(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動的研究 第2課時 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律創(chuàng)新學(xué)案
《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動的研究 第2課時 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律創(chuàng)新學(xué)案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動的描述 勻變速直線運(yùn)動的研究 第2課時 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律創(chuàng)新學(xué)案(18頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第2課時 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律 1.勻變速直線運(yùn)動 (1)定義:沿著一條直線且加速度不變的運(yùn)動。 (2)分類 ①勻加速直線運(yùn)動,a與v0方向相同。 ②勻減速直線運(yùn)動,a與v0方向相反。 2.勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律 (1)速度公式:v=v0+at。 (2)位移公式:x=v0t+at2。 (3)位移與速度關(guān)系式:v2-v=2ax。 (4)平均速度公式x=t。 3.兩個重要推論 (1)中間時刻的瞬時速度v==(v0+v)。 (2)相鄰的相等時間內(nèi)的位移差Δx=aT2。 4.自由落體運(yùn)動 (1)自由落體運(yùn)動的特點(diǎn):v0=0,a=g的勻加速直線運(yùn)動。 (2)自由落體運(yùn)
2、動的規(guī)律 ①速度公式:v=gt。 ②位移公式:h=gt2。 ③速度與位移的關(guān)系式:v2=2gh(h為物體下落的高度,不是距離地面的高度)。 【思考判斷】 1.勻加速直線運(yùn)動是速度均勻變化的直線運(yùn)動( √ ) 2.勻加速直線運(yùn)動的位移是均勻增大的( × ) 3.在勻變速直線運(yùn)動中,中間時刻的速度一定等于該段時間的平均速度( √ ) 4.物體由某高度由靜止下落一定做自由落體運(yùn)動( × ) 5.做豎直上拋運(yùn)動的物體,在上升過程中,速度的變化量的方向是向下的( √ ) 6.伽利略利用理想實(shí)驗(yàn)研究得出自由落體是初速度為零的勻加速運(yùn)動( √ ) 考點(diǎn)一 勻變速直線運(yùn)動速度公式(d
3、/d) [要點(diǎn)突破] 1.解答運(yùn)動學(xué)問題的基本思路 →→→→ 2.運(yùn)動學(xué)公式中正、負(fù)號的規(guī)定 直線運(yùn)動可以用正、負(fù)號表示矢量的方向,一般情況下,我們規(guī)定初速度v0的方向?yàn)檎较?,與初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取負(fù)值,當(dāng)v0=0時,一般以加速度a的方向?yàn)檎较颉? [典例剖析] 【例1】 如圖所示,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速度大小將車速減至108 km/h。以初速度方向?yàn)檎较?,則下列說法不正確的是( ) A.列車加速時的加速度大小為 m/s2 B.列車減速時,若運(yùn)用v=v0+at計算瞬時速度
4、,其中a=- m/s2 C.若用v-t圖象描述列車的運(yùn)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(dá)20 m/s 解析 列車的加速度大小a== m/s2= m/s2,減速時,加速度方向與速度方向相反,a′=- m/s2,故選項(xiàng)A、B都正確;列車減速時,v-t圖象中圖線依然在時間軸t軸的上方,選項(xiàng)C錯誤;由v=at可得v=×60 m/s=20 m/s,選項(xiàng)D正確。 答案 C 【例2】 一輛汽車在平直的公路上,正以54 km/h的速度勻速行駛。 (1)若汽車以0.5 m/s2的加速度加速,則10 s時速度能達(dá)到多少? (2)若汽車以3 m/s2的加速度剎
5、車,則3 s時速度為多少?6 s后速度為多少? 解析 以初速度的方向?yàn)檎较颍瑒tv0=54 km/h=15 m/s,加速時加速度a1=0.5 m/s2,減速時a2=-3 m/s2。 (1)設(shè)10 s時汽車的速度為v1,則 v1=v0+a1t1=15 m/s+0.5×10 m/s=20 m/s (2)設(shè)3 s時速度為v2,則 v2=v0+a2t2=15 m/s-3×3 m/s=6 m/s 設(shè)汽車經(jīng)時間t0停下來,則由v=v0+at得 t0== s=5 s,可見6 s時汽車已經(jīng)停止運(yùn)動,因此汽車在6 s后速度為0。 答案 (1)20 m/s (2)6 m/s 0 【方法總結(jié)】
6、(1)公式v=v0+at為矢量式,應(yīng)用時應(yīng)規(guī)定正方向。 (2)如果一個物體的運(yùn)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(yīng)注意分析各段的運(yùn)動性質(zhì)。 (3)對于做勻減速直線運(yùn)動的物體,應(yīng)注意物體速度減為零之后能否加速返回,若不能,應(yīng)注意題中所給時間與物體所能運(yùn)動的最長時間t=的關(guān)系。 [針對訓(xùn)練] 1.一輛車由靜止開始做勻變速直線運(yùn)動,在第8 s末開始剎車,經(jīng)4 s停下來,汽車剎車過程也在做勻變速運(yùn)動,那么前后兩段加速度的大小之比是( ) A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1 解析 設(shè)前后兩段的加速度大小分別為a1、a2,開始剎車時汽車速度
7、為v,則a1=,a2=,所以a1∶a2=t2∶t1=1∶2。 答案 B 2.航空母艦上裝有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng),已知飛機(jī)在跑道上加速時產(chǎn)生的最大加速度為5.0 m/s2,起飛的最小速度是50 m/s,彈射系統(tǒng)能夠使飛機(jī)所具有的最大速度為30 m/s,則飛機(jī)起飛時在跑道上至少加速多長時間才能起飛? 解析 飛機(jī)在跑道上運(yùn)動的過程中,當(dāng)有最大初速度、最大加速度時,起飛所需時間最短,故由v=v0+at得t== s=4.0 s 則飛機(jī)起飛時在跑道上加速時間至少為4.0 s。 答案 4.0 s 考點(diǎn)二 勻變速直線運(yùn)動的位移與時間、位移與速度的關(guān)系(d/d) [要點(diǎn)突破] 1.描述勻變速直
8、線運(yùn)動常見的物理量有5個,即初速度v0、加速度a、時間t、速度(末速度)v、位移x,已知任意三個物理量,就可以求出另外兩個。 2.使用公式時要注意矢量的方向性。通常選初速度v0的方向?yàn)檎较颍c初速度同向的矢量為正,與初速度反向的矢量為負(fù)。 3.注意培養(yǎng)畫運(yùn)動示意圖的習(xí)慣。 [典例剖析] 【例1】 (2015·江蘇單科)如圖所示,某“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8 m設(shè)有一個關(guān)卡,各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉,放行和關(guān)閉的時間分別為5 s和2 s。關(guān)卡剛放行時,一同學(xué)立即在關(guān)卡1處以加速度2 m/s2由靜止加速到2 m/s,然后勻速向前,則最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是( ) A.關(guān)卡2 B.
9、關(guān)卡3 C.關(guān)卡4 D.關(guān)卡5 解析 該同學(xué)從關(guān)卡1出發(fā)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,由v=at1=2 m/s,易知t1=1 s,在這1 s內(nèi)他跑了x=at=1 m,從1 s末起,他將做勻速直線運(yùn)動,此時離關(guān)卡關(guān)閉還剩4 s,他能跑2 m/s×4 s=8 m,因此,他能順利通過關(guān)卡2,選項(xiàng)A錯誤;而7 s末時他跑了1 m+2 m/s×6 s=13 m,還未到關(guān)卡3,而12 s末時他跑了1 m+2 m/s×11 s=23 m,還未到關(guān)卡4,離關(guān)卡4還有1 m,僅需0.5 s<2 s,到達(dá)關(guān)卡4時關(guān)卡4處于關(guān)閉狀態(tài),故不能通過關(guān)卡4,選項(xiàng)C正確,B、D錯誤。 答案 C 【例2】 汽車
10、以5 m/s的速度在水平路面上勻速前進(jìn),緊急制動時以-2 m/s2的加速度在粗糙水平面上滑行,則在4 s內(nèi)汽車通過的路程為( ) A.4 m B.36 m C.6.25 m D.以上選項(xiàng)都不對 解析 根據(jù)公式v=v0+at得t=-= s=2.5 s,即汽車經(jīng)2.5 s就停下來,則4 s內(nèi)通過的路程為x=-= m=6.25 m。 答案 C 【方法總結(jié)】 剎車類問題的解題思路 剎車類問題的實(shí)質(zhì)是汽車在單方向上的勻減速直線運(yùn)動問題。汽車的速度減小到零后,加速度消失,汽車停止不動,不再返回。若初速度為v0,加速度為a,汽車運(yùn)動時間滿足t≤,發(fā)生的位移滿足x≤。 [針對訓(xùn)練]
11、1.如圖所示,飛機(jī)的起飛過程是從靜止出發(fā),在直跑道上加速前進(jìn),等達(dá)到一定速度時離地。已知飛機(jī)加速前進(jìn)的位移為1 600 m,所用的時間為40 s,假設(shè)這段時間內(nèi)的運(yùn)動為勻加速運(yùn)動,用a表示加速度,v表示離地時的速度,則( ) A.a=2 m/s2,v=80 m/s B.a=1 m/s2,v=40 m/s C.a=80 m/s2,v=40 m/s D.a=1 m/s2,v=80 m/s 解析 由x=at2得a== m/s2=2 m/s2,由x=t得v== m/s=80 m/s。故選項(xiàng)A正確。 答案 A 2.一物體由靜止沿光滑的斜面勻加速下滑距離L時,所用時間為t;當(dāng)它沿斜面下滑的
12、距離僅是時所用的時間是( ) A. B.t C. D.t 解析 物體由靜止開始運(yùn)動,L=at2;當(dāng)位移為時,由=at′2,t′=t,故選項(xiàng)B正確。 答案 B 3.在一次交通事故中,警察測量出肇事車輛的剎車痕跡是 20 m,設(shè)該車輛的剎車加速度大小是10 m/s2,該路段的限速為 60 km/h。則該車( ) A.剎車所用的時間為1 s B.超速 C.不超速 D.行駛速度為60 km/h 解析 由運(yùn)動學(xué)公式-2ax=v2-v,代入可解得v0=20 m/s=72 km/h>60 km/h,該車超速,故B項(xiàng)正確,C、D項(xiàng)錯誤;剎車所用的時間為t== s=2 s,故A項(xiàng)錯誤
13、。 答案 B考點(diǎn)三 解決勻變速直線運(yùn)動常用方法(d/d) [要點(diǎn)突破] 1.一般公式法 一般公式法指速度公式、位移公式及位移和速度的關(guān)系式。 2.平均速度法 定義式=對任何性質(zhì)的運(yùn)動都適用,而=(v0+v)=v只適用于勻變速直線運(yùn)動。 3.逆向思維法 如勻減速直線運(yùn)動可視為反方向的勻加速直線運(yùn)動。 4.推論法 利用Δx=aT2,其推廣式xm-xn=(m-n)aT2。 5.圖象法 利用v-t圖可以求出某段時間內(nèi)位移的大?。挥脁-t圖象可求出任意時間內(nèi)的平均速度等。 [典例剖析] 【例1】 (2017·浙江東陽中學(xué)測試)如圖所示,在某次閱兵中,某直升機(jī)在地面上空某高度A
14、位置處于靜止?fàn)顟B(tài)待命,要求該機(jī)10時56分40秒由靜止?fàn)顟B(tài)沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動,經(jīng)過AB段加速后,進(jìn)入BC段的勻速受閱區(qū),11時準(zhǔn)時通過C位置,已知:AB=4 km,BC=8 km。求: (1)直升機(jī)在BC段的速度大?。? (2)直升機(jī)在AB段做勻加速直線運(yùn)動時的加速度大小。 解析 (1)直升機(jī)從A點(diǎn)到C點(diǎn)共用時間t=200 s,設(shè)到達(dá)B點(diǎn)的速度為v,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律xAB==4 000 m,xBC=vt2=8 000 m,t1+t2=200 s。聯(lián)立以上各式解得v=80 m/s。 (2)由=4 000 m解得t1=100 s,所以a== m/s2=0.8 m/s2。
15、 答案 (1)80 m/s (2)0.8 m/s2 【例2】 已知O、A、B、C為同一直線上的四點(diǎn),A、B間的距離為l1,B、C間的距離為l2。一物體自O(shè)點(diǎn)由靜止出發(fā),沿此直線做勻加速運(yùn)動,依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)。已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等。求O與A的距離。 解析 設(shè)物體的加速度為a,到達(dá)A點(diǎn)的速度為v0,通過AB段和BC段所用的時間均為t,則有l(wèi)1=v0t+at2① l1+l2=2v0t+2at2② 聯(lián)立①②式得 l2-l1=at2③ 3l1-l2=2v0t④ 設(shè)O與A的距離為l,則有l(wèi)=⑤ 聯(lián)立③④⑤式得l= 答案 l= 【例3】 (2017·溫州測試)如
16、圖所示,在一個傾斜的長冰道上方,一群孩子排成隊,每隔1 s有一個小孩往下滑,一游客對著冰道的孩子拍下一張照片,照片上有甲、乙、丙、丁四個孩子,他根據(jù)照片與實(shí)物的比例推算出乙與甲和丙孩子間的距離為12.5 m 和17.5 m。請你據(jù)此求解下列問題: (1)小孩在下滑過程的加速度是多大? (2)拍照時,最下面的小孩丁的速度是多少? (3)拍照時,在小孩甲上面的冰道上下滑的小孩不會超過幾個? 解析 (1)甲、乙之距x1=12.5 m,乙、丙之距x2=17.5 m,由x2-x1=aT2得,加速度a== m/s2=5 m/s2。 (2)乙的速度v乙== m/s=15 m/s, 丁的速度v
17、?。絭乙+a×2T=(15+5×2×1) m/s=25 m/s。 (3)從開始至攝像時乙滑動的時間t乙==3 s; 則甲滑動的時間為2 s,所以甲上面不會超過兩個小孩。 答案 (1)5 m/s2 (2)25 m/s (3)兩個 【方法總結(jié)】 多過程問題的分析方法 如果一個物體的運(yùn)動包含幾個階段,就要分段分析,各段交接處的速度往往是連接各段的紐帶,應(yīng)注意分析各段的運(yùn)動性質(zhì)。 [針對訓(xùn)練] 1.物體做勻變速直線運(yùn)動,已知在時間t內(nèi)通過的位移為x,則以下說法正確的是( ) A.可求出物體在時間t內(nèi)的平均速度 B.可求出物體的加速度 C.可求出物體在t時刻的瞬時速度 D.可求
18、出物體通過時的瞬時速度 解析 已知在時間t內(nèi)的位移x,可求出平均速度=,但不能求出加速度,A正確,B錯誤;做勻變速直線運(yùn)動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度對應(yīng)著這段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度,但無法求出t時刻的瞬時速度,C、D錯誤。 答案 A 2.如圖所示,裝甲車在水平地面上以v0=20 m/s的速度沿直線前進(jìn),裝甲車從開始勻減速運(yùn)動到停下行進(jìn)了90 m。求裝甲車勻減速運(yùn)動的加速度大小和勻減速運(yùn)動的時間。 解析 由v2-v=2ax 得裝甲車加速度a= m/s2=- m/s2 由v=v0+at得t= s=9 s 答案 m/s2 9 s 3.在一次汽車性能測試中,汽車達(dá)到一定速度后
19、關(guān)閉發(fā)動機(jī)并剎車,剎車后汽車連續(xù)通過長度都是L的兩段距離,并繼續(xù)向前運(yùn)動,它通過第一段距離所用的時間為t,通過第二段距離所用的時間為2t,假設(shè)汽車在運(yùn)動過程中所受阻力不變,求汽車在剛剛通過第一段距離L時的速率。 解析 畫出運(yùn)動示意圖如圖所示,設(shè)AB中間時刻速度為v1,B點(diǎn)速度為vB,BC中間時刻速度為v2,剎車后的加速度為a,由AB段中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度可得v1=,同理可得v2=,對兩個中間時刻之間由a=得a=-,對D到B用運(yùn)動學(xué)公式:vB=v1+a=-·=。 答案 考點(diǎn)四 自由落體運(yùn)動(c/c) 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究(a/-) [要點(diǎn)突破] 1.自
20、由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動的特例,分析勻變速直線運(yùn)動的各種方法對于自由落體運(yùn)動仍然適用。 2.物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運(yùn)動,從中間截取的一段運(yùn)動過程不是自由落體運(yùn)動,而是豎直下拋運(yùn)動,應(yīng)該用初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動規(guī)律去解決豎直下拋運(yùn)動問題。 3.豎直上拋運(yùn)動的特點(diǎn) (1)初速度的方向豎直向上 (2)只受重力作用,加速度 a=-g (3)上升和下降過程具有對稱性 [典例剖析] 【例1】 (2015·浙江9月測試)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t B.物體落地所用的時間為3t C.物體落地時的速度
21、為gt D.物體落地時的速度為3gt 解析 根據(jù)自由落體運(yùn)動規(guī)律有h=gt′2,=gt2,解得t′=t,A正確,B錯誤;物體落地時的速度v=gt′=gt,C、D錯誤。 答案 A 【例2】 如圖所示木桿長5 m,上端固定在某一點(diǎn),由靜止放開后讓它自由落下(不計空氣阻力),木桿通過懸點(diǎn)正下方20 m處圓筒AB,圓筒AB長為5 m,取g=10 m/s2,求: (1)木桿經(jīng)過圓筒的上端A所用的時間t1是多少? (2)木桿通過圓筒AB所用的時間t2是多少? 解析 (1)木桿由靜止開始做自由落體運(yùn)動,木桿的下端到達(dá)圓筒上端A用時t下A== s= s 木桿的上端到達(dá)圓筒上端A用時 t上
22、A== s=2 s 則木桿通過圓筒上端A所用的時間 t1=t上A-t下A=(2-) s。 (2)木桿的下端到達(dá)圓筒上端A用時 t下A== s= s 木桿的上端離開圓筒下端B用時 t上B== s= s 則木桿通過圓筒所用的時間t2=t上B-t下A=(-) s。 答案 (1)(2-) s (2)(-) s [針對訓(xùn)練] 1.一小石塊從空中a點(diǎn)自由落下,先后經(jīng)過b點(diǎn)和c點(diǎn),不計空氣阻力。經(jīng)過b點(diǎn)時速度為v,經(jīng)過c點(diǎn)時速度為3v,則ab段與ac段位移之比為( ) A.1∶3 B.1∶5 C.1∶8 D.1∶9 解析 小石塊做自由落體運(yùn)動,由自由落體運(yùn)動規(guī)律得2g
23、hab=v2,2ghac=(3v)2,解得=,故D正確。 答案 D 2.(2017·浙江新高考聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,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(yīng)時間t,其所依據(jù)的關(guān)系式為( ) A.t= B.t= C.t= D.t= 解析 直尺下落可以看做自由落體運(yùn)動,由自由落體運(yùn)動規(guī)律得h=gt2,代入數(shù)據(jù)解得t=,C正確。 答案 C 1.(2017·稽陽聯(lián)考)2017年1月3日早晨,中央氣象臺發(fā)布史上首個大霧紅色預(yù)警,受大霧影響,局部地區(qū)能見度不足50 m,對交通帶來嚴(yán)重危害,則在此氣候條件下,某汽車剎車加速度大小為5 m/s
24、2,駕駛員反應(yīng)時間不計,則他應(yīng)控制最大車速約為( ) A.40 km/h B.60 km/h C.80 km/h D.100 km/h 解析 由題意可知,汽車的最大剎車距離為x=50 m,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得,0-v2=-2ax,解得v=≈80 km/h,C正確。 答案 C 2.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做了如圖所示的實(shí)驗(yàn),鐵質(zhì)小球被電磁鐵吸附,斷開電磁鐵的電源,小球自由下落,已知小球的直徑為0.5 cm,該同學(xué)從計時器上讀出小球通過光電門的時間為1.00×10-3 s,g取10 m/s2,則小球開始下落的位置距光電門的距離為( ) A.1 m B.1.25 m C.0
25、.4 m D.1.5 m 解析 小球通過光電門的時間很短,這段時間內(nèi)的平均速度可看成瞬時速度,v==5 m/s,由自由落體運(yùn)動規(guī)律可得,h==1.25 m,B正確。 答案 B 3.(2017·安吉期末)在一次放風(fēng)箏過程中,懸停在45 m高處的風(fēng)箏由于風(fēng)箏線的突然斷裂而下落。風(fēng)箏從開始下落到著地經(jīng)歷的時間可能是( ) A.1 s B.2 s C.3 s D.9 s 解析 根據(jù)h=gt2得t== s=3 s,而風(fēng)箏的運(yùn)動時間大于自由落體運(yùn)動的時間,故D正確,A、B、C錯誤。 答案 D 4.(2017·舟山期中) 甲、乙兩球從同一高度相隔1 s先后自由落下,在下落過程
26、中( ) A.兩球的距離始終不變 B.兩球的距離越來越大 C.兩球的速度差越來越小 D.兩球的速度差越來越大 解析 設(shè)乙運(yùn)動的時間為t,則甲運(yùn)動時間為t+1,則兩球的距離s=g(t+1)2-gt2=gt+g,可見,兩球間的距離隨時間推移,越來越大,故A錯誤,B正確;甲、乙兩球均做加速度為g的自由落體運(yùn)動,速度之差為Δv=g(t+1)-gt=g,保持不變。故C、D錯誤。 答案 B 5.(2017·金華模擬)為了緩解城市交通壓力,目前我國許多城市在十字路口增設(shè)了“直行待行區(qū)”。當(dāng)提示“進(jìn)入直行待行區(qū)”時車輛可以越過停車線進(jìn)入“直行待行區(qū)”;當(dāng)直行綠燈亮起時,可從“直行待行區(qū)”直行通過十
27、字路口。假設(shè)某十字路口限速40 km/h,“直行待行區(qū)”的長度為10 m,從提示“進(jìn)入直行待行區(qū)”到直行綠燈亮起的時間為4 s。 (1)甲汽車司機(jī)看到“進(jìn)入直行待行區(qū)”提示時立即從停車線由靜止開始勻加速直線運(yùn)動,運(yùn)動到“直行待行區(qū)”的前端虛線處正好直行綠燈亮起,求甲汽車的加速度大小并判斷綠燈亮起時是否超速; (2)乙汽車司機(jī)看到“進(jìn)入直行待行區(qū)”提示時,乙車剛好以36 km/h的速度經(jīng)過停車線并同時剎車,為了恰好停在直行區(qū)前端虛線處,求制動時的加速度大小及所用時間。 解析 (1)由x=a1t得a1=1.25 m/s2 v1=a1t1=5 m/s=18 km/h<40 km/h,故甲
28、汽車在綠燈亮起時不超速 (2)由v=2a2x得a2=5 m/s2 由v2=a2t2得t2=2 s 答案 (1)1.25 m/s2 不超速 (2)5 m/s2 2 s [基礎(chǔ)過關(guān)] 1.(2016·浙江4月選考)已知月球表面的加速度約為地球表面加速度的,宇航員在月球上離月球表面高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( ) A.1.0 s B.1.4 s C.3.5 s D.12 s 解析 月球上沒有空氣,羽毛只受月球?qū)λ奈ψ饔茫\(yùn)動情況與地球上的物體做自由落體運(yùn)動相似,月球表面的加速度為地球表面加速度的,根據(jù)h=gt2得t==3.46 s≈
29、3.5 s,C正確。 答案 C 2.艦載機(jī)在停泊的航母上開展飛行訓(xùn)練。若飛機(jī)著艦時的速度為200 m/s。勻減速滑行的加速度大小為100 m/s2,則航母甲板上的跑道長度不小于( ) A.50 m B.100 m C.150 m D.200 m 解析 飛機(jī)在航母甲板上勻減速運(yùn)動的位移為x== m=200 m,所以航母甲板上的跑道長度不小于200 m,D正確。 答案 D 3.小球從高h(yuǎn)處做自由落體運(yùn)動,落地時速度為v,若將高度提高到2h,則小球落地時的速度為( ) A.v B.v C.2v D.v 解析 物體做自由落體運(yùn)動,落地時速度v=,故將高度提高到2h時
30、,落地時的速度v′=,選項(xiàng)B正確。 答案 B 4.有一長為L的列車,正以恒定的加速度過鐵路橋,橋長也為L,現(xiàn)已知列車車頭過橋頭的速度為v1,車頭過橋尾時的速度為v2,那么,車尾過橋尾時的速度為( ) A.2v1-v2 B.2v2-v1 C. D. 解析 從列車車頭過橋頭開始,車頭過橋尾時,列車位移大小為L,車尾過橋尾時,列車位移為2L,若列車車尾過橋尾時速度為v3,由v-v=2aL,v-v=4aL得v3=,選項(xiàng)D正確。 答案 D 5.“蛟龍?zhí)枴笔俏覈着_自主研制的作業(yè)型深海載人潛水器,如圖所示,它是目前世界上下潛能力最強(qiáng)的潛水器。假設(shè)某次海試活動中,“蛟龍?zhí)枴蓖瓿珊5兹蝿?wù)后
31、豎直上浮,從上浮速度為v時開始計時,此后“蛟龍?zhí)枴眲驕p速上浮,經(jīng)過時間t上浮到海面,速度恰好減為零,則“蛟龍?zhí)枴痹趖0(t0 32、m/s2,第四個2 s內(nèi)的位移x4=a(4t1)2-a·(3t1)2=×1.5×(4×2)2 m-×1.5×(3×2)2 m=21 m,B正確。
答案 B
7.某質(zhì)點(diǎn)從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,已知第3秒內(nèi)通過的位移是x,則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的加速度為( )
A. B.
C. D.
解析 由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律知第3秒內(nèi)的平均速度等于t=2.5 s時的瞬時速度得a==,C正確。
答案 C
8.(2017·紹興模擬)航空母艦是以艦載機(jī)為主要武器的大型水面戰(zhàn)斗艦艇。民航客機(jī)起飛時需在150 s內(nèi)使飛機(jī)從靜止加速到40 m/s,而艦載飛機(jī)借助助推設(shè)備,在3 s內(nèi)就可使飛機(jī)加速到80 m/s, 33、設(shè)起飛時飛機(jī)在跑道上做勻加速運(yùn)動,供客機(jī)起飛的跑道的長度為航空母艦的甲板跑道長度的( )
A.25倍 B.50倍
C.250倍 D.500倍
解析 民航客機(jī)加速度a1= m/s2= m/s2,民航客機(jī)跑道長度x1=a1t=3 000 m;航空母艦的加速度a2= m/s2,航空母艦的甲板跑道長度x2=a2t=120 m,則x1=25 x2,A正確。
答案 A
[能力提升]
9.(2016·寧波期中)小球從靠近豎直磚墻的某位置由靜止釋放,用頻閃方法拍攝的小球位置如圖中1、2、3和4所示。已知連續(xù)兩次閃光的時間間隔均為T,每塊磚的厚度為d。由此可知小球( )
A.下落過 34、程中的加速度大小約為
B.經(jīng)過位置3時的瞬時速度大小約為2gT
C.經(jīng)過位置4時的瞬時速度大小約為
D.從位置1到4過程中的平均速度大小約為
解析 根據(jù)Δx=d=aT2得,下落過程中的加速度a=,故A錯誤;經(jīng)過位置3的瞬時速度等于2、4段的平均速度,則v3=,故B錯誤;根據(jù)速度-時間公式得,通過位置4的瞬時速度v4=v3+aT=,故C正確;從位置1到4過程中的平均速度大?。剑?,故D錯誤。
答案 C
10.在某工地上一卡車以速度10 m/s勻速行駛,剎車后第1個2 s內(nèi)的位移與最后一個2 s內(nèi)的位移之比為3∶2,設(shè)卡車做勻減速直線運(yùn)動,則剎車后4 s內(nèi)卡車通過的距離是( )
A. 35、2.5 m B.4 m
C.12 m D.12.5 m
解析 設(shè)加速度大小為a,則剎車后第1個2 s內(nèi)位移大小x1=10×2-a×22=(20-2a)m,最后一個2 s內(nèi)位移大小x2=a×22=2a(m),因?yàn)閤1∶x2=3∶2,所以20-2a=3a,即a=4 m/s2,所以汽車剎車后經(jīng)過t= s=2.5 s 就停止運(yùn)動了,汽車剎車后4 s內(nèi)卡車通過的距離是x== m=12.5 m,D正確。
答案 D
11.(2017·臺州期中)跳傘運(yùn)動員做低空跳傘表演,當(dāng)飛機(jī)離地面224 m水平飛行時,運(yùn)動員離開飛機(jī)在豎直方向做自由落體運(yùn)動。運(yùn)動一段時間后,立即打開降落傘,展傘后運(yùn)動員以12.5 36、 m/s2的加速度勻減速下降,為了運(yùn)動員的安全,要求運(yùn)動員落地速度最大不得超過5 m/s(取g=10 m/s2)。求:
(1)運(yùn)動員展傘時,離地面的高度至少為多少?
(2)運(yùn)動員在空中的最短時間為多少?
解析 設(shè)運(yùn)動員未開傘自由下落的時間為t1,開傘后做勻減速運(yùn)動的時間為t2
以向下為正方向,則勻減速時的加速度為a=-12.5 m/s2
在臨界情況下,運(yùn)動員將以5 m/s的速度落地。
所以有速度關(guān)系v=gt1+at2=10t1-12.5t2=5 m/s①
自由下落的高度h1=gt=5t②
展開傘時離地高度(即減速下落的高度)
h2=gt1t2+at=10t1t2-t③
位移 37、關(guān)系h1+h2=224④
聯(lián)合①②③④式可解得
t1=5 s,t2=3.6 s,h1=125 m,h2=99 m。
所以運(yùn)動員展開傘時離地高度至少應(yīng)為99 m;
運(yùn)動員在空中的最短時間是t=t1+t2=8.6 s。
答案 (1)99 m (2)8.6 s
12.(2017·溫州期中)溫州機(jī)場大道某路口有按倒計時顯示的時間顯示燈。有一輛汽車在平直路面上正以36 km/h的速度朝該路口停車線勻速前行,在車頭前端離停車線70 m處司機(jī)看到前方綠燈剛好顯示“5”。交通規(guī)則規(guī)定:綠燈結(jié)束時車頭已越過停車線的汽車允許通過。
(1)若不考慮該路段的限速,司機(jī)的反應(yīng)時間為1 s,司機(jī)想在剩余時 38、間內(nèi)使汽車做勻加速直線運(yùn)動以使汽車車頭越過停車線,則汽車的加速度至少多大?
(2)若該路段限速60 km/h,司機(jī)的反應(yīng)時間為1 s,司機(jī)反應(yīng)過來后汽車先以2 m/s2的加速度沿直線加速3 s,為了防止超速,司機(jī)在加速結(jié)束時立即踩剎車使汽車做勻減速運(yùn)動,結(jié)果車頭前端與停車線相齊時剛好停下,求踩剎車后汽車加速度的大小(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
解析 (1)司機(jī)反應(yīng)時間內(nèi)汽車通過的位移
x1=v0t1=10 m
加速過程t2=5 s-t1=4 s,70 m-x1=v0t2+a1t
代入數(shù)據(jù)得a1=2.5 m/s2
(2)汽車加速結(jié)束時通過的位移x2=v0t1+v0t3+a2t=10×1 m+10×3 m+×2×32 m=49 m
此時車頭前端離停車線的距離為x3=70 m-x2=21 m
此時汽車速度為v=v0+a2t3=(10+2×3) m/s=16 m/s
勻減速過程中有2a3x3=v2
代入數(shù)據(jù)解得a3=6.1 m/s2。
答案 (1)2.5 m/s2 (2)6.1 m/s2
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