高中物理必修一第二章經(jīng)典例題解析

第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究經(jīng)典例題解析 例1：圖所示為在直線上運(yùn)動(dòng)的汽車圖線，則下列答案正確的是（ ） A．汽車在4小時(shí)內(nèi)的位移為120千米。 B．汽車在第2小時(shí)至第5小時(shí)的平均速度為－40千米/小時(shí)。 C．汽車在第1小時(shí)末的的瞬時(shí)速度為60千米/小時(shí)。 D．汽車在第5小時(shí)末回到原出發(fā)點(diǎn)，其瞬時(shí)速度為－120千米/小時(shí)。 E．汽車在開始運(yùn)動(dòng)后10小時(shí)內(nèi)的平均速率為48千米/小時(shí)，平均速率為零。 F．汽車在第4.5小時(shí)末的位置距出發(fā)點(diǎn)60千米。 解析：A．車由原點(diǎn)出發(fā)，4小時(shí)末到達(dá)120千米處，故位移為120千米，可見A是正確的。 B．車在2～5小時(shí)內(nèi)的平均速度（km/h）（負(fù)號(hào)表示與出發(fā)時(shí)的速度反向），可見B是正確的。 C．車在0～2小時(shí)內(nèi)是做勻速運(yùn)動(dòng)，故其在1小時(shí)末的速度等于在0～2小時(shí)內(nèi)的平均速度（km/h），可見C是正確的。 D．車在4～5小時(shí)內(nèi)也是做勻速運(yùn)動(dòng)，故在5小時(shí)末的速度（km/h），可見D正確。 E．車在10小時(shí)內(nèi)所走路徑為120＋120＋120＋120=480（km）位移為0，故平均速率為（km/h），平均速度為零，可見E是正確的。 F．理由同D，如圖 所以（km）?？梢奆是正確的。 答案：A、B、C、D、E、F均正確。 例2：圖所示為一物體沿直線運(yùn)動(dòng)的圖線，則 （1）0～20秒物體的位移為 ，所行的路程為 。 （2）0～20秒物體的平均速率為 ，平均速度為 。 （3）2秒末的加速度為 。 （4）2秒末的速度為 。 （5）在第 秒末，物體開始轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。 （6）繪出0～10秒末的圖線及圖線。 解析：（1）0～10秒末圖線下的梯形面積為，10～20秒末圖線與時(shí)間軸所圍的三角形面積為，故0～20秒物體通過的路程為（m），所通過的位移為140-75=65m。 （2）0～20秒物體的平均速率為215/20=10.75（m/s），平均速度為65/20=3.25（m/s） （3）0～4秒物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小等于速度圖線的斜率，為（m/s2） （4）由圖可知，2秒末的物體的即時(shí)速度為10m/s。 （5）10秒末物體速度減為零，開始轉(zhuǎn)向。（米） 可見（米）即不會(huì)相撞。 答案：本題答案應(yīng)是B。 例6：火車由靜止開始以加速度起動(dòng)，由甲站出發(fā)隨后再以加速度運(yùn)動(dòng)而停止于乙站。設(shè)甲、乙兩站間的距離為，則：（1）由甲站到乙站共經(jīng)歷多少時(shí)間？（2）全程的平均速率為多少？（3）車速所能達(dá)到的最大速率是多少？ 解析：設(shè)運(yùn)動(dòng)最大速度為圖形的斜率表示加速度。 即由 ① 圖的面積表示位移，即 ② 由①、②得 （1）經(jīng)歷時(shí)間 （2）平均速率（3）最大速率 例7：氣球以1.25米/秒2的加速度豎直上升，離地30 A．7秒 B．8秒 C．12秒 D．15秒 解析：先求30秒后氣球的速度及高度：（米/秒）（米） 物體剛掉下時(shí)，具有豎直向上的初速度為37.5米/秒，由可得： 解上式得秒。 答案：本題答案應(yīng)是D。 例8：下列所描述的運(yùn)動(dòng)的中，可能的有： A．速度變化很大，加速度很?。?B．速度變化方向?yàn)檎?，加速度方向?yàn)樨?fù)； C．速度變化越來越快，加速度越來越??； D．速度越來越大，加速度越來越小。 解析：，盡管很小，只要足夠大，可以很大，則A正確。當(dāng)與同方向時(shí)，質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)，盡管逐漸減小，但與還是同方向，所以還要增大，致使減小到零為止，則D項(xiàng)正確。加速度方向和速度變化方向一定相同，所以B項(xiàng)錯(cuò)了。 加速度是描述速度變化的快慢的物理量，速度變化的快，加速度一定大，所以C項(xiàng)錯(cuò)了。 答案：A、D 例9：甲、乙兩車從同一地點(diǎn)同向行駛，但是甲車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度為=20米/秒，乙車在甲車行駛至距離出發(fā)地200米處時(shí)開始以初速度為零、加速度為=2米/秒2 解法一：兩車相遇前距離最大時(shí)兩車速度必然相等，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：（秒） ∴ 解法二：兩車間距離與時(shí)間有關(guān)，其關(guān)系式為 可見，有最大值： （米） 解析：該題中兩汽車運(yùn)動(dòng)，乙車追甲車，開始乙車初速度為零，做加速運(yùn)動(dòng)，甲車在前以恒定速度做勻速運(yùn)動(dòng)，在開始一段時(shí)間里，甲車速度較乙車速度大，不難想到，只要乙車速度小于甲車速度，兩車間距離必隨時(shí)間延長而增大。反之，如乙車速度在某時(shí)刻開始較甲車速度大，則兩車間距離隨時(shí)間延長而變小。顯然當(dāng)兩車速度相同時(shí)距離最大。 可見，在追趕過程中，速度相等是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，要熟記這一條件。在諸多的物理問題中存在“隱蔽條件”成為一個(gè)很重要的問題，一般是根據(jù)物理過程確定。該題中“隱蔽條件”就是當(dāng)兩車速度相同時(shí)距離最大。解析后，問題就迎刃而解。 例10：甲、乙兩車，從同一處，同時(shí)開始作同向直線運(yùn)動(dòng)。已知甲車以速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙車以初速度開始作勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為。試分析： 1、當(dāng)乙車的速度多大時(shí)，乙車落后于甲車的距離為最大？根據(jù)什么進(jìn)行判斷？落后的最大距離是多大？ 2、當(dāng)乙車的速度多大時(shí)，乙車追上甲車？根據(jù)什么判斷？需要多長時(shí)間？ 解：當(dāng)時(shí)，乙車落后于甲車的距離為最大。 乙車達(dá)到速度所需時(shí)間為 故此時(shí)兩車相距為 兩車同時(shí)，以同一處開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，再次相遇，它們的運(yùn)動(dòng)路程、運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相同，那么，它們?cè)谶@一段時(shí)間內(nèi)的平均速度相同。甲車作勻速直線運(yùn)動(dòng)，其平均