2019屆物理總復(fù)習(xí) 第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 第二節(jié) 勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用測試題_第1頁
2019屆物理總復(fù)習(xí) 第一章 運動的描述 勻變速直線運動的研究 第二節(jié) 勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用測試題_第2頁
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學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精第二節(jié)勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用[學(xué)生用書P5]【基礎(chǔ)梳理】一、勻變速直線運動的基本規(guī)律1.速度與時間的關(guān)系式:v=v0+at.2.位移與時間的關(guān)系式:x=v0t+eq\f(1,2)at2.3.位移與速度的關(guān)系式:v2-veq\o\al(2,0)=2ax.二、勻變速直線運動的推論1.平均速度公式:eq\x\to(v)=veq\s\do9(\f(t,2))=eq\f(v0+vt,2).2.位移差公式:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2.可以推廣到xm-xn=(m-n)aT2.3.初速度為零的勻加速直線運動比例式(1)1T末,2T末,3T末…瞬時速度之比為:v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n.(2)1T內(nèi),2T內(nèi),3T內(nèi)…位移之比為:x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶22∶32∶…∶n2.(3)第一個T內(nèi),第二個T內(nèi),第三個T內(nèi)…位移之比為:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1).(4)通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為:t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(eq\r(2)-1)∶(eq\r(3)-eq\r(2))∶…∶(eq\r(n)-eq\r(n-1)).三、自由落體運動和豎直上拋運動的規(guī)律1.自由落體運動規(guī)律(1)速度公式:v=gt.(2)位移公式:h=eq\f(1,2)gt2.(3)速度-位移關(guān)系式:v2=2gh.2.豎直上拋運動規(guī)律(1)速度公式:v=v0-gt.(2)位移公式:h=v0t-eq\f(1,2)gt2.(3)速度-位移關(guān)系式:v2-veq\o\al(2,0)=-2gh。(4)上升的最大高度:h=eq\f(veq\o\al(2,0),2g).(5)上升到最大高度用時:t=eq\f(v0,g).【自我診斷】判一判(1)勻變速直線運動是加速度均勻變化的直線運動.()(2)勻變速直線運動是速度均勻變化的直線運動.()(3)勻加速直線運動的位移是均勻增加的.()(4)勻加速直線運動1T末、2T末、3T末的瞬時速度之比為1∶2∶3.()(5)做自由落體運動的物體,下落的高度與時間成正比.()(6)做豎直上拋運動的物體,上升階段與下落階段的加速度方向相同.()提示:(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√做一做(多選)物體自O(shè)點由靜止開始做勻加速直線運動,A、B、C、D為其運動軌跡上的四點,測得AB=2m,BC=3m.且物體通過AB、BC、CD所用時間相等,則下列說法正確的是()A.可以求出物體加速度的大小B.可以求得CD=4mC.可求得OA之間的距離為1.125mD.可求得OA之間的距離為1.5m提示:選BC。設(shè)加速度為a,時間為T,則有Δs=aT2=1m,可以求得CD=4m,而B點的瞬時速度vB=eq\f(sAC,2T),所以O(shè)B之間的距離為sOB=eq\f(veq\o\al(2,B),2a)=3.125m,OA之間的距離為sOA=sOB-sAB=1。125m,即B、C選項正確.

勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用[學(xué)生用書P5]【知識提煉】1.“一畫、二選、三注意”解決勻變速直線運動問題2.對于運動學(xué)公式的選用可參考下表所列方法題目中所涉及的物理量(包括已知量、待求量和為解題設(shè)定的中間量)沒有涉及的物理量適宜選用的公式v0、v、a、tx[速度公式]v=v0+atv0、a、t、xv[位移公式]x=v0t+eq\f(1,2)at2v0、v、a、xt[速度位移關(guān)系式]v2-veq\o\al(2,0)=2axv0、v、t、xa[平均速度公式]x=eq\f(v+v0,2)t3。運動學(xué)公式中正、負號的規(guī)定直線運動可以用正、負號表示矢量的方向,一般情況下,我們規(guī)定初速度的方向為正方向,與初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取負值,當(dāng)v0=0時,一般以a的方向為正方向.【典題例析】殲-15戰(zhàn)機是我國自行設(shè)計研制的首型艦載多用途戰(zhàn)斗機,短距起飛能力強大.若殲-15戰(zhàn)機正常起飛過程中加速度為a,經(jīng)距離s后達到起飛速度騰空而起.現(xiàn)已知“遼寧”艦起飛甲板長為L(L<s),且起飛過程可簡化為勻加速直線運動.現(xiàn)有兩種方法助其正常起飛,方法一:在航空母艦靜止的情況下,用彈射系統(tǒng)給戰(zhàn)機以一定的初速度;方法二:起飛前先讓航空母艦沿戰(zhàn)機起飛方向以某一速度勻速航行.求:(1)方法一情況下彈射系統(tǒng)使戰(zhàn)機具有的最小速度v1min;(2)方法二情況下航空母艦的最小速度v2min.[審題指導(dǎo)]第(1)問不知道時間,直接應(yīng)用公式2ax=v2-veq\o\al(2,0)解決;第(2)問要考慮相對運動,在考慮戰(zhàn)機運動的同時,還要考慮航空母艦的運動.[解析](1)若殲-15戰(zhàn)機正常起飛,則有2as=v2,在航空母艦靜止的情況下,用彈射系統(tǒng)給戰(zhàn)機以最小速度v1min,則滿足2aL=v2-veq\o\al(2,1min),解得v1min=eq\r(2a(s-L))。(2)法一:一般公式法起飛前先讓航空母艦沿戰(zhàn)機起飛方向以最小速度v2min勻速航行,戰(zhàn)機起飛時對地速度為v,設(shè)起飛過程航空母艦的位移為x,起飛時間為t,則有x=v2mint,t=eq\f(v-v2min,a)2a(L+x)=v2-veq\o\al(2,2min)解得v2min=eq\r(2as)-eq\r(2aL)。法二:相對運動法選航空母艦為參考系,則起飛過程,相對初速度為0,相對末速度為v-v2min,相對加速度仍為a,相對位移為L,根據(jù)2aL=(v-v2min)2和2as=v2,仍可得v2min=eq\r(2as)-eq\r(2aL)。[答案](1)eq\r(2a(s-L))(2)eq\r(2as)-eq\r(2aL)(1)如果一個物體的運動包含幾個階段,就要分階段分析,各階段交接處的速度往往是聯(lián)系各階段的紐帶.(2)對于剎車類問題,當(dāng)車速度為零時,停止運動,其加速度也突變?yōu)榱悖蠼獯祟悊栴}應(yīng)先判斷車停下所用時間,再選擇合適公式求解.(3)對于雙向可逆勻變速直線運動,常出現(xiàn)多解問題,可用全程法求解,也可用分段法求解.eq\a\vs4\al()【遷移題組】遷移1基本公式的應(yīng)用1.某航母跑道長為200m,飛機在航母上滑行的最大加速度為6m/s2,起飛需要的最低速度為50m/s。那么,飛機在滑行前,需要借助彈射系統(tǒng)獲得的最小初速度為()A.5m/s B.10m/sC.15m/s D.20m/s解析:選B。飛機在滑行過程中,做勻加速直線運動,根據(jù)速度與位移的關(guān)系v2-veq\o\al(2,0)=2ax解決問題.由題知,v=50m/s,a=6m/s2,x=200m,根據(jù)v2-veq\o\al(2,0)=2ax得,借助彈射系統(tǒng)飛機獲得的最小初速度v0=eq\r(v2-2ax)=eq\r(502-2×6×200)m/s=10m/s。故選項B正確.遷移2剎車類問題2.(2018·河南、河北、山西質(zhì)量監(jiān)測)冰壺在水平面上某次滑行可簡化為如下過程:如圖所示,運動員給冰壺施加一水平恒力將靜止于A點的冰壺(視為質(zhì)點)沿直線AD推到B點放手,最后冰壺停于D點.已知冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)為μ,AB=CD=l、BC=7l,重力加速度為g.求:(1)冰壺經(jīng)過B點時的速率;(2)冰壺在CD段與在AB段運動的時間之比.解析:(1)冰壺從B點到D點做勻減速直線運動,加速度大小為a1=μg根據(jù)速度位移關(guān)系有:veq\o\al(2,B)=2a1(7l+l)解得冰壺在B點的速率vB=eq\r(16μgl)=4eq\r(μgl)。(2)設(shè)冰壺在AB段運動時加速度大小為a2,由AB間勻加速運動有veq\o\al(2,B)=2a2l,可得冰壺在AB間運動的加速度a2=8μg設(shè)冰壺在CD段運動時間為t1,冰壺在AB段運動時間為t2,根據(jù)運動學(xué)關(guān)系有:lCD=eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1),lAB=eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)冰壺在CD段與在AB段運動時間之比t1∶t2=2eq\r(2)∶1。答案:(1)4eq\r(μgl)(2)2eq\r(2)∶1處理勻變速直線運動六法[學(xué)生用書P6]【知識提煉】【典題例析】物體以一定的初速度沖上固定的光滑斜面,斜面總長度為l,到達斜面最高點C時速度恰好為零,如圖.已知物體運動到距斜面底端eq\f(3,4)l處的B點時,所用時間為t,求物體從B滑到C所用的時間.[審題突破]本題的解答方法很多.如:因為vC=0,故可用逆向思維法將該過程看做是沿斜面向下的勻加速直線運動.不論采用什么方法,一定要從時間、位移和速度三方面找到相互聯(lián)系,建立方程.[解析]法一:逆向思維法物體向上勻減速沖上斜面,相當(dāng)于向下勻加速滑下斜面.故xBC=eq\f(ateq\o\al(2,BC),2),xAC=eq\f(a(t+tBC)2,2),又xBC=eq\f(xAC,4),由以上三式解得tBC=t。法二:基本公式法因為物體沿斜面向上做勻減速運動,設(shè)物體從B滑到C所用的時間為tBC,由勻變速直線運動的規(guī)律可得veq\o\al(2,0)=2axAC ①veq\o\al(2,B)=veq\o\al(2,0)-2axAB ②xAB=eq\f(3,4)xAC ③由①②③解得vB=eq\f(v0,2) ④又vB=v0-at ⑤vB=atBC ⑥由④⑤⑥解得tBC=t.法三:位移比例法對于初速度為零的勻加速直線運動,在連續(xù)相等的時間里通過的位移之比為x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1).因為xCB∶xBA=eq\f(xAC,4)∶eq\f(3xAC,4)=1∶3,而通過xBA的時間為t,所以通過xBC的時間tBC=t.法四:時間比例法對于初速度為零的勻加速直線運動,通過連續(xù)相等的各段位移所用的時間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(eq\r(2)-1)∶(eq\r(3)-eq\r(2))∶…∶(eq\r(n)-eq\r(n-1)).現(xiàn)將整個斜面分成相等的四段,如圖所示,設(shè)通過BC段的時間為tx,那么通過BD、DE、EA的時間分別為tBD=(eq\r(2)-1)tx,tDE=(eq\r(3)-eq\r(2))tx,tEA=(2-eq\r(3))tx,又tBD+tDE+tEA=t,解得tx=t。法五:中間時刻速度法利用推論:中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度,eq\x\to(v)AC=eq\f(v0+v,2)=eq\f(v0,2)。又veq\o\al(2,0)=2axAC,veq\o\al(2,B)=2axBC,xBC=eq\f(xAC,4)。由以上三式解得vB=eq\f(v0,2).可以看成vB正好等于AC段的平均速度,因此B點是這段位移的中間時刻,因此有tBC=t.法六:圖象法根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,作出v-t圖象,如圖所示.利用相似三角形的規(guī)律,面積之比等于對應(yīng)邊平方比,得eq\f(S△AOC,S△BDC)=eq\f(CO2,CD2),且eq\f(S△AOC,S△BDC)=eq\f(4,1),OD=t,OC=t+tBC。所以eq\f(4,1)=eq\f((t+tBC)2,teq\o\al(2,BC)),解得tBC=t。[答案]teq\a\vs4\al()勻變速直線運動問題的解題“四步驟”【遷移題組】遷移1比例法的應(yīng)用1.(多選)北京時間2017年3月26日世界女子冰壺錦標賽決賽在北京首都體育館舉行.加拿大以8比3戰(zhàn)勝了俄羅斯隊,時隔九年再次奪冠,比賽中一冰壺以速度v垂直進入三個相等寬度的矩形區(qū)域做勻減速直線運動,且在剛要離開第三個矩形區(qū)域時速度恰好為零,則冰壺依次進入每個矩形區(qū)域時的速度之比和穿過每個矩形區(qū)域所用的時間之比分別是()A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1B.v1∶v2∶v3=eq\r(3)∶eq\r(2)∶1C.t1∶t2∶t3=1∶eq\r(2)∶eq\r(3)D.t1∶t2∶t3=(eq\r(3)-eq\r(2))∶(eq\r(2)-1)∶1解析:選BD.因為冰壺做勻減速直線運動,且末速度為零,故可以視為反向的勻加速直線運動來研究,通過連續(xù)相等位移所用的時間之比為1∶(eq\r(2)-1)∶(eq\r(3)-eq\r(2))…,故冰壺勻減速通過三段連續(xù)相等位移所用的時間之比為(eq\r(3)-eq\r(2))∶(eq\r(2)-1)∶1,選項C錯誤,D正確;初速度為零的勻加速直線運動在各位移等分點的速度之比為1∶eq\r(2)∶eq\r(3)…,則冰壺勻減速進入每個矩形區(qū)域時的速度之比為eq\r(3)∶eq\r(2)∶1,選項A錯誤,B正確.遷移2Δx=aT2推論法的應(yīng)用2.(2018·成都高新區(qū)月考)一小球沿斜面勻加速滑下,依次經(jīng)過A、B、C三點,已知AB=6m,BC=10m,小球經(jīng)過AB和BC兩段所用的時間均為2s,則小球經(jīng)過A、B、C三點時的速度大小分別是()A.2m/s,3m/s,4m/sB.2m/s,4m/s,6m/sC.3m/s,4m/s,5m/sD.3m/s,5m/s,7m/s解析:選B。根據(jù)物體做勻加速直線運動的特點,兩點之間的平均速度等于中間時刻的瞬時速度,故B點的速度就是AC段的平均速度,vB=eq\f(AB+BC,2t)=4m/s,又因為連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差等于恒量,即Δx=at2,則由Δx=BC-AB=at2解得a=1m/s2,再由速度公式v=v0+at,解得vA=2m/s,vC=6m/s,故選項B正確.自由落體運動和豎直上拋運動[學(xué)生用書P7]【知識提煉】1.自由落體運動為初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動.2.豎直上拋運動的重要特性(如圖)(1)對稱性①時間對稱:物體上升過程中從A→C所用時間tAC和下降過程中從C→A所用時間tCA相等,同理tAB=tBA。②速度對稱:物體上升過程經(jīng)過A點的速度與下降過程經(jīng)過A點的速度大小相等.(2)多解性:當(dāng)物體經(jīng)過拋出點上方某個位置時,可能處于上升階段,也可能處于下降階段,造成多解,在解決問題時要注意這個特性.3.豎直上拋運動的研究方法分段法上升階段:a=g的勻減速直線運動下降階段:自由落體運動全程法初速度v0向上,加速度g向下的勻變速直線運動,v=v0-gt,h=v0t-eq\f(1,2)gt2(向上方向為正方向)若v〉0,物體上升,若v<0,物體下落若h>0,物體在拋出點上方,若h<0,物體在拋出點下方【典題例析】氣球以10m/s的速度沿豎直方向勻速上升,當(dāng)它上升到離地175m的高處時,一重物從氣球上掉落,則重物需要經(jīng)過多長時間才能落到地面?到達地面時的速度是多大?(g取10m/s2)[審題指導(dǎo)]重物從氣球上掉落時仍具有向上的速度.[解析]法一:全程法取全過程為一整體進行研究,從重物自氣球上掉落計時,經(jīng)時間t落地,規(guī)定初速度方向為正方向,畫出運動草圖,如圖所示.重物在時間t內(nèi)的位移h=-175m將h=-175m,v0=10m/s代入位移公式h=v0t-eq\f(1,2)gt2解得t=7s或t=-5s(舍去),所以重物落地速度為v=v0-gt=10m/s-10×7m/s=-60m/s其中負號表示方向豎直向下,與初速度方向相反.法二:分段法設(shè)重物離開氣球后,經(jīng)過t1時間上升到最高點,則t1=eq\f(v0,g)=eq\f(10,10)s=1s上升的最大高度h1=eq\f(veq\o\al(2,0),2g)=eq\f(102,2×10)m=5m故重物離地面的最大高度為H=h1+h=5m+175m=180m重物從最高處自由下落,落地時間和落地速度分別為t2=eq\r(\f(2H,g))=eq\r(\f(2×180,10))s=6s,v=gt2=10×6m/s=60m/s,方向豎直向下所以重物從氣球上掉落至落地共歷時t=t1+t2=7s。[答案]7s60m/s【遷移題組】遷移1自由落體運動1.(2018·福建六校聯(lián)考)假設(shè)一位同學(xué)在某星球上完成自由落體運動實驗:讓一個質(zhì)量為2kg的物體從一定的高度自由下落,測得在第5s內(nèi)的位移是18m,則()A.物體在2s末的速度大小是20m/sB.物體在第5s內(nèi)的平均速度大小是3.6m/sC.物體在前2s內(nèi)的位移大小是20mD.物體在5s內(nèi)的位移大小是50m解析:選D。設(shè)該星球表面的重力加速度為g,由自由下落在第5s內(nèi)的位移是18m,可得eq\f(1,2)g×(5s)2-eq\f(1,2)g×(4s)2=18m,得g=4m/s2.所以2s末的速度大小為8m/s,選項A錯誤;第5s內(nèi)的平均速度大小為18m/s,選項B錯誤;物體在前2s內(nèi)的位移大小是eq\f(1,2)g×(2s)2=8m,選項C錯誤;物體在5s內(nèi)的位移大小是eq\f(1,2)g×(5s)2=50m,選項D正確.遷移2豎直上拋運動2.(2018·江西五校高三摸底考試)一彈性小球自4。9m高處自由下落,當(dāng)它與水平地面每碰一次,速度減小到碰前的eq\f(7,9),重力加速度g取9.8m/s2,試求小球開始下落到停止運動所用的時間.解析:小球第一次下落經(jīng)歷的時間為:t=eq\r(\f(2h,g))=1s落地前的速度的大小v=gt=9。8m/s第一次碰地彈起的速度的大小v1=eq\f(7,9)v上升到落回的時間t1=eq\f(2v1,g)=2×eq\f(7,9)s第二次碰地彈起的速度的大小v2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,9)))eq\s\up12(2)v上升到落回的時間t2=eq\f(2v2,g)=2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,9)))eq\s\up12(2)s?第n次碰地彈起的速度的大小vn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,9)))eq\s\up12(n)v上升到落回的時間tn=eq\f(2vn,g)=2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,9)))eq\s\up12(n)s從開始到最終停止經(jīng)歷的時間為:t總=1+2×eq\f(7,9)+2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,9)))eq\s\up12(2)+…+2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,9)))eq\s\up12(n)s=1+7×eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,9)))\s\up12(n)))s≈8s。答案:8s[學(xué)生用書P8]1.(2016·高考全國卷Ⅲ)一質(zhì)點做速度逐漸增大的勻加速直線運動,在時間間隔t內(nèi)位移為s,動能變?yōu)樵瓉淼?倍.該質(zhì)點的加速度為()A.eq\f(s,t2) B.eq\f(3s,2t2)C。eq\f(4s,t2) D.eq\f(8s,t2)解析:選A。設(shè)質(zhì)點的初速度為v0、末速度為vt,由末動能為初動能的9倍,得末速度為初速度的3倍,即vt=3v0,由勻變速直線運動規(guī)律可知,eq\f(s,t)=eq\f(v0+3v0,2)=2v0,由加速度的定義可知質(zhì)點的加速度a=eq\f(3v0-v0,t)=eq\f(2v0,t),由以上兩式可知,a=eq\f(s,t2),A項正確,B、C、D項錯誤.2.(2015·高考江蘇卷)如圖所示,某“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8m設(shè)有一個關(guān)卡,各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉,放行和關(guān)閉的時間分別為5s和2s.關(guān)卡剛放行時,一同學(xué)立即在關(guān)卡1處以加速度2m/s2由靜止加速到2m/s,然后勻速向前,則最先擋住他前進的關(guān)卡是()A.關(guān)卡2 B.關(guān)卡3C.關(guān)卡4 D.關(guān)卡5解析:選C.關(guān)卡剛放行時,該同學(xué)加速的時間t=eq\f(v,a)=1s,運動的距離為x1=eq\f(1,2)at2=1m,然后以2m/s的速度勻速運動,經(jīng)4s運動的距離為8m,因此第1個5s內(nèi)運動的距離為9m,過了關(guān)卡2。到關(guān)卡3時再用時3.5s,大于2s,因此能通過關(guān)卡3.到關(guān)卡4時共用時12.5s,而第12s時關(guān)卡關(guān)閉,因此被擋在關(guān)卡4前,C項正確.3.(多選)某物體以30m/s的初速度豎直上拋,不計空氣阻力,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,方向向上解析:選AB。法一:分階段法物體上升的時間t上=eq\f(v0,g)=eq\f(30,10)s=3s,物體上升的最大高度h1=eq\f(veq\o\al(2,0),2g)=eq\f(302,2×10)m=45m.物體從最高點自由下落2s的高度h2=eq\f(1,2)gteq\o\al(2,下)=eq\f(1,2)×10×22m=20m.運動過程如圖所示,則總路程為65m,A正確.5s末物體離拋出點的高度為25m,即位移的大小為25m,方向豎直向上,B正確。5s末物體的速度v=gt下=10×2m/s=20m/s,方向豎直向下,取豎直向上為正方向,則速度改變量Δv=(-v)-v0=(-20m/s)-30m/s=-50m/s,即速度改變量的大小為50m/s,方向向下,C錯誤.平均速度eq\o(v,\s\up6(-))=eq\f(h1-h(huán)2,t)=eq\f(25,5)m/s=5m/s,方向向上,D錯誤.法二:全過程法由豎直上拋運動的規(guī)律可知:物體經(jīng)3s到達最大高度h1=45m處.將物體運動的全程視為勻減速直線運動,則有v0=30m/s,a=-g=-10m/s2,故5s內(nèi)物體的位移h=v0t+eq\f(1,2)at2=25m>0,說明物體5s末在拋出點上方25m處,故路程為65m,位移大小為25m,方向向上,A、B正確.速度的變化量Δv=aΔt=-50m/s,C錯誤。5s末物體的速度v=v0+at=-20m/s,所以平均速度eq\o(v,\s\up6(-))=eq\f(v0+v,2)=5m/s>0,方向向上,D錯誤.4.(高考全國卷Ⅰ)公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離.當(dāng)前車突然停止時,后車司機可以采取剎車措施,使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰.通常情況下,人的反應(yīng)時間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時間之和為1s.當(dāng)汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時,安全距離為120m.設(shè)雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的eq\f(2,5)。若要求安全距離仍為120m,求汽車在雨天安全行駛的最大速度.解析:設(shè)路面干燥時,汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ0,剎車時汽車的加速度大小為a0,安全距離為s,反應(yīng)時間為t0,由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得μ0mg=ma0 ①s=v0t0+eq\f(veq\o\al(2,0),2a0) ②式中,m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度.設(shè)在雨天行駛時,汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,依題意有μ=eq\f(2,5)μ0 ③設(shè)在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a,安全行駛的最大速度為v,由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得μmg=ma ④s=vt0+eq\f(v2,2a) ⑤聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得v=20m/s(72km/h).答案:20m/s[學(xué)生用書P277(單獨成冊)](建議用時:60分鐘)一、單項選擇題1.空軍特級飛行員李峰駕駛殲十戰(zhàn)機執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)機動任務(wù),在距機場54km、離地1750m高度時飛機發(fā)動機停車失去動力.在地面指揮員的果斷引領(lǐng)下,安全迫降機場,成為成功處置國產(chǎn)單發(fā)新型戰(zhàn)機空中發(fā)動機停車故障、安全返航第一人.若飛機著陸后以6m/s2的加速度做勻減速直線運動,若其著陸速度為60m/s,則它著陸后12s內(nèi)滑行的距離是()A.288m B.300mC.150m D.144m解析:選B.先求出飛機著陸后到停止所用時間t。由v=v0+at,得t=eq\f(v-v0,a)=eq\f(0-60,-6)s=10s,由此可知飛機在12s內(nèi)不是始終做勻減速運動,它在最后2s內(nèi)是靜止的,故它著陸后12s內(nèi)滑行的距離為x=v0t+eq\f(at2,2)=60×10m+(-6)×eq\f(102,2)m=300m.2.(2018·山西四校聯(lián)考)以36km/h的速度沿平直公路行駛的汽車,遇障礙物剎車后獲得大小為4m/s2的加速度,剎車后第3s內(nèi)汽車的位移大小為()A.12。5m B.2mC.10m D.0。5m解析:選D。據(jù)v=at可得由剎車到靜止所需的時間t=2。5s,則第3s內(nèi)的位移,實際上就是2~2.5s內(nèi)的位移,x=eq\f(1,2)at′2=0.5m。3.高鐵專家正設(shè)想一種“遇站不停式勻速循環(huán)運行"列車,如襄陽→隨州→武漢→仙桃→潛江→荊州→荊門→襄陽,構(gòu)成7站鐵路圈,建兩條靠近的鐵路環(huán)線.列車A以恒定速率360km/h運行在一條鐵路上,另一條鐵路上有“伴駁列車”B,如某乘客甲想從襄陽站上車到潛江站,先在襄陽站登上B車,當(dāng)A車快到襄陽站且距襄陽站路程為s處時,B車從靜止開始做勻加速運動,當(dāng)速度達到360km/h時恰好遇到A車,兩車連鎖并打開乘客雙向通道,A、B列車交換部分乘客,并連體運動一段時間再解鎖分離,B車勻減速運動后停在隨州站并卸客,A車上的乘客甲可以中途不停站直達潛江站.則()A.無論B車勻加速的加速度大小為多少,s是相同的B.該乘客節(jié)約了五個站的減速、停車、提速時間C.若B車勻加速的時間為1min,則s為4kmD.若B車勻減速的加速度大小為5m/s2,則當(dāng)B車停下時A車已距隨州站路程為1km解析:選D。設(shè)B車從靜止開始加速到v=360km/h所用時間為t,B車加速度為a,由題意得s=vt-eq\f(v,2)t=eq\f(v,2)t,而v=at,所以兩者之間的距離s=eq\f(v2,2a),由此可知,B車的加速度a越大,s越小,A項錯誤;從襄陽站到潛江站中間間隔三個站,所以該乘客節(jié)約了三個站的減速、停車、提速時間,B項錯誤;若B車勻加速的時間t′=1min,則s=eq\f(v,2)t′=3km,C項錯誤;若B車勻減速的加速度大小a′=5m/s2,減速運動時間t″=eq\f(v,a′)=20s,則當(dāng)B車停下時A車已經(jīng)距隨州站路程為s′=vt″-eq\f(1,2)a′t″2=1km,D項正確.4.一固定的光滑斜面長為x,一物體從斜面頂端由靜止開始勻加速下滑,當(dāng)物體速度為到達斜面底端速度的一半時,它沿斜面下滑的距離是()A.eq\f(x,4) B.eq\f(\r(2)-1,2)xC.eq\f(x,2) D.eq\f(\r(2)x,2)解析:選A.把物體的運動過程按速度大小分為兩段,即0~eq\f(v,2)和eq\f(v,2)~v兩段,由于兩段的速度變化量相等,則兩段的時間相等,又因為這兩段相等時間內(nèi)位移之比為1∶3,故第一段的位移為總位移的四分之一,即eq\f(x,4),選項A正確.5.(2018·湖南石門檢測)近年我國多地都出現(xiàn)了霧霾天氣,嚴重影響了人們的健康和交通;設(shè)有一輛汽車在能見度較低的霧霾天氣里以54km/h的速度勻速行駛,司機突然看到正前方有一輛靜止的故障車,該司機剎車的反應(yīng)時間為0.6s,剎車后汽車勻減速前進,剎車過程中加速度大小為5m/s2,最后停在故障車前1.5m處,避免了一場事故.以下說法正確的是()A.司機發(fā)現(xiàn)故障車后,汽車經(jīng)過3s停下B.從司機發(fā)現(xiàn)故障車到停下來的過程,汽車的平均速度為7。5m/sC.司機發(fā)現(xiàn)故障車時,汽車與故障車的距離為33mD.從司機發(fā)現(xiàn)故障車到停下來的過程,汽車的平均速度為11m/s解析:選C。汽車減速到零的時間t1=eq\f(Δv,a)=eq\f(0-15,-5)s=3s.則t=t′+t1=(0.6+3)s=3.6s,故A錯誤;在反應(yīng)時間內(nèi)的位移x1=v0t′=15×0。6m=9m.勻減速直線運動的位移x2=eq\f(0-veq\o\al(2,0),2a)=eq\f(0-225,-10)m=22.5m,則x=x1+x2+1。5m=33m,故C正確;平均速度eq\x\to(v)=eq\f(x1+x2,t)=eq\f(9+22.5,3。6)m/s=8.75m/s,故B、D錯誤.6.東東同學(xué)看到遠處燃放的煙花,每顆煙花從地面豎直發(fā)射到最高點時瞬間爆炸.最高點與五樓頂部平齊,且前一顆煙花爆炸時后一顆煙花恰好從地面發(fā)射,他看到煙花爆炸閃光同時還聽到了爆炸的聲音,而在最后一顆煙花爆炸閃光之后還能聽到一次爆炸的聲音.請你根據(jù)這些現(xiàn)象估算他離煙花燃放點的距離約為(空氣中聲音傳播速度為340m/s,重力加速度為10m/s2)()A.34m B.58mC.340m D.580m解析:選D。每顆煙花從地面豎直發(fā)射到最高點時瞬間爆炸,均可視為豎直上拋運動.地面到五樓頂部的高度約為h=15m,則煙花上升到最高點的時間t=eq\r(\f(2h,g))=eq\r(\f(2×15,10))s=eq\r(3)s.由題意知,離煙花燃放點的距離約為x=vt=340eq\r(3)m,約為580m.選項D正確.7.(2018·淮南模擬)如圖所示為一雜技演員用一只手拋球、接球的示意圖,他每隔0.4s拋出一球,接到球便立即把球拋出.已知除拋、接球的時刻外,空中總有4個球,將球的運動近似看做是豎直方向的運動,球到達的最大高度是(高度從拋球點算起,取g=10m/s2)()A.1。6m B.2。4mC.3.2m D.4。0m解析:選C。將空中運動的4個球看做一個球的豎直上拋運動,由題意知,球從拋出到落回手中用時t=0.4s×4=1.6s,則球從最高點落回手中的時間為0.8s,則H=eq\f(1,2)×10×0。82m=3.2m,故C正確.二、多項選擇題8.一質(zhì)量為m的滑塊在粗糙水平面上滑行,通過頻閃照片分析得知,滑塊在最初2s內(nèi)的位移是最后2s內(nèi)位移的兩倍,且已知滑塊在最初1s內(nèi)的位移為2.5m,由此可求得()A.滑塊的加速度為5m/s2B.滑塊的初速度為5m/sC.滑塊運動的總時間為3sD.滑塊運動的總位移為4.5m解析:選CD。初速度為零的勻加速直線運動在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)的位移之比xⅠ∶xⅡ∶xⅢ=1∶3∶5。運動的總時間為3s時,在前2s內(nèi)和后2s內(nèi)的位移之比為1∶2。正方向的勻減速運動可以看成反方向的勻加速運動.因滑塊在最初2s內(nèi)的位移是最后2s內(nèi)位移的兩倍,故運動的總時間為t=3s,選項C正確;最初1s內(nèi)的位移與總位移之比為eq\f(x1,x)=eq\f(5,9),滑塊最初1s內(nèi)的位移為2。5m,故x=4.5m,選項D正確;根據(jù)x=eq\f(1,2)at2可得a=1m/s2,選項A錯誤;根據(jù)v=at可得,滑塊的初速度為3m/s,選項B錯誤.9.(2018·中山模擬)如圖所示,小球從豎直磚墻某位置由靜止釋放,用頻閃照相機在同一底片上多次曝光,得到了圖中1、2、3、4、5所示小球在運動過程中每次曝光的位置.連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為T,每塊磚的厚度為d,根據(jù)圖中的信息,下列判斷正確的是()A.位置1是小球釋放的初始位置B.小球做勻加速直線運動C.小球下落的加速度為eq\f(d,T2)D.小球在位置3的速度為eq\f(7d,2T)解析:選BCD。由Δx=d為恒量判斷,小球做勻加速直線運動,故B正確;由Δx=aT2得a=eq\f(d,T2),故C正確;v3=eq\o(v,\s\up6(-))24=eq\f(7d,2T),故D正確;v1=v3-a·2T=eq\f(7d,2T)-eq\f(d,T2)×2T=eq\f(3d,2T)>0,故A錯誤.10.(2018·山東師大附中模擬)如圖所示,在一個桌面上方有三個金屬小球a、b、c,離桌面高度分別為h1∶h2∶h3=3∶2∶1。若先后順次釋放a、b、c,三球剛好同時落到桌面上,不計空氣阻力,則()A.三者到達桌面時的速度大小之比是eq\r(3)∶eq\r(2)∶1B.三者運動時間之比為3∶2∶1C.b與a開始下落的時間差小于c與b開始下落的時間差D.三個小球運動的加速度與小球受到的重力成正比,與質(zhì)量成反比解析:選AC。由v2=2gh,得v=eq\r(2g

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