高一物理--匀变速直线运动基础复习(含答案)

1/12高一物理匀变速直线运动基础复习一、描述运动的物理量1、位移与路程、平均速度与平均速率的区别例题1：在2008北京奥运会中，牙买加选手博尔特是一公认的世界飞人，在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌。关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是（）A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍B．200m决赛中的平均速度约为10.36m/sC．100m决赛中的平均速度约为10.32m/sD．100m决赛中的最大速度约为20.64m/s点评：位移是矢量，它的大小由初、末位置决定，方向由初位置指向末位置。路程是标量，它的大小由实际运动轨迹的长度决定，没有方向。平均速度是位移与时间的比值，是矢量，其方向与位移的方向相同；平均速率是路程与时间的比值，是标量；平均速度为零时，平均速率可能不为零。变式1：A、B、C三物体同时、同地、同向出发作直线运动，图2是它们位移与时间的图象，由图2可知它们在时间0—t0内（除时刻t0外）（）A．A、B、C的位移关系为sA＞sB＞sCB．A、B、C的路程关系为sA΄＞sB΄＞sC΄C．平均速率ABCvvvD．平均速度vA=vB=vC2、对加速度的理解例题2：关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（）A．物体加速度的方向为正方向时，则速度一定增加B．物体的速度变化越快，则加速度就越大C．物体加速度的方向保持不变，则速度方向也保持不变D．物体加速度的大小不断变小，则速度大小也不断变小点评：加速度是描述速度变化快慢的物理量，它由物体所受的合外力及物体的质量来决定，与物体的速度、速度的变化量、时间等没有必然的联系。图1t0ABC图2stO第一讲直线运动2/12AB石子下落的径迹图3变式2：（双选题）下列说法中，可能的是（）A．加速度与运动方向相同时，物体减速B．加速度减小时，物体加速C．加速度不变，速度不断改变D．加速度不断改变，速度不变二、匀变速直线运动的规律1、自由落体运动和竖直上抛运动例题3：若从砖墙前的某高处使一个石子由静止自由落下，用照相机拍摄石子在空中的照片如图3所示，由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹AB。已知该照相机的曝光时间为0.015s，每块砖的平均厚度为6cm，试估算这个石子是从距离位置A多高处自由落下的？（g＝10m/s2）变式3：将一小球以30m/s的速度竖直向上抛出，不计空气阻力，从抛出时开始计时，下列说法中正确的是（）A．小球在2s末和4s末经过空间同一位置B．小球在2s末和4s末的速度相同C．小球3s末回到抛出位置D．小球向上运动的最大高度是90m点评：竖直上抛运动可分为上升和下落两个过程，物体从上升过程中某点到最高点和物体从最高点下落到同一点所用的时间相同，这就是时间的对称性；物体上升过程中经过某一点的速度和下落过程中经过同一点的速度大小相等而方向相反，这就是速度的对称性。3/12图42、匀变速直线运动的一般规律例题4：吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”。设妞妞的质量m=10kg，从离地h1=27m高的阳台掉下，下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍；在妞妞开始掉下时，吴菊萍立刻从静止开始匀加速奔跑水平距离S=9m到达楼下，张开双臂在距地面高度为h2=1.5m处接住妞妞，缓冲到地面时速度恰好为零，缓冲过程中的空气阻力不计。g=10m/s2。求：（1）妞妞在被接到前下落的时间；（2）吴菊萍跑到楼下时的速度；（3）在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功。变式4：卡车原来用10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为道口出现红灯，司机从较远的地方即开始刹车，使卡车匀减速前进。当车减速到2m/s时，交通灯转为绿灯，司机当即启动加速，并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度。从刹车开始到恢复原速过程用了12s。求：（1）减速与加速过程中的加速度大小；（2）开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。点评：灵活运用匀变速运动的两个基本公式（0tvvat、2012svtat）和两导出公式（2202tvvas、02tvvst）是解答本章习题的关键。这些公式总共涉及到了5个量，即加速度、初速度、末速度、位移和时间，而每个公式只涉及4个物理量，我们知道其中的3个量，就可以选择其中一个公式求另两个未知量。4/123、匀变速直线运动的特殊规律例题5：关于自由落体运动，下列说法中错误．．的是（）A．自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B．前3s竖直方向的位移只要满足x1∶x2∶x3＝1∶4∶9的运动一定是自由落体运动C．自由落体运动在开始的连续三个2s内的位移之比是1∶3∶5D．自由落体运动在开始的连续三个2s末的速度之比是1∶2∶3点评：（1）初速度为零的匀加速直线运动特殊规律：速度之比：①在1T末、2T末、3T末…的瞬时速度之比为v1∶v2∶v3…＝1﹕2﹕3﹕…；②前s、前2s、前3s……前ns米末速度之比：依据方程：2as＝v2⇒v＝2asv1∶v2∶v3…＝1∶2∶3…∶n位移之比：①在1T内、2T内、3T内、…位移之比为1﹕4﹕9﹕…；②在第一个T内、第二个T内、第三个T内、…位移之比为1﹕3﹕5﹕…。③相同时间通过的相邻位移差△s=s2-s1=s3-s2=…=aT2（适用于一切匀变速直线运动）时间之比：①前s、前2s、前3s……前ns时间之比：依据方程：s0＝12aT2⇒T＝2s0aT1∶T2∶T3…＝1∶2∶3…∶n②相邻相等位移时间之比：依据4中结果得：t1∶t2∶t3…＝1∶(2－1)∶(3－2)…∶(n－n－1)（2）匀变速直线运动中间时刻瞬时速度为：/201()2ttvvv，中间位置的瞬时速度为220/22tsvvv，两者的关系：vs/2＞vt/2。变式5-1：一颗子弹以某一初速度射入三块完全相同的固定在地面上的木块，恰好未穿出．假设子弹在木块中受到的阻力不变，则子弹经过三块木块的时间比________．5/12变式5-2：一个物体做匀加速直线运动，以相同的时间经过相邻的两段位移AB和BC，每段位移的时间都是0.2s，AB=2cm，BC=4cm，则a=_______．变式5-3：在水平面上有a、b两点，相距20cm，一质点在一恒定的合外力作用下沿a向b做直线运动，经过0.2s的时间先后通过a、b两点，则该质点通过a、b中点时的速度大小为（）A．若力的方向由a向b，则大于1m/s，若力的方向由b向a，则小于1m/sB．若力的方向由a向b，则小于1m/s，若力的方向由b向a，则大于1m/sC．无论力的方向如何均大于1m/sD．无论力的方向如何均小于1m/s三、运动的图像例题6：（双选）将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v—t图像如图5所示。以下判断正确的是（）A．前3s内货物处于超重状态B．最后2s内货物只受重力作用C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒变式6：甲、乙两物体做直线运动的v—t图象如图6所示，由图可知（）A．甲的加速度为4m/s2B．乙的速度为1.3m/sC．3s末两物体的速度相等D．3s内两物体通过的位移相等v/(m·s-1)t/s246753106图520/st甲乙123446-1s/mv图66/12点评：对于速度图像，要弄清如下问题：（1）纵轴的截距表示初速度，横轴的截距表示物体此时的速度为零；（2）图线的斜率即表示加速度，斜率为正表示加速度沿正方向，斜率为负表示加速度沿负方向；（3）通过图线判断运动性质，倾斜直线表示匀变速运动，平行横轴的直线表示匀速运动；（4）图线与时间轴所夹的“面积”表示位移，如果这个“面积”在时间轴的上方，则位移为正值，如果这个“面积”在时间轴的下方，则位移为负值，全过程中的位移就是所有这些带有正负号的“面积”相加；（5）两图线相交点表示速度相同。四、追及、相遇到行车安全问题例题7：A、B两车在平直的公路上同向前进，相距s0=27m，后方的A车正以vA=4m/s的速度做匀速直线运动；此时前方的B车初速度为v0=10m/s，并开始以2m/s2的加速度刹车。从B车刹车开始计时，求：（1）A车追上B车前，运动多长时间两车相距最远；（2）A车追上B车所用的时间。点评：解答追及和相遇问题的常用方法：（1）速度相等时，两物体距离最远或最小。这个结论可以在计算中直接引用。（2）极限法：设相遇时间为t，根据条件列方程，得到关于t的一元二次方程，用判别式进行讨论，若△＞0，即有两个解，说明可以相遇两次；若△=0，说明刚好追上或者相碰；若△＜0，说明刚好追不上或者不能相碰。（3）图像法：将两者的速度图像在同一个坐标系中画出，然后利用图像求解。7/12图11变式7：一辆汽车正以36km/h的速度在平直的公路上匀速行驶，突然发现前方15m处有一人正横穿公路，于是他紧急制动，制动过程中的加速度为5m/s2，问，如果要不发生交通事故，要求驾驶员的反应时间不超过多少？点评：在汽车实际刹车过程中，司机存在一个反应时间问题。在这段时间里，汽车仍然做匀速直线运动，经过这段反应时间后，汽车才开始做减速运动。因此刹车距离不等于停车距离，停车距离应是反应距离与刹车距离之和。五、拓展练习1、小明家自驾车去旅游，行驶到某处见到如图11所示的公路交通标志，下列说法正确的是（）A．此路段平均速度不能超过60km/hB．此路段瞬时速度不能超过60km/hC．此路段平均速率不能低于60km/hD．此处到宜昌的位移大小是268km2、一物体自空中的A点以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，g取10m/s2，1s后物体的速率变为10m/s，则该物体此时（）A．位置一定在A点上方，速度方向向上B．位置一定在A点上方，速度方向向下C．位置一定在A点上方，速度方向可能向上也可能向下D．位置一定在A点下方，速度方向可能向上也可能向下3、（双选题）从某一高度相隔1s先后释放两个相同的小球甲和乙，若不计空气阻力，它们在空中任一时刻（）A．甲、乙两球距离越来越大B．甲、乙两球距离保持不变C．甲、乙两球速度之差越来越大D．甲、乙两球速度之差保持不变8/12图1210501001200ABCDcm图1324.1mm52.2mm84.0mm119.8mmABCDE图144、（双选题）一个沿竖直方向运动的物体，其速度图像如图12所示，设向上为正方向，则可知（）A．这可能是从高台上竖直上抛又落回地面的过程B．物体在1.5s时位于抛出点的下方C．物体在1~2s的加速度方向向上D．物体在1s时离抛出点的位移为5m5、质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中（）A．速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值B．速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值C．位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值D．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大6、某科技馆中有一个展品，该展品放在较暗处，有一个不断均匀滴水的水龙头（刚滴出的水滴速度为零），在某种光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔，在适当的情况下，看到的水滴好像都静止在各自固定的位置不动（如图13中A、B、C、D所示），其右边数值的单位是cm。要出现这一现象，所用光源应满足的条件是（取g=10m/s2）（）A．普通的白炽光源即可B．频闪发光，间歇时间为0.30sC．频闪发光，间歇时间为0.14sD．频闪发光，间歇时间为0.17s9/127、如图14所示是某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时打出的一条纸带，A、B、C、D、E为该同学在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s。由图可知，打点计时器打下D点时小车的瞬时速度为_________m/s，小车的加速度为_________m/s2（结果均保留两位有效数字）。8、跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开飞机后先做自由落体运动，直到距离地面125m处打开降落伞。伞张开后，他以