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第1頁(共1頁)2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題(解答題):勻變速直線的研究(10題)一.解答題(共10小題)1.(2024?廣西)如圖,輪滑訓(xùn)練場沿直線等間距地?cái)[放著若干個(gè)定位錐筒,錐筒間距d=0.9m,某同學(xué)穿著輪滑鞋向右勻減速滑行。現(xiàn)測出他從1號(hào)錐筒運(yùn)動(dòng)到2號(hào)錐筒用時(shí)t1=0.4s,從2號(hào)錐筒運(yùn)動(dòng)到3號(hào)錐筒用時(shí)t2=0.5s,求該同學(xué)(1)滑行的加速度大小;(2)最遠(yuǎn)能經(jīng)過幾號(hào)錐筒。2.(2024?濮陽模擬)質(zhì)量為m的小球以速度v0由水平地面豎直向上拋出,經(jīng)多次與地面碰撞后,最終靜止在地面上。已知小球與地面的碰撞為彈性碰撞,重力加速度記為g,運(yùn)動(dòng)過程中小球所受空氣阻力視為恒定,大小為0.6mg。求小球(1)從拋出到靜止所經(jīng)歷的總路程;(2)向上運(yùn)動(dòng)與向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比。3.(2024?重慶模擬)做直線運(yùn)動(dòng)的物體,其v﹣t圖象如圖所示,試根據(jù)v﹣t圖象判斷:(1)第1秒內(nèi),物體的加速度為多大?(2)第2秒和第4秒內(nèi)的加速度是否相同?(3)在第4秒內(nèi),物體做什么運(yùn)動(dòng)?4.(2024?金臺(tái)區(qū)模擬)在十字路口,紅燈攔停了很多汽車和行人,攔停的汽車排成筆直的一列,最前面一輛汽車的前端剛好于路口停車線相齊,相鄰兩車的前端間距均為d=6.0m,且車長為L0=4.8m,最前面的行人站在橫道線邊緣,已知橫道線寬s=20m。若汽車啟動(dòng)時(shí)都以a1=2.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速到v1=10.0m/s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)通過路口。行人起步的加速度為a2=0.5m/s2,達(dá)到v2=1.0m/s后勻速通過橫道線。已知該路口亮綠燈的時(shí)間t=40s,而且有按倒計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間顯示燈(無黃燈)。另外交通法規(guī)定:原在綠燈時(shí)通行的汽車,紅燈亮起時(shí),車頭已越過停車線的允許通過。由于行人和汽車司機(jī)一直關(guān)注著紅綠燈,因此可以不考慮行人和汽車的反應(yīng)時(shí)間。(提示:綠燈亮起時(shí),行人從A走向B,第1輛汽車從C朝向D行駛。)請(qǐng)回答下列問題:(1)按題述情景,亮綠燈的這段時(shí)間里最多能有多少輛車通過路口?(2)按題述情景,不能通過路口的第一輛汽車司機(jī),在時(shí)間顯示燈剛亮出“3”時(shí)開始剎車,使車勻減速運(yùn)動(dòng),結(jié)果車的前端與停車線相齊,求該汽車剎車后經(jīng)多少時(shí)間停下?(3)路口對(duì)面最前面的行人在通過橫道線的過程中與幾輛車擦肩而過?5.(2024?陜西一模)智能手機(jī)通過星閃連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,已經(jīng)配對(duì)過的兩手機(jī),當(dāng)距離小于某一值時(shí),會(huì)自動(dòng)連接;一旦超過該值時(shí),星閃信號(hào)便會(huì)立即中斷,無法正常通訊。如右圖所示,甲、乙兩位同學(xué)在兩個(gè)平行的直跑道進(jìn)行測試,跑道間距離d=5m。已知星閃設(shè)備在13m以內(nèi)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)通信。t=0時(shí)刻,甲、兩人剛好位于圖示位置,此時(shí)甲同學(xué)的速度為9m/s,乙同學(xué)的速度為2m/s。從該時(shí)刻起甲同學(xué)以2m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停下,乙同學(xué)保持原有速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(忽略信號(hào)傳遞時(shí)間),從計(jì)時(shí)起,求:(1)甲、乙兩人在前進(jìn)方向上追上前的最大距離是多少?(2)甲、乙兩人能利用星閃通信的時(shí)間是多少?6.(2024?甲卷)為搶救病人,一輛救護(hù)車緊急出發(fā),鳴著笛沿水平直路從t=0時(shí)由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小a=2m/s2,在t1=10s時(shí)停止加速開始做勻速運(yùn)動(dòng),之后某時(shí)刻救護(hù)車停止鳴笛,t2=41s時(shí)在救護(hù)車出發(fā)處的人聽到救護(hù)車發(fā)出的最后的鳴笛聲。已知聲速v0=340m/s,求:(1)救護(hù)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小;(2)在停止鳴笛時(shí)救護(hù)車距出發(fā)處的距離。7.(2024?合肥一模)如圖為合肥軌道交通地鐵2號(hào)線部分線路圖,某同學(xué)從2號(hào)桂莊站乘上地鐵,7:10發(fā)車,依次經(jīng)過3、4、5、6、7號(hào)站,7:23剛好停靠8號(hào)科學(xué)大道站。假設(shè)地鐵線路為直線,相鄰地鐵站間的距離相等,列車在相鄰兩站間的運(yùn)動(dòng)情況均相同;列車從一站由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)16s,接著勻速運(yùn)動(dòng),再勻減速運(yùn)動(dòng)12s恰停靠下一站,列車在每個(gè)地鐵站停靠時(shí)間均為30s。2號(hào)桂莊站與8號(hào)科學(xué)大道站的距離為10.92km。求地鐵運(yùn)行的加速度大小和最大速度大小。8.(2024?瓊山區(qū)校級(jí)模擬)在一座長為L=60m的橋上一位清潔工人正推著清洗車擦洗橋上的欄桿。當(dāng)他擦洗到距離橋的右端L1=20.5m處時(shí),突然發(fā)現(xiàn)一汽車在距離橋右端s=400m處以v0=30m/s的速度向橋上駛來;汽車司機(jī)同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了清潔工人,并立刻以a=1m/s2的加速度剎車。由于橋面非常窄,清潔工人立即向橋的右端奔跑來避讓汽車,假設(shè)清潔工人推著清洗車能勻速逃離,求清潔工人向右奔跑的最小速度。9.(2024?泉州模擬)如圖甲所示,銀行取款機(jī)房裝有單邊自動(dòng)感應(yīng)門,其中有一扇玻璃門與墻體固定,另一扇是可動(dòng)玻璃門。當(dāng)人進(jìn)入了感應(yīng)區(qū)時(shí),可動(dòng)玻璃門將自動(dòng)開啟,反之將自動(dòng)關(guān)閉,圖乙為感應(yīng)門的俯視圖。當(dāng)某人一直在感應(yīng)區(qū)內(nèi)時(shí),可動(dòng)玻璃門先勻加速運(yùn)動(dòng)了0.3m,用時(shí)0.5s,而后立即勻減速運(yùn)動(dòng)了0.6m恰好停下。求可動(dòng)玻璃門:(1)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小;(2)運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度大小;(3)開啟全程運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。10.(2024?吉林一模)隨意變線加塞,是非常不文明的駕駛習(xí)慣,也極其不安全。下圖演示了甲車變線加塞的過程,甲車至少要超出乙車一個(gè)車位,才能開始并線。此時(shí)甲車若要安全并線插到乙車前方,且不影響乙車行駛,其速度v至少須比乙車快5m/s。而并道后又必須立刻減速,以避免與前車追尾。假設(shè)汽車在變線并道過程中,沿前進(jìn)方向的速度可以不變,橫向移動(dòng)的速度可忽略。而且甲車從超出乙車一個(gè)車位,到完成并線,恰好需要1s時(shí)間。并線完成后甲車時(shí)刻以大小為a=2.5m/s2的加速度勻減速剎車。甲車車身長度為d=4m,乙車與前車正常行駛時(shí)速度均為v0=10m/s,請(qǐng)計(jì)算:(1)甲車剛剛并線結(jié)束時(shí),甲、乙兩車之間的最小距離為多少?(2)乙車車頭到前車車尾之間距離L至少有多大,甲車才能安全并道成功?(3)若甲車并線時(shí)的速度恰好比乙車快5m/s,并線后由于緊張,剎車踩得太深,汽車以大小為a'=12.5m/s2的加速度減速,而此時(shí)乙車完全來不及反應(yīng),繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)。則兩車再經(jīng)多長時(shí)間后追尾?
2025年高考物理復(fù)習(xí)之小題狂練600題(解答題):勻變速直線的研究(10題)參考答案與試題解析一.解答題(共10小題)1.(2024?廣西)如圖,輪滑訓(xùn)練場沿直線等間距地?cái)[放著若干個(gè)定位錐筒,錐筒間距d=0.9m,某同學(xué)穿著輪滑鞋向右勻減速滑行。現(xiàn)測出他從1號(hào)錐筒運(yùn)動(dòng)到2號(hào)錐筒用時(shí)t1=0.4s,從2號(hào)錐筒運(yùn)動(dòng)到3號(hào)錐筒用時(shí)t2=0.5s,求該同學(xué)(1)滑行的加速度大小;(2)最遠(yuǎn)能經(jīng)過幾號(hào)錐筒。【考點(diǎn)】相等時(shí)間間隔內(nèi)位移之差與加速度的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題;推理能力.【答案】(1)滑行的加速度大小為1m/s2;(2)最遠(yuǎn)能經(jīng)過4號(hào)錐筒。【分析】(1)根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律某段內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,結(jié)合加速度定義式分析求解;(2)根據(jù)位移—時(shí)間公式結(jié)合速度—位移公式分析求解。【解答】解:(1)根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律某段內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可知在1、2間中間時(shí)刻的速度為v1=d2、3間中間時(shí)刻的速度為v2=d故可得加速度大小為a=ΔvΔt=v1-v(2)設(shè)到達(dá)1號(hào)錐簡時(shí)的速度為v0,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得v0t1-1代入數(shù)值解得v0=2.45m/s從1號(hào)開始到停止時(shí)通過的位移大小為x=v02故可知最遠(yuǎn)能經(jīng)過4號(hào)錐筒。答:(1)滑行的加速度大小為1m/s2;(2)最遠(yuǎn)能經(jīng)過4號(hào)錐筒。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,理解勻變速運(yùn)動(dòng)過程中三大基本公式和平均速度推論是解決此類問題的關(guān)鍵。2.(2024?濮陽模擬)質(zhì)量為m的小球以速度v0由水平地面豎直向上拋出,經(jīng)多次與地面碰撞后,最終靜止在地面上。已知小球與地面的碰撞為彈性碰撞,重力加速度記為g,運(yùn)動(dòng)過程中小球所受空氣阻力視為恒定,大小為0.6mg。求小球(1)從拋出到靜止所經(jīng)歷的總路程;(2)向上運(yùn)動(dòng)與向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比。【考點(diǎn)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題;推理能力.【答案】(1)從拋出到靜止所經(jīng)歷的總路程為5v(2)向上運(yùn)動(dòng)與向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1:2。【分析】(1)可利用動(dòng)能定理計(jì)算位移;(2)小球上升過程做勻減速直線運(yùn)動(dòng),上升到最高點(diǎn)開始向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),可分別計(jì)算利用牛頓第二定律計(jì)算加速度,利用加速度定義式分別計(jì)算向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,進(jìn)而計(jì)算比值。【解答】解:(1)由于小球與地面發(fā)生彈性碰撞,沒有機(jī)械能損失,由初狀態(tài)到末狀態(tài)由動(dòng)能定理得0.6mgx=1整理解得:x=(2)上升過程由牛頓第二定律可知加速度為a上整理解得a1=1.6g下降過程由牛頓第二定律可知加速度為a下上升和下降階段速度的位移大小相等,則有12a上t上2=12a下整理解得t上:t下=1:2。答:(1)從拋出到靜止所經(jīng)歷的總路程為5v(2)向上運(yùn)動(dòng)與向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1:2。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的理解,其中旨在考查對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。3.(2024?重慶模擬)做直線運(yùn)動(dòng)的物體,其v﹣t圖象如圖所示,試根據(jù)v﹣t圖象判斷:(1)第1秒內(nèi),物體的加速度為多大?(2)第2秒和第4秒內(nèi)的加速度是否相同?(3)在第4秒內(nèi),物體做什么運(yùn)動(dòng)?【考點(diǎn)】根據(jù)v﹣t圖像的物理意義對(duì)比多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況.【專題】運(yùn)動(dòng)學(xué)中的圖象專題.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)、(2)速度—時(shí)間圖象的斜率等于加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正負(fù)表示加速度的方向.(3)根據(jù)圖象的形狀分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,抓住v﹣t圖象中勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象是傾斜直線.【解答】解:(1)物體在第1秒內(nèi)即0﹣1s內(nèi),速度從0增加到4m/s,故加速度大小a1=vt-v0t(2)第2秒內(nèi)(1s﹣2s內(nèi))和第3秒內(nèi)(2s﹣3s內(nèi))圖象的斜率相同,則物體的加速度相同,該過程中物體的加速度為a2=a3=vt-v0t在第4秒內(nèi)(3s﹣4s內(nèi)),物體的速度從0至﹣2m/s,故該過程中加速度a4=vt-v0t可見,第2秒和第4秒內(nèi)的加速度相同.(3)在第4秒內(nèi),物體的加速度不變,速度為負(fù)值,且均勻增大,說明物體做沿負(fù)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng).答:(1)第1秒內(nèi),物體的加速度為4m/s2.(2)第2秒和第4秒內(nèi)的加速度相同.(3)物體做沿負(fù)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng).【點(diǎn)評(píng)】解決本題關(guān)鍵掌握速度—時(shí)間圖象的斜率等于加速度,速度圖象中傾斜的直線表示勻變速直線運(yùn)動(dòng),要注意與數(shù)學(xué)圖象的區(qū)別,不認(rèn)為第4秒內(nèi)物體做勻減速運(yùn)動(dòng).4.(2024?金臺(tái)區(qū)模擬)在十字路口,紅燈攔停了很多汽車和行人,攔停的汽車排成筆直的一列,最前面一輛汽車的前端剛好于路口停車線相齊,相鄰兩車的前端間距均為d=6.0m,且車長為L0=4.8m,最前面的行人站在橫道線邊緣,已知橫道線寬s=20m。若汽車啟動(dòng)時(shí)都以a1=2.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速到v1=10.0m/s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)通過路口。行人起步的加速度為a2=0.5m/s2,達(dá)到v2=1.0m/s后勻速通過橫道線。已知該路口亮綠燈的時(shí)間t=40s,而且有按倒計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間顯示燈(無黃燈)。另外交通法規(guī)定:原在綠燈時(shí)通行的汽車,紅燈亮起時(shí),車頭已越過停車線的允許通過。由于行人和汽車司機(jī)一直關(guān)注著紅綠燈,因此可以不考慮行人和汽車的反應(yīng)時(shí)間。(提示:綠燈亮起時(shí),行人從A走向B,第1輛汽車從C朝向D行駛。)請(qǐng)回答下列問題:(1)按題述情景,亮綠燈的這段時(shí)間里最多能有多少輛車通過路口?(2)按題述情景,不能通過路口的第一輛汽車司機(jī),在時(shí)間顯示燈剛亮出“3”時(shí)開始剎車,使車勻減速運(yùn)動(dòng),結(jié)果車的前端與停車線相齊,求該汽車剎車后經(jīng)多少時(shí)間停下?(3)路口對(duì)面最前面的行人在通過橫道線的過程中與幾輛車擦肩而過?【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用;勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)先求出加速的時(shí)間,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式求出40.0s時(shí)間,汽車能行駛的位移,從而求出能通過路口的汽車;(2)先求出當(dāng)計(jì)時(shí)燈剛亮出“3”時(shí),不能通過路口的第一輛汽車行駛的位移,再求出汽車距停車線的距離,根據(jù)速度—位移公式求解加速度;(3)分別求出汽車和人加速的時(shí)間和位移,在求出人通過橫道線汽車行駛的總位移,根據(jù)車間距判定車輛數(shù)量。【解答】解:(1)汽車加速時(shí)間為:t1=v1a40.0s時(shí)間,汽車能行駛的位移為:x=12a1t12+v(t﹣t1)=12所以有:n=根據(jù)題意,能有64輛汽車通過路口;(2)記t0=3s,當(dāng)計(jì)時(shí)燈剛亮出“3”時(shí),第65輛汽車行駛的位移為:x65=12a1t12+v1(t﹣t1﹣此時(shí)車離停車線的距離為:x66=64d﹣x1=34m,故它停下的時(shí)間滿足x66=12v1t3(3)汽車加速時(shí)間行駛的位移為:x1=12a1行人加速的時(shí)間為:t2=v2a2=2.0s,加速位移為:x2=1行人通過橫道線的時(shí)間為:t′=t2+s-在行人通過橫道線的時(shí)間內(nèi)汽車行駛位移為:x3=x1+v1(t′﹣t1)=190m能到達(dá)橫道線的車輛數(shù)為:N1=x3即第32輛車有一部分是行人離開橫道線后從側(cè)邊走過,故取N1=31輛車擦肩而過。答:(1)按題述情景,亮綠燈的這段時(shí)間里最多能有64輛車通過路口;(2)按題述情景,不能通過路口的第一輛汽車司機(jī),在時(shí)間顯示燈剛亮出“3”時(shí)開始剎車,使車勻減速運(yùn)動(dòng),結(jié)果車的前端與停車線相齊,該汽車剎車后經(jīng)6.8s時(shí)間停下;(3)路口對(duì)面最前面的行人在通過橫道線的過程中與31輛車擦肩而過。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的直接應(yīng)用,要求同學(xué)們能正確分析汽車的運(yùn)動(dòng)情況,難度較大。5.(2024?陜西一模)智能手機(jī)通過星閃連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,已經(jīng)配對(duì)過的兩手機(jī),當(dāng)距離小于某一值時(shí),會(huì)自動(dòng)連接;一旦超過該值時(shí),星閃信號(hào)便會(huì)立即中斷,無法正常通訊。如右圖所示,甲、乙兩位同學(xué)在兩個(gè)平行的直跑道進(jìn)行測試,跑道間距離d=5m。已知星閃設(shè)備在13m以內(nèi)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)通信。t=0時(shí)刻,甲、兩人剛好位于圖示位置,此時(shí)甲同學(xué)的速度為9m/s,乙同學(xué)的速度為2m/s。從該時(shí)刻起甲同學(xué)以2m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停下,乙同學(xué)保持原有速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(忽略信號(hào)傳遞時(shí)間),從計(jì)時(shí)起,求:(1)甲、乙兩人在前進(jìn)方向上追上前的最大距離是多少?(2)甲、乙兩人能利用星閃通信的時(shí)間是多少?【考點(diǎn)】變速物體追勻速物體問題;勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;追及、相遇問題;分析綜合能力.【答案】(1)甲、乙兩人在前進(jìn)方向上追上前的最大距離12.25m;(2)甲、乙兩人能利用星閃通信的時(shí)間是15.125s。【分析】(1)乙保持勻速直線運(yùn)動(dòng),甲做勻勻減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩人的速度相等時(shí)兩人之間有最大距離,根據(jù)速度條件及位移公式求解即可;(2)由于兩人之間利用星閃通信與兩人之間的距離有關(guān),根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定位置關(guān)系即可求出利用星閃通信的時(shí)間。【解答】解:(1)假設(shè)經(jīng)過t0,兩人的速度相等,此時(shí)相距最遠(yuǎn),有v甲﹣at0=v乙解得t0=3.5s此時(shí)兩人在前進(jìn)方向上追上前的最大距離為Δx代入數(shù)據(jù)得=12.25m(2)根據(jù)幾何知識(shí)可知,當(dāng)甲在乙前方且直線距離為13m時(shí),由勾股定理可推斷二者位移關(guān)系有s=x據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x甲x乙=v乙t解得t1=3s或t2=4s當(dāng)0<t<3s時(shí),二者直線距離小于13m;當(dāng)3s<t<4s時(shí),二者直線距離大于13mt2=4s時(shí),甲車的速度為v甲1=v甲﹣at2=9m/s﹣2×4m/s=1m/s<v乙t=4s之后,甲、乙兩人的距離先減小后增大,且甲能夠繼續(xù)行駛的距離為x甲根據(jù)幾何關(guān)系可知,從t2=4s開始到乙運(yùn)動(dòng)至甲前方12m的過程中,二者直線距離小于13m,這段過程經(jīng)歷的時(shí)間為t'甲、乙兩人能利用星閃通信的時(shí)間為t總=t1+t′=3+12.125s=15.125s答:(1)甲、乙兩人在前進(jìn)方向上追上前的最大距離12.25m;(2)甲、乙兩人能利用星閃通信的時(shí)間是15.125s。【點(diǎn)評(píng)】本題考查追及相遇問題,解題關(guān)鍵是分析好人的運(yùn)動(dòng)情況和位移關(guān)系,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解即可。6.(2024?甲卷)為搶救病人,一輛救護(hù)車緊急出發(fā),鳴著笛沿水平直路從t=0時(shí)由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小a=2m/s2,在t1=10s時(shí)停止加速開始做勻速運(yùn)動(dòng),之后某時(shí)刻救護(hù)車停止鳴笛,t2=41s時(shí)在救護(hù)車出發(fā)處的人聽到救護(hù)車發(fā)出的最后的鳴笛聲。已知聲速v0=340m/s,求:(1)救護(hù)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小;(2)在停止鳴笛時(shí)救護(hù)車距出發(fā)處的距離。【考點(diǎn)】連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)比例規(guī)律;勻速直線運(yùn)動(dòng).【專題】計(jì)算題;信息給予題;定量思想;實(shí)驗(yàn)分析法;直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題;推理能力.【答案】(1)救護(hù)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為20m/s;(2)在停止鳴笛時(shí)救護(hù)車距出發(fā)處的距離為680m。【分析】(1)救護(hù)車停止加速后救護(hù)車勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求速度;(2)畫出救護(hù)車運(yùn)動(dòng)過程草圖,抓住救護(hù)車與聲波傳播的時(shí)間關(guān)系,根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解作答。【解答】解:(1)救護(hù)車在t1=10s時(shí)停止加速,則救護(hù)車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v=at1解得v=20m/s(2)救護(hù)車運(yùn)動(dòng)過程草圖如圖所示:設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt時(shí)停止鳴笛,此時(shí)救護(hù)車距離出發(fā)點(diǎn)的距離為x=發(fā)出的鳴笛聲從鳴笛處傳播到救護(hù)車出發(fā)點(diǎn)處,傳播距離為x=v0(t2﹣t1﹣Δt)代入解得x=680m。答:(1)救護(hù)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為20m/s;(2)在停止鳴笛時(shí)救護(hù)車距出發(fā)處的距離為680m。【點(diǎn)評(píng)】本題以救護(hù)車搶救病人為情景考查了勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)用,分清每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程是解題的關(guān)鍵。7.(2024?合肥一模)如圖為合肥軌道交通地鐵2號(hào)線部分線路圖,某同學(xué)從2號(hào)桂莊站乘上地鐵,7:10發(fā)車,依次經(jīng)過3、4、5、6、7號(hào)站,7:23剛好停靠8號(hào)科學(xué)大道站。假設(shè)地鐵線路為直線,相鄰地鐵站間的距離相等,列車在相鄰兩站間的運(yùn)動(dòng)情況均相同;列車從一站由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)16s,接著勻速運(yùn)動(dòng),再勻減速運(yùn)動(dòng)12s恰停靠下一站,列車在每個(gè)地鐵站停靠時(shí)間均為30s。2號(hào)桂莊站與8號(hào)科學(xué)大道站的距離為10.92km。求地鐵運(yùn)行的加速度大小和最大速度大小。【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度的應(yīng)用(平均速度的推論).【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題;推理能力.【答案】地鐵運(yùn)行的加速的加速度大小為54m/s2,減速的加速度大小為53m/s2,最大速度大小為【分析】根據(jù)位移與平均速度的關(guān)系可求出列車運(yùn)行的最大速度,利用最大速度結(jié)合加速度公式可求出加速和減速過程中的加速度。【解答】解:設(shè)該同學(xué)全程運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t總.由該同學(xué)早上乘坐地鐵7:10從2號(hào)地鐵站出發(fā),7:23從第8號(hào)站下地鐵,可知t總=780s設(shè)地鐵在相鄰兩站之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,在每個(gè)地鐵站停靠的時(shí)間為Δt,可得t=t總-5Δt6設(shè)2號(hào)地鐵站與8號(hào)地鐵站間的距離為l總,相鄰兩站間距離l可得l=l總6,解得l=1.82km=1.82×設(shè)地鐵在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為vmax,在相鄰兩個(gè)地鐵站運(yùn)動(dòng)時(shí),勻加速的時(shí)間為t1,勻減速的時(shí)間為t2,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)l=v可得vmax=20m/s設(shè)地鐵做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得a1=vmaxt1,解得a設(shè)地鐵做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得a2=vmaxt2,解得a答:地鐵運(yùn)行的加速的加速度大小為54m/s2,減速的加速度大小為53m/s2,最大速度大小為【點(diǎn)評(píng)】學(xué)生在解答本題時(shí),應(yīng)注意認(rèn)真審題,從題干中獲取相關(guān)的物理量,分析清楚列車的運(yùn)動(dòng)過程是解題的關(guān)鍵。8.(2024?瓊山區(qū)校級(jí)模擬)在一座長為L=60m的橋上一位清潔工人正推著清洗車擦洗橋上的欄桿。當(dāng)他擦洗到距離橋的右端L1=20.5m處時(shí),突然發(fā)現(xiàn)一汽車在距離橋右端s=400m處以v0=30m/s的速度向橋上駛來;汽車司機(jī)同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了清潔工人,并立刻以a=1m/s2的加速度剎車。由于橋面非常窄,清潔工人立即向橋的右端奔跑來避讓汽車,假設(shè)清潔工人推著清洗車能勻速逃離,求清潔工人向右奔跑的最小速度。【考點(diǎn)】變速物體追勻速物體問題;勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;追及、相遇問題;推理能力.【答案】清潔工人向右奔跑的最小速度為1.025m/s。【分析】工人向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),汽車向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng),恰好不相遇的臨界情況是同時(shí)到達(dá)橋的右端。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解答。【解答】解:汽車減速到零的時(shí)間為t1=v設(shè)汽車向左行駛到橋的右端的時(shí)間為t2,由位移—時(shí)間關(guān)系得:s=v0t2-代入數(shù)據(jù)解得:t2=20s,或t2=40s因t2=40s>t1,不符合實(shí)際,舍去,即汽車向左行駛到橋的右端的時(shí)間為t2=20s。清潔工人從橋的右端離開,為避免相撞必須比汽車先到達(dá)橋的右端,則逃離的最小速度為:vmin=L1t2答:清潔工人向右奔跑的最小速度為1.025m/s。【點(diǎn)評(píng)】本題是簡單的相遇問題,基礎(chǔ)題目。根據(jù)位移—時(shí)間關(guān)系公式,并結(jié)合空間位置關(guān)系列式求解。9.(2024?泉州模擬)如圖甲所示,銀行取款機(jī)房裝有單邊自動(dòng)感應(yīng)門,其中有一扇玻璃門與墻體固定,另一扇是可動(dòng)玻璃門。當(dāng)人進(jìn)入了感應(yīng)區(qū)時(shí),可動(dòng)玻璃門將自動(dòng)開啟,反之將自動(dòng)關(guān)閉,圖乙為感應(yīng)門的俯視圖。當(dāng)某人一直在感應(yīng)區(qū)內(nèi)時(shí),可動(dòng)玻璃門先勻加速運(yùn)動(dòng)了0.3m,用時(shí)0.5s,而后立即勻減速運(yùn)動(dòng)了0.6m恰好停下。求可動(dòng)玻璃門:(1)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小;(2)運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度大小;(3)開啟全程運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系.【專題】定量思想;推理法;直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律專題;推理能力.【答案】(1)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2.4m/s2;(2)運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度大小為1.2m/s;(3)開啟全程運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為1.5s。【分析】(1)根據(jù)位移—時(shí)間公式求出門加速階段的加速度大小;(2)根據(jù)速度—時(shí)間關(guān)系求出最大速度;(3)根據(jù)位移—時(shí)間公式解得時(shí)間。【解答】解:(1)依題意,可動(dòng)玻璃門加速過程中s1解得a=2.4m/s2(2)依題意,可動(dòng)玻璃門加速過程中,最大速度大小為v=at1解得v=1.2m/s(3)依題意,可動(dòng)玻璃門減速過程中的時(shí)間為t2=全程的總時(shí)間為t=t1+t2解得t=1.5s答:(1)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2.4m/s2;(2)運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度大小為1.2m/s;(3)開啟全程運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為1.5s。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用,解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)情景分析出各階段門的位移以及運(yùn)動(dòng)時(shí)間。10.(2024?吉林一模)隨意變線加塞,是非常不文明的駕駛習(xí)慣,也極其不安全。下圖演示了甲車變線加塞的過程,甲車至少要超出乙車一個(gè)車位,才能開始并線。此時(shí)甲車若要安全并線插到乙車前方,且不影響乙車行駛,其速度v至少須比乙車快5m/s。而并道后又必須立刻減速,以避免與前車追尾。假設(shè)汽車在變線并道過程中,沿前進(jìn)方向的速度可以不變,橫向移動(dòng)的速度可忽略。而且甲車從超出乙車一個(gè)車位,到完成并線,恰好需要1s時(shí)間。并線完成后甲車時(shí)刻以大小為a=2.5m/s2的加速度勻減速剎車。甲車車身長度為d=4m,乙車與前車正常行駛時(shí)速度均為v0=10m/s,請(qǐng)計(jì)算:(1)甲車剛剛并線結(jié)束時(shí),甲、乙兩車之間的最小距離為多少?(2)乙車車頭到前車車尾之間距離L至少有多大,甲車才能安全并道成功?(3)若甲車并線時(shí)的速度恰好比乙車快5m/s,并線后由于緊張,剎車踩得太深,汽車以大小為a'=12.5m/s2的加速度減速,而此時(shí)乙車完全來不及反應(yīng),繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)。則兩車再經(jīng)多長時(shí)間后追尾?【考點(diǎn)】變速物體追勻速物體問題.【專題】追及、相遇問題;理解能力;推理能力;分析綜合能力.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)當(dāng)甲車速度為15m/s時(shí),兩車的相對(duì)速度最小,所以并線結(jié)束時(shí)甲、乙兩車之間的距離最小。(2)甲車相對(duì)前車、乙車做初速度為5m/s的勻減速度運(yùn)動(dòng),速度減到零的這段時(shí)間的相對(duì)位移與2d之和為乙車車頭到前車車尾的最小距離。(3)乙車位移等于甲車位移與d之和,然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求解。【解答】解:(1)甲車并線過程,甲、乙均做勻速運(yùn)動(dòng),甲車相對(duì)乙車做勻速運(yùn)動(dòng),并線需要時(shí)間t=1s,所以當(dāng)兩車的相對(duì)速度最小,所以并線結(jié)束時(shí)甲、乙兩車之間的距離最小則x=(v﹣v0)t,解得x=5m(2)以乙車為參考系,甲車相對(duì)乙車做加速度a=2.5m/s2、相對(duì)速度最小為5m/s,則甲、乙兩車之間的最小距離Δx=(v-v0)選乙車、前車為參考系,甲車相對(duì)兩車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),所以乙車車頭到前車車尾之間最小距離應(yīng)該等于一個(gè)甲車車身之和,并線期間甲、乙之間的最小距離與并線后甲相對(duì)兩車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移之和,則Lmin=d+Δx+x,解得:Lmin=14m(3)甲車從剎車到停止,行駛的距離為:x甲=(5+v0所用時(shí)間為t'=5+此過程中,乙車通過的距離為:x乙=v0t'=10×1.2m=12m<9m+5m=14m甲車停止時(shí),乙車還沒有與甲車相撞,所以乙車與甲車相撞需要的時(shí)間為:t''=x甲+x答:(1)甲車剛剛并線結(jié)束時(shí),甲、乙兩車之間的最小距離為5m。(2)乙車車頭到前車車尾之間距離L至少為14m,甲車才能安全并道成功。(3)若甲車并線時(shí)的速度恰好比乙車快5m/s,并線后由于緊張,剎車踩得太深,汽車以大小為a'=12.5m/s2的加速度減速,而此時(shí)乙車完全來不及反應(yīng),繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)。則兩車再經(jīng)1.4s追尾。【點(diǎn)評(píng)】本題考查追及相遇問題,勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,注意靈活的選取參考系會(huì)使問題大大簡化。
考點(diǎn)卡片1.勻速直線運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】(1)定義:物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),如果在相等的時(shí)間內(nèi)位移相等,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,質(zhì)點(diǎn)在相等時(shí)間內(nèi)通過的位移相等,質(zhì)點(diǎn)在相等時(shí)間內(nèi)通過的路程相等,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向相同,質(zhì)點(diǎn)在相等時(shí)間內(nèi)的位移大小和路程相等。(2)勻速直線運(yùn)動(dòng)的公式:速度公式:v=st;位移公式:s=(3)勻速直線運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖象:勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線,表示作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,通過的位移與所用的時(shí)間成正比。如圖1所示,s﹣t圖線的斜率表示速度的大小,斜率越大,速度越大。(4)勻速直線運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象:一條平行于時(shí)間軸的直線。如圖2所示,v﹣t圖線與時(shí)間軸圍成的面積等于對(duì)應(yīng)時(shí)間的位移。圖線在橫軸上方表示速度為正,即做正向勻速直線運(yùn)動(dòng);圖線在橫軸下方表示速度為負(fù),即做反向勻速直線運(yùn)動(dòng)。【命題方向】例1:下列圖象中反映物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是()(圖中x表示位移、v表示速度、t表示時(shí)間)A.B.C.D.分析:對(duì)于v﹣t圖象,要讀出隨時(shí)間的變化速度如何變化;對(duì)于s﹣t圖象,要讀出隨著時(shí)間的變化路程如何變化,從而找到符合勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖象。解答:A、是x﹣t圖象:隨時(shí)間的增大,位移不變,表示物體靜止,故A不符合題意;B、是x﹣t圖象:物體位移均勻增大,位移和時(shí)間的比值為常數(shù),表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B符合題意;C、是v﹣t圖象:隨時(shí)間的增大,物體速度不變,表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),故C符合題意;D、是v﹣t圖象:隨時(shí)間的增大,物體速度逐漸增大,表示物體做勻加速運(yùn)動(dòng),故D不符合題意;故選:BC。點(diǎn)評(píng):此題考查的是我們對(duì)速度概念的理解和對(duì)圖象的分析能力,屬于基本能力的考查,讀懂圖象信息是正確解答此題的關(guān)鍵。【知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用及延伸】1.s﹣t、v﹣t圖的相互轉(zhuǎn)換:①根據(jù)s﹣t圖象,畫出相應(yīng)的v﹣t圖象分別計(jì)算各段的速度,根據(jù)時(shí)間、速度建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,作圖。②根據(jù)v﹣t圖象,畫出相應(yīng)的s﹣t圖象s﹣t圖象的斜率等于速度v,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,由各段的速度可得一條傾斜的直線。2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間公式:vt=v0+at.其中,vt為末速度,v0為初速度,a為加速度,運(yùn)用此公式解題時(shí)要注意公式的矢量性.在直線運(yùn)動(dòng)中,如果選定了該直線的一個(gè)方向?yàn)檎较颍瑒t凡與規(guī)定正方向相同的矢量在公式中取正值,凡與規(guī)定正方向相反的矢量在公式中取負(fù)值,因此,應(yīng)先規(guī)定正方向.(一般以v0的方向?yàn)檎较颍瑒t對(duì)于勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度取正值;對(duì)于勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度取負(fù)值.)【命題方向】例1:一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從靜止開始以1m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)5s后做勻速直線運(yùn)動(dòng),最后2s的時(shí)間內(nèi)使質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到靜止.求:(1)質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度;(2)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小.分析:根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式求出5s末的速度,結(jié)合速度時(shí)間公式求出質(zhì)點(diǎn)速度減為零的時(shí)間.解答:(1)根據(jù)速度時(shí)間公式得,物體在5s時(shí)的速度為:v=a1t1=1×5m/s=5m/s.(2)物體速度減為零的時(shí)間2s,做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為:a2=vt答:(1)質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度5m/s;(2)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小2.5m/s2.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式和位移時(shí)間公式,并能靈活運(yùn)用.例2:汽車以28m/s的速度勻速行駛,現(xiàn)以4.0m/s2的加速度開始剎車,則剎車后4s末和8s末的速度各是多少?分析:先求出汽車剎車到停止所需的時(shí)間,因?yàn)槠噭x車停止后不再運(yùn)動(dòng),然后根據(jù)v=v0+at,求出剎車后的瞬時(shí)速度.解答:由題以初速度v0=28m/s的方向?yàn)檎较颍瑒t加速度:a=vt-剎車至停止所需時(shí)間:t=vt-v故剎車后4s時(shí)的速度:v3=v0+at=28m/s﹣4.0×4m/s=12m/s剎車后8s時(shí)汽車已停止運(yùn)動(dòng),故:v8=0答:剎車后4s末速度為12m/s,8s末的速度是0.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間公式v=v0+at,以及知道汽車剎車停止后不再運(yùn)動(dòng),在8s內(nèi)的速度等于在7s內(nèi)的速度.解決此類問題一定要注意分析物體停止的時(shí)間.【解題方法點(diǎn)撥】1.解答題的解題步驟(可參考例1):①分清過程(畫示意圖);②找參量(已知量、未知量)③明確規(guī)律(勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)等)④利用公式列方程(選取正方向)⑤求解驗(yàn)算.2.注意vt=v0+at是矢量式,剎車問題要先判斷停止時(shí)間.3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系式:x=v0t+12at(2)公式的推導(dǎo)①利用微積分思想進(jìn)行推導(dǎo):在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,雖然速度時(shí)刻變化,但只要時(shí)間足夠小,速度的變化就非常小,在這段時(shí)間內(nèi)近似應(yīng)用我們熟悉的勻速運(yùn)動(dòng)的公式計(jì)算位移,其誤差也非常小,如圖所示。②利用公式推導(dǎo):勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度是均勻改變的,它在時(shí)間t內(nèi)的平均速度就等于時(shí)間t內(nèi)的初速度v0和末速度v的平均值,即v=v0+vt2.結(jié)合公式x=vt和v=vt+at可導(dǎo)出位移公式:x(3)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,對(duì)于某一段時(shí)間t,其中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度vt/2=v0+a×12t=2v0+at2,該段時(shí)間的末速度v=vt+at,由平均速度的定義式和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式整理加工可得v=即有:v=v0所以在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,某一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,又等于這段時(shí)間內(nèi)初速度和末速度的算術(shù)平均值。(4)勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論公式:任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi),位移之差是常數(shù),即△x=x2﹣x1=aT2.拓展:△xMN=xM﹣xN=(M﹣N)aT2。推導(dǎo):如圖所示,x1、x2為連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移,加速度為a。x1【命題方向】例1:對(duì)基本公式的理解汽車在平直的公路上以30m/s的速度行駛,當(dāng)汽車遇到交通事故時(shí)就以7.5m/s2的加速度剎車,剎車2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移之比()A.1:1B.5:9C.5:8D.3:4分析:求出汽車剎車到停止所需的時(shí)間,汽車剎車停止后不再運(yùn)動(dòng),然后根據(jù)位移時(shí)間公式x=v0t+12解:汽車剎車到停止所需的時(shí)間t0所以剎車2s內(nèi)的位移x1=t0<6s,所以剎車在6s內(nèi)的位移等于在4s內(nèi)的位移。x2=所以剎車2s內(nèi)和6s內(nèi)的位移之比為3:4.故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。故選:D。點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道汽車剎車停下來后不再運(yùn)動(dòng),所以汽車在6s內(nèi)的位移等于4s內(nèi)的位移。此類試題都需注意物體停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。例2:對(duì)推導(dǎo)公式v=v0物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度大小是3m?s﹣1,1s以后速度大小是9m?s﹣1,在這1s內(nèi)該物體的()A.位移大小可能小于5mB.位移大小可能小于3mC.加速度大小可能小于11m?s﹣2D.加速度大小可能小于6m?s﹣2分析:1s后的速度大小為9m/s,方向可能與初速度方向相同,也有可能與初速度方向相反。根據(jù)a=v2-v解:A、規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颍?s末的速度與初速方向相同,1s內(nèi)的位移x=vt=v1+v22t=3+92×1m=6m.若1s末的速度與初速度方向相反,1sC、規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颍?s末的速度與初速方向相同,則加速度a=v2-v1t=9-31m/s2=6m/s2.若故選:AC。點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵注意速度的方向問題,以及掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式v=【解題思路點(diǎn)撥】(1)應(yīng)用位移公式的解題步驟:①選擇研究對(duì)象,分析運(yùn)動(dòng)是否為變速直線運(yùn)動(dòng),并選擇研究過程。②分析運(yùn)動(dòng)過程的初速度v0以及加速度a和時(shí)間t、位移x,若有三個(gè)已知量,就可用x=v0t+12at③規(guī)定正方向(一般以v0方向?yàn)檎较颍袛喔魇噶空?fù)代入公式計(jì)算。(2)利用v﹣t圖象處理勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法:①明確研究過程。②搞清v、a的正負(fù)及變化情況。③利用圖象求解a時(shí),須注意其矢量性。④利用圖象求解位移時(shí),須注意位移的正負(fù):t軸上方位移為正,t軸下方位移為負(fù)。⑤在用v﹣t圖象來求解物體的位移和路程的問題中,要注意以下兩點(diǎn):a.速度圖象和t軸所圍成的面積數(shù)值等于物體位移的大小;b.速度圖象和t軸所圍面積的絕對(duì)值的和等于物體的路程。4.相等時(shí)間間隔內(nèi)位移之差與加速度的關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】逐差法公式:Δx=xⅡ﹣xⅠ=xⅢ﹣xⅡ=???=aT2,即做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,如果在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移分別為xⅠ、xⅡ、xⅢ、???、xN,則勻變速直線運(yùn)動(dòng)中任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移差相等。(1)推導(dǎo)x1=v0T+所以xⅠ=x1=v0T+12aT2,xⅡ=x2﹣x1=故xⅡ﹣xⅠ=aT2,xⅢ﹣xⅡ=aT2,???所以Δx=xⅡ﹣xⅠ=xⅢ﹣xⅡ=???=aT2應(yīng)用:(1)判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。如果Δx=xⅡ﹣xⅠ=xⅢ﹣xⅡ=???=xN﹣xN﹣1=aT2成立,則a為一恒量,說明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(2)應(yīng)用利用△x=aT2,可求得a=Δx【命題方向】一個(gè)向正東方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在第3s內(nèi)發(fā)生的位移為8m,在第4s內(nèi)發(fā)生的位移為5m,則關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)加速度的描述正確的是()A.大小為3m/s2,方向?yàn)檎龞|方向B.大小為3m/s2,方向?yàn)檎鞣较駽.大小為1.5m/s2,方向?yàn)檎龞|方向D.大小為1.5m/s2,方向?yàn)檎鞣较蚍治觯焊鶕?jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論:Δx=aT2,求解加速度的大小和方向.解答:由題意,物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),已知第3s內(nèi)發(fā)生的位移為x1=8m,在第4s內(nèi)發(fā)生的位移為x2=5m,兩段相等的時(shí)間為t=1s。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論:Δx=aT2,得:x2﹣x1=at2,則得a=x2-x1t2=5-81故選:B。點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵要抓住兩段位移是相鄰的,而且所用的時(shí)間相等,選擇推論求解比較簡便,也可以根據(jù)位移公式求解.【解題思路點(diǎn)撥】該推論只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)于不相鄰的任意兩段位移:xm﹣xn=(m﹣n)aT2。5.勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的平均速度的應(yīng)用(平均速度的推論)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)出公式是指由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的3個(gè)基本公式推導(dǎo)出來的公式。包括:1.平均速度公式:v=vt推導(dǎo):設(shè)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的初速度為v0,加速度為a,t時(shí)刻的速度為v。由x=v0t+1由v=v0+at知,當(dāng)t'=t2時(shí),有v由①②得v=又v=vt由②③解得vt綜上所述有:v2.結(jié)合平均速度的定義式有:xt【命題方向】1.平均速度等于初末速度的一半例1:一質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),初速度為10m/s,加速度為2m/s2.試求該質(zhì)點(diǎn):(1)第5s末的速度大小;(2)前5s內(nèi)的平均速度大小.分析:質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知初速度、加速度和時(shí)間,根據(jù)速度公式求解第5s末的速度大小,由平均速度公式求出前5s內(nèi)的平均速度大小.解答:由題v0=10m/s,a=2m/s2,t=5s則第5s末的速度大小v=v0+at=20m/s;前5s內(nèi)的平均速度大小v=v答:(1)第5s末的速度大小為20m/s;(2)前5s內(nèi)的平均速度大小為15m/s.點(diǎn)評(píng):對(duì)于第(2)問也可以先求出前5s內(nèi)的位移x,再由v=2.平均速度等于中間時(shí)刻的速度例2:一輛汽車從車站由靜止起動(dòng),做勻加速直線運(yùn)動(dòng).司機(jī)發(fā)現(xiàn)有人未上車,急忙剎車,車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)而停下來,結(jié)果總共在5s內(nèi)前進(jìn)了10m.汽車在運(yùn)動(dòng)過程中速度的最大值vm=.分析:根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式v=v0+v2解答:勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度v=vm2,則故答案為:4m/s.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式v=【解題思路點(diǎn)撥】1.平均速度的相關(guān)公式比較多,xt2.v=vt6.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:物體以初速度v0豎直向上拋出后,只在重力作用下而做的運(yùn)動(dòng),叫做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。2.特點(diǎn):(1)初速度:v0≠0;(2)受力特點(diǎn):只受重力作用(沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì));(3)加速度:a=g,其大小不變,方向始終豎直向下。3.運(yùn)動(dòng)規(guī)律:取豎直向上的方向?yàn)檎较颍校簐t=v0﹣gt,h=v0t-12gtvt24.幾個(gè)特征量:(1)上升的最大高度hmax=v(2)質(zhì)點(diǎn)在通過同一高度位置時(shí),上升速度與下落速度大小相等;上升到最大高度處所需時(shí)間t上和從最高處落回到拋出點(diǎn)所需時(shí)間相等t下,t上=t下=v【命題方向】例1:某物體以30m/s的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2.5s內(nèi)物體的()A.路程為65mB.位移大小為25m,方向向上C.速度改變量的大小為10m/sD.平均速度大小為13m/s,方向向上分析:豎直上拋運(yùn)動(dòng)看作是向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng),和向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng),明確運(yùn)動(dòng)過程,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求出各物理量。解答:由v=gt可得,物體的速度減為零需要的時(shí)間t=v0g=3010A、路程應(yīng)等于向上的高度與后2s內(nèi)下落的高度之和,由v2=2gh可得,h=v22g=45m,后兩s下落的高度h'=12gt′2=20m,故總路程s=(45+20)B、位移h=v0t-12gt2=25m,位移在拋出點(diǎn)的上方,故C、速度的改變量△v=gt=50m/s,方向向下,故C錯(cuò)誤;D、平均速度v=ht=25故選:AB。點(diǎn)評(píng):豎直上拋運(yùn)動(dòng)中一定要靈活應(yīng)用公式,如位移可直接利用位移公式求解;另外要正確理解公式,如平均速度一定要用位移除以時(shí)間;速度變化量可以用△v=at求得。例2:在豎直的井底,將一物塊以11m/s的初速度豎直向上拋出,物體沖出井口再落回到井口時(shí)被人接住,在被人接住前1s內(nèi)物體的位移是4m,位移方向向上,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2.求:(1)物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間;(2)豎直井的深度。分析:豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法有整體法和分段法,要求路程或上升的最大高度時(shí)一般用分段法,此題可以直接應(yīng)用整體法進(jìn)行求解。解答:(1)設(shè)最后1s內(nèi)的平均速度為v則:v=平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即接住前0.5s的速度為v1=4m/s設(shè)物體被接住時(shí)的速度為v2,則v1=v2﹣gt得:v2=4+10×0.5=9m/s,則物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間t=v2-v0g(2)豎直井的深度即拋出到接住物塊的位移,則h=v0t-12gt2=11×1.2-12×10×答:(1)物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間為1.2s(2)豎直井的深度為6m。點(diǎn)評(píng):豎直上拋運(yùn)動(dòng)的處理方法有整體法和分段法,要求路程或上升的最大高度時(shí)一般用分段法,此題只有豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng),直接應(yīng)用整體法求解即可。【解題方法點(diǎn)撥】1.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的兩種研究方法:(1)分段法:上升階段是勻減速直線運(yùn)動(dòng),下落階段是自由落體運(yùn)動(dòng),下落過程是上升過程的逆過程。(2)整體法:從全程來看,加速度方向始終與初速度v0的方向相反,所以可把豎直上拋運(yùn)動(dòng)看成一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng),要特別注意v0、vt、g、h等矢量的正、負(fù)號(hào)。一般選取豎直向上為正方向,v0總是正值,上升過程中vt為正值,下落過程中vt為負(fù)值;物體在拋出點(diǎn)以上時(shí)h為正值,物體在拋出點(diǎn)以下時(shí)h為負(fù)值。住:豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升階段和下降階段具有對(duì)稱性:①速度對(duì)稱:上升和下降過程經(jīng)過同一位置時(shí)速度等大、反向;②時(shí)間對(duì)稱:上升和下降過程經(jīng)過同一段高度的上升時(shí)間和下降時(shí)間相等。7.連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)比例規(guī)律【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.連續(xù)相等時(shí)間末的速度之比ts末、2ts末、3ts末…nts末的瞬時(shí)速度之比為:v1:v2:v3:…:vn=1:2:3:…:n;推導(dǎo):由vt=at知v1=at,v2=2at,v3=3at,…,vn=nat,則可得:v1:v2:v3:…:vn=1:2:3:…:n;2.連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比:ts內(nèi)、2ts內(nèi)、3ts內(nèi)…nts內(nèi)的位移之比為:x1:x2:x3:…:xn=12:22:32:…:n2;推導(dǎo):由x=12at2知x1=12at2,x2=12a(2t)2,x3=12a(3t)2,…,x則可得:x1:x2:x3:…:xn=12:22:32:…:n2;3.連續(xù)相等時(shí)間差內(nèi)的位移之比為:第ts內(nèi),第2ts內(nèi),第3ts內(nèi)...第nts內(nèi)的位移之比:xⅠ:xⅡ:xⅢ:…:xN=1:3:5:…:(2n﹣1)推導(dǎo):由x=12at2知xⅠ=12at2,xⅡ=12a(22﹣12)t2,xⅢ=12a(32﹣22)t2,…,xN=12a[n2則可得:xⅠ:xⅡ:xⅢ:…:xN=1:3:5:…:(2n﹣1)【命題方向】物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),第5s內(nèi)的位移是18m,則以下結(jié)論正確的是()A、物體的加速度是3.6m/s2B、物體的加速度是4m/s2C、物體在第4s內(nèi)的位移是16mD、物體在第4s內(nèi)的位移是12m分析:根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的推論得到物體在第1s內(nèi)的位移,由位移公式求出物體的加速度和物體在第4s內(nèi)的位移.解答:根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的推論得知:物體在第1s內(nèi)的位移、第2s內(nèi)的位移…第5s內(nèi)的位移之比為:x1:x2:x3:x4:x5=1:3:5:7:9由題,第5s內(nèi)的位移x5=18m,得到物體在第1s內(nèi)的位移x1=2m,物體在第4s內(nèi)的位移x4=14m。由x1=12at12得,a故選:B。點(diǎn)評(píng):本題運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論進(jìn)行求解,比較簡捷,也可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式或速度圖象計(jì)算分析.【解題思路點(diǎn)撥】1.牢記初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例規(guī)律,在解選擇題時(shí)可以大大加快解題速度。要理解各比例的推導(dǎo)過程。2.該比例只適用于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),但對(duì)于末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)可以采用逆向思維的方法將其看作勻加速直線運(yùn)動(dòng)處理。8.變速物體追勻速物體問題【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:追及相遇問題主要涉及兩個(gè)物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)的情況,關(guān)鍵在于分析兩物體能否同時(shí)達(dá)到某一空間位置。2.本考點(diǎn)介紹的類型是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體追及勻速運(yùn)動(dòng)的物體,其中又包括兩種情況:①初速度較小,且做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體追及速度較大的勻速運(yùn)動(dòng)的物體的情況;②初速度較大,且做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體追及速度較小的勻速運(yùn)動(dòng)的物體的情況。3.常規(guī)的解題步驟:①分析兩物體的運(yùn)動(dòng):首先,需要分析兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,包括它們的速度、加速度以及初始距離等。②畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖:通過畫出兩物體的運(yùn)動(dòng)過程示意圖,可以更直觀地理解它們的位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)軌跡。③列出位移方程:根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,列出它們的位移方程,這有助于分析它們之間的距離變化。④找出時(shí)間關(guān)系和速度關(guān)系:通過比較兩物體的速度和時(shí)間關(guān)系,可以判斷它們是否能追上或相遇。⑤解出結(jié)果并進(jìn)行討論:根據(jù)上述分析,解出結(jié)果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論,確定是否需要考慮其他因素或特殊情況。【命題方向】一、速度小追速度大甲車以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).出發(fā)12s后,乙車從同一地點(diǎn)由靜止開始以2m/s2的加速度向同一方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng).求:(1)乙車出發(fā)后經(jīng)多長時(shí)間才能追上甲車?(2)甲、乙兩車相遇前的最大距離是多少?分析:(1)當(dāng)甲乙兩車再次相遇時(shí),位移相等,根據(jù)位移關(guān)系,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)中的位移公式求出乙車追上甲車的時(shí)間.(2)兩車速度相等之前,甲車的速度大于乙車的速度,兩車之間的距離逐漸增大,兩車的速度相等之后,甲車的速度小于乙車的速度,兩車之間的距離逐漸減小,當(dāng)兩車的速度相等時(shí),兩車之間的距離最遠(yuǎn).根據(jù)速度相等,求出時(shí)間,再根據(jù)位移公式求出相距的最遠(yuǎn)距離.解答:(1)乙車出發(fā)后經(jīng)t時(shí)間能追上甲車此時(shí)甲車的位移x1=v1(t+12)=2×(t+12)①乙車的位移x2=乙車出發(fā)后追上甲車的位移關(guān)系:x1=x2③①②③聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得:t=6s(2)當(dāng)兩車速度相等時(shí),相距最遠(yuǎn).有v=at′,則t'=此時(shí)甲車的位移x1′=v(t′+12)=2×13m=26m乙車的位移x兩車相距的最遠(yuǎn)距離Δx=x1′﹣x2′=26﹣1m=25
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