新教材-高一暑假班衔接班暑假作业
展开这是一份新教材-高一暑假班衔接班暑假作业,共67页。试卷主要包含了1 实验,下列说法中正确的是,02 s等内容,欢迎下载使用。
目录
第一章 运动的描述
课时1.1 质点 参考系﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒3
课时1.2 时间 位移﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒9
课时1.3 位置变化快慢的描述﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒17
课时1.4 速度变化快慢的描述﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒25
第二章 匀变速直线运动的研究
课时2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒33
课时2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒43
课时2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒51
课时2.4 自由落体运动﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒59
第一章 运动的描述
课时1.1 质点 参考系
1. 理解质点的含义。知道将物体看成质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点。
2. 了解参考系的概念,知道选取不同的参考系对物体运动情况的描述可能不同,会合理选择参考系。
3. 体会生产、生活中处处有物理,体会质点模型在探索自然规律中的作用。
1. 质点:用来代替物体的有 质量 的点。它是一种理想化模型。
质点的理解
科学抽象
质点是对实际物体的科学抽象,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的
可看做质
点的条件
一个物体能否被看做质点,并非依物体自身大小来判断,而是要看物体的大小、形状对所研究的问题影响是大是小,若影响很小,即使物体很大,也能看做质点;相反,若是影响很大,即使物体很小,也不能看做质点
质点与
几何“点”
质点是对实际物体进行科学抽象的模型,有质量,只是忽略了物体的大小和形状;几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置
2.参考系:为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体。参考系可以任意选取。通常以 地面 或相对于地面不动的物体为参考系。
参考系的选取原则
(1)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言的,在没有特殊说明的情况下,一般选大地作为参考系。
(2)在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。
(3)对于复杂运动的物体,应选取能最简单描述物体运动情况的物体为参考系。
基础过关练
题组一 质点
1.在研究物体的运动时,力学中引入“质点”的概念,从科学方法上来说属于( )
A.极限分析物理问题的方法 B.观察实验的方法
C.建立理想物理模型的方法 D.等效替代的方法
2.关于质点下列说法正确的是( )
A.只有质量很小的物体才可以看成质点
B.若物体运动得很快,就一定不可以把物体看成质点
C.质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点
D.旋转的物体,肯定不能看成质点
3.在研究下列问题时,可以把汽车看成质点的是( )
A.研究汽车通过一座桥梁所用的时间 B.研究人在汽车上的位置
C.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险 D.计算汽车从南京开往上海的时间
4.观察下列的四幅图,对图中各运动物体的描述正确的是( )
A.图①中研究投出的篮球的运动路径时不能将篮球看成质点
B.图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点
C.图③中研究地球绕太阳公转的速度时不能将地球看成质点
D.图④中研究子弹射穿苹果的时间时可将子弹看成质点
题组二 参考系
5.下列说法中正确的是( )
A.被选作参考系的物体是假定不动的
B.一乘客在车厢内走动的时候,他就说车是运动的
C.研究地面上物体的运动,必须选取地面为参考系
D.物体运动的轨迹是直线还是曲线,与参考系的选取无关
6.两列火车平行地停在一站台上,过了一会儿,甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动,乙车内的乘客发现甲车仍没有动,若以地面为参考系,上述事实说明( )
A.甲车向东运动,乙车不动 B.乙车向东运动,甲车不动
C.甲车向西运动,乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度向东运动
7.(2020北京大兴高一上期末)(多选)自然界一切物体都处于永恒的运动中,要描述一个物体的运动,首先要选定参考系,下列关于参考系的选取正确的是( )
A.“一江春水向东流”说的是水相对于岸(或地面)的运动
B.“月亮在云中穿行”说的是月亮相对云的运动
C.“太阳东升西落”说的是太阳相对地球的运动
D.“坐地日行八万里”说的是人相对于地面的运动
8.(2019广西南宁一中期末)下列关于运动的描述中,参考系的选取符合描述的是( )
A.诗句“飞流直下三千尺”,是以“飞流”作为参考系的
B.“钱塘江观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是以潮水作为参考系的
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,是以万重山作为参考系的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,是以国旗作为参考系的
9.如图,飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后,引发了对跳伞飞行员运动状况的争论,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两人的说法中必有一个是错误的
B.他们的争论是由参考系的选择不同引起的
C.研究物体的运动时不一定要选择参考系
D.参考系只能选择相对于地面静止的物体
能力提升练
题组一 质点
1.(2020湖北襄阳四中高一上月考,)研究下列现象,涉及的物体可看作质点的是( )
A.研究地球绕太阳运动的轨迹
B.研究撬棒用力大小与支点位置关系
C.研究旋转的乒乓球旋转方向
D.研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素
2.()图示为正在航拍的四旋翼无人飞机。下列过程中能将无人飞机看作质点的是( )
A.调节飞机旋翼的转速 B.调整飞机在空中的姿态
C.观察飞机在空中的位置 D.调整飞机上摄像机镜头的方向
3.(2020山西太原五中高一上月考,)2018年2月22日,平昌冬奥会短道速滑男子500米决赛中,中国选手武大靖以39秒584的成绩打破世界纪录强势夺冠,为中国代表团赢得平昌冬奥会首枚金牌,也是中国男子短道速滑队在冬奥会上的首枚金牌。下列对武大靖的研究中,能把武大靖看作质点的是( )
A.研究武大靖的起滑特点
B.研究武大靖到达终点时如何过线
C.研究武大靖在比赛中的运动轨迹
D.研究武大靖的滑冰技巧
4.(2019江苏扬州高一上期末,)(多选)如图所示,“神舟十号”飞船发射升空后,经多次变轨与“天宫一号”目标飞行器在距地面343 km高处成功交会对接。下列所述情况中,运载火箭或组合体可以看作质点的是( )
A.确定火箭升空约150 s时距地面的高度
B.分析助推器与火箭的分离过程
C.研究“神舟十号”与“天宫一号”的交会对接过程
D.研究“神舟十号”与“天宫一号”的组合体在距地面343 km高处绕地球飞行的轨迹
题组二 参考系
5.(2019山东威海一中高一检测,)(多选)2018年4月12日上午,中国人民解放军在南海海域举行海上大阅兵,共有48艘战舰接受检阅。图甲是正在接受检阅的一字排列的舰队,图乙是正在接受检阅的“辽宁舰”上歼-15战机的起飞表演。下列说法正确的是( )
A.若以大海为参考系,图甲中各艘舰艇是运动的
B.若以一字舰队中某一战舰为参考系,图甲中其他舰艇是运动的
C.若以“辽宁舰”为参考系,图乙中正在起飞的歼-15战机是运动的
D.若以“辽宁舰”为参考系,图乙中准备起飞的歼-15战机是运动的
6.(改编题,)南朝梁代僧人傅大士是中国维摩禅祖师,他有一首很著名的偈诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人在桥上走,桥流水不流。”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )
A.水 B.桥 C.人 D.河岸
7.(原创题,)2019年10月1日是中华人民共和国成立70周年纪念日,我国举行了盛大的阅兵仪式,如图所示,空中编队排出“70”队形,飞过天安门观礼台上空,下列关于飞机的运动情况的说法不正确的是( )
A.地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系
B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系
C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的
D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的
8.(2019江西高一四校联考,)热气球运动起源于18世纪的法国,现已成为公众休闲观光和体育旅游项目。在一次观光游览中,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、丙匀速下降,v丙>v甲;乙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲;丙匀速下降,且v丙>v甲
D.甲、乙匀速下降,v乙
第一章 运动的描述
课时1.2 时间 位移
4. 了解时间和时刻的区别,会用时间坐标轴表示时间和时刻。
5. 理解位移概念,知道位移是矢量,会用有向线段表示位移的大小和方向。知道位移和路程的区别与联系。
6. 理解坐标系的概念,会用一维和二维坐标描述直线运动的位置和位移
7. 理解位移一时间图像,能根据图像直观地描述物体的位置和位移。
8. 了解打点计时器基本结构和原理,会安装和使用打点计时器,会用打上点的纸带测量物体运动的时间和位移。
一、时刻和时间间隔
1.时刻:表示某一瞬间,在时间轴上用 点 表示,如第2 s末、第3 s初等均为时刻。
2.时间间隔:表示两个时刻之间的时间。在时间轴上用 线段 表示,如前4 s内(0至4 s末)、第4 s内(3 s末至4 s末)等均为时间间隔。
二、位置和位移
1.坐标系
(1)建立目的:定量描述物体的位置及 位置 的变化。
(2)坐标系的三要素:原点、正方向和单位长度。
(3)常见的坐标系的种类:直线坐标系、平面坐标系和空间坐标系。
2.路程:物体 运动轨迹 的长度。
3.位移
(1)物理意义:表示物体(质点) 位置变化 的物理量。
(2)定义:从初位置指向 末位置 的一条有向线段。
(3)大小:初、末位置间有向线段的 长度 。
(4)方向:由初位置指向 末位置 。
4.矢量和标量
(1)矢量:既有大小又有 方向 的物理量,如力、位移、速度等。
(2)标量:只有大小、没有 方向 的物理量,如质量、时间、路程、电流等。
5.路程和位移
位移x
路程s
物理意义
描述物体位置的变化
表示物体运动轨迹的长度
决定因素
由初、末位置决定
由实际的运动路径决定
运算规则
矢量的平行四边形定则
标量的代数运算
大小关系
x≤s
基础过关练
题组一 时刻和时间间隔
1.以下的计时数据指时间的是( )
A.中央电视台《新闻联播》节目19时开播
B.在田径运动会上,李明在100米决赛中以12.38秒的成绩获得冠军
C.早上7时起床
D.2019年2月11日20时,玉兔二号月球车进入第二个月夜休眠模式
2.如图所示的时间轴上双向箭头标出的是下列哪个时间或时刻( )
A.第4 s初 B.第6 s末 C.第3 s D.前3 s
3.以下各种关于时间和时刻的说法中正确的是( )
A.列车员说“火车8点42分到站”指的是时间
B.“前3秒”“最后3秒”“第3秒”指的都是时间
C.“第1秒末”“最后1秒”指的都是时刻
D.轮船船务员说本班轮船离港时间为17点25分指的是时间
题组二 位移和路程
4.(多选)关于位移和路程,以下说法正确的是( )
A.出租车按路程收费
B.出租车按位移的大小收费
C.在曲线运动中,同一运动过程的路程一定大于位移的大小
D.在直线运动中,位移就是路程
5.下列生活中涉及位移和路程的知识,说法正确的是( )
A.运动会上参加400米比赛的同一组的8位同学,他们通过的路程和位移都是相同的
B.乘坐出租车时按位移的大小收费
C.在操场上跑步时,位移的大小一定不为0
D.从家到学校有很多条路可以选择,选择不同的路径,路程可能不同,但位移是相同的
6.400 m比赛中终点在同一直线上,但起点不在同一直线上,如图所示,关于这样的做法,下列说法正确的是( )
A.这样做的目的是使参加比赛的同学位移大小相同
B.这样做的目的是使参加比赛的同学路程相同
C.这样做的目的是使参加比赛的同学所用时间相同
D.这样的做法其实是不公平的,明显对外侧跑道的同学有利
7.(2020山东济南历城二中高一上期末)某人沿着半径为R的水平圆周跑道跑了一圈时,他的( )
A.路程和位移的大小均为2πR
B.路程和位移的大小均为R
C.路程为2πR、位移的大小为R
D.路程为2πR、位移的大小为0
题组三 位移-时间图像
8.如图所示是某质点做直线运动的位移-时间图像,由图可知( )
A.质点一直处于运动状态
B.质点第3 s内位移是2 m
C.此图像表示了质点运动的轨迹
D.该质点前4 s内位移是2 m
题组四 位移和时间的测量
9.(多选)在“练习使用打点计时器”的实验中,若打点周期为0.02 s,下列说法正确的是( )
A.先接通电源,后拉动纸带
B.先拉动纸带,后接通电源
C.电火花打点计时器使用6 V以下的交流电源
D.连续n个计时点间的时间为(n-1)×0.02 s
题组五 矢量和标量
10.(多选)关于矢量和标量的说法中正确的是( )
A.甲、乙发生位移分别为5 m、-10 m,则乙的位移大
B.描述矢量既要说明大小,又要指明方向
C.矢量的大小就是标量
D.温度计读数时正的温度一定高于负的温度,正负不能代表方向
11.(多选)下列有关矢量和标量的说法正确的是( )
A.位移、时间都是标量
B.位移是矢量,时间是标量
C.物体先向东运动3 m,再向北运动2 m,物体的总位移大小是5 m
D.物体先向东运动3 s,再向北运动2 s,物体的总运动时间是5 s
能力提升练
题组一 时刻和时间间隔
1.(2018广东惠州中学高一月考,)打点计时器所用的电源是50 Hz交流电,其相邻点间的时间间隔是T,若纸带上共打出N个点,纸带上记录的时间为t,则下列各式正确的是( )
A.T=0.1 s,t=NT B.T=0.05 s,t=(N-1)T C.T=0.02 s,t=(N-1)T D.T=0.02 s,t=NT
2.(2019湖北随州二中期末,)(多选)关于时刻和时间间隔,下列说法正确的是( )
A.2018年1月9日11时24分,我国在太原卫星发射中心用长征二号丁运载火箭将高景一号03、04星成功送入预定轨道,这里指时刻
B.高速摄像机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照片,曝光时间为10-6 s,这里指的是时刻
C.中央电视台每晚《新闻联播》开始的时间是19时,这里指的是时间间隔
D.物体在第4 s内指的是物体在第3 s末到第4 s末这段时间间隔
题组二 位移与路程的比较
3.(2019江西九江一中期末,)从高为2 m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,小球在与地面相碰后弹起,上升到高为3 m处被接住,则这一过程中( )
A.位移为1 m,方向竖直向上,路程为5 m
B.位移为5 m,方向竖直向上,路程为5 m
C.位移为1 m,方向竖直向下,路程为1 m
D.位移为5 m,方向竖直向下,路程为1 m
4.(2020北京石景山高一上期末,)某同学在操场上向正北方向运动了30 m,接着转向正东方向运动了40 m。两段路线相互垂直。整个过程中,该同学的位移大小和路程分别为( )
A.70 m,70 m B.50 m,120 m C.50 m,70 m D.50 m,50 m
5.(2020浙江杭州高一上五校联考,)煤矿安检员在一次巡检中,乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120 m到达井底,然后在井底又沿着水平隧道向东走了160 m到达B井,最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面。若A、B两个井口恰在同一水平面上,则此次巡检中安检员( )
A.发生的位移是200 m,方向向东;通过的路程是160 m
B.发生的位移是400 m,方向向东;通过的路程是160 m
C.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是400 m
D.发生的位移是160 m,方向向东;通过的路程是240 m
6.(2020北京航空航天大学附中高一上期中,)一位电脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画游戏,如图所示,在一个棱长为a的大正方体木箱的一个顶角G上,老鼠从猫的爪间逃出,沿着木箱的棱边奔向洞口,洞口在方木箱的另一顶角A处。若老鼠在奔跑中,并不重复地跑过任意一条棱边,也不再回到G点,聪明的猫选择了一条最短的路线奔向洞口(设猫和老鼠同时从G点出发),结果猫再次在洞口A捉到了老鼠。问:
(1)老鼠的位移大小及最短路程是多少?
(2)猫的位移大小和路程是多少?
题组三 矢量和直线运动的位移表示
7.(2020浙江金兰教育合作组织高一上期中联考,)(多选)物体做直线运动时,可以用坐标轴上的坐标表示其位置,用坐标的变化量表示其位移。如图所示,一个物体沿直线从A运动到C,然后又从C运动到B,物体的位移分别是ΔxAC=-4 m-5 m=-9 m,ΔxCB=1 m-(-4 m)=5 m。下列说法正确的是( )
A.C到B的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数
B.A到C的位移大于C到B的位移,因为正负号表示位移的方向,不表示大小
C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体由A运动到B的位移ΔxAB=ΔxAC+ΔxCB
8.()(多选)某一运动质点沿一直线做往返运动,如图所示,OA=AB=OC=CD=1 m,O点为x轴上的原点,且质点由A点出发向x轴的正方向运动至B点再返回沿x轴的负方向运动,以下说法正确的是( )
A.质点在从A→B→C的过程中发生的位移为2 m,路程为4 m
B.质点在从B→D的过程中发生的位移为-4 m,路程为4 m
C.当质点到达D点时,其位置可用D点的坐标-2 m表示
D.当质点到达D点时,相对于A点的位移为-5 m
第一章 运动的描述
课时1.3 位置变化快慢的描述——速度
9. 理解速度的含义,知道速度的定义式、单位和方向。
10. 知道平均速度和瞬时速度的区别与联系,并能进行相应的计算。
11. 知道速度与速率的区别与联系,能在生活中正确使用速度与速率的概念。
12. 体会平均速度概念建立过程中的等效思想方法,体会瞬时速度建立过程中的极限思想方法。
13. 掌握用打点计时器测量瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度。
14. 能运用实验数据描绘v-t图像,并能根据图像分析物体运动情况。
15. 了解用传感器测量速度的原理和方法。
1.速度
(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与 发生这段位移 所用时间的比值,即v = ΔxΔt,是矢量。物理量 v是由比值定义法定义的。
(2)瞬时速度:运动物体在 某一时刻 (或某一位置)的速度,是矢量。
2.速率和平均速率
(1)速率:⑩ 瞬时速度 的大小,是标量。
(2)平均速率: 路程 与 时间 的比值,不一定等于平均速度的大小。
基础过关练
题组一 对速度的认识
1.(多选)下列关于速度的说法中,正确的是( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快
B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化大
C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.一段时间内物体的位置不变化,则这段时间内物体速度为零
2.(2020湖北重点高中协作体高一期中)(多选)关于速度的定义式v=ΔxΔt,下列叙述正确的是( )
A.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移Δx成正比,与运动时间Δt成反比
B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C.此速度定义式适用于任何运动
D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量
3.关于匀速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.瞬时速度不变的运动,一定是匀速直线运动
B.速率不变的运动,一定是匀速直线运动
C.相同时间内平均速度相同的运动,一定是匀速直线运动
D.瞬时速度的方向始终不变的运动,一定是匀速直线运动
题组二 平均速度、瞬时速度、速率
4.关于瞬时速度,下列说法中不正确的是( )
A.瞬时速度是矢量,能精确地描述物体运动的快慢和方向
B.瞬时速度是物体在某一段位移内的速度
C.匀速直线运动是瞬时速度不变的运动
D.瞬时速度是运动物体在某一时刻或某个位置的速度
5.下列说法正确的是( )
A.平均速度就是速度的平均值 B.速率是指瞬时速度的大小
C.火车以v经过某一段路,v是指瞬时速度 D.子弹以v从枪口射出,v是平均速度
6.一辆汽车沿平直公路行驶,开始以54 km/h的速度行驶了全程的14,接着以速度v行驶其余的34的路程,已知全程的平均速度为72 km/h,则v等于( )
A.22.5 km/h B.81 km/h C.80 km/h D.90 km/h
题组三 实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度
7.(多选)使用打点计时器时应注意( )
A.无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面
B.使用打点计时器时应先拉动纸带,再接通电源
C.使用打点计时器时,拉动纸带的方向应与限位孔平行
D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源
8.如图所示是打点计时器打出的纸带,其中哪条纸带表示物体做匀速直线运动( )
题组四 根据图像分析物体的速度
9.(多选)质点沿直线运动,其位置-时间图像如图所示,关于质点的运动,下列说法中错误的是 ( )
A.2 s末质点改变了运动方向
B.2 s末质点的位置坐标为0,该时刻质点的速度为0
C.质点做匀速直线运动,速度大小为0.1 m/s,方向与规定的正方向相同
D.质点在4 s内的位移大小为0.4 m,位移的方向与规定的正方向相同
10.如图所示是甲、乙两车在同一条路上沿同一方向,向同一目的地运动的图像。已知图线的倾斜部分都平行,则由图可以得出( )
A.甲、乙两车是从同一地点出发的 B.甲车比乙车多运动了t2的时间
C.甲、乙两车在行进时的速率是相同的 D.甲、乙两车在t4时间内的平均速度是相同的
能力提升练
题组一 对速度的理解
1.(2020浙江德清三中选考模拟,)某驾驶员使用定速巡航,在高速公路上以时速110 km/h行驶了200 km。其中“时速110 km/h”、“行驶200 km”分别是指( )
A.速度、位移 B.速度、路程 C.速率、位移 D.速率、路程
2.()下列图像均表示物体做直线运动,其中表示物体做匀速直线运动且速度为2 m/s 的是( )
3.(2018湖北宜昌一中高一期末,)用运动传感器可以测量运动物体的速度。如图所示,这个系统有一个不动的小盒子B。工作时,小盒B向汽车A发出短暂的超声波脉冲,脉冲被汽车A反射后又被B接收。B将信息输入计算机,由计算机处理该信息,可得到汽车A的速度。若B每间隔1.5 s发出一个超声波脉冲,而第一次收到超声波脉冲与第二次收到超声波脉冲间隔为1.3 s,超声波在空气中的传播速度为v声=340 m/s。
(1)试判断汽车A远离小盒B,还是靠近小盒B;
(2)试求汽车A的速度大小。
题组二 平均速度和瞬时速度
4.(2019浙江杭州高一上期末,)一位女士由于驾车超速而被警察拦住,警察对她说:“太太,您刚才的车速是60公里每小时!”这位女士反驳说:“不可能的!我才开了6分钟,还不到1小时,怎么可能走了60公里呢?”根据以上对话及图示,下列说法正确的是( )
A.女士所说的6分钟是指时间,60公里是指位移大小
B.警察所说的60公里每小时是指平均速度大小
C.图中的指的是瞬时速度大小
D.图中的指汽车在1小时内行驶的路程不能超过50公里
5.()汽车从制动到停止共用了5 s。这段时间内,汽车每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m。汽车开始制动时的瞬时速度为v0,汽车在前1 s和前2 s的平均速度分别为v1和v2,下列说法正确的是( )
A.v1更接近v0,且v1大于v0 B.v1更接近v0,且v1小于v0
C.v2更接近v0,且v2大于v0 D.v2更接近v0,且v2小于v0
6.(2019安徽芜湖一中检测,)汽车从A地出发经B地到达C地,A、B、C在一条直线上,AB=BC,A、B间路况较好,汽车行驶速度为v1,B、C间路况较差,汽车行驶速度为v2,则汽车从A到C的平均速度为( )
A.v1-v22 B.v1+v22 C.v1-v2v1+v2 D.2v1v2v1+v2
7.(2019江苏盐城中学月考,)一质点沿直线方向运动,它离开O点的位移x随时间变化的关系为x=3+2t3 (m),它的速度随时间变化的关系为v=6t2 (m/s),则该质点在t=2 s时的瞬时速度和t=0到t=2 s间的平均速度分别为( )
A.8 m/s、24 m/s B.24 m/s、8 m/s C.12 m/s、24 m/s D.24 m/s、12 m/s
8.(2019陕西汉中检测,)将一小球竖直向上抛出,经时间t回到抛出点,此过程中上升的最大高度为h。在此过程中,小球运动的路程、位移和平均速度分别为( )
A.路程2h、位移0、平均速度2ℎt
B.路程2h、位移0、平均速度0
C.路程0、位移2h、平均速度0
D.路程2h、位移h、平均速度2ℎt
9.(2019河北张家口期末,)(多选)如图所示,小明骑自行车由静止沿直线运动,他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m,则( )
A.他4 s末的瞬时速度为4 m/s
B.他第2 s内的平均速度为2 m/s
C.他4 s内的平均速度为2.5 m/s
D.他1 s末的速度为1 m/s
10.(2020陕西渭南中学高一上检测,)在2018年雅加达亚运会中,我国选手苏炳添以9.92 s的成绩获得100 m冠军。在比赛过程中,他起跑后先加速,经过3.10 s跑过18.0 m时速度达到最大,此后保持该速度匀速运动直到终点。求苏炳添在100 m比赛中的平均速度大小和匀速运动时的速度大小。
题组三 平均速度和平均速率
11.(2019河南郑州一中期末,)A、B、C三物体同时出发做直线运动,它们的运动情况如图所示,在20 s内,它们的平均速度的关系正确的是( )
A.vA=vB=vC B.vA>vB=vC C.vA
12.(2020山东师大附中高一学分认定测试,)如图所示是三个质点A、B、C的运动轨迹,三个质点同时从N点出发,又同时到达M点,下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,A的平均速率最大
B.三质点从N到M的平均速率相同
C.三质点从N到M的平均速度不相同
D.到达M点时A的速率最大
13.(2020四川成都外国语学校高一上期中,)某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又从原路返回到山脚,上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则往返全程的平均速度的大小和平均速率分别是( )
A.v1+v22,v1+v22 B.v1-v22,v1-v22 C.0,v1-v2v1+v2 D.0,2v1v2v1+v2
14.(2019黑龙江哈尔滨三中月考,)如图所示为某新能源电动客车的x-t图像。
(1)据图说明客车在各时间段的运动情况。
(2)求各时间段内客车的速度。
(3)求全程中客车的平均速度和平均速率。
题组四 实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度
15.(2019湖北安陆一中期末,)电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用 电源的计时仪器,电磁打点计时器工作的电压是 ,电火花打点计时器工作的电压是 。当电源频率是50 Hz时,每隔 打一个点。如图所示为物体运动时打点计时器打出的一条纸带,图中相邻的点间还有四个点未标出,已知打点计时器接50 Hz的交流电源,则ae段的平均速度为 m/s,d点对应的瞬时速度约为 m/s。
16.(2019湖北孝感一中月考,)如图所示是一条利用打点计时器(电源频率为50 Hz)打出的纸带,0、1、2、3、4、5、6是七个计数点,每相邻两个计数点之间还有四个点未画出,各计数点到0的距离如图所示。求出1、2、3、4、5计数点对应的瞬时速度并画出速度-时间图像。
第一章 运动的描述
课时1.4 速度变化快慢的描述——加速度
16. 能对生活中运动物体速度变化快慢的现象进行分析,通过探究推理,获得加速度概念,体会变化率对描述变化过程的意义。
17. 理解加速度的概念,知道加速度的定义式和单位。
18. 能对物体运动性质进行分析和推理,能根据加速度与速度的方向关系确定物体的运动情况。
19. 能运用速度一时间图像分析物体的运动,得出v-t图像斜率的含义,判断和计算加速度的大小和方向。
1.定义式:a=ΔvΔt (比值定义法定义),单位是m/s2。
2.物理意义:描述速度变化的 快慢 , 即速度的变化率。
3.方向:与速度变化的方向相同
4.速度、速度的变化量和加速度的比较
速度
速度的变化量
加速度
物理意义
描述物体运动的快慢,是状态量
描述物体速度的变化,是过程量
描述物体速度变化的快慢,是状态量
定义式
v=ΔxΔt
Δv=v-v0
a=ΔvΔt=v−v0Δt
方向
与位移Δx同向,即物体运动的方向
由v-v0的方向决定
与Δv的方向一致,由F的方向决定,而与v0、v的方向无关
5若物体速度方向与加速度方向相同,则物体做加速运动;若相反,则做减速运动。
基础过关练
题组一 加速度
1.(多选)由a=ΔvΔt可知( )
A.a与Δv成正比 B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv方向相同 D.ΔvΔt叫速度变化率,就是加速度
2.物体A的加速度为3 m/s2,物体B的加速度为-5 m/s2,则可以确定此时( )
A.物体A一定在做加速运动 B.物体A的加速度大于物体B的加速度
C.物体B的加速度大于物体A的加速度 D.物体A的速度小于物体B的速度
3.若汽车的加速度方向与速度方向相反,当加速度增大时( )
A.汽车速度增加得越来越慢 B.汽车速度增加得越来越快
C.汽车速度减小得越来越快 D.汽车速度减小得越来越慢
题组二 速度、速度变化量和加速度的对比
4.表中列出了一些运动物体的加速度,观察分析表中数据,判断下列说法正确的是( )
一些运动物体的加速度a/(m·s-2)
炮弹在炮筒中:5×104
赛车起步:4.5
跳伞者着陆时:-24.5
汽车起步约:2
喷气式飞机着陆后滑行:-5~-8
无轨电车起步约:1.8
汽车急刹车:-4~-6
旅客列车起步约:0.35
A.炮弹的速度变化最大
B.跳伞者着陆时的速度变化比汽车急刹车时的速度变化慢
C.赛车的速度比汽车的速度大
D.喷气式飞机着陆后滑行过程中的加速度方向与速度方向相反
5.(多选)关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,加速度也越大 B.物体速度的变化率为零时,加速度也为零
C.物体速度的变化量越大,加速度越大 D.物体的速度变化越快,加速度越大
6.如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法中正确的是( )
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快 D.火箭的加速度比汽车的加速度大
题组三 v-t图像与加速度
7.列车匀速前进,司机突然发现前方有一头牛在横穿铁轨,司机立即使列车制动,做减速运动,车未停下时牛已离开轨道,司机又使列车做加速运动,直到恢复原速,继续做匀速直线运动,列车运动的v-t图像应是( )
8.如图是某物体做直线运动的速度图像,有关物体运动情况判断正确的是( )
A.前2 s的加速度大小为5 m/s2 B.2 s末运动方向改变
C.4 s末物体回到出发点 D.6 s到8 s做匀速运动
9.某火箭由地面竖直向上发射时,其v-t图像如图所示,则下列表述正确的是( )
A.火箭在t2~t3时间内向下运动 B.火箭在t1~t2时间内加速度最大
C.0~t3时间内,火箭一直向上运动 D.火箭在运动过程中的最大加速度大小为v2t3
能力提升练
题组一 速度、速度变化量和加速度的比较
1.(2019安徽合肥一中期末,)(多选)下列说法正确的是( )
A.加速度为负值时,物体也可能做加速运动
B.比较加速度大小时,3 m/s2比-5 m/s2大
C.加速度逐渐变大,速度就逐渐变大
D.在不同图像上,比较物体的加速度时,要算出数值后再比较
2.(2019广东深圳中学期末,)结合图中交代的情境及数据,以下判断正确的是( )
A.高速行驶的磁悬浮列车的加速度一定很大
B.汽车速度为108 km/h,紧急刹车时间为2.5 s(可视为匀减速至静止),由此可得汽车刹车阶段的加速度大小为a=12.5 m/s2
C.根据图中数据可求出刘翔在110 m栏比赛中通过全程的平均速率约为v=8.42 m/s
D.位于点燃火药的炮膛中的炮弹的速度、加速度可能均为零
3.(2019浙江温州中学期末,)2017年9月29日,我国成功用长征二号丙运载火箭将3颗新型卫星送入轨道。关于火箭点火升空瞬间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.火箭的速度很小,所以加速度也很小
C.火箭的速度很大,所以加速度也很大 D.火箭的速度很大,但加速度一定很小
4.(2020北京西城高一上期末,)(多选)小球的初速度是v1,经过一段时间后速度变为v2,用Δv表示Δt时间内速度的变化量,为了在图中表示加速度a,我们以初速度v1的箭头端为起点,以后来的速度v2的箭头端为终点,作出一个新的箭头,表示速度的变化量Δv。则下图中能正确画出Δv并表示小球做加速度向左的运动的是( )
5.(2019湖北黄冈中学期末,)如图所示为测定气垫导轨上滑块的加速度的装置,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间Δt1=0.29 s,通过第二个光电门的时间Δt2=0.11 s,遮光板从通过第一个光电门到通过第二个光电门所用时间为Δt=3.57 s,求滑块的加速度的大小。易错
题组二 加速度与速度对运动的影响
6.(2019河北邢台八中期末,)(多选)关于加速度与速度的关系,下列说法正确的是( )
A.加速度增大,速度一定增大 B.加速度减小,速度可能增大
C.加速度不变,速度一定不变 D.加速度为零,速度不一定为零
7.()(多选)根据下列给出的速度和加速度的正、负情况,对物体运动性质的判断正确的是( )
A.v>0,a<0,物体做加速运动 B.v<0,a<0,物体做加速运动
C.v<0,a>0,物体做减速运动 D.v>0,a>0,物体做加速运动
8.(2020山西太原高一上期中,)(多选)一个做变速直线运动的物体,其加速度方向不变而大小逐渐减小到零,那么该物体的运动情况可能是( )
A.可能速度不断增大,直到加速度减小到零时速度达到最大,而后做匀速直线运动
B.不可能速度不断减小,直到加速度减小为零时速度达到最小,而后做匀速直线运动
C.可能速度不断减小,直到加速度减小到零时运动停止
D.不可能速度不断减小到零后,又反向做加速运动,最后做匀速运动
题组三 物体运动的v-t图像
9.()如图所示为某质点运动的速度-时间图像,下列有关该质点运动情况的判断,正确的是( )
A.0~t1时间内加速度为正,质点做加速运动
B.t1~t2时间内加速度为负,质点做加速运动
C.t2~t3时间内加速度为负,质点做减速运动
D.t3~t4时间内加速度为正,质点做加速运动
10. ()如图所示为某物体做直线运动的v-t图像,关于物体在前4 s的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.物体始终向同一方向运动 B.物体的加速度大小不变,方向改变
C.物体在前2 s内做减速运动 D.t=2 s时的速度、加速度都为零
11. ()(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动的v-t图像如图所示,由图像可知两物体( )
A.速度方向相同,加速度方向相反 B.速度方向相反,加速度方向相同
C.甲的加速度大于乙的加速度 D.甲的加速度小于乙的加速度
12.(2020陕西西安中学高一上期中,)(多选)物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,取向东为运动的正方向,其速度-时间图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 在1 s末,速度为9 m/s
B.0~2 s内,加速度为6 m/s2
C.6~7 s内,做速度方向向西的加速运动
D.10~12 s内,做速度方向向东的加速运动
13.(2018四川绵阳南山中学高一上期中,)(多选)如图所示的两条斜线,分别代表A、B两物体同时从同一地点出发向同一方向做直线运动时的速度-时间图像。下列说法中正确的是( )
A.A的初速度比B的初速度大 B.在前10 s内,A的位移比B的位移大
C.A的加速度比B的加速度大 D.10 s末两物体的瞬时速度相等
14.(2018重庆彭水中学高一上月考,)如图所示为某一质点的速度-时间图像,求质点:
(1)在0~2 s时间段内的加速度;
(2)在2~6 s时间段内的加速度;
(3)在6~8 s时间段内的加速度。
15.(2019江西赣州高一检测,)如图为某物体做直线运动的v-t图像。试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向。
第二章 匀变速直线运动的研究
课时2.1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
20. 能对生活中运动物体速度变化快慢的现象进行分析,通过探究推理,获得加速度概念,体会变化率对描述变化过程的意义。
21. 理解加速度的概念,知道加速度的定义式和单位。
22. 能对物体运动性质进行分析和推理,能根据加速度与速度的方向关系确定物体的运动情况。
23. 能运用速度一时间图像分析物体的运动,得出v-t图像斜率的含义,判断和计算加速度的大小和方向。
1. 实验原理
1.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻点取一小段位移,用这段位移 平均速度 表示这点的瞬时速度。
2.用v-t图像表示小车的运动情况:以速度v为 纵轴 、时间t为 横轴 建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的 倾斜程度 表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是 均匀变化 的。
2. 实验器材
打点计时器(带导线)、交流电源、纸带、一端带有滑轮的长铝板、小车、细绳、槽码、刻度尺、复写纸、坐标纸。
3. 实验步骤
1.如图所示,把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固定在长铝板没有滑轮的一端,连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上适当的槽码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端连在小车的后面。
3.把小车停在靠近打点计时器的位置,先 接通电源 ,后 释放小车 ,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源。
4.增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验。
4. 数据处理
1.采集数据
如图所示,一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离,而是先测量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4、x5,再计算出相邻的两个计数点间的距离。Δx1=x1,Δx2=x2-x1,Δx3=x3-x2,Δx4=x4-x3,Δx5=x5-x4。
2.求各计数点的瞬时速度
(1)各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替,即v1=,v2=,…T为相邻两个计数点间的时间间隔,若交流电源频率为50 Hz,每5个点取一个计数点(中间隔4个点),则T= 0.1 s 。
(2)设计表格并记录相关数据。
3.作出小车运动的v-t图像
(1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图线大致布满坐标纸。
(2)描点:在坐标纸上描出各个坐标点的位置。
(3)连线:用 一条平滑的曲线或直线 “拟合”这些点。
4.分析数据并求出加速度
(1)如果画出的v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车做速度均匀变化的直线运动。
图线的 纵截距 表示开始计时时小车的速度。
(2)求出小车的加速度
在v-t图像上任意取两个间隔较远的点(这两个点不一定是我们表格中已测得的点),找出它们的坐标值,然后把它们的坐标值代入公式a==中求出加速度,即用图线的 斜率 求加速度。
基础过关练
题组一 实验原理及实验过程
1.下列实验过程中正确使用打点计时器的步骤顺序是( )
①启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点
②关掉电源
③取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数若干个点,如果数出n个点,这些点划分出的间隔数是(n-1),由此计算出纸带从打第1个点到打第n个点的运动时间
④把纸带装好
⑤了解打点计时器的结构,然后把它固定在桌子上
⑥用刻度尺测量出从第1个点到第n个点的距离
A.⑤④①②③⑥ B.⑤④①③⑥② C.⑤④①⑥③② D.⑤④①②⑥③
2.(多选)在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( )
A.时间间隔 B.瞬时速度 C.加速度 D.某段时间内的位移
题组二 数据处理及误差分析
3.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电源的频率为50 Hz),得到如图所示的纸带。图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( )
A.实验时应先放开纸带再接通电源
B.从纸带上不可能求出计数点C对应的小车速率
C.从纸带上可以求出计数点B对应的小车速率
D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
4.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到如图所示的纸带,其中A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为T,x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG的长度,下列用来计算打D点时小车速度的表达式中误差最小的是( )
A.x3+x4T B.x3+x42T C.x2+x3+x4+x54T D.x1+x62T
题组三 实验方案拓展与创新
5.光电计时器是一种常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行,先后通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别是t1=5×10-2 s、t2=3×10-2 s,从光电门1到光电门2所经历的总时间t=0.15 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块的长度d,示数如图乙所示。
(1)读出滑块的长度d为 cm。
(2)滑块先后通过两光电门的速度v1、v2分别为 m/s、 m/s。
(3)滑块的加速度大小为 m/s2。(计算结果保留两位小数)
6.如图所示是小球沿斜面滚下的频闪照片,照片中每两个相邻位置的时间间隔是0.1 s,这样便记录了小球运动的时间。设开始时的位置为0,依次为位置1、2、3、4、5…,小球运动的位移可以用刻度尺测量。小球在位置1、2、3、4的速度分别最接近 m/s、 m/s、 m/s、 m/s,小球滚下过程的加速度大小为 m/s2。(小数点后保留两位数字)
能力提升练
题组一 实验原理与操作
1.(2020湖北武汉大学附中高一上期中,)某同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)图中仪器A叫作 打点计时器,使用220 V (填“交流”或“直流”)电源。释放小车前,小车应停在 (填“靠近”或“远离”)仪器A的位置。
(2)使用打点计时器分析小车运动情况的实验中,有以下基本步骤:
A.松开纸带让小车带着纸带运动
B.穿好纸带
C.把打点计时器固定好
D.接通电源进行打点
以上步骤的正确顺序是 。
题组二 数据处理和误差分析
2.(2020山西大学附中高一上期中,)(多选)在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列关于作v-t图像的说法正确的是( )
A.只要确定了v-t图像中的两点,就可以得到小车运动的v-t图像,因此,实验只需要测出两组数据
B.作v-t图像时,所取的点越多,图像就越准确
C.作出的v-t图线应该通过所有的点,图线曲折也可以
D.对于偏离直线较远的点,说明误差太大,应舍去
3.(2019湖南郴州二中高一期末,)在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是( )
A.小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带,然后进行数据处理
B.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点
C.为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点
D.两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s
4.()(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,对于减小实验误差来说,下列方法中有益的是( )
A.选取计数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的速度尽量小些
C.舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D.适当增加挂在细绳下钩码的个数
5.(2020湖北部分重点高中高一上期中,)小明同学按如图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
甲
乙
(1)释放小车时,实验装置如图甲所示,指出该装置或操作中错误的是 。
A.电磁打点计时器接在直流电源上了
B.小车质量没有远大于槽码质量
C.小车离打点计时器过远
(2)如图乙为改正装置后打下的一条纸带的中间部分,A、B、C、D为其中连续打出的四个点(已知打点计时器打点时间间隔T=0.02 s)。由于操作不慎,C点模糊了,小明仍用此纸带来研究。从图上可以读得A点在刻度尺上位置的读数为 cm,在打下C点时小车的速度最接近于 m/s(结果保留三位有效数字)。
6.(2019江苏扬州高一上期末,)在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
(1)下列仪器需要用到的有 。
(2)某同学进行了以下实验操作步骤,其中有误的步骤是 。
A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端,并接在220 V交流电源上
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码
D.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源
(3)在实验中得到一条如图所示的纸带,已知电源频率为50 Hz,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s,测量出x5=4.44 cm、x6=4.78 cm,则打下“F”点时小车的瞬时速度v= m/s。(结果保留两位有效数字)
(4)若实验时电源频率大于50 Hz,则打下“F”点时小车的实际速度 (填“大于”“小于”或“等于”)测量速度。
7.(2020云南昆明一中高一上期中,)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学得到一条用电火花打点计时器打下的纸带如图甲所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花打点计时器接220 V、50 Hz交变电源。他经过测量并计算得到电火花打点计时器在打B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度如下表:
对应点
B
C
D
E
F
速度/(m·s-1)
0.141
0.185
0.220
0.254
0.301
甲
乙
(1)设电火花打点计时器的计时周期为T,计算vF的公式为vF= ;
(2)根据表中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图乙所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图像;
(3)利用该图像求小车的加速度a= m/s2(结果保留两位有效数字);
(4)如果当时交变电源的频率不变,电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
8.(2020湖北孝感安陆一中高一上月考,)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点(A点为第一个点),相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s。
(1)根据纸带计算各点的瞬时速度:vD= m/s,vC= m/s,vB= m/s。
(2)在如图所示坐标系中画出小车的v-t图线,并根据图线求出a= 。
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的物理意义: 。
题组三 实验方案拓展与创新
9.()如图甲所示,小车开始在水平玻璃板上运动,后来在薄布面上做减速运动。某同学用打点计时器记录小车的运动情况,所打出的纸带及相邻两点间的距离(单位:cm)如图乙所示,纸带上相邻两点间对应的时间间隔为0.02 s。
甲
乙
(1)计算计时器打出点2、3时小车的速度大小,填入表中。
计数点序号
1
2
3
4
5
速度vn/(m·s-1)
v1=0.75
v2=
v3=
v4=0.45
v5=0.35
(2)在平面直角坐标系中作出小车在薄布上运动的v-t图像。
(3)求出小车在玻璃板上的运动速度大小。
第二章 匀变速直线运动的研究
课时2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
24. 理解匀变速直线运动的含义;
25. 理解v-t图像的物理意义,并能计算物体的加速度;
26. 能根据加速度的定义,推导匀变速直线运动的速度公式,理解公式中各物理量的含义;
27. 能用匀变速直线运动速度公式v=v0+at解决简单问题。
1. 匀变速直线运动
1.定义:沿着一条直线,且 加速度 不变的运动。
2.v-t图像:匀变速直线运动的v-t图像是一条 倾斜的直线 。
3.分类
(1)匀加速直线运动:速度随时间 均匀增加 。
(2)匀减速直线运动:速度随时间 均匀减小 。
2. 速度与时间的关系
1.速度公式:v= v0+at 。
2.意义:做匀变速直线运动的物体,在t时刻的速度v等于物体在开始时刻的速度v0加上在整个过程中速度的变化量 at 。
基础过关练
题组一 匀变速直线运动
1.下列有关匀变速直线运动的认识,正确的是( )
A.匀变速直线运动的速度变化量是一个恒量
B.匀变速直线运动的速度变化率是一个恒量
C.在相等的时间内,匀变速直线运动的位移大小相等
D.匀变速直线运动的速度方向一定不变
2.下列说法正确的是( )
A.若物体的加速度均匀增加,则物体做匀加速直线运动
B.若物体的加速度均匀减小,则物体做匀减速直线运动
C.若物体的加速度与其速度方向相反,则物体做减速直线运动
D.若物体在任意相等时间间隔内位移相等,则物体做匀变速直线运动
3.(多选)如图所示的四个图像中,表示物体做匀加速直线运动的是( )
题组二 速度与时间的关系
4.(2020山东名校联盟高一上期末)(多选)物体做匀加速直线运动,已知加速度为2 m/s2,那么( )
A.物体的速度变化率一定为2 m/s2
B.任意1秒时间内物体的末速度一定比初速度大2 m/s
C.第5 s的初速度比第4 s的末速度大2 m/s
D.第5 s的初速度比第4 s的初速度大2 m/s
5.一辆匀加速直线行驶的汽车,经过路旁两根电线杆共用时5 s,汽车的加速度大小为2 m/s2,它经过第2根电线杆时的速度大小为15 m/s,则汽车经过第1根电线杆时的速度大小为( )
A.2 m/s B.10 m/s C.2.5 m/s D.5 m/s
6.奥迪车有多种车型,如30TFSI、35TFSI、50TFSI(每种车型字母前的数字称为G值),G值用来表示车型的整体加速度,数字越大,加速越快。G值的大小为车辆从静止开始加速到100 km/h 的平均加速度数值(其单位为m/s2)再乘10。则车型为50TFSI的奥迪车从静止开始加速到 100 km/h 的时间约为( )
A.5.6 s B.6.2 s C.8.7 s D.9.5 s
7.(多选)一个物体做匀变速直线运动,当t=0时,物体的速度大小为12 m/s,方向向东;当t=2 s时,物体的速度大小为8 m/s,方向仍向东。当t为多少时,物体的速度大小变为2 m/s( )
A.3 s B.5 s C.7 s D.9 s
8.(多选)物体做匀加速直线运动,已知第1 s末的速度是6 m/s,第2 s末的速度是8 m/s,则下面的结论正确的是( )
A.物体零时刻的速度是3 m/s
B.物体的加速度是2 m/s2
C.任何1 s内的速度变化量都是2 m/s
D.第2 s初的瞬时速度是6 m/s
9.物体做匀加速直线运动,到达A点时的速度为5 m/s,经2 s到达B点时的速度为11 m/s,再经过3 s到达C点,则它到达C点时的速度为多大?
题组三 匀变速直线运动的v-t图像
10.(多选)如图所示是某物体做直线运动的v-t图像,由图像可知,下列说法中正确的是( )
A.物体在0~10 s内做匀速直线运动
B.物体在0~10 s内做匀加速直线运动
C.物体运动的初速度为10 m/s
D.物体在0~10 s内的加速度为2.5 m/s2
能力提升练
题组一 v-t图像的理解及应用
1.(2019山东泰安一中高一上检测,)一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度-时间图像如图所示,由图可知( )
A.Oa段火箭的加速度小于ab段火箭的加速度
B.Ob段火箭是上升的,bc段火箭是下落的
C.tb时刻火箭离地最远
D.tc时刻火箭回到地面
2.(2020北京交大附中高一上期中,)将某汽车的刹车过程视为匀变速直线运动。该汽车在紧急刹车时加速度的大小为6 m/s2,在2 s内停下来,则选项图中能正确表示该汽车刹车过程的是( )
3.(2020山东临朐一中高一上检测,)一个做匀变速直线运动的质点的v-t图像如图所示,由图线可知其速度-时间关系式为( )
A.v=4+2t B.v=-4+2t C.v=-4-2t D.v=4-2t
4.(2019江苏扬州高一上期末,)甲、乙两质点的v-t图像如图所示,由图可知( )
A.t=0时刻,甲的速度大
B.甲、乙两质点都做匀加速直线运动
C.相等时间内乙的速度改变大
D.在5 s末之前甲的速度大
题组二 速度公式v=v0+at的理解及应用
5.(2020山西太原高一上期中,)(多选)一辆汽车由静止开始做匀加速直线运动,经时间t,速度达到v,立即刹车做匀减速直线运动,又经时间2t停止,则汽车在加速阶段与减速阶段(易错)
A.加速度的方向相同
B.速度变化量的大小相等
C.加速度的大小相等
D.加速阶段速度变化快
6.(2020北京师大附中高一上期中,)一家从事创新设计的公司打造了一台飞行汽车,既可以在公路上行驶,也可以在天空飞行。已知该飞行汽车在跑道上的加速度大小为2 m/s2,速度达到40 m/s后离开地面。离开跑道后的加速度为5 m/s2,最大速度为200 m/s。飞行汽车从静止到加速至最大速度所用的时间为( )
A.40 s B.52 s C.88 s D.100 s
7.(2019山东德州高一上期末,)(多选)一辆电车做直线运动,速度v随时间t变化的函数关系为v=bt,其中b=0.3 m/s2时( )
A.电车做匀速直线运动
B.电车的速度变化率大小是0.3 m/s2
C.电车做匀变速直线运动
D.电车的初速度为0.3 m/s
8.(2019广东华南师范大学附属中学段考,)发射卫星一般应用多级火箭,第一级火箭点火后,使卫星向上做匀加速直线运动的加速度为50 m/s2,燃烧30 s后第一级脱离;第二级火箭没有马上点火,所以卫星向上做加速度大小为10 m/s2的匀减速直线运动,10 s后第二级火箭启动,卫星向上做匀加速直线运动的加速度为80 m/s2,这样再经过1分半钟第二级火箭脱离时,卫星的速度多大?
9.(2020河北唐山一中高一上期中,改编,)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度:
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)求汽车做加速运动时的加速度大小和减速运动时的加速度大小。
(2)汽车从开出到停止共经历的时间是多少?
(3)汽车做匀速运动时的时间是多少?试说明理由。
题组三 刹车类问题
10.(2020河北邯郸高一上检测,)在平直公路上,一辆汽车以108 km/h的速度行驶,司机发现前方有危险立即刹车,刹车时加速度大小为6 m/s2,则刹车后3 s 末和6 s末汽车的速度大小分别为( )
A.12 m/s、6 m/s B.18 m/s、6 m/s
C.12 m/s、0 D.以上均不正确
11.(2020四川成都外国语学校高一上期中,)磁悬浮列车由静止开始加速出站,加速度为0.6 m/s2,2 min后列车速度为多大?列车匀速运动时速度为432 km/h,如果以0.8 m/s2的加速度减速进站,求减速160 s时速度为多大?
12.(2018浙江台州中学期末,)一辆汽车从静止开始启动,做匀加速直线运动,用了10 s的时间达到72 km/h的速度,然后以这个速度在平直公路上匀速行驶,突然司机发现前方公路上有一只小鹿,于是立即刹车,如图,刹车过程中做匀减速直线运动,加速度大小为4 m/s2,求:
(1)汽车在启动时的加速度;
(2)开始刹车后2 s末的速度大小和6 s末的速度大小。
13.(2020福建福州平潭新世纪学校高一上月考,)汽车以45 km/h的速度匀速行驶。
(1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少?
(2)若汽车以0.6 m/s2的加速度减速,则10 s后速度能达到多少?
(3)若汽车以3 m/s2的加速度减速,则10 s后速度为多少?易错
第二章 匀变速直线运动的研究
课时2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
28. 知道匀速直线运动的位移与v-t图像中矩形面积的对应关系;
29. 知道匀变速直线运动的位移与v-t图像中四边形面积的对应关系;
30. 理解位移公式的意义和导出过程;
31. 能运用位移公式、匀变速直线运动的v-t图像解决有关问题;
32. 掌握匀变速直线运动x-t图像的特点,会用它解决简单的问题。
1. 匀速直线运动的位移
1.位移公式:x= vt 。
2.在v-t图像中表示位移:对于匀速直线运动,物体的位移在数值上等于v-t图线与对应的时间轴所包围的矩形的 面积 。
2. 匀变速直线运动的位移
1.在v-t图像中表示位移
(1)微元法推导
a.把物体的运动分成几个小段,如图甲,每段位移≈每段起始时刻速度×每段的时间=对应矩形面积。所以,整个过程的位移≈各个小矩形面积 之和 。
b.把运动过程分为更多的小段,如图乙,各个小矩形的 面积之和 可以更精确地表示物体在整个过程的位移。
c.把整个过程分得非常非常细,如图丙,小矩形合在一起成了一个梯形, 梯形的面积 就代表物体在相应时间间隔内的位移。
(2)结论:做匀变速直线运动的物体的位移对应着v-t图像中的 图线与对应的时间轴 所包围的面积。
2.位移与时间的关系
“面积”等于位移大小:x=(v0+v)t
速度公式:v=v0+at
联立解得x= v0t+ at2
3. 速度与位移的关系
1.公式:v2-v02= 2ax 。
2.推导
速度公式v= v0+at 。
位移公式x= v0t+ at2 。
由以上公式可得:v2-v02= 2ax 。
基础过关练
题组一 位移公式x=v0t+12at2的理解与应用
1.一物体做匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.物体的末速度一定与时间成正比
B.物体的位移一定与时间的平方成正比
C.物体的速度在一定时间内发生的变化与这段时间成正比
D.若为匀加速直线运动,速度和位移都随时间增加;若为匀减速直线运动,速度和位移都随时间减小
2.(多选)汽车由静止开始做匀加速直线运动,经1 s速度达到3 m/s,则( )
A.在这1 s内汽车的平均速度是3 m/s
B.在这1 s内汽车的平均速度是1.5 m/s
C.在这1 s内汽车通过的位移是3 m
D.汽车的加速度是3 m/s2
题组二 x-t图像与v-t图像的理解与应用
3.甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似当作匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图所示,选项图分别表示在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图像,其中正确的是( )
4.(2020四川绵阳高一上期末)如图所示,甲图为某质点的位置-时间图像,乙图为某质点的速度-时间图像,下列关于两质点的运动情况说法正确的是( )
甲 乙
A.0~2 s内:甲图质点做匀加速直线运动,乙图质点做匀速直线运动
B.2~3 s内:甲图质点和乙图质点均静止不动
C.3~5 s内:甲图质点和乙图质点均做匀减速运动,加速度为-15 m/s2
D.0~5 s内:甲图质点的位移为-10 m,乙图质点的位移为100 m
题组三 刹车问题
5.一辆汽车以20 m/s的速度沿平直公路匀速行驶,突然发现前方有障碍物,立即刹车,汽车以大小为5 m/s2的加速度做匀减速直线运动,那么刹车后2 s内与刹车后6 s内汽车通过的位移大小之比为( )
A.1∶1 B.3∶4
C.3∶1 D.4∶3
题组四 公式v2-v02=2ax的理解与应用
6.如图所示,一小车从A点由静止开始做匀加速直线运动,若到达B点时速度为v,到达C点时速度为2v,则xAB∶xBC等于( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4
7.如图所示,一辆正以8 m/s的速度沿直线行驶的汽车,突然以1 m/s2的加速度加速行驶,则汽车加速行驶18 m时的速度为 ( )
A.8 m/s B.12 m/s C.10 m/s D.14 m/s
8.列车长为l,铁路桥长为2l,列车匀加速行驶过桥,车头过桥头时的速度为v1,车头过桥尾时的速度为v2,则车尾过桥尾时速度为 ( )
A.3v2-v1 B.3v2+v1 C.3v22-v122 D.3v22-v122
能力提升练
题组一 位移公式x=v0t+12at2的理解与应用
1.(2020河北衡水高一月考,)(多选)物体做初速度为零的匀加速直线运动,前2 s内的位移是8 m,则( )
A.物体的加速度是2 m/s2
B.物体的加速度是4 m/s2
C.物体前4 s内的位移是32 m
D.物体前4 s内的位移是16 m
2.(2020辽宁辽河油田第二高级中学高一上期末,)汽车在水平地面上因故刹车,可以看作是匀减速直线运动,其位移与时间的关系是:x=16t-2t2(m),则它在停止运动前最后1 s内的平均速度为( )
A.6 m/s B.4 m/s C.2 m/s D.1 m/s
3.(2020北京昌平高一上期末,)(多选)一质点向东做匀变速直线运动,其位移表达式为x=(10t-t2) m,则( )
A.质点先向东做匀减速直线运动,后向西做匀加速直线运动
B.质点的加速度大小是1 m/s2
C.质点的加速度大小是2 m/s2
D.在12 s末,质点在出发点以西24 m处
4.(2019河南洛阳高一上期末,)飞机着陆做匀减速直线运动可获得大小为a=6 m/s2的加速度,飞机着陆时的速度为v0=60 m/s,求飞机着陆后t=12 s内滑行的距离。易错
5.(2020天津静海四校高一上联考,)一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以v0=8 m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶。经2.5 s,警车发动起来,以加速度a=2 m/s2 做匀加速直线运动。试问:
(1)警车发动完成后要多长时间才能追上违章的货车?
(2)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多大?
题组二 公式v2-v02=2ax的理解与应用
6.(2020浙江杭州二中高一月考,)做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v时经过的位移是s,则它的速度从v增加到3v时发生的位移是( )
A.2s B.2s3 C.4s3 D.8s3
7.(2020安徽阜阳一中高一检测,)将固定在水平地面上的斜面分为四等份,如图所示,AB=BC=CD=DE,在斜面的底端A点有一个小滑块以初速度v0沿斜面向上运动,刚好能到达斜面顶端E点。则小滑块向上运动经过D点时的速度大小是( )
A.v05 B.v04 C.v03 D.v02
8.(2020山东潍坊高一期中,)有些航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某型号的战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0 m/s2,当飞机的速度达到50 m/s时,才能离开航空母舰起飞。设航空母舰处于静止状态。问:
(1)若要求该飞机滑行160 m后起飞,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?
(2)若航空母舰上不装弹射系统,要求该飞机仍能在航空母舰上正常起飞,则该航空母舰甲板长至少应为多少?
9.(2019福建福州一中期中,)为备战校运会,四个同学在直跑道上进行4×100 m接力训练,他们在奔跑时有相同的最大速度,最大速度为10 m/s,且从静止开始全力奔跑需跑出25 m才能达到最大速度,这一过程可看作是匀加速直线运动,现在甲持棒以最大速度向乙奔来,乙在接力区伺机全力奔出。若要求乙接棒时奔跑的速度达到最大速度的80%,则:
(1)按题目描述的,接力的过程甲做什么运动,乙又是做什么运动?平均速度之比是多少?
(2)乙在接力区须奔出多少距离?
(3)如果乙是傻傻地站着接棒,接到棒后才从静止开始全力奔跑,这样会浪费多少时间?
题组三 利用v-t图像求物体的位移
10.(2020山西太原高一上期中,)我国“蛟龙号”载人潜水器进行下潜试验,从水面开始竖直下潜,最后返回水面,其v-t图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.0~4 min和6~10 min两时间段平均速度大小相等
B.全过程中的最大加速度为0.025 m/s2
C.3~4 min和6~8 min加速度方向相反
D.本次下潜的最大深度为6 m
11.(2020四川广安高一上检测,)(多选)如图所示是P、Q两质点,从同一地点由静止开始运动的v-t图像,由图线可以判定( )
A.P质点的速度越来越小
B.零时刻P质点的加速度为零
C.在0~t1时间内,P质点在Q质点前面
D.在0~t1时间内,P质点的平均速度大于Q质点的平均速度
12.(2019江苏启东中学高一上月考,)(多选)两辆游戏赛车a、b在两条平行的直车道上行驶,t=0时两车都在同一计时线处,此时比赛开始。它们在四次比赛中的v-t图像如图所示,哪些图对应的比赛中,有一辆赛车追上了另一辆( )
13.(2019河北唐山一中高一上期中,)入冬以来,全国多地多次发生雾霾天气,能见度不足20 m。在这样的恶劣天气中,甲、乙两汽车在一条平直的单行道上,乙在前、甲在后同向行驶。某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示,同时开始刹车。两辆车刹车时的v-t图像如图,则(深度解析)
A.若两车发生碰撞,开始刹车时两辆车的间距一定等于112.5 m
B.若两车发生碰撞,开始刹车时两辆车的间距一定小于90 m
C.若两车发生碰撞,则一定是在刹车后20 s之内的某时刻发生相撞
D.若两车发生碰撞,则一定是在刹车后20 s以后的某时刻发生相撞
第二章 匀变速直线运动的研究
课时2.4 自由落体运动
33. 理解自由落体运动的条件和性质。
34. 知道自由落体运动的加速度是恒定的,认识自由落体运动的规律。
35. 能运用自由落体运动的规律解决实际问题。
36. 了解伽利略的佯谬思想。
37. 理解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法
38. 认识竖直上抛运动
39. 会运用运动学规律解决竖直上抛运动问题。
1. 自由落体运动
1.定义:物体只在 重力 作用下从 静止 开始下落的运动。
2.物体的下落可看作自由落体运动的条件:空气阻力的作用 比较小 ,可以忽略。
2. 自由落体加速度
1.定义:在同一地点,一切物体自由下落的加速度都 相同 ,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫作 重力加速度 ,通常用g表示。
2.方向: 竖直向下 。
3.大小
在地球表面不同的地方,g的大小一般是不同的。在赤道的海平面处g为9.780 m/s2,
在北京g为9.801 m/s2。在一般的计算中,g可以取9.8 m/s2 或10 m/s2。
3. 自由落体运动的规律
自由落体运动是初速度为0的 匀加速直线 运动,且加速度为 重力加速度g 。将匀变速直线运动的公式或关系式中的v0取为0,a取为g,x换为h,就可以得到自由落体运动的公式或关系式。
4. 伽利略对自由落体运动的研究
1.亚里士多德的观点:物体下落的快慢是由它们的重量决定的。
2.伽利略的研究
(1)逻辑归谬:伽利略从亚里士多德的论断出发,通过逻辑推理,否定了“ 重的物体下落得快 ”的论断。
(2)猜想与假说:伽利略猜想自由落体运动是一种最简单的变速运动,它的速度应该是 均匀变化 。
(3)数学推理:伽利略通过数学推理得出初速度为0的匀变速运动的位移与所用时间的二次方成正比,即x∝t2。
(4)间接验证:让小球从斜面上的不同位置滚下,测出小球滚下的位移x和所用时间t。实验表明:小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动;斜面倾角一定时,小球的加速度相同;小球的加速度随斜面倾角的增大而 增大 。
(5)合理外推:伽利略认为当斜面倾角为90°时,小球将自由下落,仍会做 匀加速直线 运动。
基础过关练
题组一 伽利略对自由落体运动的研究
1.下列叙述不符合史实的是( )
A.古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重,下落得越快
B.伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方
C.伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快
D.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2.意大利著名物理学家伽利略开科学实验之先河,奠定了现代物理学的基础。图示是他做了上百次的铜球沿斜面运动的实验示意图。关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.它是伽利略研究自由落体运动的实验
B.伽利略研究发现:斜面倾角一定,从不同高度开始滚动,小球的加速度各不相同
C.伽利略设想,图中斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动
D.伽利略认为,若发现斜面上的小球都做匀加速直线运动,则自由落体运动也是匀加速直线运动
题组二 对自由落体运动的理解
3.(多选)下列说法正确的是( )
A.初速度为零、竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动
B.仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动
C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫作自由落体运动
D.当空气阻力可以忽略不计时,物体由静止开始下落的运动可视为自由落体运动
4.(多选)下列关于重力加速度的说法中,正确的是( )
A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向,通常计算中g取9.8 m/s2
B.在地球表面不同的地方,g的大小一般不同,但它们相差不是很大
C.在地球上同一地点同一高度,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同
D.在地球上的同一地方,离地面高度越大,重力加速度g越小
题组三 自由落体运动的规律
5.(多选)下图中可以表示物体做自由落体运动的是( )
6.(2020山东青岛二中高一上期末)做自由落体运动的甲、乙两物体质量之比为1∶3,下落高度之比为1∶2,甲乙同时下落,g取10 m/s2,则( )
A.下落加速度之比为1∶3
B.下落过程中甲乙速度大小始终相等
C.下落时间之比为1∶2
D.甲落地前,甲乙间距离逐渐增大
7.(多选)物体从离地面45 m高处做自由落体运动(g取10 m/s2),则下列选项中正确的是( )
A.物体运动3 s后落地
B.物体落地时的速度大小为20 m/s
C.物体在落地前最后1 s内的位移为25 m
D.物体在整个下落过程中的平均速度为20 m/s
8.(2019浙江金华一中模拟)从离地面500 m的空中自由落下一个小球,取g=10 m/s2,求:
(1)经过多长时间落到地面?
(2)自开始下落计时,在第1 s内的位移、最后1 s内的位移。
(3)下落时间为总时间的一半时的位移。
题组四 重力加速度的测定
9.(2018河南中原名校高一上期末)电磁打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材,某同学用如图甲所示装置测量自由落体加速度g,得到如图乙所示的一段纸带,他每5个计时点取一个计数点,分别记为A、B、C…,测得xAB=9.17 cm,xBC=18.77 cm,已知交流电频率为50 Hz,则利用所给数据测得打B点时重物的瞬时速度大小为 ,测得自由落体加速度g= m/s2,它比公认的g值 (填“偏大”或“偏小”),可能的原因是 。(结果要求均保留三位有效数字)
甲
乙
10.用滴水法可以测定重力加速度,方法是:在自来水龙头下面固定一块挡板A,调节水龙头,让水一滴一滴地滴落到挡板上,如图所示,并调节到耳朵刚好听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时,下一滴水刚好开始下落。首先量出水龙头口离挡板的高度h,再用停表计时,计时方法是:听到某一滴水滴在挡板上的声音的同时,开启停表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、…”,一直数到“n”时,按下停表按钮停止计时,读出停表的示数为t。
(1)写出用上述方法测定重力加速度g的表达式:g= 。
(2)为了减小实验误差,改变h的数值,测出多组数据记录在表格中(表中t'是水滴在空中运动的时间),请在如图所示的坐标纸上作出适当的图像,并利用图像求出重力加速度g的值,g= 。(结果保留两位有效数字)
序号
高度h/cm
空中运动的时间t'/s
1
20.10
0.20
2
25.20
0.23
3
32.43
0.26
4
38.45
0.28
5
44.00
0.30
6
50.12
0.32
题组五 竖直上抛运动
11.一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动,在上升过程最后1 s初的瞬时速度的大小和最后1 s内的位移大小分别是(g取10 m/s2)( )
A.10 m/s,10 m B.10 m/s,5 m
C.5 m/s,5 m D.由于不知道初速度的大小,故无法计算
12.(多选)在某一高度以v0=20 m/s的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球的速度大小为10 m/s时,以下判断正确的是(g取10 m/s2)( )
A.小球在这段时间内的平均速度大小可能为15 m/s,方向向上
B.小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s,方向向下
C.小球在这段时间内的平均速度大小可能为5 m/s,方向向上
D.小球的位移大小一定是15 m
13.(多选)俄罗斯“能源”火箭航天集团专家称,人类能在20年后飞往火星。若一物体从火星表面竖直向上抛出(不计气体阻力)时的x-t图像如图所示,则( )
A.该火星表面的重力加速度为1.6 m/s2
B.该物体上升的时间为10 s
C.该物体被抛出时的初速度为8 m/s
D.该物体落到火星表面时的速度为16 m/s
能力提升练
题组一 对自由落体运动规律的理解和应用
1.(2020山东济南高一月考,)(多选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是( )
A.一张纸片在地球表面自由下落,可以看成自由落体运动
B.一个钢球在地球表面自由下落,可以看成自由落体运动
C.在地球表面同一地点,一切物体在自由落体运动中落至同一高度时的加速度都相同
D.轻物体和重物体的重力加速度不同
2.(2019河南商丘一高期末,)从某高处由静止释放一粒小石子,经过1 s从同一点再由静止释放另一粒小石子,不计空气阻力,则在它们落地之前的任一时刻( )
A.两粒石子间的距离将保持不变,速度之差保持不变
B.两粒石子间的距离将不断增大,速度之差保持不变
C.两粒石子间的距离将不断增大,速度之差也越来越大
D.两粒石子间的距离将不断减小,速度之差也越来越小
3.(2019湖南师大附中月考,)高空坠物的破坏力很大,一块手掌大的西瓜皮从25楼高空抛下可能让人当场丧命,这样的悲剧在各地屡屡上演。一空罐头盒从某楼层上自由落下(忽略空气阻力),所用时间为2.0 s。(g取10 m/s2,楼层高度约为3 m)该罐头盒可能来自( )
A.5层 B.8层 C.6层 D.10层
4.(2019湖北夷陵中学期末,)一石块从楼房阳台边缘向下做自由落体运动到达地面,把它在空中运动的时间分为相等的三段,如果它在第一段时间内的位移是1.2 m,那么它在第三段时间内的位移是( )
A.1.2 m B.3.6 m C.6.0 m D.10.8 m
5.(2020湖北随州二中高一期末,)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,下列判断不正确的是( )
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dT2
D.小球在位置“3”的速度为7d2T
6.(2019河南郑州一中高一上期末,)(多选)科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若使间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特的现象:水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动。对出现的这种现象,下列描述正确的是(g取10 m/s2)( )
A.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足tAB
C.水滴在相邻两点之间的位移满足sAB∶sBC∶sCD=1∶3∶5
D.水滴在各点的速度之比满足vB∶vC∶vD=1∶4∶9
7.(2019陕西咸阳中学高一期末,)2018年11月27日凌晨4时许,洞察号探测器成功登陆火星,假设未来的某一天,宇航员在火星上距地面18 m高处由静止释放一重物,测得重物经过3 s落到火星表面,则下列说法正确的是( )
A.火星表面的重力加速度大小为4 m/s2
B.重物落地时的速度大小为8 m/s
C.重物落地前的1 s内位移大小为8 m
D.重物下落过程中,任意相邻1 s内的位移之差为2 m
8.(2020四川成都高一检测,)(多选)在地球表面同一地点不同高度同时释放两个铅球(不计空气阻力),则在均未落地前,两者( )
A.在任一时刻具有相同的加速度、位移和速度
B.落地的时间间隔取决于两铅球释放时的高度
C.在第1 s内、第2 s内、第3 s内位移之比都为1∶4∶9
D.两铅球的距离和速度差都越来越大
9.(2020北京大兴高一上期中,)某跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后先做自由落体运动,当距离地面104 m时开始打开降落伞,到达地面时速度减为2.0 m/s。如果认为开始打开降落伞直至落地前运动员在做匀减速运动,加速度大小为12 m/s2,g取10 m/s2,求:
(1)运动员打开降落伞时的速度是多少?
(2)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?
(3)运动员离开飞机后,经过多长时间才能到达地面?
题组二 竖直上抛运动的规律及应用
10.(2020甘肃白银高一期中,)从地面竖直向上抛出一个物体,空气的阻力可以忽略不计。在整个运动过程中速度v和时间t的关系是下图中的(以竖直向上的方向为速度的正方向)( )
11.(2020江西九江一中高一月考,)在离地高h处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,它们的初速度大小均为v,不计空气阻力,两球落地的时间差为( )
A.2vg B.vg C.2ℎv D.ℎv
12.(2019上海理工大学附中检测,)(多选)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10 m/s2,5 s内物体的
A.路程为65 m
B.位移大小为25 m,方向向上
C.速度改变量的大小为10 m/s
D.平均速度大小为13 m/s,方向向上
13.(2020安徽青阳高一期中,)一杂技演员,用一只手抛球。他每隔0.40 s抛出一球,接到球便立即把球抛出。已知除抛、接球的时刻外,空中总有4个小球,将球的运动近似看作是竖直方向的运动,不计空气阻力,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,g取10 m/s2)
A.1.6 m B.2.4 m C.3.2 m D.4.0 m
14.(2020四川遂宁高一上期末,)气球以4 m/s的速度从地面匀速上升,上升过程中从气球上掉落一个小物体,该物体离开气球后经2 s着地。小物体离开气球后,气球以1 m/s2的加速度匀加速上升。不计空气阻力,g取10 m/s2。求:
(1)小物体离开气球时,气球的高度;
(2)小物体着地时,气球距地面的高度。
15.(2019湖北武汉期末,)某校一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭从地面发射后,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4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完,若不计空气阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)燃料恰好用完时火箭的速度大小;
(2)火箭上升离地面的最大高度;
(3)火箭从发射到落回地面过程的总时间。(结果可保留根号)
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