高中物理基礎知識基礎題型講義：必修1 《勻變速直線運動的研究》含答案

1、高中物理基礎知識基礎題型講義必修 1 第二章勻變速直線運動的研究考點及考點要求知識內(nèi)容速度與時間、位移與時間的關系 自由落體運動伽利略對自由落體運動的研究 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律必考要求dca考點一勻變速直線運動的速度與時間的關系1勻變速直線運動(1) 定義：沿著一條直線，且加速度不變的運動(2) 分類：勻加速直線運動，a 與 v 方向_；勻減速直線運動，a 與 v 方0 0向_2勻變速直線運動的速度公式：_.發(fā)展提升(1)特殊形式：1 當 a0 時，v_(勻速直線運動)2 當 v 0 時，v_(由靜止開始的勻加速直線運動)0(2)公式 vv at 為矢量式，應用時應規(guī)定正方向，一

2、般規(guī)定初速度方向為正方0向(3)如果一個物體的運動包含幾個階段，就要分段分析，各段交接處的速度往往 是聯(lián)系各段的紐帶，應注意分析各段的運動性質(zhì)10003速度時間(vt)圖象(1)物理意義：反映了做直線運動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律；(2) 斜率的意義：圖線上某點切線斜率的_ 表示物體在該點加速度的_，斜率_表示物體的加速度的方向1關于勻變速直線運動，以下說法正確的是( )a 勻變速直線運動是速度不變的運動b 勻變速直線運動是加速度不變的運動c 勻變速直線運動是速度變化量不變的運動d 勻變速直線運動是速度不斷增加的運動2某質(zhì)點的速度隨時間變化的關系式為 v52t，式中 v 與 t 的單位分別是

3、 m/s 與 s.則質(zhì)點的初速度與加速度分別為( )2a0 與 2 m/sc5 m/s 與 2 m/s2b5 m/s 與 0 d5 m/s 與 4 m/s23在運用公式 vv at 時，關于各個物理量的符號，下列說法中正確的是( ) 必須規(guī)定正方向，式中的 v、v 、a 才取正、負號2 在任何情況下 a0 表示做加速運動，a0 表示做減速運動3 習慣上總是規(guī)定物體開始運動的方向為正方向， a0 表示做加速運動， a0 表示做減速運動4 v 的方向總是與 v 的方向相同acbd4如圖 1 所示，高速動車出站時能在 150 s 內(nèi)勻加速到 180 km/h，然后正常行 駛某次因意外列車以加速時的加

4、速度大小將車速減至 108 km/h.以初速度方向為 正方向，則下列說法不正確的是( )2330201a列車加速時的加速度大小為 m/s圖 121b列車減速時，若運用 vv at 計算瞬時速度，其中 a m/s2c若用 vt 圖象描述列車的運動，減速時的圖線在時間軸 t 軸的下方 d列車由靜止加速，1 min 內(nèi)速度可達 20 m/s5下列 vt 圖象中，表示物體做勻速直線運動的是( )6如圖 2 是質(zhì)點做直線運動的 vt 圖象關于該質(zhì)點的運動，下列說法正確的 是( )圖 2a0t 時間內(nèi)質(zhì)點做勻速運動1bt t 時間內(nèi)質(zhì)點保持靜止1 2c 質(zhì)點先做勻加速運動再做勻速運動d t 時刻質(zhì)點的運動

5、方向改變17某路段允許汽車行駛的最大速度為 12 m/s，如果汽車以最大允許速度行駛， 必須在 1.5 s 內(nèi)停下來，汽車在剎車的過程中加速度至少多大？考點二勻變速直線運動的位移與時間的關系11勻變速直線運動的位移公式：xv t at2.302202200222發(fā)展提升(1)特殊形式當 a0 時，xv t(勻速直線運動)1當 v 0 時，x at (由靜止開始的勻加速直線運動)1(2)公式 xv t at 為矢量式，應用時應規(guī)定正方向，一般規(guī)定初速度方向為正 方向v v2 平均速度公式 v (此式只適用于勻變速直線運動)3 vt 圖象中用“面積”求位移物體在時間 t 內(nèi)的位移可以用 vt 圖象

6、與 t 軸所圍的_表示當“面積” 在 t 軸上方時，位移取_值，這表示物體的位移與規(guī)定的正方向_； 當“面積”在 t 軸下方時，位移取_值，這表示物體的位移與規(guī)定的正方向 _，例如：沿直線運動的物體的 vt 圖象，如圖 3 所示圖 324在 04 s 內(nèi)物體的位移 x 10 m30 m11在 46 s 內(nèi)物體的位移 x 220 m20 m206 s 內(nèi)物體的位移 xx x 10 m.1 21某物體做勻變速直線運動的位移隨時間的變化規(guī)律是： x0.5tt 個物體( )a 初速度為 1 m/s2b 加速度為 1 m/sc 前 2 s 內(nèi)的位移為 5 md 第 2 s 末的速度為 4 m/s2(m)

7、，則這42222一女同學穿著輪滑鞋以一定的速度俯身“滑入”靜止汽車的車底，她用 15 s 穿越了 20 輛汽車底部后“滑出”，位移為 58 m假設她的運動可視為勻變速直 線運動，從上述數(shù)據(jù)可以確定( )a 她在車底運動時的加速度b 她在車底運動時的平均速度c 她剛“滑入”車底時的速度d 她剛“滑出”車底時的速度3一輛汽車沿平直公路做勻加速直線運動，初速度為 36 km /h，經(jīng)過 2 s 速度達 到 54 km/h，則汽車的平均速度大小為( )a12.5 m/s c25 m/sb18 m/s d45 m/s4汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動，可以明顯地看出滑動的痕 跡，即常說的剎車線

8、，如圖 4 所示由剎車線長短可以得知汽車剎車前的速度大小，因此剎車線的長度是分析交通事故的一個重要依據(jù)若汽車剎車后以 6 m/s 的加速度運動，剎車線長 12 m，則可知汽車在緊急剎車前的速度大小為( )2a12 m/s c4 m/s圖 4 b6 m/s d3 m/s5如圖 5 所示，質(zhì)量為 m 的小球從靜止開始沿長為 l 的斜面從頂端滑到底端， 小球做勻加速直線運動，小球滑到底端的速度為 v，經(jīng)歷的時間為 t，則( )圖 5l ta小球滑到 處所用的時間為lb小球滑到 處所用的時間為 2t522tc小球滑行 時的速度為v2td小球滑行 時的速度為2v26如圖 6 所示是物體做直線運動的 vt

9、 圖象，由圖可知，該物體( )圖 6a 第 1 s 內(nèi)和第 3 s 內(nèi)的運動方向相反b 第 3 s 內(nèi)和第 4 s 內(nèi)的加速度相同c 第 1 s 內(nèi)和第 4 s 內(nèi)的位移大小不相等d 02 s 和 04 s 內(nèi)的平均速度大小相等7質(zhì)量為 3 kg 的物體放在水平地面上，在水平恒力 f 的作用下做勻加速直線運 動，4 s 末撤去水平力 f.物體運動的 vt 圖象如圖 7 所示求：圖 7(1) 物體在 04 s 的加速度大??；(2) 物體在 410 s 的位移大小8如圖 8 所示，2012 年 9 月 25 日上午，中國首艘航空母艦“遼寧”號正式交 接入列，殲15 戰(zhàn)斗機是“遼寧”號艦載的首款戰(zhàn)斗

10、機已知殲15 戰(zhàn)斗機在 跑道上加速時產(chǎn)生的加速度為 4.5 m/s2，起飛速度為 50 m/s，“遼寧”號航空母 艦跑道長 100 m求：圖 8(1) 殲15 戰(zhàn)斗機在陸地上從靜止開始起飛，跑道至少要多少米？(2) 若“遼寧”號航空母艦靜止時，殲15 戰(zhàn)斗機在航空母艦上滑行 100 m 起飛， 則彈射系統(tǒng)必須使飛機具有多大的初速度？60考點三自由落體運動1. 自由落體運動(1) 條件：物體只受重力，從靜止開始下落(2) 運動性質(zhì)：初速度 v 0，加速度為重力加速度 g 的勻加速直線運動(3) 基本規(guī)律：速度公式_；位移公式：h_.發(fā)展提升自由落體運動的處理技巧：自由落體運動是勻變速直線運動的特

11、例，分析勻變速 直線運動的各種方法對于自由落體運動仍然適用2自由落體加速度g 是自由落體運動的加速度，又叫重力加速度，其方向總是豎直向下，在地球上 的不同緯度，重力加速度大小一般不同1關于自由落體運動，下列說法中正確的是( )a 在空氣中的運動是自由落體運動b 物體做自由落體運動時不受任何力的作用c 自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動d 質(zhì)量大的物體，受到的重力大，落到地面時的速度也大21971 年，美國宇航員大衛(wèi) 斯科特在登上月球后，從同一高度同時由靜止釋放 錘子和羽毛(如圖 9 所示)，則下落過程中( )圖 9a錘子比羽毛速度變化大 b羽毛比錘子速度變化大7623c 錘子比羽毛加速度

12、大d 錘子和羽毛加速度一樣大13宇航員在月球上離月球表面(重力加速度為地球的 )高 10 m 處由靜止釋放一 片羽毛，羽毛落到月球表面上的時間大約是( )a1.0 s b1.4 s c3.5 s d12 s4如圖 10 所示為懸崖跳水精彩的一瞬間一位跳水愛好者在體驗懸崖跳水的驚 險和刺激的同時，測出他在空中下落的時間為 3.0 s若將跳水過程等效為自由 落體運動，則懸崖距離水面的高度約為(g10 m/s )( )圖 10a30 m b35 m c40 m d45 m5如圖 11 所示，只要測量了小明釋放直尺到小張捏住直尺這段時間內(nèi)直尺下落 的高度 h，就能確定小張的反應時間 t，其所依據(jù)的關系

13、式是( )圖 11athvbt2hvct2hgdt2hgh6質(zhì)量為 m 的物體從高為 h 處自由下落，開始的 用時為 t，則( ) a物體落地所用的時間為 3tb物體落地所用的時間為 3t8c物體落地時的速度為 6gt d物體落地時的速度為 3gt考點四伽利略對自由落體運動的研究1 伽利略的觀點：重物與輕物應該下落得_2 伽利略的科學猜想與假說：落體一定是一種最簡單的變速運動，它的速度應 該是_的3 伽利略的科學方法(1)觀察現(xiàn)象；(2)_ ；(3)邏輯推論；(4)_；(5)合理 外推4伽利略科學思想方法核心：把 _(包括數(shù)學推理 ) 結(jié)合 起來1伽利略在研究運動的過程中，創(chuàng)造了一套科學研究方

14、法，如框圖所示：觀察現(xiàn)象 提出假設 邏輯推理 4 修正推廣 其中方框 4 中是( )a提出猜想 c實驗驗證b數(shù)學推理 d合理外推2伽利略對自由落體運動研究時做了著名的銅球沿斜面運動的實驗，讓小球分 別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下請根據(jù)物理史實判斷下面關于 他實驗觀察和邏輯推理說法正確的是( )a 傾角一定時，小球在斜面上的位移與時間成正比b 傾角一定時，小球在斜面上的速度與時間的平方成正比c 傾角一定時，不同質(zhì)量的小球從斜面上同一位置滾下的時間相同d 通過改變傾角的大小，最終由實驗直接得到自由落體運動的性質(zhì)3伽利略對自由落體運動的研究，是科學實驗和邏輯推理的完美結(jié)合伽利略 先用斜面

15、進行實驗研究，獲得勻變速直線運動的規(guī)律，然后將此規(guī)律合理外推至92t傾角為 90自由落體的情形，如圖 12 所示對伽利略研究過程的理解，下 列說法正確的是( )圖 12a 圖中所示的情形均為真實的實驗過程b 圖中所示的情形均為理想的實驗過程c 利用斜面“放大”重力的作用，使實驗現(xiàn)象更明顯d 利用斜面“沖淡”重力的作用，便于測量實驗數(shù)據(jù)4如圖 13 所示是伽利略的斜面實驗，下表為某次實驗的一組數(shù)據(jù)據(jù)此，他發(fā) s現(xiàn) 常數(shù)有同學想驗證伽利略的結(jié)論，作出如下四幅圖象，最合理的是( )圖 13時間 t/單位 距離 s/單位132213032984526582461 17271 60082 10410n

16、n 12tn1 2 2 3 3 4 n n 12t2t2t2t23n考點五實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律1實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、 鉤碼、刻度尺、導線、學生電源、復寫紙等2實驗步驟(1)按照圖 14 所示實驗裝置，把打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，接好電 源；圖 14(2) 把一細繩系在小車上，細繩繞過滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過打點計 時器，固定在小車后面；(3) 把小車停靠在打點計時器處，接通電源，放開小車；(4) 小車運動一段時間后，斷開電源，取下紙帶；(5) 換紙帶重復三次實驗，選擇一條比較理想的紙帶進行測量分析3數(shù)

17、據(jù)處理(1)瞬時速度的計算方法：勻變速直線運動某段時間中間時刻的瞬時速度等于這x x段時間內(nèi)的平均速度，即 v ，求出打第 n 個計數(shù)點時紙帶的瞬時速度 (2)實驗所得紙帶如圖 15 所示，計算各測量點的瞬時速度：圖 15v1x x x x x x x x ；v ；v v .(3)用圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的11tv數(shù)據(jù)在坐標系中描點畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的 兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖 16 所示圖 16觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律 (4)利用 vt

18、圖象求物體的加速度，如圖 17 所示v va 1 0t1圖 171用如圖 18 所示的裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗，下列做法 正確的是( )圖 18a 小車從靠近定滑輪處釋放b 先啟動計時器，再釋放小車c 實驗前要平衡小車受到的阻力d 電火花計時器接學生電源直流輸出端2如圖 19 所示是某次實驗中得到的一條紙帶a、b、c、d、e 分別表示紙帶上連續(xù)打出的點，打點計時器所用的電源頻率為50 hz. 根據(jù)圖示數(shù)據(jù)可知121( )圖 19a 紙帶做勻速運動b 相鄰兩點的時間間隔為 0.1 sc a 與 c 之間紙帶的平均速度為 0.31 m/sd 打 b 點時紙帶的瞬時速度為 1.56

19、 m/s3在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下列做法不能減小實驗誤 差的是( )a 選取計數(shù)點，把每打五個點的時間間隔作為一個時間單位b 使小車運動的加速度盡量小一些c 舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰、點間間隔適當?shù)哪遣糠诌M行測量、 計算d 選用各處平整程度相同的長木板做實驗4在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，某同學用位移傳感器進行實 驗圖 20圖 21(1)如圖 20 是固定位移傳感器的小車運動過程中的情景，在計算機屏上顯示如圖 21 所示，橫坐標代表的物理量是_，縱坐標代表的物理量是_ (2)圖 22 是小車在某區(qū)域運動的 v t 圖象，t 時刻兩位移傳感器相距最近，

20、 根據(jù)圖象可知_圖 2213at 時刻小車的速度最大2bt 時刻兩位移傳感器之間的距離最大2c t t 與 t t 時間內(nèi)小車的運動方向相反 1 2 3 4d t t 時間內(nèi)小車的加速度逐漸減小3 414050 1150 30答案精析考點一 基礎知識梳理1(2)相同 2vv at 發(fā)展提升相反(1)v0at3(2)大小大小正負基礎題組自測 1b2c 由 vv at0正確3a及 v52t知該運動的初速度為 v 5 m/s，a2 m/s2，故 c04c 列車的加速度大小 avt m/s2 m/s2，減速時，加速度方向與速度方向相反，a13m/s2，故選項 a、b 都正確；列車減速時，vt 圖象中圖

21、線依然在時間軸 t 軸的上方，選項 c 錯誤；由vat 可得 v1360 m/s20 m/s，選項 d 正確 5d6c 根據(jù) vt圖象可知，該質(zhì)點在 0t1時間內(nèi)做勻加速運動，在 t t 時間1 2內(nèi)保持勻速故選 c.78 m/s2解析 以初速度的方向為正，由公式 vv0at 得 avvt0121.5m/s2 8m/s2，故加速度的大小至少為 8 m/s2.考點二 基礎知識梳理152020x20處所用時間為 t，則 l 2 ， 2，得 t22 2 22122x3面積 正相同負相反基礎題組自測11c 由位移公式 xv t at2 可知物體的初速度 v 0.5 m/s，a 2 m/s2，所以0選項

22、 a、b 錯誤代入數(shù)據(jù)可得前 2 s 內(nèi)的位移為 5 m，選項 c 正確由 vv0at 得第 2 s 末的速度為 4.5 m/s，故 d 錯誤12 b 由 xv t at2 知，僅知道 t 和 x 不能求出 v 和 a，故 a、c、d 錯誤由0v 3at知可求出平均速度，b 正確4a 設初速度為 v，剎車時間為 t，則 00v06t112v t 6t2由解得 t2 s，由 vv at 得 v vat0(6)2 m/s12 m/s，故 a 正0 0確l 1 l 1 25c 設小球滑到 at att，中間時刻的瞬時速度等于時間 t 內(nèi)的平均速度，即為v2.6b 第 1 s 內(nèi)和第 3 s 內(nèi)圖象在

23、時間軸的上方，物體的運動方向都與正方向相同，選項 a 錯誤；vt 圖象中圖象的斜率表示加速度，故第 3 s 內(nèi)和第 4 s 內(nèi)物體的加速度相同，選項 b 正確；vt 圖象中相應圖形的面積表示位移，第 1 s 內(nèi)物體的位移大小 x 11211 m0.5 m第 4 s 內(nèi)物體的位移大小 x 11 m0.5 m ，選項 c 錯誤；由題圖知 02 s 內(nèi)和 04 s 內(nèi)的位移相等，由 v 知t兩段時間內(nèi)的平均速度大小不相等，選項 d 錯誤1621112vv0 1001201220 222222 27(1)3 m/s(2)36 m解析 設加速運動時間為 t1，減速運動時間為 t ，運動過程最大速度為 v21(1)設 04 s 內(nèi)的加速度大小為 a1v：a 3 m/s2 1 t1(2)設 410 s 內(nèi)的加速度大小為 a2v：a 2 m/s2 2 t2則由 x v t a t2得 x 36 m. 2 1 2 2 2 28(1)278 m (2)40 m/s解析 (1)設起飛過程需要經(jīng)過時間為 t1則 t 1 a 9s所以 x at2278 m(2)設初速度為 v 則 50v04.5t2100v t 4.5t聯(lián)立解得 v040