5.0m/s2C.1.4m/s2D.0.6m/s2
答案C
8.(2009·常德模拟)在平直公路上行驶着的公共汽车,用固定于路旁的照相机连续两次拍摄,得到清晰的照片如图所示,对照片进行分析,知道如下结果.
(1)对间隔2s所拍摄的照片进行比较,可知公共汽车在2s的时间里前进了12m.
(2)在两张照片中,悬挂在公共汽车顶棚上的拉手均向后倾斜着.
根据这两张照片,下列说法正确的是()
A.可求出拍摄的2s末公共汽车的瞬时速度
B.公共汽车在加速运动
C.可知在拍第一张照片时公共汽车的速度
D.公共汽车做匀速运动
答案B
9.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义式为A=
其中v0和vx分别表示某段位移x内的初速度和末速度.A>0表示物体做加速运动,A<0表示物体做减速运动.而现在物理学中加速度的定义式为a=
下列说法正确的是()
A.若A不变,则a也不变
B.若A>0且保持不变,则a逐渐变大
C.若A不变,则物体在中间位置处的速度为
D.若A不变,则物体在中间位置处的速度为
答案BC
10.一物体由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a1,经时间t后做匀减速直线运动,加速度大小为a2,若再经时间t恰能回到出发点,则a1∶a2应为()
A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4
答案C
11.(2009·武汉模拟)上海磁悬浮列车已于2003年10月1日正式运营.据报道,列车从上海龙阳路车站到浦东机场车站,全程30km.列车开出后先加速,直到最高速度432km/h,然后保持最大速度行驶50s,立即开始减速直到停止,恰好到达车站.假设列车启动和减速的加速度大小相等且恒定,列车做直线运动.试由以上数据估算磁悬浮列车运行的平均速度的大小是多少?
北京和天津之间的距离是120km,若以上海磁悬浮列车的运行方式行驶,最高时速和加速度都相同,由北京到天津要用多长时间?
答案66.7m/s20min
12.一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,下表给出了不同时刻汽车的速
时刻/s
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
9.5
10.5
速度/m·s-1
3
6
9
12
12
9
3
(1)汽车做匀速运动时的速度大小是否为12m/s?
汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小是否
相等?
(2)汽车从开出到停止总共经历的时间是多少?
(3)汽车通过的总路程是多少?
答案
(1)是不相等
(2)11s(3)96m
13.在一个倾斜的长冰道上方,一群孩子排成队,每隔1s有一个小孩子往下滑,一游客对着冰道上的孩子拍下一张照片,如图所示照片上有甲、乙、丙、丁四个孩子.他根据照片与实物的比例推算出乙与甲和与丙两孩子间的距离分别为12.5m和17.5m,请你据此求解下列问题.(g取10m/s2)
(1)若不考虑一切阻力,小孩下滑加速度是多少?
(2)拍照时,最下面的小孩丁的速度是多大?
(3)拍照时,在小孩甲上面的冰道上下滑的小孩子不会超过几个?
答案
(1)5m/s2
(2)25m/s(3)2
第二单元匀变速直线运动规律的应用
第3课时自由落体和竖直上抛运动
要点一自由落体运动
即学即用
1.水滴从屋顶自由下落,经过高为1.8m的窗户,用时0.2s.求屋顶到窗户上沿的高度?
答案3.2m
要点二坚直向抛运动
即学即用
2.气球以5m/s的速度匀速上升,在高100m处,物体A从气球上落下,求物体A经过多长时间落地?
(不计空气阻力,
g取10m/s2)
答案5s
题型1竖直上抛运动的多解问题
【例1】某人站在高楼的平台边缘处,以v0=20m/s的初速度竖直向上抛出一石子.求抛出后,石子经过距抛出点15m处所需的时间.(不计空气阻力,g取10m/s2)
答案有三个:
1s、3s、(2+
)s
题型2自由落体与竖直上抛物体的相遇问题
【例2】在距地20m高处有一物体A自由下落,同时在物体A正下方的地面上有另一物体B以速度v0竖直上抛,要让A、B在B下降时相遇,则v0应满足怎样的条件?
答案10m/s≤v0<10
m/s
题型3运动建模
【例3】一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点.跃起后重心升高0.45m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计).从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是多少?
(计算时可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点,g取10m/s2)
答案1.75s
1.某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆.据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g=10m/s2)()
A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s
答案B
2.用滴水法可以测定重力加速度的值,方法是:
在自来水龙头下面固定一块挡板A,使水一滴一滴持续地滴落到挡板上,如图所示,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h,再用秒表计时,计时方法是:
当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2,3,…”,一直数到“n”时,按下秒表按钮停
止计时,读出秒表的示数为t.写出用上述测量方法计算重力加速度g的表达式:
g=.
答案
3.请你根据图漫画“洞有多深”提供的情境,回答下列问题:
(1)他们依据什么规律估算洞的深度?
(2)写出他们估算洞的深度的方法.(写出主要方程式、计算过程)
(3)请你对该方法进行评估,写出该方法的优点和不足之处.
答案
(1)采用的是自由落体运动规律,通过测量石头下落的时间求位移的方法测量洞深.
(2)∵h=
gt2,g≈10m/s2,t=2s∴h=20m
(3)该方法的优点:
①所使用的仪器设备简单;②测量方法方便;③运算简便
该方法的不足:
①测量方法粗略,误差较大;②石块下落有空气阻力,会造成一定的误差;③未考虑声音传播需要的时间.
4.有一种“傻瓜”相机的曝光时间(快门打开到关闭的时间)是固定不变的.为了估测该相机的曝光时间,有位同学提出了下述实验方案:
他从墙面上A点的正上方与A相距H=1.5m处,使一个小石子自由落下,在小石子下落通过A点时,立即按动快门,对小石子照相,得到如图所示的照片,由于石子的运动,它在照片上留下一条模糊的径迹CD.已知每块砖的平均厚度是6cm.
请从上述信息和照片上选取估算相机曝光时间必要的物理量.用符号表示,如H等,推出计算曝光时间的关系式,并估算出这个“傻瓜”相机的曝光时间.(要求保留一位有效数字)
答案
0.02s
第4课时专题:
运动的图象
要点一位移—时间图象(x—t图象)
即学即用
1.甲、乙、丙三物体做直线运动的图象如图所示,下列判断正确的是()
A.0~t1时间内,三物体的平均速度大小相等
B.由高空下落的雨滴的运动可能与丙物体的运动类似
C.自由落体的运动可能与甲物体的运动类似
D.乙物体做匀速直线运动
答案ACD
要点二速度—时间图象(v—t图象)
即学即用
2.甲、乙两质点在同一直线上做匀加速直线运动的v—t图象如图所示,在3s末两质点在途中相遇,两质点位置关系是()
A.相遇前甲、乙两质点的最远距离为2m
B.相遇前甲、乙两质点的最远距离为4m
C.两质点出发点间的距离是乙在甲之前4m
D.两质点出发点间的距离是甲在乙之前4m
答案BD
3.一质点的x-t图象如图所示,能正确表示该质点的速度v与时间t的图象是()
答案A
题型1位移—时间图象的应用
【例1】某质点在东西方向上做直线运动.规定向东的方向为正方向,其位移图象如图所示.试根据图象
(1)描述质点运动情况.
(2)求出质点在0~8s时间内的位移和路程.
(3)求出质点在0~4s、4~8s内的速度.
答案
(1)0~4s做匀速直线运动,方向向东;4~6s做匀速直线运动,方向向西;6秒末回到出发点;6~8s做匀速直线运动,方向向西.
(2)位移-8m,路程24m.(3)2m/s,向东-4m/s,向西
题型2速度—时间图象的应用
【例2】一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空,宇宙空间探测器升空到某一高度时,发动机突然关闭,如图表示其速度随时间的变化规律,求探测器在该行星表面能达到的最大高度.(已知tA=9s,tB=25s,tC=45s)
答案800m
题型3生活物理
【例3】如图所示为汽车刹车痕迹长度x(即刹车距离)与刹车前车速v(汽车刹车前匀速行驶)的关系图象.例如,当刹车痕迹长度为40m时,刹车前车速为80km/h.
(1)假设刹车时,车轮立即停止转动,尝试用你学过的知识定量推导并说明刹车痕迹与刹车前车速的关系.
(2)在处理一次交通事故时,交警根据汽车损坏程度估计出碰撞时的车速为40km/h,并且已测出刹车痕迹长度为
20m,请你根据图象帮助交警确定出该汽车刹车前的车速,并在图象中的纵轴上用字母A标出这一速度,由图象知,汽车刹车前的速度为多少?
答案
(1)设汽车的质量为m,轮胎与路面间的动摩擦因数为
根据牛顿第二定律,汽车刹车时有
mg=ma①
对汽车的刹车过程由运动学公式得-2ax=-v2②
由以上两式得x=
③
即刹车痕迹与刹车前车速的平方成正比.④
(2)68km/h
1.物体甲的位移与时间图象和物体乙的速度与时间图象分别如下图所示,则这两个物体的运动情况是()
A.甲在整个t=6s时间内有来回运动,它通过的总位移为零
B.甲在整个t=6s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4m
C.乙在整个t=6s时间内有来回运动,它通过的总位移为零
D.乙在整个t=6s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4m
答案BC
2.小李讲了一个龟兔赛跑的故事,按照小李讲的故事情节,兔子和乌龟的位移图象如下图所示,由图可知()
A.兔子和乌龟是同时同地出发
B.兔子和乌龟在比赛途中相遇过两次
C.乌龟做的是匀速直线运动,兔子是沿着折线跑的
D.乌龟先通过预定位移到达终点
答案BD
3.(2007·上海·14)在实验中得到小车做直线运动的x-t关系如图所示.
(1)由图可以确定,小车在AC段和DE段的运动分别为()
A.AC段是匀加速运动;DE段是匀速运动
B.AC段是加速运动;DE段是匀加速运动
C.AC段是加速运动;DE段是匀速运动
D.AC段是匀加速运动;DE段是匀加速运动
(2)在与AB、AC、AD对应的平均速度中,最接近小车在A点瞬时速度的是段中的平均速度.
答案
(1)C
(2)AB
4.某种类型的飞机起飞滑行时,从静止开始做匀加速运动,加速度大小为4.0m/s2,飞机速度达到85m/s时离开地面升空.如果在飞机达到起飞速度时,突然接到命令停止起飞,飞行员立即使飞机制动,飞机做匀减速运动,加速度大小为5.0m/s2.如果要求你为该类型的飞机设计一条跑道,使在这种情况下飞机停止起飞而不滑出跑道,你设计的跑道长度至少要多长?
答案1626m
第5课时专题:
追及和相遇问题
要点一追及问题
即学即用
1.一辆客车在平直公路上以30m/s的速度行驶,突然发现正前方40m处有一货车正以20m/s的速度沿同一方
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