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1、機(jī)械運(yùn)動(dòng)1、如下圖所示,圓軌道AB是在豎直平面內(nèi)的圓周,在B點(diǎn)軌道的切線是水平的,一質(zhì)點(diǎn)自A點(diǎn)從靜止開始下滑,不計(jì)摩擦和空氣阻力,則在質(zhì)點(diǎn)剛要到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度大小為,滑過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度大小為?!痉治觥啃∏蛴葾點(diǎn)到B點(diǎn)所做的運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)的一部分,因而小球剛要到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)為圓周運(yùn)動(dòng),其加速度為向心加速度,其大小為:從A到B,由機(jī)械能守恒定律可得:則物體將要到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為:所以向心加速度的大小為:小球滑過(guò)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),只受重力,加速度等于重力加速度,大小為g?!军c(diǎn)評(píng)】審題時(shí)要注意“剛要到達(dá)B點(diǎn)時(shí)”和“滑過(guò)B點(diǎn)時(shí)”的區(qū)別。到達(dá)B點(diǎn)以前,物體做圓周運(yùn)動(dòng),而滑過(guò)B點(diǎn)后,物體做平拋運(yùn)動(dòng),兩種
2、情況下加速度的求法不同。2、科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié):提出問(wèn)題,作出假設(shè),制訂計(jì)劃,搜集證據(jù),評(píng)估交流等。一組同學(xué)研究“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系”的探究過(guò)程如下:A. 有同學(xué)認(rèn)為:運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān);B. 他們計(jì)劃利用一些“小紙杯”作為研究對(duì)象,用超聲測(cè)距儀器測(cè)量“小紙杯”在空中直線下落時(shí)的下落距離、速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,以驗(yàn)證假設(shè);C. 在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,同學(xué)們首先測(cè)出了單只“小紙杯”在空中下落過(guò)程中不同時(shí)刻的下落距離,將數(shù)據(jù)填入下表中,下圖甲是對(duì)應(yīng)的位移時(shí)間圖線,然后將不同數(shù)量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落,分別測(cè)出它們的速度時(shí)間圖線,如圖乙中圖線1
3、、2、3、4、5所示;D. 同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后,證實(shí)了他們的假設(shè)。時(shí)間/s下落距離/m0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.61.4472.0x(1)在上述過(guò)程中A、C步驟相應(yīng)的科學(xué)探索環(huán)節(jié)分別是、。(2)圖甲中的AB段反映了運(yùn)動(dòng)物體在做運(yùn)動(dòng),表中x處的值為。(3)圖乙中各條圖線具有共同特點(diǎn),“小紙杯”在下落的開始階段做運(yùn)動(dòng),最后“小紙杯”做運(yùn)動(dòng)。(4)比較圖乙中的圖線1和5,指出1.0s1.5s時(shí)間段內(nèi),速度隨時(shí)間變化關(guān)系的差異:。【分析】(1)由題意,A步驟中,有同學(xué)認(rèn)為:運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān),屬于科學(xué)探索環(huán)節(jié)中的“作出假設(shè)”
4、;而C中內(nèi)容是在制訂計(jì)劃后的搜集證據(jù)環(huán)節(jié)。(2)由圖甲可知,AB段xt圖象為傾斜直線,說(shuō)明物體的位移隨時(shí)間均勻增加,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由于物體在相同的時(shí)間內(nèi)位移相等,則:1.4470.957x1.447解得:x1.937。(3)由圖乙可知,物體運(yùn)動(dòng)的加速度越來(lái)越小,而速度越來(lái)越大,所以物體做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),最后“小紙杯”加速度為零,此后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(4)比較圖乙中的圖線1和5,在 1.0s1.5s時(shí)間段內(nèi),圖線1反映紙杯做勻速運(yùn)動(dòng),圖線5反映紙杯依然在做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。序號(hào)參考答案1作出假設(shè)2搜集證據(jù)3勻速41.9375加速度逐漸減小的加速6勻速7圖線1反映速度不隨時(shí)間變
5、化,圖線5反映速度隨時(shí)間繼續(xù)增大(或圖線1反映紙杯做勻速運(yùn)動(dòng),圖線5反映紙杯依然在做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng))【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和探究能力,解本題時(shí)要注意理解x-t和v-t圖像,知道不同圖線的物理含義,會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。3、甲、乙、丙三個(gè)物體同時(shí)同地出發(fā)做直線運(yùn)動(dòng),它們的位移-時(shí)間圖象如圖所示,在20s內(nèi),它們的平均速度大小關(guān)系如何?平均速率大小關(guān)系如何?【分析】平均速度是位移與時(shí)間之比,而平均速率是路程與時(shí)間之比。由位移-時(shí)間圖象可以看出三個(gè)物體的位移是相等的,而甲物體通過(guò)的路程最大,乙與丙兩物體通過(guò)的路程是相等的(但是乙與丙兩物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同)?!窘獯稹吭趕t圖象中
6、,曲線上某點(diǎn)的斜率即為物體在該時(shí)刻的瞬時(shí)速度。本題中圖甲表示物體是做一個(gè)往返運(yùn)動(dòng),而物體乙則為勻速直線運(yùn)動(dòng),物體丙運(yùn)動(dòng)的方向不變,但速度大小在改變。平均速度,甲、乙、丙在20s內(nèi)位移一樣,所以平均速度關(guān)系為:。而平均速率,從st圖可知乙、丙都是做單向直線運(yùn)動(dòng),其中乙做勻速直線運(yùn)動(dòng),而甲做往返運(yùn)動(dòng),的路程最長(zhǎng);乙、丙通過(guò)的路程相等,所以平均速率的關(guān)系為:。【點(diǎn)評(píng)】在分析圖象時(shí),一定要將物體的運(yùn)動(dòng)情況與實(shí)際情況相對(duì)應(yīng),最好是在一條直線上繪出各個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的示意圖,其中包括物體的初始位置、運(yùn)動(dòng)方向、速度大小等物理量,之后再結(jié)合題中要求進(jìn)行求解。4、如圖所示,一個(gè)人站在距離直公路h=50m遠(yuǎn)的B處,公路
7、上有一輛汽車以m/s的速度行駛。當(dāng)汽車與人相距l(xiāng)=200m的A處時(shí),人以速度m/s奔跑,為了使人跑到公路上時(shí)能與車相遇,或者趕在車前面,問(wèn)此人應(yīng)該朝哪個(gè)方向跑?【分析】用表示人看到汽車的視線與人跑動(dòng)的方向之間的夾角,表示視線與公路間的夾角。設(shè)人從B處跑到公路上的D處所用的時(shí)間為,汽車從A處行駛到D處所用的時(shí)間為。于是對(duì)ABD有:,AB=l,ABD=,可利用正弦定理列式求解。【解答】在ABC中根據(jù)正弦定理有:即:則。據(jù)題意,即:故角應(yīng)為56.5123.5?!军c(diǎn)評(píng)】本題較多的應(yīng)用了數(shù)學(xué)知識(shí),且此方法并不常用,此題也可看做是追及相遇問(wèn)題中臨界狀態(tài)的分析與求解。如果在一條直線則需要考慮速度相等這一臨界
8、條件,如果不在同一直線上運(yùn)動(dòng),則需要考慮數(shù)學(xué)中三角形的關(guān)系了。5、質(zhì)點(diǎn)A、B相距l(xiāng)=15m,質(zhì)點(diǎn)A以速度m/s沿直線l方向運(yùn)動(dòng),同時(shí)質(zhì)點(diǎn)B以速度m/s沿垂直于直線l的方向運(yùn)動(dòng),如圖所示,求兩質(zhì)點(diǎn)相隔最近的距離?【分析】?jī)少|(zhì)點(diǎn)不在同一直線上運(yùn)動(dòng),所以需要從數(shù)學(xué)中三角形的關(guān)系入手。因?yàn)閮少|(zhì)點(diǎn)的連線與B質(zhì)點(diǎn)的位移可構(gòu)成直角三角形,所以可以由直角三角形中的三邊關(guān)系列出表達(dá)式,此表達(dá)式中含有時(shí)間t這一末知量,將直角三角形中邊的關(guān)系式整理后可得到關(guān)于時(shí)間t的一元二次方程,由一元二次方程的最小值可求得時(shí)間的值,則可求得兩質(zhì)點(diǎn)相隔最近的距離。【解答】經(jīng)時(shí)間t,質(zhì)點(diǎn)A沿直線l到達(dá)C點(diǎn),它的位移是,質(zhì)點(diǎn)B沿垂直方
9、向到達(dá)D點(diǎn),它的位移為。兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離是:顯然當(dāng)(s),兩質(zhì)點(diǎn)之間距離最小。最小距離為:m【點(diǎn)評(píng)】利用物理方法求極值問(wèn)題這類問(wèn)題要深入分析物理過(guò)程,挖掘物理含義,進(jìn)行科學(xué)判斷和邏輯推理,根據(jù)過(guò)程所依據(jù)的物理概念、定理、定律求出最大值和最小值。利用數(shù)學(xué)方法求極值時(shí)常用的方法有:函數(shù)法(三角函數(shù),二次函數(shù),反比例函數(shù)等)、圖像法等,要具體情況具體分析。6、一列長(zhǎng)100m的隊(duì)伍沿直線勻速前進(jìn),隊(duì)伍中的通訊員接到命令,立即自隊(duì)尾出發(fā)快步勻速趕到隊(duì)前,然后又以同樣的速率返回隊(duì)尾,此過(guò)程中整個(gè)隊(duì)伍前進(jìn)了100m的路程。求此過(guò)程中通訊員走過(guò)的路程是多少?通訊員的位移是多少?【分析】路程是物體通過(guò)徑跡的總長(zhǎng)
10、度,而位移則是物體位置的變化。無(wú)論通訊員是追趕隊(duì)伍還是返回隊(duì)尾,其速率均不變,所以在追趕與返回過(guò)程中總是隊(duì)伍與通訊員完成整個(gè)隊(duì)伍總長(zhǎng)度的前進(jìn)。在追趕過(guò)程中通訊員通過(guò)的位移與隊(duì)伍通過(guò)的位移之差為整個(gè)隊(duì)伍的長(zhǎng)度,返回過(guò)程中通訊員通過(guò)的位移與隊(duì)伍通過(guò)的位移之和為隊(duì)伍的長(zhǎng)度,所以可分別列出追趕與返回過(guò)程的方程;由題意可知在通訊員追及與返回過(guò)程中整個(gè)隊(duì)伍通過(guò)的位移也為隊(duì)伍的總長(zhǎng)度,所以將以上三式聯(lián)立即可求得通訊員通過(guò)的路程。因?yàn)橥ㄓ崋T又返回隊(duì)尾,所以通訊員的位移即隊(duì)伍前進(jìn)的距離?!窘獯稹吭O(shè)隊(duì)伍前進(jìn)的速度大小為,通訊員的速度大小為,通訊員由隊(duì)尾趕至隊(duì)頭所用的時(shí)間為,由隊(duì)頭返回隊(duì)尾的時(shí)間為,并以l表示隊(duì)伍的
11、長(zhǎng)度。則對(duì)于通訊員由隊(duì)尾趕至隊(duì)頭的過(guò)程有:對(duì)于通訊員由隊(duì)頭返回隊(duì)尾的過(guò)程有:而全過(guò)程整個(gè)隊(duì)伍前進(jìn)的距離也恰等于l,即:由式得:此過(guò)程中,通訊員所通過(guò)的路程為:m通訊員的位移與其運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),而僅由其初末位置決定,此過(guò)程中,通訊員的初末位置均在隊(duì)尾,則其位移與整個(gè)隊(duì)伍的位移相同,即為:m。【點(diǎn)評(píng)】本題可視為追及與相遇兩個(gè)問(wèn)題,因?yàn)樵谕恢本€上做勻速運(yùn)動(dòng),所以只需要分析速度、時(shí)間與位移三者之間的關(guān)系即可。分析時(shí)也可以選取隊(duì)伍為參考系,這樣在追及時(shí)通訊員的速度為,在返回時(shí)通訊員的速度為。7、一位電腦動(dòng)畫愛好者設(shè)計(jì)了一個(gè)“貓捉老鼠”的動(dòng)畫游戲,如下圖所示,在一個(gè)邊長(zhǎng)為a的大立方體木箱的一個(gè)頂角G上,老
12、鼠從貓的爪間逃出,沿著木箱的棱邊奔向洞口,洞口處在方木箱的另一頂角A處,若老鼠的奔跑中保持速度大小v不變,聰明的貓也選擇了一條最短的路線奔向洞口(設(shè)貓和老鼠同時(shí)從G點(diǎn)出發(fā)),則貓奔跑的速度為多大時(shí),貓恰好在洞口再次捉住老鼠?【分析】因?yàn)槔鲜笱乩膺M(jìn)洞,所以無(wú)論沿哪個(gè)方向,老鼠達(dá)到洞口時(shí)需要經(jīng)過(guò)三條棱長(zhǎng)的距離,因?yàn)楸寂苓^(guò)程中老鼠的速率不變,所以可求得老鼠達(dá)到洞口所需要的時(shí)間,若想求得貓的速度,則需要找到貓選擇的最短的路線,所以可將立方體展開,則最短路徑為G點(diǎn)與洞口間的直線距離,由直角三角形邊之間的關(guān)系求出最短路徑,則可由時(shí)間求得貓的速度?!窘獯稹看祟}關(guān)鍵是貓所走的最短路程的確定,它并不是沿棱而是沿
13、一長(zhǎng)方形的對(duì)角線,如下圖所示:老鼠到洞的最短距離為3a,時(shí)間。貓從G到A的最短距離為:所以貓奔跑的速度為:【點(diǎn)評(píng)】此題這一立體的追及問(wèn)題,如果利用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行極值的求解是很繁鎖的,甚至?xí)捎跀?shù)學(xué)知識(shí)的缺乏而不可解,但如果轉(zhuǎn)化一下物理情境將立方體展開平鋪,就會(huì)直觀的看出最短距離了。8、如圖所示的滑輪組,物體A、B分別具有向下的加速度和,物體C具有向上的加速度,求、之間的關(guān)系。【分析】如圖可見B、C為兩個(gè)動(dòng)滑輪,通過(guò)一條繩子相連接。在物體A、B下落過(guò)程中物體C上升,此時(shí)三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況較為復(fù)雜,所以可采用假設(shè)法進(jìn)行分析:當(dāng)物體B不動(dòng)時(shí),物體A可認(rèn)為與右邊的定滑輪直接用繩子與C連接,則物體A下落的
14、高度為物體C上升高度的2倍(C為動(dòng)滑輪)。如果A不動(dòng)時(shí),物體B下落高度為物體C上升高度的2倍,分析方法與上述方法相同。所以當(dāng)依題中所述情形運(yùn)動(dòng)時(shí),物體C上升的高度為A、B兩物體下落高度之和的一半,因?yàn)槲矬w均做勻變速直線運(yùn)動(dòng),所以物體在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移與加速度是成正比的,則加速度關(guān)系可求?!窘獯稹课矬wC的運(yùn)動(dòng)與物體A、B的運(yùn)動(dòng)都有聯(lián)系,同時(shí)考慮三者之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系不便于分析,可以先假設(shè)其中一個(gè)物體不動(dòng),分析物體C與另一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,然后再綜合起來(lái)考慮。設(shè)物體B不動(dòng),物體A向下運(yùn)動(dòng),物體C將上升;再設(shè)物體A不動(dòng),物體B向下運(yùn)動(dòng),物體C將上升;當(dāng)物體A、B同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí),物體C上升的高度。因做勻
15、變速運(yùn)動(dòng)的物體在相等時(shí)間內(nèi)位移與加速度成正比,所以三者的加速度關(guān)系是:?!军c(diǎn)評(píng)】定滑輪可以改變力的方向,但不能很省力地拉動(dòng)物體。動(dòng)滑輪不可以改變力的方向,但能很省力地拉動(dòng)物體。滑輪組結(jié)合了定滑輪和動(dòng)滑輪,這樣既可以改變力的方向,又能很省力地拉動(dòng)物體。若不計(jì)滑輪組使用中所做的額外功,動(dòng)滑輪用的越多越省力。在分析滑輪組問(wèn)題(繩子末端拉力,各物體的速度、加速度值,功率等)時(shí)一定要注意繩子的繞向,有時(shí)也可通過(guò)滑輪下落與上升的高度情況來(lái)分析速度與加速度等物理量之間的關(guān)系。9、如圖所示,一水平放置的圓筒正在以中軸線為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),圓筒底部的半徑為R,桶側(cè)壁上有一小孔,當(dāng)小孔轉(zhuǎn)到桶的最上方時(shí),在孔正上方h處由
16、靜止開始下落的小球恰好由小孔進(jìn)入圓筒。已知圓孔半徑足夠大,以使小球穿過(guò)時(shí)不受阻礙,如果圓筒的轉(zhuǎn)速滿足一定的值,則小球可以從圓筒中間穿落,要使小球穿桶下落,圓筒的轉(zhuǎn)速為n=?!痉治觥啃∏蛞恢弊鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng),在筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與筒轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間相等,當(dāng)小球可以穿出時(shí),圓桶上方小孔必須轉(zhuǎn)至下方,則可知圓桶轉(zhuǎn)過(guò)半周或一個(gè)半周或兩個(gè)半周等均可滿足要求。由自由落體公式可知小球在筒內(nèi)下落的時(shí)間為:這時(shí)小孔應(yīng)該轉(zhuǎn)到最下方,所用的時(shí)間為:(k=0,1,2,3,)由:解得:(k=0,1,2,3,)?!军c(diǎn)評(píng)】物理習(xí)題在解答過(guò)程中必須對(duì)研究對(duì)象的可能的物理狀態(tài)、可能發(fā)生的物理過(guò)程或現(xiàn)象進(jìn)行判斷、討論,在解答此類題時(shí),要將所
17、有情況考慮全面,而有些問(wèn)題往往考慮不周、丟三落四。10、機(jī)械運(yùn)動(dòng)按軌跡分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng),按運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)(加速度)又分為勻速和變速運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的有A勻速運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)B勻變速運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)C曲線運(yùn)動(dòng)都是變速運(yùn)動(dòng)D曲線運(yùn)動(dòng)不可能是勻變速運(yùn)動(dòng)【分析】由題意,勻速運(yùn)動(dòng)中的“勻”指的是速度恒定,即速度大小和方向都不變。所以勻速運(yùn)動(dòng)是指勻速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確。勻變速運(yùn)動(dòng)包括勻變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速曲線運(yùn)動(dòng)兩種,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向每時(shí)每刻都在發(fā)生變化,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確。物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),若加速度不變,則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。綜上所述,答案選AC。
18、【點(diǎn)評(píng)】本題考查機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分類,運(yùn)動(dòng)可以分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng),直線運(yùn)動(dòng)又分為變速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng),變速直線運(yùn)動(dòng)又可以分為勻變速直線運(yùn)動(dòng)和非勻變速直線運(yùn)動(dòng);曲線運(yùn)動(dòng)也可以分為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)和非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。“勻變”還是“不勻變”注意取決于合外力(加速度)是否恒定。1、如下圖所示,某人與一平直公路的垂直距離h=50m,有一輛汽車以速度m/s沿此公路從遠(yuǎn)處駛來(lái),當(dāng)人與汽車相距L=200m時(shí),人開始勻速跑動(dòng),若人想以最小的速度趕上汽車,人應(yīng)沿與成多大角度的方向以多大的速度跑動(dòng)?【分析】如果汽車靜止在路面上,這個(gè)問(wèn)題就非常簡(jiǎn)單,人只要沿著人、車的連線方向運(yùn)動(dòng)即可。在本題中,由于汽車在運(yùn)動(dòng),
19、問(wèn)題就較為復(fù)雜,但是,如果我們以汽車為參考系,這個(gè)問(wèn)題就變得較為簡(jiǎn)單,同樣只要人沿著人、車的連線方向運(yùn)動(dòng)(即人相對(duì)于汽車的運(yùn)動(dòng)方向沿人、車的連線方向)就可趕上汽車。這時(shí),由于是以汽車為參考系,人相對(duì)汽車來(lái)說(shuō)已經(jīng)具有一個(gè)分速度(負(fù)號(hào)表示方向相反),我們只要解決的是另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)(即人相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng))的大小和方向問(wèn)題就解決了?!窘獯稹咳缦聢D甲所示,以汽車為參考系,人相對(duì)于汽車的合運(yùn)動(dòng)的方向如圖中虛線OP所示,人相對(duì)汽車的分速度,人相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)速度為v,由圖可知,要使v最小,v的方向顯然應(yīng)垂直于OP連線方向。設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)方向(即方向)與OP連線夾角為,則:所以最小速度為:m/s2.4m/s【點(diǎn)評(píng)】
20、本題考查機(jī)械運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí),靈活選擇參考系往往可使問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。在本題中,如果我們?nèi)砸缘孛鏋閰⒖枷?,可以假設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t人正好趕上汽車(同時(shí)到達(dá)某點(diǎn)B),如上圖乙所示。根據(jù)矢量三角形知識(shí)及數(shù)學(xué)極值問(wèn)題的討論方法,也可得到相同結(jié)論。2、做直線運(yùn)動(dòng)的物體,第1s內(nèi),第2s內(nèi),第3s內(nèi),的位移分別為1m,2m,3m,則此物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是A勻變速直線運(yùn)動(dòng)B非勻變速直線運(yùn)動(dòng)C可能是勻變速運(yùn)動(dòng),也可能是非勻變速直線運(yùn)動(dòng)D是加速度不斷增大的運(yùn)動(dòng)【分析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,物體在任意連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之差相等,應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出是任意相等的時(shí)間,而本題相等的時(shí)間限定為1s,位移的變化量相等,那么,
21、相等的其他時(shí)間內(nèi)位移的變化是否相等,不能判定,故物體可能是勻變速運(yùn)動(dòng),也可能是非勻變速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)C正確。答案選C?!军c(diǎn)評(píng)】在用判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)一定要注意T的任意性與連續(xù)性,即必須為相鄰的相等時(shí)間間隔。對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論或初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例式有多個(gè),所以在求解勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)既要靈活運(yùn)用又要注意使用條件。3、寫出圖1圖6中各圖象表示的物體的運(yùn)動(dòng)情況?!痉治觥糠治鰣D象時(shí)首先看圖象的橫縱坐標(biāo),再看圖線的形狀,結(jié)合初始值進(jìn)行分析:圖1為位移時(shí)間圖象,物體的位移不隨時(shí)間發(fā)生變化,所以物體處于靜止?fàn)顟B(tài),其初始位置為與圖與縱軸的交點(diǎn)值。圖2為速度時(shí)間圖象,物體的速度不隨時(shí)
22、間發(fā)生變化,所以物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),其速度為圖線與縱軸的交點(diǎn)值。圖3為加速度時(shí)間圖象,物體的加速度不隨時(shí)間發(fā)生變化,所以物體做勻變速度直線運(yùn)動(dòng)(不能僅僅認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng),因?yàn)槌跛俣确较蛭粗?,其值為圖線與縱軸交點(diǎn)值。圖4為位移時(shí)間圖象,物體的位移隨時(shí)間均勻增加,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以由可求得物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度值。圖5為速度時(shí)間圖象,物體的速度隨時(shí)間增勻增加,所以物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以由可求得物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度值。圖6為加速度時(shí)間圖象,且物體的加速度隨時(shí)間均勻增大,所以物體做變加速直線運(yùn)動(dòng),因?yàn)閳D線在第I象限,所以加速度僅僅大小發(fā)生變化而方向不變?!窘獯稹繄D1:物體處
23、于靜止?fàn)顟B(tài);靜止在與原點(diǎn)相距處。圖2:物體以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),在v-t圖中讀不出物體的初始位置。圖3:物體以加速度做勻加速(或勻減速)直線或曲線運(yùn)動(dòng),即勻變速運(yùn)動(dòng)。圖4:物體在距原點(diǎn)處開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為vtan。圖5:物體做初速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為atan。圖6:物體做變加速運(yùn)動(dòng)。加速度的方向不變,而加速度的大小不斷增加?!军c(diǎn)評(píng)】在分析圖象題時(shí)要注意以下幾點(diǎn):(1)圖象的橫縱坐標(biāo)所表示的物理量,因?yàn)閳D線形狀相同,坐標(biāo)不同所代表的物理意義也不同。(2)注意圖線的形狀,因?yàn)橥蛔鴺?biāo)系中不同形狀的圖線所代表的情況也是不同的。(3)注意圖線的斜率是否存在物理意義。(4)注意圖線的交
24、點(diǎn)與拐點(diǎn)的含義。(5)有時(shí)還要分析圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積是不是存在物理意義。4、游泳作為一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng),十分普及,游泳可以健身、陶冶情操。北京體育大學(xué)青年教師張健第一個(gè)不借助漂浮物而橫渡渤海海峽,創(chuàng)造了男子橫渡渤海海峽最長(zhǎng)距離的世界記錄,為我國(guó)爭(zhēng)得榮譽(yù)。2000年8月8日8時(shí)整,張健從旅順老鐵山南岬角準(zhǔn)時(shí)下水,于8月10日22時(shí)抵達(dá)蓬萊閣東沙灘,游程123.58km,直線距離109km,不借助任何漂浮物橫渡了渤海海峽,創(chuàng)造了男子橫渡渤海海峽最長(zhǎng)距離的世界記錄。試求:(1)在這次橫渡中,張健游泳的平均速度為多大?(保留兩位有效數(shù)字)(2)在這次橫渡中,張健游泳的平均速率又是多少?【分析】平均速度
25、由位移和時(shí)間的比值確定,平均速率由路程和時(shí)間的比值確定。【解答】張健在這次游泳中的平均速度速度和平均速率速率分別為:m/s0.55m/s【點(diǎn)評(píng)】解此類題一定要弄清楚:平均速度是矢量,平均速率是標(biāo)量,瞬時(shí)速率等于瞬時(shí)速度的大小。質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),平均速率等于同一段時(shí)間的平均速度的大小,因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的路程和它的位移的大小相等。質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),在同一時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路程與位移的大小不相等,所以質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速率不等于它的平均速度的大小。5、兩輛完全相同的汽車,沿水平直線一前一后勻速行駛,速度均為,若前車突然以恒定加速度剎車,在它剛停車后,后車以與前車相同的加速度開始剎車,已知前車在剎車
26、過(guò)程中所行駛的距離為s,若要保證兩車在上述情況下不相撞,則兩車在勻速行駛時(shí)應(yīng)保持距離至少為AsB2sC3sD4s【分析】根據(jù)題意,作出前車剎車后兩車的v-t圖象,如下圖:分別為圖中的AC和ABD,圖中三角形AOC的面積為前車剎車后的位移s,梯形ABDO面積為前車剎車后后車的位移,由于前后兩車剎車的加速度相同,所以圖中ACBD,OC=CD,即梯形ABDO的面積是三角形AOC面積的三倍。即:。為了使兩車不發(fā)生相撞,兩車行駛時(shí)應(yīng)保持的距離至少是:答案選B。【點(diǎn)評(píng)】本題中采用圖象法的妙處在于圖象能形象地表示出兩車位移變化的物理情境??梢哉f(shuō),作出上圖后一眼便可看出答案。6、下列關(guān)于平均速度和瞬時(shí)速度的說(shuō)
27、法中正確的是A做變速運(yùn)動(dòng)的物體在相同時(shí)間間隔里的平均速度是相同的B瞬時(shí)速度就是運(yùn)動(dòng)的物體在一段較短的時(shí)間內(nèi)的平均速度C平均速度就是初、末時(shí)刻瞬時(shí)速度的平均值D某物體在某段時(shí)間內(nèi)的瞬時(shí)速度都為零,則該物體在這段時(shí)間內(nèi)靜止【分析】平均速度對(duì)應(yīng)一段時(shí)間或一段位移,不同段的平均速度一般不同,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻或某一位置的速度,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確。平均速度等于對(duì)應(yīng)某過(guò)程的總位移與總時(shí)間的比值,一般不能用初、末瞬時(shí)速度的平均值來(lái)表示(勻變速直線運(yùn)動(dòng)除外),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案選D?!军c(diǎn)評(píng)】(1)談到平均速度必須說(shuō)清是哪段位移或哪段時(shí)間內(nèi)平均速度,平均速度只能粗略的反應(yīng)物體的運(yùn)動(dòng)情況。
28、(2)平均速度與平均速率不同,平均速度是用位移與時(shí)間的比值去求解,比如一個(gè)運(yùn)動(dòng)員在操場(chǎng)上跑完一整圈,其平均速度為零;而平均速率是路程與時(shí)間的比值,比如一個(gè)運(yùn)動(dòng)員在操場(chǎng)上跑完一整圈,其平均速率不為零。(3)瞬時(shí)速度與某一時(shí)刻或某一位置相對(duì)應(yīng),可以精確的反應(yīng)物體運(yùn)動(dòng)情況。7、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng),加速度的方向始終與速度方向相同,但加速度大小逐漸減小直至為零,則在此過(guò)程中A速度逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最小值B速度逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最大值C位移逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移將不再增大D位移逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移達(dá)到最小值【分析】由于加速度方向跟
29、速度方向相同,所以速度逐漸增大,直到加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最大。在此過(guò)程中,物體的位移始終增大。答案選B?!军c(diǎn)評(píng)】物體在運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的空間位置會(huì)發(fā)生變化,產(chǎn)生一定的位移,當(dāng)物體受到力的作用時(shí),就會(huì)產(chǎn)生加速度,物體的速度也就隨之發(fā)生變化,可見,速度和位移、加速度和速度變化存在著因果關(guān)系,若將其因果關(guān)系顛倒就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。8、甲、乙、丙三人各乘一輛飛艇,甲看到樓房勻速上升,乙看到甲艇勻速上升,丙看到乙艇勻速下降,甲看到丙艇勻速上升,則甲、乙、丙艇相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)情況可能是A甲和乙勻速下降,且,丙靜止B甲和乙勻速下降,且,丙勻速上升C甲和乙勻速下降,且,丙勻速下降D甲勻速下降,乙勻速上升,丙靜止不
30、動(dòng)【分析】甲看到樓房勻速上升,以地球?yàn)閰⒖枷?,說(shuō)明甲艇在勻速下降。乙看到甲艇勻速上升,說(shuō)明乙艇也在勻速下降,且乙艇下降的速度大于甲艇下降的速度,即。丙看到乙艇勻速下降,丙的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于地面可能有三種情況:(1)丙靜止;(2)丙勻速下降,但;(3)丙勻速上升。丙的三種情況都符合丙看到的乙艇勻速下降的情形。至于甲看到丙勻速上升,丙同樣可能有三種情況:(1)丙靜止;(2)丙勻速下降,但;(3)丙勻速上升。綜上分析,該題答案為ABC?!军c(diǎn)評(píng)】在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)一定要選擇參考系,為了定性的描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,中學(xué)物理中常用的坐標(biāo)系有直線坐標(biāo)系和平面直角坐標(biāo)系,可分別用
31、來(lái)研究物體沿直線的運(yùn)動(dòng)和在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況。9、下表是京九鐵路北京西至深圳某一車次的時(shí)刻表,設(shè)火車在表中路段做直線運(yùn)動(dòng),且每一個(gè)車站都準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá),準(zhǔn)時(shí)開出。則火車由霸州車站開出直至到達(dá)衡水車站,運(yùn)動(dòng)的平均速度為km/h,在零時(shí)10分這一時(shí)刻,火車的瞬時(shí)速度為。北京西深圳自北京西起/千米站名深圳北京西22:180北京西6:3523:3023:3392霸州5:235:200:080:11147任丘4:394:361:391:45274衡水3:103:04【分析】本題主要考查通過(guò)時(shí)刻表獲取有用信息的能力。火車由霸州車站開出直至到達(dá)衡水車站的位移可由時(shí)刻表中對(duì)應(yīng)里程之差求得,所用時(shí)間可用到達(dá)衡水時(shí)刻減去
32、離開霸州時(shí)刻求得。由時(shí)刻表可知,火車在零時(shí)10分這一時(shí)刻停在任丘站。從霸州車站到衡水車站火車的位移為:s274km92km182km所用時(shí)間為:t(24:001:39)23:332:06即用了兩個(gè)小時(shí)又6分鐘,所以t2.1h。由公式km/h在0:10這一時(shí)刻,火車停在任丘車站,故瞬時(shí)速度為零。【點(diǎn)評(píng)】圖表信息類問(wèn)題是題設(shè)條件或結(jié)論中包含有圖、表的試題,這類題目的解題條件主要靠圖、表給出,所以在解答這類試題的過(guò)程中,要仔細(xì)觀察圖、表所含的信息,并對(duì)所得的信息進(jìn)行整理、分析、加工,最終求得問(wèn)題的解答。它著重考查了同學(xué)們識(shí)圖看表的能力以及處理信息的能力。10、甲、乙兩站相距60km,從甲站向乙站每隔
33、10(min)開出一輛汽車,速度都是60km/h。一位乘客坐在以60km/h的速度從乙站向甲站開出的汽車上,正當(dāng)他的汽車開動(dòng)時(shí),第一輛汽車同時(shí)從甲站開出,這位乘客在途中遇到從甲站開出的汽車數(shù)量是A5輛B10輛C6輛D11輛【分析】本題可以計(jì)算出乘客從乙站到甲站所用的時(shí)間為1h60(min),即乘客在從乙站到達(dá)甲站的時(shí)間內(nèi),所有從甲站開出的車(6輛)都能遇到,所以答案為C?!军c(diǎn)評(píng)】本題若用圖象法求解顯得更加明了、直觀。畫出乘客運(yùn)動(dòng)的st圖象如圖中實(shí)線所示:從甲站開出的汽車的st圖象可用圖中虛線表示,交點(diǎn)處即為相遇時(shí)刻。1、關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡,如下說(shuō)法正確的是A一切勻速運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線B一切勻加
34、速運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線C一切初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線【分析】速度是矢量,它的大小和方向都不變時(shí),軌跡一定是直線,選項(xiàng)A正確。做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體,初速度為零時(shí),質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向始終與加速度方向相同,運(yùn)動(dòng)軌跡是直線;初速度不為零時(shí),只有當(dāng)加速度方向跟初速度方向相同或相反時(shí)軌跡都是直線。如豎直下拋、豎直上拋運(yùn)動(dòng)等,如果加速度方向與初速度方向成一角度運(yùn)動(dòng)軌跡就是曲線,如平拋、斜拋運(yùn)動(dòng)等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確。答案選AC?!军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于物體的運(yùn)動(dòng)軌跡主要看其運(yùn)動(dòng)方向與其受力方向間的關(guān)系,如果速度與合外力在一條直線上,則物體做直線運(yùn)動(dòng),如果速度與合外力不在一條直線上,則物體做曲線運(yùn)動(dòng)。2、關(guān)于勻速直線運(yùn)
35、動(dòng)的以下說(shuō)法中,正確的是A只要每秒鐘的位移相同,一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)B速度的大小和方向不變C任何時(shí)間內(nèi)的位移大小與路程相等D任何一段時(shí)間的平均速度都等于即時(shí)速度【分析】物體每秒鐘的位移相同,并不一定意味每個(gè)0.5秒、每個(gè)0.1秒、每個(gè),即每個(gè)任何相等的時(shí)間內(nèi)的位移相同,因此物體運(yùn)動(dòng)的速度不一定是均勻的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。速度是矢量,它的大小和方向都不變時(shí)才為勻速直線運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)B正確。因?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都不變,所以任何時(shí)間內(nèi)的位移大小與路程相等,選項(xiàng)C正確。因?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間為一次函數(shù),即s=vt,所以任何一段時(shí)間的平均速度都等于即時(shí)速度,選項(xiàng)D正確。答案選BCD。【點(diǎn)評(píng)】勻
36、速直線運(yùn)動(dòng)是指速度大小和方向均不變的運(yùn)動(dòng),所以任何時(shí)間內(nèi)的位移大小與路程相等 、任何一段時(shí)間的平均速度都等于即時(shí)速度。3、有位乘客坐在一輛速度為的火車甲中,旁邊平行的軌道上迎而開來(lái)另一列速度是的火車乙。這位乘客從窗口看見乙車駛過(guò)他身旁需多長(zhǎng)時(shí)間?設(shè)乙車長(zhǎng)為l?!痉治觥恳?yàn)榧?、乙兩車運(yùn)動(dòng)速度方向相反,所以乘客從窗口看見乙車在駛過(guò)他身旁時(shí),乘客所坐在火車也在運(yùn)動(dòng),所以其為二者共同運(yùn)動(dòng)通過(guò)車長(zhǎng)?!窘獯稹吭O(shè)在時(shí)間t內(nèi)甲車的位移是,乙車的位移是,則:即:所以乘客從窗口看見乙車駛過(guò)他身旁所需時(shí)間。【點(diǎn)評(píng)】也可用st圖像求解,做出兩車運(yùn)動(dòng)的st圖象,如下圖所示:乘客看見乙車從他身旁馳過(guò)的時(shí)間等于兩車車頭相齊
37、起到甲車車頭與乙車車尾相齊的一段時(shí)間。它等于圖中兩條位移圖像交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。由圖中看出:所以:。4、質(zhì)點(diǎn)作加速度不斷減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),則A速度v繼續(xù)增大,直到加速度為零時(shí)為止B位移繼續(xù)增大,直到速度為零時(shí)為止C速度v不斷減小,直到加速度為零時(shí)為止D位移隨時(shí)間不斷增大位移不斷減小,最后停止【分析】物體的加速度減小方向不變時(shí),物體仍做加速運(yùn)動(dòng),速度v繼續(xù)增大;當(dāng)加速度減小為零時(shí),此時(shí)速度為最大。在這過(guò)程中,物體的位移一直增大,當(dāng)加速度等于零時(shí),物體開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),位移仍然增大,選項(xiàng)A、D正確。答案選AD?!军c(diǎn)評(píng)】加速度與速度無(wú)直接關(guān)系,加速度與速度的變化有關(guān),如果加速度與速度同向,無(wú)論國(guó)度
38、如何變化,則物體的速度增加。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)物體速度的方向沒(méi)有發(fā)生變化,所以運(yùn)動(dòng)物體的位移一直在增加。5、一個(gè)物體從靜止開始速度均勻增加,經(jīng)t秒速度達(dá)到,然后做勻速直線運(yùn)動(dòng),錯(cuò)誤的說(shuō)法是At秒末速度和加速度都最大B運(yùn)動(dòng)最初一瞬間速度和加速度均為零C速度為零時(shí)加速度為零;加速度為零時(shí)速度為零D速度最大時(shí)加速度最大【分析】物體在開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度始終不變。由加速度定義式知,只要物體的加速度,物體的速度就要發(fā)生變化,所以當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的速度不發(fā)生變化,所以物體的加速度為零。以上說(shuō)法均錯(cuò),答案選ABCD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分析,而物體的運(yùn)動(dòng)是由物體所受到的合外力與其初速度
39、決定的,目前只能從加速度與速度的關(guān)系入手進(jìn)行分析:加速度與速度同向則物體做加速運(yùn)動(dòng);加速度與速度反向則物體做減速運(yùn)動(dòng);加速度為零,則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。6、關(guān)于合力對(duì)物體速度的影響,下列說(shuō)法正確的是A如果合力方向總跟速度方向垂直,則物體速度大小不會(huì)改變,而物體速度方向會(huì)改變B如果合力方向跟速度方向之間的夾角為銳角,則物體的速度將增大,方向也發(fā)生改變C如果合力方向跟速度方向成鈍角,則物體速度將減小,方向也發(fā)生改變D如果合力方向與速度方向在同一直線上,則物體的速度方向不改變,只是速率發(fā)生變化【分析】合力是否改變速度的大小,取決于合力在速度方向上的分力情況,如果分力與速度同向,則加速度方向與速度同向
40、,速度將增大;如果分力與速度反向,則加速度方向與速度反向,速度將減小。如果合力與速度方向垂直,則在速度方向上分力為零,加速度也為零,速度大小不變。即如果合力方向總跟速度方向垂直,則物體速度大小不會(huì)改變,只是物體速度方向改變,選項(xiàng)A說(shuō)法正確。如果合力方向跟速度方向之間的夾角為銳角,即分力與速度同向,則物體的速度將增大,方向也發(fā)生改變,可見選項(xiàng)B正確。如果合力方向跟速度方向成鈍角,即分力與速度反向,則物體速度將減小,方向也發(fā)生改變,選項(xiàng)C正確。合力方向跟速度方向在同一直線上時(shí)有兩種情況:如果二者方向相同,則合力只改變速度的大小,不改變速度的方向;如果二者方向相反,則合力先使物體的速度不斷減小,當(dāng)速
41、度減為零后,速度方向與原來(lái)相反,隨后速度再逐漸增大,可見選項(xiàng)D錯(cuò)誤。綜上所述,答案選ABC?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí),物體做加速運(yùn)動(dòng)還是做減速運(yùn)動(dòng),取決于合外力的方向與速度方向之間的關(guān)系,速度大小的改變?nèi)Q于合力在速度方向上的分力。7、在光滑水平面上有一質(zhì)量為2kg的物體,受幾個(gè)共點(diǎn)力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)突然將與速度反方向的2N力水平旋轉(zhuǎn)90,則關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)情況的敘述正確的是A物體做速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)B物體做加速度為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C物體做速度越來(lái)越大的曲線運(yùn)動(dòng)D物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng),其速度越來(lái)越大【分析】物體原來(lái)所受合外力為零,當(dāng)將與速度反方向的2N水平旋轉(zhuǎn)90后,其受力相當(dāng)于
42、如下圖所示,其中F是與的合力,由于,則N,且大小、方向都不變,是恒力。那么根據(jù)牛頓第二定律可知,物體的加速度為:且加速度是恒定的,又因?yàn)镕與v夾角90,所以物體做速度越來(lái)越大、加速度恒為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。只有選項(xiàng)B、C正確。答案選BC?!军c(diǎn)評(píng)】解本題需要注意:只要合外力(加速度)恒定,就是勻變速運(yùn)動(dòng);是加速還是減速要根據(jù)合外力與速度夾角來(lái)判斷;是直線還是曲線運(yùn)動(dòng)要根據(jù)合外力與速度是否共線來(lái)判斷。8、月亮的陰晴圓缺使人們知道,月亮的運(yùn)動(dòng)軌跡可近似認(rèn)為是以地球?yàn)橹行牡膱A。關(guān)于月亮的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是A月亮做勻速運(yùn)動(dòng)B月亮運(yùn)動(dòng)的加速度為零C月亮受到指向地心的力的作用,且這個(gè)力大小不變D月亮不受力
43、的作用【分析】月亮運(yùn)動(dòng)的軌道可近似認(rèn)為是一個(gè)以地球?yàn)橹行牡膱A,由此我們知道月亮做曲線運(yùn)動(dòng)。由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知,月亮受到合外力一定不等于零,則月亮運(yùn)動(dòng)的加速度不為零。由我們的觀察和經(jīng)驗(yàn)知,月亮繞地球做曲線運(yùn)動(dòng)的速率不變化,因此,月亮應(yīng)該受到一個(gè)與速度方向垂直的力,也就是沿著軌道半徑指向地心的力的作用。因?yàn)樵铝吝\(yùn)動(dòng)的速率大小是不變的,可以知道月亮的速度方向改變是均勻的,也就是說(shuō),月亮速度在相同的時(shí)間內(nèi)改變的角度是相同的。由曲線運(yùn)動(dòng)方向改變的原因推知,月亮受到的指向地心的力大小應(yīng)該不變化。只有選項(xiàng)C正確,答案選C?!军c(diǎn)評(píng)】科學(xué)的發(fā)展基于觀察、實(shí)驗(yàn)和對(duì)現(xiàn)象本質(zhì)的探索,能夠由月象的變化而知道月亮
44、繞地球運(yùn)動(dòng)的速率不發(fā)生變化,進(jìn)而由圓形的軌道而知道月亮速度方向均勻變化,進(jìn)一步探究而知道月亮受到的指向地心的力大小不變??疾榱藢W(xué)生對(duì)速度方向變化原因的理解。9、如下圖所示,半徑為R的圓盤繞垂直于盤面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),其正上方h處沿OB方向水平拋出一小球,要使球與盤只碰一次,且落點(diǎn)為B,則小球的初速度v,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度?!痉治觥浚?)小球做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得:則小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:由題意可知小球的水平位移為R,所以小球的初速度為:(2)要想使小球恰好落在B點(diǎn),在時(shí)間t內(nèi)盤轉(zhuǎn)過(guò)的角度應(yīng)為2的整數(shù)倍即:n2又因?yàn)閠,則轉(zhuǎn)盤角速度為:【點(diǎn)評(píng)】本題同時(shí)涉及圓周運(yùn)動(dòng)和平
45、拋運(yùn)動(dòng)這兩種不同的運(yùn)動(dòng),這兩種不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律在解決同一問(wèn)題時(shí),必然有一個(gè)物理量起橋梁作用,把兩種不同運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái),這一物理量常常是“時(shí)間”。10、如下圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端拴住一個(gè)小球,在O點(diǎn)的正下方與O點(diǎn)相距的地方有一枚與豎直平面垂直的釘子,把球拉起使細(xì)繩在水平方向伸直,由靜止開始釋放,當(dāng)細(xì)繩碰到釘子的瞬間,下列說(shuō)法正確的是A小球的角速度突然增大B小球的線速度突然增大C小球的向心加速度突然增大D小球懸線的拉力突然增大【分析】細(xì)繩一碰到釘子,軌道半徑減半,圓周運(yùn)動(dòng)的圓心變?yōu)镻點(diǎn),由于只是細(xì)繩碰釘子,小球并未受到其他外力作用而改變速度大小,即小球的線速度不變。由可知,線速度不變
46、,半徑減小時(shí)變大,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由可知,線速度不變,半徑減小時(shí)a增大,選項(xiàng)C正確。在經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí),由受力分析可知:,即:,則向心加速度增大時(shí)小球懸線的拉力F增大,選項(xiàng)D正確。答案選項(xiàng)ACD?!军c(diǎn)評(píng)】半徑的變化是一切變化的根源。而小球速度并未突然改變,其原因是小球并未突然受到一個(gè)什么力來(lái)改變其速度,切線方向沒(méi)有力,線速度自然變不了。1、某質(zhì)點(diǎn)同時(shí)受到在同一平面內(nèi)的幾個(gè)恒力作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中撤去某一個(gè)力,則該質(zhì)點(diǎn)A一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B一定做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C其軌跡可能是拋物線D可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【分析】因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在同一平面內(nèi)同時(shí)受幾個(gè)力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng),其合力必為零。所以
47、在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中撤去某一個(gè)力,剩余幾個(gè)力的合力與該力大小相等,方向相反。據(jù)牛頓第二定律,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)加速度恒定不變,做勻變速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡:當(dāng)合外力方向與運(yùn)動(dòng)速度方向在同一直線上,則做勻變速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)合外力與運(yùn)動(dòng)速度方向不在一直線上,其軌跡是拋物線,做類平拋運(yùn)動(dòng),但不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件為合力大小不變,方向總與運(yùn)動(dòng)速度方向垂直。答案選C?!军c(diǎn)評(píng)】本題是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分析,分析時(shí)要從合外力與初速度兩個(gè)方面進(jìn)行考慮,同時(shí)求解此類問(wèn)題時(shí)還需要掌握幾種常見的運(yùn)動(dòng)模型(自由落體、平拋、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧振動(dòng)等等)的力與運(yùn)動(dòng)的特征。2、一質(zhì)點(diǎn)在xOy平面上運(yùn)動(dòng),它在x方向的分運(yùn)動(dòng)
48、和y方向分運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖所示。求:(1)在=10s時(shí),質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度;(2)在s時(shí),質(zhì)子點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的位移大小?!痉治觥恳?yàn)関t圖線反應(yīng)了物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,其作用之一就是可以讀出運(yùn)動(dòng)物體在每個(gè)時(shí)刻的速度,由圖可以得出t=10s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在兩軸方向的速度。因?yàn)閮奢S垂直,所以兩速度垂直,由平行四邊形定則可求出合速度的大小,由數(shù)學(xué)三角函數(shù)可求得該瞬時(shí)速度與某軸的夾角。由vt圖象還可知物體運(yùn)動(dòng)的位移,此位移大小為圖線與時(shí)間軸所圍的面積,所以可求得質(zhì)點(diǎn)在時(shí)兩軸方向上的位移,同理可求得質(zhì)點(diǎn)的合位移?!窘獯稹浚?)當(dāng)s,從圖象可知m/s、2m/s,故質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為:m/s與x軸的夾角:ar
49、ctan(2)當(dāng)s時(shí),從圖線可知,此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的x方向的分位移大小等于矩形OABC的面積,即m。從圖線知,此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的y方向的分位移大小等于梯形ODEF的面積,即:m質(zhì)子點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的位移:(m)【點(diǎn)評(píng)】合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)互不影響,且具有等時(shí)性。題中質(zhì)點(diǎn)沿y軸方向的位移也可由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得,但那樣遠(yuǎn)沒(méi)有用面積求解簡(jiǎn)單。3、如圖所示,一船自A點(diǎn)過(guò)河,船速,水速,河寬s,如船速方向垂直河岸,經(jīng)10min船達(dá)C點(diǎn),測(cè)得BC120m,如船速度方向與AB線成角,12.5min船達(dá)到B點(diǎn),求:(1)角的大?。唬?)水速的大?。唬?)船速的大?。唬?)河寬s?!痉治觥恳?yàn)楹线\(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性的特
50、點(diǎn),當(dāng)船速與AB線有夾角時(shí),船垂直于岸的分速度變小,所以過(guò)河時(shí)間變長(zhǎng)。兩次過(guò)河時(shí)間比等于船垂直于岸的速度之比,所以角可求。因?yàn)楫?dāng)船頭垂直于岸過(guò)河過(guò)程中沿岸的位移僅與水流速度與過(guò)河時(shí)間有關(guān),結(jié)合過(guò)河時(shí)間即可求得水流的速度。當(dāng)船頭指向上游時(shí),其合運(yùn)動(dòng)方向由A指向B,由直角三角形邊角關(guān)系可得船的速度。河寬與船垂直于岸的速度與過(guò)河時(shí)間有關(guān),由上以求解的物理量,即可得河寬。【解答】(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理和合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)等時(shí)性原理,如河水是靜止的,則船以由A到B歷時(shí)10min,由A到D歷時(shí)12.5min。則:解得:=arccos(2)根據(jù)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)等時(shí)性原理:(m/s)(3)研究與AB成角的情況,
51、如下圖所示:方向?yàn)锽指向B,合運(yùn)動(dòng)方向?yàn)锽指向B。其速度為:(m/s)(4)由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理:(m)【點(diǎn)評(píng)】小船過(guò)河時(shí),由于水流的沖擊會(huì)使得船偏離船頭的指向,水流越大,偏離角度越大。此類習(xí)題可出現(xiàn)過(guò)河時(shí)間最短與過(guò)河距離最短兩種題型,分析時(shí)還要注意船速與水流速度的大小關(guān)系。4、河寬d3000m,河水流速m/s,小船在靜水中航行速度m/s。求:(1)如果船頭航向是與河岸成=30角斜向上開,它過(guò)河需多長(zhǎng)時(shí)間?(2)上述航行到達(dá)對(duì)岸的位置?!痉治觥坑蛇\(yùn)動(dòng)的合成與分解可知小船過(guò)河的時(shí)間僅與河寬、小船垂直于河岸的速度有關(guān),所以由平等四邊形定則將小船的速度沿垂直于岸與平行于岸的方向分解,求得小船垂直于岸的
52、速度后結(jié)合河寬即可求得渡河時(shí)間。小船達(dá)到對(duì)岸的位置由兩個(gè)因素決定,一是小船過(guò)河時(shí)間,二是船沿河岸方向的合速度,結(jié)合題中條件可求得小船沿河岸方向運(yùn)動(dòng)的合速度,結(jié)合過(guò)河時(shí)間可求出小船達(dá)到對(duì)岸的位置?!窘獯稹浚?)當(dāng)小船以任意角度渡河時(shí)可以將船速沿垂直于河岸和沿河岸兩個(gè)方向進(jìn)行分解。如圖所示,小船的渡河時(shí)間由河寬和小船垂直于河岸方向分速度決定。即:s(2)小船到達(dá)的位置由船沿水流方向的分速度和水速共同決定,即:m,偏向上游?!军c(diǎn)評(píng)】小船過(guò)河問(wèn)題是對(duì)運(yùn)動(dòng)合成與分解的應(yīng)用,分析時(shí)需要注意兩個(gè)速度,一是小船在靜水中航行的速度,二是小船實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度,且小船在沿河岸運(yùn)動(dòng)時(shí)間與垂直河岸運(yùn)動(dòng)時(shí)間是相等的,這也是
53、求解此類問(wèn)題的聯(lián)系橋梁。5、如圖所示,位于豎直平面上有圓弧的光滑軌道,半徑為R,OB沿豎直方向,圓弧軌道上端A點(diǎn)距地面高度為H。把質(zhì)量為m的鋼球從A點(diǎn)靜止釋放,最后落在了水平地面的C點(diǎn)處。若該地的重力加速度為g,且不計(jì)空氣阻力,求:(1)鋼球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的瞬間受到的支持力;(2)鋼球落地點(diǎn)C距B點(diǎn)的水平距離s;(3)比值為多少時(shí),小球落地點(diǎn)C距B點(diǎn)的水平距離s最大?這個(gè)最大是多少?【分析】因?yàn)樾∏蛟谘毓饣壍老禄瑫r(shí)做圓周運(yùn)動(dòng),所以求出小球達(dá)到B點(diǎn)時(shí)的速度后在B點(diǎn)進(jìn)行受力分析才可以由牛頓第二定律求得支持力。小球從光滑軌道上下滑后只有重力做功,所以小球的機(jī)械能守恒定律可求出小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度。小球離
54、開軌道時(shí)速度水平,只受在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力作用,所以小球做平拋運(yùn)動(dòng),分別在豎方向與水平方向進(jìn)行分析,豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),可求得時(shí)間,水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則可求得由題中條件可鋼球落地點(diǎn)B距B點(diǎn)的水平距離。因?yàn)樗蟪龅乃骄嚯x表達(dá)式中含有RH兩值,所以將所求出的關(guān)系式變形,以形成關(guān)于這兩個(gè)量的一元二次方程,由一元二次方程知識(shí)即可求出此比值?!窘獯稹浚?)小球從B到B過(guò)程中機(jī)械能守恒,有:小球沿圓板做圓周運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn)由牛頓第二定律有:由式得。(2)小球離開B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),拋出其不意點(diǎn)高度為HR,有:svt由式得:。(3)由可知:當(dāng)時(shí),s有最大值。且:(或)?!军c(diǎn)評(píng)】多個(gè)運(yùn)動(dòng)模型組合在一起時(shí)
55、,分析時(shí)要將各個(gè)模型逐一進(jìn)行分析,之后再尋求不同模型之間的聯(lián)系,這些聯(lián)系有可能是力間的聯(lián)系,也有可能是運(yùn)動(dòng)參量之間的聯(lián)系。6、如下圖所示,用船A拖著車B前進(jìn),若船勻速前進(jìn),速度為,當(dāng)OA繩與水平方向夾角為時(shí),求:(1)車B運(yùn)動(dòng)的速度多大?(2)車B是否做勻速運(yùn)動(dòng)?【分析】船的前進(jìn)速度產(chǎn)生了繩子的下拉速度(沿繩的方向)和繩子以滑輪為軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,車前進(jìn)的速度取決于由于船前進(jìn)而使OB繩子變短的速度?!窘獯稹浚?)把分解為一個(gè)沿繩子方向的分速度和一個(gè)垂直于繩的分速度,如下圖所示:所以車前進(jìn)的速度應(yīng)等于的分速度,即:(2)當(dāng)船勻速向前運(yùn)動(dòng)時(shí),角逐漸減小,車速將逐漸增大,因此,車B不做勻速運(yùn)動(dòng)?!军c(diǎn)評(píng)】
56、在進(jìn)行速度分解時(shí),首先要分清合速度與分速度(合速度就是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度);其次由物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)確定其是由哪些分運(yùn)動(dòng)合成的,從而找出相應(yīng)的分速度。將船的速度分解時(shí),每一位置的分解方法相同,但兩個(gè)速度的大小不同(因?yàn)榻亲兓?。本題就是速度的正交分解問(wèn)題,因此,合速度一定大于分速度,在比較兩個(gè)速度的大小時(shí),(如比較和的大?。?,可通過(guò)比較位移的大小來(lái)確定(因時(shí)間相同)。7、關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是A做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,加速度可能為零B加速度方向和速度方向始終一致C加速度方向與所受合外力方向始終一致D加速度方向與位移方向不同【分析】速度為矢量,所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度是變化的,即做曲線運(yùn)動(dòng)的物體有加速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由可知,物體的加速度方向與物體的速度變化方向相同,所以做曲線運(yùn)動(dòng)的
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