1.1匀变速直线运动基本原理

高一物理·运动学

一.建立物理模型

1. 质点模型:为了方便描述物体的运动,我们建立理想模型,质点。在物体的大小,形状等宏观物理量对物体运动的描述不产生影响时,我们可以视其为一个只有质量的点。比如地球绕日公转等。 EX1: 下述关于物理学中质点的说法,正确的是

A .只要体积小就可以视为质点

B .研究月球绕地球运动时,月球不能视为质点

C .物体各部分运动情况相同,在研究其运动规律时,可以视为质点

D .研究一端固定并可绕该端转动的木杆可看成质点

2. 状态参量:为了用数学语言来描述物体的运动,我们引入了几个状态参量。在初中,我们为了描述匀速直线运动,引入了路程来描述物体运动的长度,速率来描述物体运动的快慢。在高中,我们为了描述匀变速直线运动,引入了位移来描述物体变化的长度,速度矢量来描述物体变化的快慢以及方向,并且引入了加速度矢量来描述物体加速的快慢与方向。 速度分为平均速度与瞬间速度,需要了解平均速度的定义,以及瞬间速度的极限形式。 EX2:如右图所示,某质点沿两个半径为R 的半圆弧由A 运动到C ,在此过程中,它的位移和路程分别为多少?

EX3:甲、乙两小分队进行代号为“猎狐”的军事演习,指挥部通过现代通信设备,在荧屏上观察到小分队的行军路线如图所示. 小分队同时由O 点出发,最后同时捕“狐”于A 点,下列说法正确的是

A. 小分队行军路程S 甲<S 乙

B. 小分队平均速度v 甲= v乙

C.y —x 图线是速度(v)—时间(t)图象

D.y —x 图线是位移(s)—时间(t)图象

EX4:足球朝着某运动员以8m /s 的速度飞来,运动员立即以12m /s 的速度反向踢出,踢球的时间为0.2s ,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是

A .20m /s B.-20m /s C.100m /s D.-100m /s

EX5:由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1s 内通过的位移为0.4m ,则汽车

A .第1秒末的速度为0.4m /s B.加速度为0.8m /s

C .前2秒内通过的位移为1.2m D.第2秒末的速度为0.8m /s

EX6:公共汽车从车站匀加速起动, 一段时间后,司机发现还有乘客未上车,立即刹车并作匀减速至停下,汽车从开始起动到又停止整个过程历时5s ,车共前进的距离为10m ,由此可知汽车在此过程中的最大速度为

A .2m/s B.10m/s C.4m/s D.5m/s

EX7:下列说法不正确的是( )

A. 运动物体在某一时刻的速度可能很大而加速度可能为零

B. 运动物体在某一时刻的速度可能为零而加速度可能不为零

C. 在初速度为正、加速度为正的匀变速直线运动中,当加速度减小时,它的速度也减小 D. 在初速度为正、加速度为负的匀变速直线运动中,速度不可能增大

5、下列关于匀变速直线运动的认识,其中观点正确的是( )

A. 物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里速度的变化量相等,则物体的运动就是匀变速直线运动

B. 物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动

C. 加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动

D. 物体在一条直线上运动,速度的变化量为零的运动就是匀变速直线运动

EX8:一质点做匀变速直线运动,某一段位移内平均速度为v ,且已知前一半位移内平均速度为V1,则后一半位移的平均速度V2为多少?

3. 为了更加准确的描述物体的运动,我们引入参考系,只要参考系确定了,物体的运动的描述才是准确的。

EX9:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”。在这两句诗中,作者在前一句和后一句中所选的参考系分别是( )

A. 竹排,流水 B.流水,青山 C.青山,河岸 D.河岸,竹排

4. 为了更好的研究匀变速直线运动的规律,我们引入了v-t 图,其本质是用函数的观点来研究物理规律,形象直观。应知道v-t 图中,斜率,曲线面积,截距等数学量的物理意义。 EX10:电梯上升运动的v-t 图象如图所示,从图象可知电梯上升的高度是

A.0 B.36m C.24m D.39m

EX11:如图所示是甲、乙两物体在同一直线上运动的X-t 图象,以甲的出发点为原点,出发时刻开始计时,则从图象看出,下列说法正确的是

A 甲的加速度一直比乙大

B 乙比甲先出发

C 甲开始运动时,乙在甲前面x0处

D. 甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙

EX12:水平地面上两个质点甲和乙,同时由同一地点沿同一方向作直线运动,它们的v-t 图线分

别如图所示,下列判断正确的是

A .甲做匀速运动,乙做匀加速运动

B .2s 时甲追上乙,2s 后乙超过甲

C .2s 时乙落后甲相距最远,2s 后乙逐渐追上并超过甲

D .在第4s 内,甲的平均速度大于乙的平均速度

五.常见的匀加速规律中的比例关系,以及逐差法求加速度矢量a

EX13:汽车以20m/s 的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5m/s2,那么开始刹车后2s 与开始刹车后6s 汽车通过的位移之比为( )

A.1:1 B.3:1 C.3:4 D.4:3

EX14:下列描述的运动中,其中可能的有( )

A. 速度变化很大,加速度可能很小

B. 速度变化越来越快,加速度越来越小

C. 速度越来越大,加速度越来越小

D. 速度大小不变,加速度可能不为零

EX15:物体作匀加速直线运动,已知第 1s末的速度是 6m/s,第 2s末的速度是 8m/s,则下面结论正确的是( )

A. 物体的初速度是 3m/s B.物体的加速度是 2m/s

C. 任何 1s内的速度变化都是 2m/s D.第 1s内的平均速度是 6m/s

六.运动学实验(打点计时器的使用,瞬间速度的实验测试法,逐差法)

七.运动学大题(追击相遇问题,多体多过程问题)

1. 简单的运动学多过程问题(灵活使用运动学四大公式,以及逆向反加速度模型)

通用解题思路:1. 建立物理模型(画情境图)2. 明确研究对象(整体,隔离)3. 选取合适的过程(多过程一般都按加速度变化的瞬间为过程的分界点)4. 对每个过程的物体进行受力分析5. 由牛顿力学方程将力学问题化为运动学问题6. 列运动学方程(几个过程就有几个方程)

7. 解动力学方程组

EX16:一小球由静止开始从16米长斜坡顶端匀加速直线滚下,运动4秒到达坡底,后又在水平地面匀减速运动了8米停止,求

(1)小球在斜坡上运动的加速度a1是多大? (2)小球在整个运动过程中的最大速度vm ?(3)小球在水平地面匀减速运动的加速度a2是多大?

EX17:一辆质量为m 汽车正在平直高速上公路上行驶,行驶速度为v0。突然前方路上发生事故,汽车安装有防抱死刹车系统(ABS ),制动后汽车减速行驶的加速度大小恒为a 。设驾驶员的反应时间为t0,试问:

(1)驾驶员从发现情况到完全停车,共经过多少距离?

(2)试根据计算结果说明超速、酒后开车的危险性和高速路旁警示语“请保持车距”的必要性。

EX18:在平直公路上以6m/s的速度匀速行驶的自行车与同向行驶的汽车同时经过A 点, 此时汽车速度为10m/s,并开始以0.5m/s2的加速度做减速行驶, 而自行车仍然匀速前进

求:(1)经过多长时间自行车追上汽车?

(2)自行车追上汽车时, 汽车的速度多大?

EX19:一质点做初速度为0.5m/s的匀加速直线运动,第7s 内的位移比第5s 内的位移多4m ,求物体的加速度以及前5s 内的位移

高一物理·运动学

一.建立物理模型

1. 质点模型:为了方便描述物体的运动,我们建立理想模型,质点。在物体的大小,形状等宏观物理量对物体运动的描述不产生影响时,我们可以视其为一个只有质量的点。比如地球绕日公转等。 EX1: 下述关于物理学中质点的说法,正确的是

A .只要体积小就可以视为质点

B .研究月球绕地球运动时,月球不能视为质点

C .物体各部分运动情况相同,在研究其运动规律时,可以视为质点

D .研究一端固定并可绕该端转动的木杆可看成质点

2. 状态参量:为了用数学语言来描述物体的运动,我们引入了几个状态参量。在初中,我们为了描述匀速直线运动,引入了路程来描述物体运动的长度,速率来描述物体运动的快慢。在高中,我们为了描述匀变速直线运动,引入了位移来描述物体变化的长度,速度矢量来描述物体变化的快慢以及方向,并且引入了加速度矢量来描述物体加速的快慢与方向。 速度分为平均速度与瞬间速度,需要了解平均速度的定义,以及瞬间速度的极限形式。 EX2:如右图所示,某质点沿两个半径为R 的半圆弧由A 运动到C ,在此过程中,它的位移和路程分别为多少?

EX3:甲、乙两小分队进行代号为“猎狐”的军事演习,指挥部通过现代通信设备,在荧屏上观察到小分队的行军路线如图所示. 小分队同时由O 点出发,最后同时捕“狐”于A 点,下列说法正确的是

A. 小分队行军路程S 甲<S 乙

B. 小分队平均速度v 甲= v乙

C.y —x 图线是速度(v)—时间(t)图象

D.y —x 图线是位移(s)—时间(t)图象

EX4:足球朝着某运动员以8m /s 的速度飞来,运动员立即以12m /s 的速度反向踢出,踢球的时间为0.2s ,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是

A .20m /s B.-20m /s C.100m /s D.-100m /s

EX5:由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1s 内通过的位移为0.4m ,则汽车

A .第1秒末的速度为0.4m /s B.加速度为0.8m /s

C .前2秒内通过的位移为1.2m D.第2秒末的速度为0.8m /s

EX6:公共汽车从车站匀加速起动, 一段时间后,司机发现还有乘客未上车,立即刹车并作匀减速至停下,汽车从开始起动到又停止整个过程历时5s ,车共前进的距离为10m ,由此可知汽车在此过程中的最大速度为

A .2m/s B.10m/s C.4m/s D.5m/s

EX7:下列说法不正确的是( )

A. 运动物体在某一时刻的速度可能很大而加速度可能为零

B. 运动物体在某一时刻的速度可能为零而加速度可能不为零

C. 在初速度为正、加速度为正的匀变速直线运动中,当加速度减小时,它的速度也减小 D. 在初速度为正、加速度为负的匀变速直线运动中,速度不可能增大

5、下列关于匀变速直线运动的认识,其中观点正确的是( )

A. 物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里速度的变化量相等,则物体的运动就是匀变速直线运动

B. 物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动

C. 加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动

D. 物体在一条直线上运动,速度的变化量为零的运动就是匀变速直线运动

EX8:一质点做匀变速直线运动,某一段位移内平均速度为v ,且已知前一半位移内平均速度为V1,则后一半位移的平均速度V2为多少?

3. 为了更加准确的描述物体的运动,我们引入参考系,只要参考系确定了,物体的运动的描述才是准确的。

EX9:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”。在这两句诗中,作者在前一句和后一句中所选的参考系分别是( )

A. 竹排,流水 B.流水,青山 C.青山,河岸 D.河岸,竹排

4. 为了更好的研究匀变速直线运动的规律,我们引入了v-t 图,其本质是用函数的观点来研究物理规律,形象直观。应知道v-t 图中,斜率,曲线面积,截距等数学量的物理意义。 EX10:电梯上升运动的v-t 图象如图所示,从图象可知电梯上升的高度是

A.0 B.36m C.24m D.39m

EX11:如图所示是甲、乙两物体在同一直线上运动的X-t 图象,以甲的出发点为原点,出发时刻开始计时,则从图象看出,下列说法正确的是

A 甲的加速度一直比乙大

B 乙比甲先出发

C 甲开始运动时,乙在甲前面x0处

D. 甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙

EX12:水平地面上两个质点甲和乙,同时由同一地点沿同一方向作直线运动,它们的v-t 图线分

别如图所示,下列判断正确的是

A .甲做匀速运动,乙做匀加速运动

B .2s 时甲追上乙,2s 后乙超过甲

C .2s 时乙落后甲相距最远,2s 后乙逐渐追上并超过甲

D .在第4s 内,甲的平均速度大于乙的平均速度

五.常见的匀加速规律中的比例关系,以及逐差法求加速度矢量a

EX13:汽车以20m/s 的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5m/s2,那么开始刹车后2s 与开始刹车后6s 汽车通过的位移之比为( )

A.1:1 B.3:1 C.3:4 D.4:3

EX14:下列描述的运动中,其中可能的有( )

A. 速度变化很大,加速度可能很小

B. 速度变化越来越快,加速度越来越小

C. 速度越来越大,加速度越来越小

D. 速度大小不变,加速度可能不为零

EX15:物体作匀加速直线运动,已知第 1s末的速度是 6m/s,第 2s末的速度是 8m/s,则下面结论正确的是( )

A. 物体的初速度是 3m/s B.物体的加速度是 2m/s

C. 任何 1s内的速度变化都是 2m/s D.第 1s内的平均速度是 6m/s

六.运动学实验(打点计时器的使用,瞬间速度的实验测试法,逐差法)

七.运动学大题(追击相遇问题,多体多过程问题)

1. 简单的运动学多过程问题(灵活使用运动学四大公式,以及逆向反加速度模型)

通用解题思路:1. 建立物理模型(画情境图)2. 明确研究对象(整体,隔离)3. 选取合适的过程(多过程一般都按加速度变化的瞬间为过程的分界点)4. 对每个过程的物体进行受力分析5. 由牛顿力学方程将力学问题化为运动学问题6. 列运动学方程(几个过程就有几个方程)

7. 解动力学方程组

EX16:一小球由静止开始从16米长斜坡顶端匀加速直线滚下,运动4秒到达坡底,后又在水平地面匀减速运动了8米停止,求

(1)小球在斜坡上运动的加速度a1是多大? (2)小球在整个运动过程中的最大速度vm ?(3)小球在水平地面匀减速运动的加速度a2是多大?

EX17:一辆质量为m 汽车正在平直高速上公路上行驶,行驶速度为v0。突然前方路上发生事故,汽车安装有防抱死刹车系统(ABS ),制动后汽车减速行驶的加速度大小恒为a 。设驾驶员的反应时间为t0,试问:

(1)驾驶员从发现情况到完全停车,共经过多少距离?

(2)试根据计算结果说明超速、酒后开车的危险性和高速路旁警示语“请保持车距”的必要性。

EX18:在平直公路上以6m/s的速度匀速行驶的自行车与同向行驶的汽车同时经过A 点, 此时汽车速度为10m/s,并开始以0.5m/s2的加速度做减速行驶, 而自行车仍然匀速前进

求:(1)经过多长时间自行车追上汽车?

(2)自行车追上汽车时, 汽车的速度多大?

EX19:一质点做初速度为0.5m/s的匀加速直线运动,第7s 内的位移比第5s 内的位移多4m ,求物体的加速度以及前5s 内的位移


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