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文檔簡介
1、2019-2020年高中物理教科版必修1教學案:第一章 第9節 測定勻變速直線運動的加速度(含解析)一、實驗目的1進一步練習使用打點計時器。2會利用平均速度求瞬時速度。3會用v t圖像處理實驗數據,并據此判斷物體的運動性質。4能根據實驗數據求加速度。二、實驗原理利用打點計時器打出的紙帶上記錄的數據,計算出各時刻的速度,再作出速度時間的關系圖像。1某點的瞬時速度等于以它為中間時刻的一小段時間內的平均速度。2若v t圖像為一傾斜直線,則物體做勻變速直線運動,圖線的斜率表示加速度。三、實驗器材打點計時器、紙帶、交流電源、小車、細繩、一端帶有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、坐標紙、
2、復寫紙、導線。四、有效數字和誤差1可靠數字:通過直接讀數獲得的準確數字。2存疑數字:通過估讀得到的數字。3有效數字:把測量結果中能夠反映被測量大小的帶有一位存疑數字的全部數字叫做有效數字,有效數字的最后一位是測量者估讀出來的。4誤差:測量值與真實值之間的差異。5誤差分類系統誤差偶然誤差定義由于實驗原理不完善,實驗方法粗略或儀器本身不精確而引起的誤差由于各種不可預測、不可避免的偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產生的誤差減小方法提高實驗儀器的測量精度,完善實驗原理,改進實驗方法多次測量取平均值五、實驗步驟1如圖191所示,把一端裝有定滑輪的長木板平放在實驗桌上
3、,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路。圖1912把細繩拴在小車上,并在另一端掛上適當的鉤碼,使之跨過定滑輪,調整裝置,使小車能在長木板上平穩地加速滑行。3把紙帶穿過打點計時器,并將其一端固定在小車的后面。4把小車停在靠近打點計時器處,接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運動。于是,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點。換上新紙帶,重復實驗三次。六、數據處理1挑選紙帶并測量在三條紙帶中選擇一條點跡最清晰的。為了便于測量,舍掉開頭一些過于密集的點跡,找一個適當的點當作計時起點(0點),每5個點(相隔0.1 s)取一個計數點進行測量,如圖1
4、173;92所示。(相鄰兩點間還有4個點未畫出)圖1922瞬時速度的計算和記錄(1)根據vn,計算某點瞬時速度,其中T0.1 s。(2)設計表格并記錄相關數據位置01234567時刻t/s00.10.20.30.40.50.60.7v/(m·s1)3作出小車運動的v t圖像(1)定標度:坐標軸的標度選取要合理,應使圖像大致分布在坐標平面中央。(2)描點:在坐標紙上確定出各個坐標點的位置。(3)連線:用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點。4求出小車的加速度方法有兩種(1)利用v t圖像的斜率:a。(2)利用逐差法:a七、注意事
5、項1開始釋放小車時,應使小車靠近打點計時器。2先接通電源,打點計時器正常工作后,再放開小車,當小車停止運動時要及時斷開電源。3要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞,在小車到達滑輪處之前及時用手按住它。4牽引小車的鉤碼個數要適當,以免加速度過大而使紙帶上的點太少,或者加速度太小,而使各段位移無多大差別,從而使誤差增大;加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數點為宜。5要區別計時器打出的點與人為選取的計數點,一般在紙帶上每隔四個點取一個計數點,即時間間隔為T0.02×5 s0.1 s。6描點時最好用坐標紙,在縱、橫坐標軸上選取合適的單位,用細鉛筆認真描點。例1“在探究小車速
6、度隨時間變化的規律”實驗中,某同學操作以下實驗步驟,其中錯誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號G、H)A拉住紙帶,將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶,再接通電源B將打點計時器固定在平板上,并接好電路C把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當重的鉤碼D取下紙帶E將平板一端抬高,輕推小車,使小車能在平板上做勻速運動F將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔(1)所列步驟中有錯誤的是_。(2)遺漏的步驟:_。(3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序:_。解析(1)步驟A中應先通電,再放開紙帶,順序不能顛倒;D中取下紙帶前應先斷開電源。(2)遺漏的步驟G:換上新紙帶,重復實驗三次。(3
7、)步驟完善后,合理的實驗步驟順序為BFECADG。答案(1)A中應先通電,再放開紙帶;D中取下紙帶前應先斷開電源(2)G:換上新紙帶,重復實驗三次(3)BFECADG例2在做“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中:(1)實驗提供了以下器材:打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源、復寫紙、彈簧測力計。其中在本實驗中不需要的器材是_。(2)如圖193甲所示是某同學由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數點間還有四個點沒有畫出,打點計時器打點的時間間隔T0.02 s,則相鄰兩個計數點間的時間間隔為_ s。其
8、中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm。如下表列出了打點計時器打下B、C、E、F時小車的瞬時速度,請在表中填入打點計時器打下D點時小車的瞬時速度。位置BCDEF速度/(m·s1)0.7370.8010.9280.994(3)以A點為計時起點,在圖乙所示坐標系中畫出小車的速度時間關系圖線。(4)計算出的小車的加速度a_ m/s2。圖193解析(1)本實驗中不需要測量力的大小,因此不需要的器材是彈簧測力計。(2)根據某點的瞬時速度可用該點前后一段時間內的平均速度來代替知:vD m/
9、s0.864 m/s。(3)小車的速度時間關系圖線如圖所示。(4)在vt圖像中,圖線的斜率表示加速度的大小,則a0.64(±0.01)m/s2。答案(1)彈簧測力計(2)0.100.864(3)見解析圖(4)0.64(±0.01)1(多選)關于用打點計時器“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗,下列說法中正確的是()A打點計時器應固定在長木板上,且靠近滑輪一端B開始實驗時小車應靠近打點計時器一端C應先接通電源,待打點穩定后再釋放小車D牽引小車的鉤碼個數越多越好解析:選BC打點計時器應固定在長木板上沒有滑輪的一端,選項A錯誤;小車開始時靠近打點計時器是為了使小車的運
10、動距離較大,選項B正確;若先釋放小車后接通電源只能在紙帶的后面部分打點,選項C正確;鉤碼個數太少,打點密集,鉤碼個數太多,打點太少,都會帶來實驗誤差,選項D錯誤。2. (多選)圖194為同一打點計時器打出的兩條紙帶,由紙帶可知()圖194A在打下計數點“0”至“5”的過程中,紙帶甲的平均速度比乙的大B在打下計數點“0”至“5”的過程中,紙帶甲的平均速度比乙的小C紙帶甲的加速度比乙的大D紙帶甲的加速度比乙的小解析:選BD在打下計數點“0”至“5”的過程中,兩紙帶所用時間相同,但甲紙帶位移小于乙紙帶位移,故甲<乙,A錯誤,B正確;相鄰計數點間所
11、用時間相等,而甲的速度不變,乙的速度變大,故a甲<a乙,C錯誤,D正確。3如圖195所示為“研究物體做勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶,a、b、c、d為計數點,相鄰計數點時間間隔為0.1 s,其中b點反映的瞬時速度為()圖195A0.520 m/sB6.47 m/sC3.92 m/s D5.20 m/s解析:選A相鄰計數點時間間隔為0.1 s。根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,可以求出打紙帶上b點時小車的瞬時速度大小。vb m/s0.520 m/s,故選A。4打點計時器使用交流電源的頻率為50 Hz,在“測定勻變
12、速直線運動的加速度”的實驗中,若交流電的頻率變小了而未被發現,則測得小車的速度值與真實值比較將()A偏大 B偏小C無影響 D無法判斷解析:選A打點計時器打點的頻率是由電源的頻率決定的,且打點的頻率等于電源的頻率。當交流電的頻率為50 Hz時,打點計時器每隔0.02 s打一個點;當交流電頻率低于50 Hz時,打點計時器打點的時間間隔將大于0.02 s,計算速度時如果仍按0.02 s,由v可知,將導致測量出的速度值大于其真實值。5現用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動。在一小物塊沿斜面向下運動的過程中,用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如196所示。拍攝時頻閃頻率是10 Hz
13、;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數據如下表所示。重力加速度大小g9.80 m/s2。圖196 單位:cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根據表中數據,完成下列填空:物塊的加速度a_m/s2(保留3位有效數字)。解析:頻閃照相中相鄰影像點的時間間隔相等,利用逐差法求物塊的加速度a4.30 m/s2。答案:4.306一小球在桌面上從靜止開始做加速運動,現用高速攝影機在同一底片多次曝光,記錄下小球每次曝光的位置,并將小球的位置編號。如圖1
14、3;97甲所示,1位置恰為小球剛開始運動的瞬間,作為零時刻。攝影機連續兩次曝光的時間間隔均為0.5 s,小球從1位置到6位置的運動過程中經過各位置的速度分別為v10,v20.06 m/s,v3_m/s,v40.18 m/s,v5_m/s。在圖乙中作出小球的速度時間圖像(保留描點痕跡)。甲乙圖197解析:如題圖所示,x2x30.12 m,則v3 m/s0.12 m/s,又x4x50.24 m,則v5 m/s0.24 m/s。其v t圖像如圖所示。答案:0.120.24v t圖像見解析7實驗小組在用打點計時器測定勻變速直線運動加速度的實驗
15、中,得到一條紙帶如圖198所示,A、B、C、D、E、F、G為計數點,相鄰計數點間時間間隔為0.10 s,利用刻度尺已經測量得到x11.20 cm,x21.60 cm,x31.98 cm,x42.38 cm,x52.79 cm,x63.18 cm。圖198(1)根據給出的實驗數據,判斷該實驗小組使用的刻度尺的最小刻度是什么?(2)計算運動物體在B、C、D、E、F各點的瞬時速度;(3)在圖199中作出vt圖像,并由圖像求物體的加速度。圖199解析:(1)因為給出的測量長度的數據都是以厘米為單
16、位,小數點后保留兩位有效數字,即精確到了毫米,最后的一位是估讀出來的,所以刻度尺的最小刻度是毫米。(2)某一點的瞬時速度等于相鄰兩點間的平均速度,根據平均速度的定義可以求得:vB14 cm/s,vC17.9 cm/s,vD21.8 cm/s,vE25.85 cm/s,vF29.85 cm/s。(3)根據上一問計算出來的速度,在坐標系中可確定5個不同時刻的對應速度,描出5個點,用平滑曲線連接各點,作出圖像如圖所示。vt圖像的斜率表示物體運動的加速度,在圖上取相距較遠的兩個點的坐標代入加速度公式進行計算,可得a39.6 cm/s2。答案:見解析直線運動的概念、規律及應用1(多選)下列情
17、況中可以將物體看成質點的是()A地面上放一只木箱,在上面的箱角處用水平力推它,當研究它是先滑動還是先翻轉的時候B上述木箱,在外力作用下在水平面上沿直線運動時C汽車的后輪,在研究車牽引力的來源時D人造地球衛星,在研究其繞地球運動時解析:選BD木箱在水平力的作用下是否翻轉與力的作用點的位置有關,在這種情況下木箱是不能看成質點的。當研究木箱在水平方向上的平動時,木箱各點的運動情況是一致的,這時可以把木箱看成質點。汽車牽引力的來源與后輪的轉動有關,在研究牽引力的來源時,不能把后輪看成質點。衛星繞地球轉動時,自身的形狀和大小可以忽略不計,因此可以把它看成質點,故正確答案為B、D。2(多選)我們描述某個物
18、體的運動時,總是相對一定的參考系而言的,下列說法正確的是()A我們說“太陽東升西落”,是以地球為參考系的B我們說“地球圍繞太陽轉”,是以地球為參考系的C我們說“同步衛星在高空靜止不動”,是以太陽為參考系的D坐在火車上的乘客看到前方鐵路旁的樹木、電線桿向他飛奔而來,乘客是以火車或他自己為參考系的解析:選AD“太陽東升西落”是相對于我們居住的地球而言,是以地球為參考系的,所以A正確;“地球圍繞太陽轉”是以太陽為參考系的,所以B錯誤;“同步衛星在高空靜止不動”是相對于地球而言的,是以地球為參考系的,所以C錯誤;火車上的乘客看到前方鐵路旁的樹木、電線桿向他飛奔而來,是以火車或他自己為參考系的,所以D正
19、確。3某物體在水平面上向正南方向運動了20 m,然后又向正北方向運動了30 m,對于這一過程,下列說法正確的是()A物體的位移大小是50 m,方向由南向北B物體的路程是10 mC物體的位移大小是10 m,方向向北D物體的位移大小是10 m,方向向南解析:選C位移的大小等于首末位置的距離,路程等于運動軌跡的長度。物體在水平面上向正南方向運動了20 m,然后又向正北方向運動了30 m,位移的大小x30 m20 m10 m,方向由南向北,C正確。4在旅游旺季,為了保障旅行安全,交通管理部門采取了如下的限速措施:客車進入某一路段時,發一張卡,卡上記下車輛進入的時間,車輛駛出該路段時,駕駛員交出卡,管理
20、人員計算車輛通過這一路段的時間,如果小于規定的時間就說明車輛超速。這種限速方法是限制車輛的()A瞬時速度B瞬時速率C平均速率 D加速度解析:選C由題意可知,交通部門采取的措施是指,通過這一路段的時間不能低于某個值,即說明在這一段路程內,汽車的平均速率不能超過某個值;該方法無法限制瞬時速度,故選C。5(多選)如圖1甲所示,火箭發射時,速度能在10 s內由0增加到100 m/s;如圖乙所示,汽車以108 km/h的速度行駛,急剎車時能在2.5 s內停下來,下列說法中正確的是()圖1A10 s內火箭的速度改變量為10 m/sB2.5 s內汽車的速度改變量為30 m/sC火箭的速度變化比汽車的快D火箭
21、的加速度比汽車的加速度小解析:選BD因火箭發射時,速度在10 s內由0增加到100 m/s,故10 s內火箭的速度改變量為100 m/s,選項A錯誤;汽車以108 km/h30 m/s的速度行駛,急剎車時能在2.5 s內停下來,則2.5 s內汽車的速度改變量為030 m/s30 m/s,選項B正確;火箭的速度變化率即加速度為:a1 m/s210 m/s2;汽車的速度變化率即加速度為:a2 m/s212 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D正確,A錯誤;故選B、D。6.如圖2所示,質量不同的兩個小球從同一高度同時做自由落體運動,則()圖2A質量大的下落得快B
22、質量小的下落得快C兩球下落的時間相同D兩球下落的加速度不同解析:選C物體做自由落體運動,vgt,故速度相同,故A、B錯誤;根據自由落體運動的公式hgt2,t,知落地時間與質量無關,所以兩個物體同時落地,故C正確;做自由落體運動,只受重力,加速度都為g,故D錯誤。7一汽車從靜止開始由甲地出發,沿平直公路開往乙地,汽車先做勻加速運動歷時t,接著做勻減速運動歷時2t,開到乙地剛好停止,那么在勻加速運動和勻減速運動兩段時間內()A加速度大小之比為31B加速度大小之比為21C平均速度大小之比為21D平均速度大小之比為12解析:選B勻加速運動的加速度大小a1,勻減速運動的加速度大小a2,所以加速階段和減速
23、階段的加速度大小之比為21。故B正確,A錯誤。勻加速運動的平均速度v1,勻減速運動的平均速度v2,所以平均速度大小之比為11。故C、D錯誤。8質點做直線運動的位移x與時間t的關系為x5tt2(各物理量均采用國際單位制單位),則該質點()A第1 s內的位移是5 mB前2 s內的平均速度是6 m/sC任意相鄰1 s內的位移差都是1 mD任意1 s內的速度增量都是2 m/s解析:選D因為xvtat2,可以得到v5 m/s,a2 m/s2。把t1 s代入方程,x6 m,所以A錯誤;t2 s時,x14 m,由平均速度v得到,v7 m/s,所以B錯誤;由xaT2得到x2 m,所以C錯誤;由vat可以得到v
24、2 m/s,所以D正確。9一列做勻加速直線運動的火車,從某時刻開始計時,第1 min內火車前進了240 m,第6 min內火車前進了1 140 m,則該火車的加速度為()A0.01 m/s2 B0.03 m/s2C0.05 m/s2 D0.1 m/s2解析:選C對于勻變速直線運動有xaT2。此題中T60 s,x1240 m,x61 140 m,所以a0.05 m/s2。故C正確。10如圖3所示是央視春晚兒童節目“機器人總動員”的情景。機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運行預先編排的程序,也可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類的
25、工作,例如:生產業、建筑業或是危險的工作。圖甲是某公司制作的一個機器人,現要執行一項任務,給它設定了如下動作程序:機器人在平面內,由點(0,0)出發,沿直線運動到點(3,1),然后又由點(3,1)沿直線運動到點(1,4),然后又由點(1,4)沿直線運動到點(5,5),然后又由點(5,5)沿直線運動到點(2,2)。圖3(1)試在圖乙中完成坐標系的建立并畫出機器人的運動軌跡。(2)計算整個過程中機器人的位移大小。解析:(1)根據動作程序畫出運動軌跡,如圖所示:(2)由題意知機器人初位置坐標為(0,0),末位置坐標為(2,2),故位移為:x m2 m。答案:(1)見解析(2)2 m11.如圖4所示,
26、有若干相同的小球,從斜面上的某一位置每隔0.1 s無初速度地釋放一顆,在連續釋放若干鋼球后,對準斜面上正在滾動的若干小球拍攝到如圖所示的照片,測得AB15 cm,BC20 cm。求:圖4(1)小球的加速度大小;(2)拍攝照片時B球的速度大小;(3)A球上面還有幾顆正在滾動的鋼球?解析:(1)由xaT2得:小球下滑的加速度a m/s25 m/s2。(2)B球的速度vB等于AC段上的平均速度,即有vBAC m/s1.75 m/s。(3)由vBvAaT得,vAvBaT1.75 m/s0.5 m/s1.25 m/s則A球運動的時間為tA0.25 s由于T0.1 s,則A球上面滾動的小球還有2顆。答案:
27、(1)5 m/s2(2)1.75 m/s(3)2顆12甲、乙兩個質點都從靜止出發做加速直線運動,加速度方向一直不變。在第一段時間間隔內,兩個質點的加速度大小不變,乙的加速度大小是甲的3倍;在接下來的相同時間間隔內,甲的加速度大小增加為原來的3倍,汽車乙的加速度大小減小為原來的。求甲、乙兩質點各自在這兩段時間間隔內走過的總路程之比。解析:在第一段時間間隔內,設甲的加速度為a,則乙的加速度為3a,此過程中甲的位移:x甲1at2乙的位移:x乙1·3at2;在第二段時間間隔內,甲的加速度為3a,則乙的加速度為a,則此過程中甲的位移:x甲2at·t·3at2at2;乙的位移
28、:x乙23at·t·at2at2甲、乙兩質點各自在這兩段時間間隔內走過的總路程之比:。答案:運動圖像追及相遇問題1. (多選)如圖1所示為甲、乙兩物體運動的xt圖像,則下列關于甲、乙兩物體運動的說法,正確的是()圖1A甲、乙兩個物體同時出發B甲、乙兩個物體都做勻速直線運動C甲的速度比乙的速度小Dt2時刻兩個物體速度相同解析:選BC由圖可知甲物體從0時刻開始出發,而乙物體從t1時刻開始運動,故A錯誤。根據位移圖像的斜率等于物體運動的速度,可知,甲、乙兩個物體都做勻速直線運動,故B正確。位移圖像的斜率等于物體運動的速度,由圖可知甲的斜率小于乙的斜率,故甲的速度比乙的
29、速度小,故C正確D錯誤。2.如圖2所示,A、B兩物體在同一直線上運動,當它們相距x7 m時,A正以4 m/s的速度向右做勻速運動,而此時物體B的速度為10 m/s,向右做勻減速運動,加速度大小為2 m/s2,則A追上B所用的時間為()圖2A6 sB7 sC8 s D9 s解析:選B據題意可得10t×2t24t7,解得t7 s或t1 s(舍去)。故選B。3. (多選)A、B、C三個物體從同一點出發,沿著一條直線運動的位移時間(xt)圖像如圖3所示,下列說法中正確的是()圖3AC物體做加速直線運動BA物體做曲線運動C三個物體在0t0時間內的平均速度vAvCvBD三個物體在0t
30、0時間內的平均速度vAvBvC解析:選AD由斜率看出,C的速度逐漸增大,做的是加速直線運動,故A正確;A、C的位移圖線是曲線,但并不表示做曲線運動,由斜率看出,A的速度先正后負,說明A先沿正方向運動,后沿負方向運動,做的是直線運動,故B錯誤;由圖看出,三個物體的初位置與末位置都相同,位移x相同,運動時間都是t0,而平均速度等于位移除以時間,所以平均速度相等,故C錯誤,D正確。4. (多選)如圖4所示為一物體做直線運動的vt圖像,根據圖像做出的以下判斷中,正確的是()圖4A物體始終沿正方向運動B物體先沿負方向運動,在t2 s后開始沿正方向運動C在t2 s前物體位于出發點負方向上,在t
31、2 s后位于出發點正方向上D在t2 s時,物體距出發點最遠解析:選BD速度是矢量,速度的正負表示物體運動的方向,由于02 s內物體的速度v0,故物體沿負方向運動,而24 s內物體的速度v0,表示物體沿正方向運動。故A錯誤,B正確。速度圖像與坐標軸圍成的“面積”大小等于物體通過的位移,在前2 s內物體沿負方向運動,后2 s內物體沿正方向運動,則t2 s時,物體位于出發點負方向上距離出發點的位移為x m20 m。t2 s后物體沿正方向運動,在t4 s時物體的位移x0,即物體回到出發點,所以在t2 s時,物體距出發點最遠。故C錯誤,D正確。5甲車以加速度3 m/s2由靜止開始做勻加速直線運動,乙車落
32、后2 s在同一地點由靜止出發,以加速度4 m/s2做加速直線運動,兩車速度方向一致。在乙車追上甲車之前,兩車距離的最大值是()A18 m B24 mC22 m D28 m解析:選B乙車從靜止開始做勻加速運動,落后甲2 s,則開始階段甲車在前。當乙車速度小于甲車的速度時,兩者距離增大;當乙車速度大于甲車的速度時,兩者距離減小,則當兩者速度相等距離最大。即:a甲(t乙2)a乙t乙,得:t乙6 s;兩車距離的最大值為xx甲x乙a甲(t乙2)2a乙t乙224 m,故選B。6a、b兩車在兩條平行的直車道上同方向行駛,它們的vt圖像如圖5所示,在t0時刻,兩車間距離為d;t5 s時刻它們第一次
33、相遇,關于兩車之間的關系,下列說法正確的是()圖5At15 s時刻兩車第二次相遇Bt20 s時刻兩車第二次相遇C在515 s的時間內,先是a車在前,而后是b車在前D在1015 s的時間內,兩車間距離逐漸變大解析:選A由圖可知,a做勻減速運動,而b做勻加速運動;由題意5 s時兩車相遇,說明開始時a在后面,5 s時兩車的位置相同;510 s內a車速度仍大于b車,故a在前;1015 s時間內,b的速度大于a的速度,但由于開始時落在了a的后面,故還將在a的后面,t15 s時b追上了a,故15 s時兩車再次相遇,故A正確,B、C錯誤;t5 s時刻兩車第一次相遇,在1015 s的時間內,b的速度大于a的速
34、度,兩車間距逐漸變小,故D錯誤。7(多選)有四個運動的物體A、B、C、D,物體A、B運動的xt圖像如圖6中甲所示;物體C、D從同一地點沿同一方向運動的vt圖像如圖中乙所示。根據圖像做出的以下判斷,其中正確的是()圖6A物體A和B均做勻速直線運動且A的速度比B更大B在03 s的時間內,物體B運動的位移為15 mCt3 s時,物體C追上物體DDt3 s時,物體C與物體D之間有最大間距解析:選AD由甲圖看出:物體A和B位移圖像都是傾斜的直線,斜率都不變,速度都不變,說明兩物體都做勻速直線運動,A圖線的斜率大于B圖線的斜率,A的速度比B更大,故A正確。由甲圖看出:在03 s的時
35、間內,物體B運動的位移為x10 m,故B錯誤。由乙圖看出:t3 s時,D圖線所圍“面積”大于C圖線所圍“面積”,說明D的位移大于C的位移,而兩物體從同一地點開始運動的,所以物體C還沒有追上物體D,故C錯誤。由乙圖看出:前3 s內,D的速度較大,DC間距離增大,3 s后C的速度較大,兩者距離減小,t3 s時,物體C與物體D之間有最大間距,故D正確。8(多選)在平直公路上,自行車與同方向行駛的一輛汽車在t0時同時經過某一個路標,它們位移x(m)隨時間t(s)變化規律為:汽車為x10tt2(m),自行車為x6t(m),則下列說法正確的是()A汽車做減速直線運動,自行車做勻速直線運動B不能確定汽車和自
36、行車各做什么運動C開始經過路標后較短時間內自行車在前,汽車在后D當自行車追上汽車時,它們距路標96 m解析:選AD根據兩者位移x隨時間t變化規律表達式可知,汽車做初速度為v010 m/s,加速度大小為a0.5 m/s2的勻減速直線運動,自行車做速度為v6 m/s的勻速直線運動,故A正確,B錯誤;由于v0v,所以開始經過路標后較短時間內汽車在前,自行車在后,故C錯誤;設汽車速度減小至零,所需時間為t0,由t,得t020 s,當自行車追上汽車時,設經過的時間為t,則有:10tt26t,解得:t16 st0,符合情境,此時兩者的位移為x96 m,故D正確。9(多選)下列給出的四組圖像中,能夠反映同一
37、直線運動的是()解析:選BC選項A中速度時間圖像中0到3 s做勻速直線運動,位移在增加,而位移時間圖像中位移不變,則A錯;選項D中,3 s到5 s時間內,位移時間圖像為一條傾斜直線,做勻速直線運動,加速度為零,知D錯。10A、B兩物體(視為質點)在同一直線上同時出發向同一方向運動,物體A從靜止開始做勻加速直線運動,加速度a2 m/s2,物體B在A的后面相距L32 m處,以v12 m/s的速度做勻速運動,兩物體追逐時,互從近旁通過,不會相碰,求:(1)A物體經過多長時間后與B的速度相等?(2)經過多長時間A、B兩物體相遇?(3)A、B兩物體兩次相遇之間相距最遠的距離是多少?解析:(1)由題知A物
38、體做初速度為零的勻加速直線運動。由公式vat得:t6 s。(2)設經過t1,B物體追上A物體則有:Lat12vt1解得:t14 s或t18 s。(3)經分析當vAvB時,此時A、B在兩次相遇之間相距最遠,此時經過時間t6 s,這段過程中,A的位移xAat236 mB的位移為xBvt72 m相距最遠的距離是sxBxAL4 m。答案:(1)6 s(2)4 s或8 s(3)4 m11.汽車由靜止開始在平直的公路上行駛,060 s內汽車的加速度隨時間變化的圖線如圖7所示。圖7(1)畫出汽車在060 s內的vt圖;(2)求在這60 s內汽車行駛的路程。解析:(1)設t10 s,40 s,60
39、 s時刻的速度分別為v1,v2,v3由圖知010 s內汽車以加速度2 m/s2勻加速行駛,由運動學公式得v12×10 m/s20 m/s由圖知1040 s內汽車勻速行駛,因此v220 m/s由圖知4060 s內汽車以加速度1 m/s2勻減速行駛,由運動學公式得v3(201×20) m/s0汽車在060 s內的vt圖線,如圖所示。(2)由vt圖線可知,在這60 s內汽車行駛的路程為s×20 m900 m。答案:(1)見解析(2)900 m12Jerry惹惱了Tom,這次Tom發誓一定要在Jerry逃進鼠洞前捉住它。起初Tom、Jerry和鼠洞
40、在同一直線上,Tom距Jerry 3.7 m,Jerry距鼠洞10.4 m,如圖8所示,已知Tom的最大加速度和最大速度分別為4 m/s2、6 m/s,Jerry的最大加速度和最大速度分別為5 m/s2、4 m/s,設它們同時由靜止啟動并盡力奔跑,問:圖8(1)Tom與Jerry各自到達最大速度所需的時間分別是多少?(2)假設Jerry能逃回鼠洞,則它從啟動到逃回鼠洞共需多少時間?(3)計算Tom需多長時間追到鼠洞,并判斷Tom能否在Jerry逃進鼠洞前捉住它。解析:(1)Tom達到最大速度經歷的時間t1 s1.5 s,Jerry達到最大速度經歷的時間t2 s0.8 s。(2)Jerry達到最
41、大速度經歷的位移x1 m1.6 m,則勻速運動的位移x210.4 m1.6 m8.8 m,勻速運動的時間t2 s2.2 s,從啟動到逃回鼠洞共需的時間tt2t20.8 s2.2 s3 s。(3)Tom達到最大速度的位移x1 m4.5 m,則勻速運動的位移x210.4 m3.7 m4.5 m9.6 m,勻速運動的時間t1 s1.6 s,則Tom跑到洞口的時間tt1t11.5 s1.6 s3.1 s。因為tt,可知Tom不能在Jerry逃進鼠洞前捉住它。答案:(1)1.5 s0.8 s(2)3 s(3)3.1 s不能捉住 第一章運動的描述(時間:50分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每
42、小題6分,共48分。第15小題只有一個選項正確,第68小題有多個選項正確,全選對得6分,選不全得3分,錯選不得分)1火車上的乘客往往會發現這樣的現象:對面的火車緩緩啟動了,過了一會兒發現,原來是自己乘坐的火車離開了站臺,對面的火車并沒有動。乘客認為“對面火車啟動”和“自己乘坐的火車離開站臺”所選取的參考系分別為()A站臺、對面火車B對面火車、自己乘坐的火車C站臺、站臺D自己乘坐的火車、站臺解析:選D此類現象在我們的日常生活中隨處可見,關鍵是參考系的選取不同造成的,乘客出站時,看到對方火車運動,實際上是以自身為參考系造成的,當等到站臺出現,發現自己乘坐的火車開動了,這是由于乘客以站臺為參考系造成
43、的,故A、B、C錯誤,D正確。2第31屆奧運會于2016年在巴西里約熱內盧召開,下列有關運動項目的說法正確的是()A籃球比賽中的籃球不能看做質點B羽毛球比賽中的羽毛球一定能看做質點C乒乓球運動員在打出弧圈球時乒乓球不能看做質點D鉛球比賽中的鉛球一定不能看做質點解析:選C在研究籃球比賽中的遠距離投籃時,由于籃球直徑比投籃距離小得多,可把籃球看做質點,選項A錯誤;當研究羽毛球比賽中的羽毛球時,若羽毛球在球網的兩側飛行,則可以把羽毛球看做質點,若研究羽毛球的自身旋轉問題,則不能把羽毛球看做質點,選項B錯誤;研究旋轉多變的乒乓球的弧圈運動時,乒乓球的大小不能忽略,乒乓球不能看做質點,選項C正確;當研究
44、鉛球被擲出后在空中的飛行時間時,鉛球能看做質點,當研究鉛球脫手時的旋轉情況時,鉛球不能看做質點,選項D錯誤。3如圖1所示是正在飛行的無人機,一無人機在某次測試中往返飛行了850 km,用時72 min,這兩個數據分別指()圖1A位移值、時間B路程、時間C位移值、時刻 D路程、時刻解析:選B無人機在某次測試中往返飛行了850 km,位移是0,850 km是指路程;用時72 min,是指從開始到回來所用的時間。故選B。4星級快車出站時能在150 s內勻加速到180 km/h,然后正常行駛。某次因意外列車以加速時的加速度大小將車速減至108 km/h。以初速度方向為正方向,則下列說法錯誤的是()A列
45、車加速時的加速度大小為 m/s2B列車減速時,若運用vv0at計算瞬時速度,其中a m/s2C若用v t圖像描述列車的運動,減速時的圖線在時間軸t軸的下方D列車由靜止加速,1 min內速度可達20 m/s解析:選C列車的加速度大小a m/s2 m/s2,減速時,加速度方向與速度方向相反,a m/s2,故A、B兩項都正確。列車減速時,v t圖像中圖線依然在時間軸t軸的上方,C項錯。由vat可得v×60 m/s20 m/s,D項對。5.測速儀安裝有超聲波發射和接收裝置,如圖2所示,B為測速儀,A為汽車,兩者相距335 m,某時刻B發出超聲波,同時A由靜止開始作勻加
46、速直線運動。當B接收到反射回來的超聲波信號時,AB相距355 m,已知聲速為340 m/s,則汽車的加速度大小為()圖2A20 m/s2 B10 m/s2C5 m/s2 D無法確定解析:選B設汽車的加速度為a,運動的時間為t,有at2355 m335 m20 m,超聲波來回的時間為t,則單程的時間為,因為初速度為零的勻加速直線運動,在相等時間內的位移之比為13,在t時間內的位移為20 m,則時間內的位移為x5 m,知超聲波追上汽車的位移x5 m335 m340 m,所以1 s,t2 s,所以汽車的加速度大小為10 m/s2。故B正確,A、C、D錯誤。6關于自由落體運動,下列說法中正確的是()A
47、它是方向豎直向下、v00、ag的勻加速直線運動B在開始連續的三個1 s內通過的位移之比是135C在開始連續的三個1 s末的速度大小之比是123D從開始運動起下落4.9 m、9.8 m、14.7 m所經歷的時間之比為123解析:選ABC自由落體運動是初速度為零、ag的勻加速直線運動,所以滿足初速度為零的勻加速直線運動規律,則A、B、C正確。當h14.9 m,h29.8 m,h314.7 m時,h1h2h3123,因為t,所以t1t2t31,D錯誤。7.在軍事演習中,某空降兵從飛機上跳下,先做自由落體運動,在t1時刻,速度達到最大值v1時打開降落傘,做減速運動,在t2時刻以較小速度v2著地。他的速
48、度圖像如圖3所示。下列關于該空降兵在0t1或t1t2時間內的平均速度 的結論正確的是()圖3A0t1, Bt1t2,Ct1t2, Dt1t2,解析:選AD0t1時間內,空降兵做勻加速直線運動,A正確;t1t2時間內,空降兵做加速度逐漸變小的減速運動。由和vt圖線與t軸所圍面積等于t時間內的位移x可知,B、C錯誤,D正確。8汽車甲沿著平直的公路以速度v0做勻速直線運動,當它路過某處的同時,汽車乙從此處開始做初速度為零的勻加速直線運動去追趕汽車甲,根據上述已知條件()A可求出乙車追上甲車時,乙車的速度B不能求出乙車追上甲車時,乙車的速度C可求出乙車從開始運動到追上甲車時,乙車運動的時間D不能求出乙車從開始運動到追上甲車時,乙車運動的時間解析:選AD作出汽車甲、乙的速度
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