



高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)第一章 運(yùn)動(dòng)的描述綜合與測(cè)試同步練習(xí)題
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這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊(cè)第一章 運(yùn)動(dòng)的描述綜合與測(cè)試同步練習(xí)題,共35頁。試卷主要包含了質(zhì)點(diǎn) 參考系,時(shí)間 位移,速度,加速度等內(nèi)容,歡迎下載使用。
?第一章 章節(jié)復(fù)習(xí)與檢測(cè)
(本篇復(fù)習(xí)章節(jié)包含知識(shí)歸納演練,專題分析,章節(jié)檢測(cè))
第一部分 知識(shí)歸納
一、質(zhì)點(diǎn) 參考系
考點(diǎn)演練
1.(多選)如圖所示為正在航拍的四旋翼無人飛機(jī)。下列過程中不能將無人飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)的是( )
A.調(diào)節(jié)飛機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速 B.調(diào)整飛機(jī)在空中的姿態(tài)
C.觀察飛機(jī)在空中的位置 D.調(diào)整飛機(jī)上攝像機(jī)鏡頭的方向
2.公路上一輛卡車緊急剎車,由于慣性,卡車上的貨物相對(duì)車廂向前滑行了x=15 mm,為了測(cè)出這個(gè)距離x,我們選擇的最合理的參考系應(yīng)該是( )
A.樹木 B.行人
C.卡車 D.公路
3.“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功,如圖所示。這標(biāo)志著我國向建成空間站的目標(biāo)又往前邁進(jìn)了一大步,并為最終實(shí)現(xiàn)在2022年前后完成載人空間站的全部建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)以上信息,下列說法正確的是( )
A.“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”實(shí)驗(yàn)室對(duì)接的過程,可將它們視為質(zhì)點(diǎn)
B.對(duì)接成功后,以“天宮二號(hào)”為參考系,“神舟十一號(hào)”飛船是運(yùn)動(dòng)的
C.對(duì)接成功后,以地球?yàn)閰⒖枷?,整個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室是靜止的
D.載人空間站建成后,研究空間站繞地球飛行的時(shí)間時(shí),可將空間站視為質(zhì)點(diǎn)
4.如圖所示,從沿水平直線勻速飛行的飛機(jī)上落下一個(gè)物體,地面上的人看到物體是沿曲線下落的,飛機(jī)上的人看到物體是沿直線豎直下落的。關(guān)于上述觀察結(jié)果所對(duì)應(yīng)的參考系,下列說法正確的是( )
A.二者都以飛機(jī)為參考系
B.二者都以地面為參考系
C.地面上的人以飛機(jī)為參考系,飛機(jī)上的人以地面為參考系
D.地面上的人以地面為參考系,飛機(jī)上的人以飛機(jī)為參考系
5.情境:“殲-20”戰(zhàn)機(jī)的使用壽命成功地突破了10 000小時(shí)的大關(guān),反超了美軍F22戰(zhàn)斗機(jī)的使用壽命。
問題:
(1)在“殲-20”戰(zhàn)機(jī)超強(qiáng)度訓(xùn)練飛行使用壽命成功突破10 000小時(shí)的過程中,舉例說明“殲-20”看作質(zhì)點(diǎn)與不能看作質(zhì)點(diǎn)的情況。
(2)在多架“殲-20”戰(zhàn)機(jī)組成編隊(duì),保持隊(duì)形進(jìn)行飛行訓(xùn)練的過程中,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何?
二、時(shí)間 位移
考點(diǎn)演練
1.下列關(guān)于矢量和標(biāo)量的說法正確的是( )
A.取定正方向,做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,因?yàn)榧椎奈灰茷檎?,乙的位移為?fù),所以x甲>x乙
B.甲、乙兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為50 m,這兩個(gè)物體的位移必定相同
C.溫度計(jì)讀數(shù)有正、有負(fù),所以溫度也是矢量
D.溫度計(jì)讀數(shù)的正、負(fù)號(hào)表示溫度高低,不表示方向,溫度是標(biāo)量
2.下列計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間間隔的是( )
A.中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》節(jié)目每日19時(shí)開播
B.蘇炳添在國際田徑室內(nèi)賽紐約站男子60米比賽中跑出6秒62的成績,獲得亞軍
C.我們下午2:00開始上課
D.2018年10月2日,瑞典皇家科學(xué)院將2018年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予阿瑟·阿什金、杰拉德·穆魯、唐娜·斯特里克蘭
3.我國著名籃球運(yùn)動(dòng)員姚明在原地拍球,球從1 m處拍下,又被地板彈回,在離地1.5 m處被接住。規(guī)定豎直向下為正方向,則球通過的路程和位移分別是 ( )
A.2.5 m,2.5 m B.2.5 m,0.5 m
C.2.5 m,-0.5 m D.1.5 m,-1 m
4.一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖所示,則:
(1)質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)越來越遠(yuǎn);質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)越來越近;質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)沒有運(yùn)動(dòng)。
A.0~20 s B.20~30 s C.30~40 s D.40~50 s
(2)質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是 m。
(3)質(zhì)點(diǎn)在10 s時(shí)距離出發(fā)點(diǎn) m,質(zhì)點(diǎn)在 s時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)。
5.情境: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,如圖所示,在一個(gè)邊長為a的大正方體木箱的一個(gè)頂點(diǎn)G上,老鼠從貓的爪間逃出,沿著木箱的棱邊奔向洞口,洞口在方木箱的另一頂點(diǎn)A處。若老鼠不重復(fù)地跑過任意一條棱邊,且不再回到G點(diǎn),聰明的貓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)),結(jié)果貓?jiān)诙纯贏再次捉到了老鼠。
問題:(2)老鼠的位移大小及最短路程是多少?
(2)貓的位移大小和路程是多少?
三、速度
考點(diǎn)演練
1.(多選)做直線運(yùn)動(dòng)的物體,某時(shí)刻速度是10 m/s,那么這個(gè)物體( )
A.在這一時(shí)刻之前的0.2 s內(nèi)位移一定是2 m
B.在這一時(shí)刻之后的0.1 s內(nèi)位移一定是1 m
C.在這一時(shí)刻起10 s內(nèi)位移可能是60 m
D.如果從這一時(shí)刻起開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么它繼續(xù)通過1 000 m路程所需時(shí)間一定是100 s
2.一物體以10 m/s的速度從甲地運(yùn)動(dòng)到乙地,又以20 m/s的速度從乙地運(yùn)動(dòng)到丙地。已知甲、乙兩地之間的距離與乙、丙兩地之間的距離相等,如圖所示,則該物體從甲地到丙地的平均速度大小為( )
A.12 m/s B.15 m/s
C. m/s D.18 m/s
3.春運(yùn)是中國在農(nóng)歷春節(jié)前后出現(xiàn)的一種大規(guī)模的交通運(yùn)輸高壓力現(xiàn)象。某同學(xué)買了北京西到貴陽北的高鐵票,如圖所示,從鐵路售票網(wǎng)查詢到該趟車歷時(shí)8小時(shí)46分鐘,行程為2 026公里,則下列說法正確的是( )
A.圖中08:55表示一段時(shí)間
B.該列車高速行駛時(shí),可以取10 m位移的平均速度近似看作這10 m起點(diǎn)位置處的瞬時(shí)速度
C.該趟列車全程的平均速度為231 km/h
D.該趟列車的最大速度為231 km/h
4.(多選)甲、乙兩個(gè)物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng),它們的速度—時(shí)間圖像分別如圖中直線a、b所示,在t1時(shí)刻( )
A.它們的運(yùn)動(dòng)方向相同
B.甲一定在乙的后面
C.甲的速度比乙的速度大
D.乙的速度比甲的速度大
5.情境:下面的文字來自一篇報(bào)道:“G1次中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組‘復(fù)興號(hào)’駛出北京南站,瞬間提速。15分鐘后,激動(dòng)人心的數(shù)字出現(xiàn)在屏幕上:350千米/小時(shí)!歷經(jīng)4小時(shí)28分鐘的飛馳,抵達(dá)上海虹橋站。350公里時(shí)速的正式運(yùn)營,標(biāo)志著我國成為世界高鐵商業(yè)運(yùn)營速度最高的國家。”
問題:(1)屏幕上的數(shù)字“350千米/小時(shí)”指的是什么速度?
(2)你能計(jì)算列車從北京南站到上海虹橋站行駛的路程嗎?
四、加速度
考點(diǎn)演練
1.關(guān)于速度、速度的變化量、加速度,正確的說法是( )
A.物體運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的變化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物體,其加速度一定很大
C.某時(shí)刻物體速度為零,其加速度可能很大
D.加速度很大時(shí),運(yùn)動(dòng)物體的速度一定很快變大
2.如圖所示是汽車的速度計(jì),某同學(xué)在汽車中觀察速度計(jì)指針位置的變化,開始時(shí)指針在圖甲所示的位置,經(jīng)過7 s后指針在圖乙所示的位置,那么它的加速度約為( )
A.7.1 m/s2 B.5.7 m/s2
C.1.6 m/s2 D.2.6 m/s2
3.(多選)如圖所示是A、B兩物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,則下列說法中正確的是( )
A.物體A做加速直線運(yùn)動(dòng)
B.物體B做減速直線運(yùn)動(dòng)
C.物體A的加速度為正值,B的加速度為負(fù)值,所以A的加速度大于B的加速度
D.物體B的速度變化比A的速度變化快
4.在北京時(shí)間2019年5月9日凌晨3點(diǎn),2018-2019賽季歐冠半決賽次回合,阿賈克斯回到主場(chǎng)迎戰(zhàn)托特納姆熱刺。塔迪奇左腳的勁射被洛里撲出。假設(shè)足球運(yùn)動(dòng)員在罰點(diǎn)球時(shí),球獲得28 m/s的速度并做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)腳與球作用時(shí)間為0.1 s,球又在空中飛行0.2 s后被守門員擋出,守門員雙手與球接觸時(shí)間為0.2 s,且球被擋出后以20 m/s速度沿原路彈回,求:
(1)罰點(diǎn)球的瞬間,球的加速度大?。?br />
(2)守門員擋球瞬間,球的加速度。
5.情境:F1賽車高速行駛時(shí)輪胎快速磨損,比賽中經(jīng)常出現(xiàn)中途換輪胎的場(chǎng)景,各車隊(duì)的專屬維修站也成為比賽中一道特別的風(fēng)景。小張同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)觀看F1賽車比賽時(shí),看到賽車一閃而過,感嘆“真快啊”;一段時(shí)間后賽車需要進(jìn)入維修站,快速剎車停住,小張又感嘆“真快啊”。
問題:情境中兩次出現(xiàn)“真快啊”,它們的含義一樣嗎?請(qǐng)解釋原因。
第二部分 專題分析
專題1:運(yùn)動(dòng)概念的比較
1.速度與速率的聯(lián)系與區(qū)別
速度
速率
物理意義
描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量,是矢量
描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,是標(biāo)量
分類
平均速度、瞬時(shí)速度
平均速率、瞬時(shí)速率
決定因素
平均速度=
平均速率=
方向
平均速度方向與位移方向相同;瞬時(shí)速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向
無方向
聯(lián)系
它們的單位都是m/s,瞬時(shí)速度的大小等于瞬時(shí)速率,即常說的速率
注意:速率是瞬時(shí)速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小。
2.速度v、速度的變化量Δv和加速度a的比較
速度v
速度的變化量Δv
加速度a
物理意義
描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量,是狀態(tài)量
描述物體速度改變大小程度的物理量,是過程量
描述物體速度變化快慢的物理量,是狀態(tài)量
定義式
v=或v=
Δv=v-v0
a=或a=
決定因素
v的大小由v0、a、t決定
Δv由v與v0決定,由Δv=a·Δt可知Δv也由a與Δt來決定
a不是由v、Δt、Δv來決定的,a由F與m來決定(第三章學(xué)習(xí))
方向
與位移變化量Δx同向,即物體運(yùn)動(dòng)的方向
由v-v0或a的方向決定
與Δv方向一致,而與v0、v方向無關(guān)
大小
①位移與時(shí)間的比值
②位移對(duì)時(shí)間的變化率
③x-t圖像中,圖像在該點(diǎn)的切線斜率的大小
Δv=v-v0
①速度變化量與所用時(shí)間的比值
②速度對(duì)時(shí)間的變化率
③v-t圖像中,圖像在該點(diǎn)的切線斜率的大小
【例1】 有兩個(gè)物體都做加速度恒定的變速直線運(yùn)動(dòng),則以下說法正確的是( )
A.經(jīng)過相同的時(shí)間,速度變化大的物體,它的加速度一定大
B.若初速度相同,則末速度大的物體加速度一定大
C.若加速度相同,初速度大的物體其末速度一定大
D.在相同時(shí)間內(nèi),加速度大的物體其速度必然大
【技巧與方法】
1物體運(yùn)動(dòng)速度大小與加速度大小無必然聯(lián)系,判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)依據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系。
2速度變化量大,加速度不一定大,加速度是速度的變化率,還與時(shí)間有關(guān)。
專題2:科學(xué)研究方法
1.建立理想化模型的思想
理想模型法是物理學(xué)中常用的一種方法。在研究具體問題時(shí),為了研究方便,抓住主要因素,忽略次要因素,從實(shí)際問題中抽象出理想化模型,從而把實(shí)際復(fù)雜的問題簡(jiǎn)化處理。如質(zhì)點(diǎn)就是理想化的物理模型。
2.極限思維
在分析變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度時(shí),我們采用極限思維,即在物體經(jīng)過的某點(diǎn)前、后取很小的一段時(shí)間,這段時(shí)間取得越小,物體在該段時(shí)間內(nèi)的速度變化就越小,該段時(shí)間內(nèi)的平均速度就越能精確地反映物體在該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢情況,當(dāng)時(shí)間足夠短時(shí)(或位移足夠小時(shí)),該段時(shí)間內(nèi)的平均速度就等于物體經(jīng)過該點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。同理,在變速運(yùn)動(dòng)的描述中,加速度的平均值和瞬時(shí)值也存在這樣的關(guān)系。
【例2】 有一高度為1.70 m的田徑運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行100 m短跑比賽。在終點(diǎn)處,有一站在跑道終點(diǎn)旁邊的攝影記者用照相機(jī)拍攝他沖刺時(shí)的運(yùn)動(dòng),記者使用的照相機(jī)的光圈(控制進(jìn)光量的多少)是60,即快門曝光時(shí)間是 s,得到照片后,測(cè)得照片中人的高度為1.7×10-2 m,胸前號(hào)碼簿上模糊部分的寬度是2×10-3 m。由以上數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)動(dòng)員沖刺時(shí) s內(nèi)的位移以及沖刺時(shí)的速度大小。
專題3:運(yùn)動(dòng)圖像的綜合
1.應(yīng)用運(yùn)動(dòng)圖像解題“六看”
x-t圖像
v-t圖像
軸
橫軸表示時(shí)間t,縱軸表示位移x
橫軸表示時(shí)間t,縱軸表示速度v
線
傾斜直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)
傾斜直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
斜率
表示速度
表示加速度
面積
無實(shí)際意義
圖線和時(shí)間軸圍成的面積表示位移
縱截距
表示初位置
表示初速度
特殊點(diǎn)
拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng),兩圖線交點(diǎn)表示兩物體相遇
拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng),兩圖線交點(diǎn)表示兩物體速度相等
2.對(duì)兩種圖像的理解
(1)x-t圖像、v-t圖像都不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡,圖像中各點(diǎn)的坐標(biāo)值x、v與t一一對(duì)應(yīng)。
(2)x-t圖像、v-t圖像的形狀由x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系決定。
(3)無論是x-t圖像還是v-t圖像,所描述的運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)。
【例3】 有四個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體A、B、C、D,物體A、B運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖甲所示,物體C、D從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示。根據(jù)圖像做出以下判斷正確的是( )
甲 乙
A.t=3 s時(shí),物體C追上物體D
B.t=3 s時(shí),物體C與D間距離最大
C.在0~3 s時(shí)間內(nèi),物體B運(yùn)動(dòng)的位移為5 m
D.物體A和B均做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且A的速度比B的大
【技巧與方法】
用圖像解決物理問題通常有以下三種情況:1根據(jù)題目所給運(yùn)動(dòng)圖像分析物理問題;2根據(jù)題意自己畫
出運(yùn)動(dòng)圖像并解決問題;3對(duì)題目中所給圖像進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)化,然后根據(jù)轉(zhuǎn)化后的運(yùn)動(dòng)圖像分析問題。
第三部分 章節(jié)檢測(cè)
(時(shí)間:90分鐘 分值:100分)
一、選擇題(1~7單選,8~12多選。共48分)
1.(4分)2019年1月3日“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器在月球背面成功著陸。落月后,北京航天飛行控制中心通過“鵲橋”中繼星向“嫦娥四號(hào)”發(fā)送指令,“玉兔二號(hào)”順利從著陸器登陸到月球表面進(jìn)行探月工作。利用著陸器可拍攝到“玉兔二號(hào)”在月球上的運(yùn)動(dòng)軌跡。在研究“玉兔二號(hào)”運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)選擇的參考系是( )
A.月球表面 B.太陽
C.中繼星 D.地球
2.(4分)一種高速飛行列車?yán)么艖腋〖夹g(shù)及近真空管道線路大幅減小阻力,并具有強(qiáng)大的加速能力及高速巡航能力,其最大運(yùn)行速度可能達(dá)4 000 km/h。從甲地到乙地的路程為693 km,只要11.4 min就可到達(dá),真是“嗖”的一聲,人就到了。根據(jù)以上信息判斷,下列說法正確的是( )
A.“11.4 min”是時(shí)刻
B.從甲地到乙地的路程為693 km,這個(gè)“路程”是個(gè)矢量
C.可以求得從甲地到乙地的平均速率約為3 650 km/h
D.若研究飛行列車經(jīng)過某一路標(biāo)所用的時(shí)間,可將列車看作質(zhì)點(diǎn)
3.(4分)一物體沿半徑分別為r和R的半圓弧由A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn),經(jīng)歷的時(shí)間為t,如圖所示。則它的平均速度和平均速率分別是( )
A.;
B.,向東;
C.,向東;,向東
D.,向東;
4.(4分)如圖為A、B兩個(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖像,則下列說法正確的是( )
A.t1時(shí)刻B的速度比A的速度小
B.t2時(shí)刻A、B速度方向相同
C.t1~t2這段時(shí)間,A的平均速率小于B的平均速率
D.t1~t2這段時(shí)間,A的平均速度小于B的平均速度
5.(4分)如圖所示是某物體的位移—時(shí)間圖像,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以求出P點(diǎn)的瞬時(shí)速度。下面四個(gè)選項(xiàng)中更接近P點(diǎn)瞬時(shí)速度真實(shí)值的是( )
A.2 m/s B.2.2 m/s
C.2.21 m/s D.2.211 m/s
6.(4分)如圖所示,物體以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做減速運(yùn)動(dòng),經(jīng)4 s滑回原處時(shí)速度大小仍為5 m/s,則物體的加速度為( )
A.10 m/s2,方向沿斜面向下
B.0
C.2.5 m/s2,方向沿斜面向下
D.5 m/s2,方向沿斜面向下
7.(4分)汽車在高速公路上超速是非常危險(xiǎn)的,為防止汽車超速,高速公路都裝有測(cè)汽車速度的裝置。如圖甲所示為超聲波測(cè)速儀測(cè)汽車速度的示意圖,測(cè)速儀A可發(fā)出并接收超聲波信號(hào),根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)可以推測(cè)出被測(cè)汽車的速度。如圖乙所示是以測(cè)速儀所在位置為參考點(diǎn),測(cè)速儀連續(xù)發(fā)出的兩個(gè)超聲波信號(hào)的x-t圖像,則( )
甲 乙
A.汽車離測(cè)速儀越來越近
B.在測(cè)速儀發(fā)出兩個(gè)超聲波信號(hào)的時(shí)間間隔內(nèi),汽車通過的位移為x2-x1
C.汽車在t1~t2時(shí)間內(nèi)的平均速度為
D.超聲波信號(hào)的速度是
8.(4分)(多選)如圖所示,一邊長為10 cm的實(shí)心立方體木塊,一只昆蟲從A點(diǎn)爬到G點(diǎn)。下列說法正確的是( )
A.該昆蟲的路程有若干種可能性,其中最短路程為(10+10)cm
B.該昆蟲的位移大小為10cm
C.該昆蟲的路程有若干種可能性,其中最短路程為10cm
D.該昆蟲的位移大小為10cm
9.(4分)(多選)如圖甲所示,火箭發(fā)射時(shí),速度能在10 s內(nèi)由0增加到100 m/s;如圖乙所示,汽車以108 km/h的速度行駛,急剎車時(shí)能在2.5 s內(nèi)停下來。下列說法中正確的是( )
甲 乙
A.10 s內(nèi)火箭的速度改變量為10 m/s
B.2.5 s內(nèi)汽車的速度改變量為-30 m/s
C.火箭的速度變化比汽車快
D.火箭的加速度比汽車的加速度小
10.(4分)(多選)一物體做直線運(yùn)動(dòng),在如圖所示的位移坐標(biāo)軸上,O、S1、S2、…、Sn-1、Sn分別為物體在開始和第1 s末、第2 s末、…、第(n-1)s末、第ns末的位置,則下述說法中正確的是( )
A.OS1為第2 s內(nèi)的位移,方向由O指向S1
B.OSn-1為(n-1) s內(nèi)的位移,方向由O指向Sn-1
C.S2Sn為前2n s內(nèi)的位移,方向由S2指向Sn
D.Sn-1Sn為第n s內(nèi)的位移,方向由Sn-1指向Sn
11.(4分)(多選)一個(gè)做直線運(yùn)動(dòng)的物體,其運(yùn)動(dòng)圖像如圖所示,下列說法正確的是 ( )
A.若圖中x表示位移,則物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
B.若圖中x表示位移,則物體在2 s末的速度為0
C.若圖中x表示速度,則物體在2 s末的速度為0
D.若圖中x表示速度,則物體在前2 s速度沿正方向
12.(4分)(多選)物體沿一條東西方向的水平線做直線運(yùn)動(dòng),取向東為運(yùn)動(dòng)的正方向,其速度—時(shí)間圖像如圖所示,下列說法中正確的是 ( )
A.在1 s末,速度為9 m/s
B.0~2 s內(nèi),加速度為6 m/s2
C.6~7 s內(nèi),做速度方向向西的加速運(yùn)動(dòng)
D.10~12 s內(nèi),做速度方向向東的加速運(yùn)動(dòng)
二、菲選擇題(共52分)
13.(6分)一小球在桌面上從靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下小球每次曝光的位置,并將小球的位置編號(hào),如圖甲所示,1位置恰對(duì)應(yīng)小球剛開始運(yùn)動(dòng)的瞬間,作為零時(shí)刻,攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均相同。
甲
乙
(1)小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過各位置的速度分別為v1=0,v2=0.06 m/s,v3= m/s,v4=0.18 m/s,v5= m/s。
(2)在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出小球的速度—時(shí)間圖像(保留描點(diǎn)痕跡)。
14.(8分)下圖中的甲、乙為高中物理實(shí)驗(yàn)中兩種常用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,請(qǐng)回答下面的問題:
甲 乙
(1)圖甲是 (選填“電磁”或“電火花”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,電源應(yīng)采用 (選填“交流4~6 V”“交流220 V”或“四節(jié)干電池”)。
(2)某同學(xué)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物塊做直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,得到一條紙帶,他在紙帶上按打點(diǎn)的先后順序取O、A、B、C、D、E、F等若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔用t表示,各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。則:
①時(shí)間間隔t為 (選填“A”或“B”)。
A.0.02 s B.0.1 s
②OF段表示物塊做 運(yùn)動(dòng)(選填“A”或“B”)。
A.加速 B.減速
③在紙帶上打出B點(diǎn)時(shí),物塊的速度可表示為 (選填“A”或“B”)。
A. B.
15.(8分)如圖為400 m的標(biāo)準(zhǔn)跑道,直道部分AB、CD的長度均為100 m,彎道部分BC、DA是半圓弧,其長度也為100 m,A點(diǎn)為200 m賽跑的起點(diǎn),經(jīng)B點(diǎn)到終點(diǎn)C。求:
(1)200 m賽跑的路程和位移;
(2)跑至彎道BC的中點(diǎn)P時(shí)的路程和位移。(結(jié)果保留一位小數(shù))
16.(10分)登山運(yùn)動(dòng)時(shí),張捷用100 min由宿營地X爬到山頂Y,在山道上通過的路程是2 400 m,相對(duì)于X升高了1 200 m,如圖所示。
(1)由X到Y(jié)的位移是多少?
(2)爬山的平均速率是多大?
(3)計(jì)算他爬山的平均速度的大小;
(4)他的朋友李子俊從Z點(diǎn)爬山,比張捷晚20 min開始,平均速率為0.5 m/s,還比張捷早20 min到達(dá)山頂,問李子俊由Z爬到Y(jié)共通過了多遠(yuǎn)路程?
17.(10分)如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v - t圖像,請(qǐng)回答:
(1)質(zhì)點(diǎn)在0~12 s內(nèi)是怎樣運(yùn)動(dòng)的?
(2)在0~4 s內(nèi)、8~10 s內(nèi)、10~12 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度各是多少?
18.(10分)有些國家的交通管理部門為了交通安全,特別制定了死亡加速度為500g(g取10 m/s2),以醒世人,意思是如果行車加速度超過此值,將有生命危險(xiǎn)。那么大的加速度,一般情況下車輛是達(dá)不到的,但如果發(fā)生交通事故時(shí),將會(huì)達(dá)到這一數(shù)值。試問:
(1)一輛以72 km/h的速度行駛的貨車與一輛以54 km/h的速度行駛的摩托車相向而行發(fā)生碰撞,摩托車駕駛員被以與貨車相同的速度撞飛,碰撞時(shí)間為2.1×10-3 s,通過計(jì)算說明摩托車駕駛員是否有生命危險(xiǎn)?(提示:摩托車與貨車相撞瞬間,貨車速度幾乎不變,摩托車反向速度大小與貨車相同)
(2)為了防止碰撞,兩車的駕駛員同時(shí)緊急剎車,貨車、摩托車急剎車后到完全靜止所需時(shí)間分別為4 s、3 s,貨車的加速度與摩托車的加速度大小之比為多少?
第一章 章節(jié)復(fù)習(xí)與檢測(cè)
(本篇復(fù)習(xí)章節(jié)包含知識(shí)歸納演練,專題分析,章節(jié)檢測(cè))
第一部分 知識(shí)歸納
一、質(zhì)點(diǎn) 參考系
考點(diǎn)演練
1.(多選)如圖所示為正在航拍的四旋翼無人飛機(jī)。下列過程中不能將無人飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)的是( )
A.調(diào)節(jié)飛機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速
B.調(diào)整飛機(jī)在空中的姿態(tài)
C.觀察飛機(jī)在空中的位置
D.調(diào)整飛機(jī)上攝像機(jī)鏡頭的方向
【解析】ABD [調(diào)節(jié)飛機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)速時(shí),飛機(jī)旋翼的大小和形狀不能忽略不計(jì),不能看作質(zhì)點(diǎn);調(diào)整飛機(jī)在空中的姿態(tài),飛機(jī)各部分運(yùn)動(dòng)不同,不可以將飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn);觀察飛機(jī)在空中的位置,飛機(jī)的大小可以忽略;調(diào)整飛機(jī)上攝像機(jī)鏡頭的方向時(shí),飛機(jī)的大小不能忽略。故選A、B、D。
2.公路上一輛卡車緊急剎車,由于慣性,卡車上的貨物相對(duì)車廂向前滑行了x=15 mm,為了測(cè)出這個(gè)距離x,我們選擇的最合理的參考系應(yīng)該是( )
A.樹木 B.行人
C.卡車 D.公路
【解析】C 據(jù)題意,參考系是指為了研究問題的方便選來作為標(biāo)準(zhǔn)的物體。由于貨物相對(duì)車廂向前滑行了15 mm,這是貨物相對(duì)車廂的運(yùn)動(dòng),為了測(cè)量出這個(gè)距離,選擇最理想的參考系是卡車,這樣方便測(cè)量,也是最合理的選擇。
3.“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功,如圖所示。這標(biāo)志著我國向建成空間站的目標(biāo)又往前邁進(jìn)了一大步,并為最終實(shí)現(xiàn)在2022年前后完成載人空間站的全部建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)以上信息,下列說法正確的是( )
A.“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”實(shí)驗(yàn)室對(duì)接的過程,可將它們視為質(zhì)點(diǎn)
B.對(duì)接成功后,以“天宮二號(hào)”為參考系,“神舟十一號(hào)”飛船是運(yùn)動(dòng)的
C.對(duì)接成功后,以地球?yàn)閰⒖枷?,整個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室是靜止的
D.載人空間站建成后,研究空間站繞地球飛行的時(shí)間時(shí),可將空間站視為質(zhì)點(diǎn)
【解析】D 在交會(huì)對(duì)接的過程中,對(duì)“神舟十一號(hào)”和“天宮二號(hào)”的姿態(tài)調(diào)整,涉及轉(zhuǎn)動(dòng),所以不能將“神舟十一號(hào)”和“天宮二號(hào)”看成質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;對(duì)接成功后,“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”運(yùn)動(dòng)情況相同,是相對(duì)靜止的,故B錯(cuò)誤;對(duì)接成功后,以地球?yàn)閰⒖枷?,整個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),相對(duì)地球是運(yùn)動(dòng)的,故C錯(cuò)誤;研究空間站繞地球飛行的時(shí)間時(shí),空間站的形狀和大小可以忽略,可視為質(zhì)點(diǎn),故D正確。
4.如圖所示,從沿水平直線勻速飛行的飛機(jī)上落下一個(gè)物體,地面上的人看到物體是沿曲線下落的,飛機(jī)上的人看到物體是沿直線豎直下落的。關(guān)于上述觀察結(jié)果所對(duì)應(yīng)的參考系,下列說法正確的是( )
A.二者都以飛機(jī)為參考系
B.二者都以地面為參考系
C.地面上的人以飛機(jī)為參考系,飛機(jī)上的人以地面為參考系
D.地面上的人以地面為參考系,飛機(jī)上的人以飛機(jī)為參考系
【解析】D 地面上的人看到物體是沿曲線下落的,是以地面為參考系的,飛機(jī)上的人看到物體是沿直線豎直下落的,是以飛機(jī)為參考系的,選項(xiàng)D正確。
5.情境:“殲-20”戰(zhàn)機(jī)的使用壽命成功地突破了10 000小時(shí)的大關(guān),反超了美軍F22戰(zhàn)斗機(jī)的使用壽命。
問題:
(1)在“殲-20”戰(zhàn)機(jī)超強(qiáng)度訓(xùn)練飛行使用壽命成功突破10 000小時(shí)的過程中,舉例說明“殲-20”看作質(zhì)點(diǎn)與不能看作質(zhì)點(diǎn)的情況。
(2)在多架“殲-20”戰(zhàn)機(jī)組成編隊(duì),保持隊(duì)形進(jìn)行飛行訓(xùn)練的過程中,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何?
【解析】 (1)如果研究“殲-20”的飛行路徑和最大作戰(zhàn)半徑,其大小和形狀可以忽略,此時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn);如果研究其飛行姿態(tài),則不能看作質(zhì)點(diǎn)。
(2)以地面為參考系,“殲-20”編隊(duì)是運(yùn)動(dòng)的;以編隊(duì)中任意一架“殲-20”戰(zhàn)機(jī)為參考系,其他戰(zhàn)機(jī)是靜止的。
二、時(shí)間 位移
考點(diǎn)演練
1.下列關(guān)于矢量和標(biāo)量的說法正確的是( )
A.取定正方向,做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,因?yàn)榧椎奈灰茷檎?,乙的位移為?fù),所以x甲>x乙
B.甲、乙兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為50 m,這兩個(gè)物體的位移必定相同
C.溫度計(jì)讀數(shù)有正、有負(fù),所以溫度也是矢量
D.溫度計(jì)讀數(shù)的正、負(fù)號(hào)表示溫度高低,不表示方向,溫度是標(biāo)量
【解析】D 位移是矢量,其符號(hào)代表方向,大小是其絕對(duì)值,則知甲的位移小于乙的位移,故A錯(cuò)誤;位移是矢量,只有大小和方向都相同時(shí),位移才相同,所以兩運(yùn)動(dòng)物體的位移大小均為50 m,這兩個(gè)物體的位移不一定相同,故B錯(cuò)誤;溫度是標(biāo)量,其正負(fù)表示溫度的高低,不表示方向,故C錯(cuò)誤,D正確。
2.下列計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間間隔的是( )
A.中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》節(jié)目每日19時(shí)開播
B.蘇炳添在國際田徑室內(nèi)賽紐約站男子60米比賽中跑出6秒62的成績,獲得亞軍
C.我們下午2:00開始上課
D.2018年10月2日,瑞典皇家科學(xué)院將2018年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予阿瑟·阿什金、杰拉德·穆魯、唐娜·斯特里克蘭
【解析】B 每日19時(shí)是中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》這一節(jié)目開始的時(shí)刻,故A錯(cuò)誤;6秒62是蘇炳添比賽的成績,是一個(gè)時(shí)間間隔,故B正確;下午2:00是開始上課的時(shí)刻,故C錯(cuò)誤;2018年10月2日是頒獎(jiǎng)的時(shí)刻,故D錯(cuò)誤。
3.我國著名籃球運(yùn)動(dòng)員姚明在原地拍球,球從1 m處拍下,又被地板彈回,在離地1.5 m處被接住。規(guī)定豎直向下為正方向,則球通過的路程和位移分別是 ( )
A.2.5 m,2.5 m B.2.5 m,0.5 m
C.2.5 m,-0.5 m D.1.5 m,-1 m
【解析】C 位移是指從初位置到末位置的有向線段,所以此時(shí)球的位移x=1 m-1.5 m=-0.5 m;路程是指球所經(jīng)過的路徑的長度,球通過的路程為=1 m+1.5 m=2.5 m,故C正確。
4.一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖所示,則:
(1)質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)越來越遠(yuǎn);質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)越來越近;質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)沒有運(yùn)動(dòng)。
A.0~20 s B.20~30 s C.30~40 s D.40~50 s
(2)質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離是 m。
(3)質(zhì)點(diǎn)在10 s時(shí)距離出發(fā)點(diǎn) m,質(zhì)點(diǎn)在 s時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)。
【解析】 (1)質(zhì)點(diǎn)在0~20 s內(nèi)和30~40 s內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)的位移越來越大,離出發(fā)點(diǎn)越來越遠(yuǎn)。質(zhì)點(diǎn)在20~30 s內(nèi)位移沒有變化,故處于靜止?fàn)顟B(tài);質(zhì)點(diǎn)在40~50 s內(nèi)離出發(fā)點(diǎn)的位移越來越小,離出發(fā)點(diǎn)越來越近。
(2)由題圖知t=40 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)的距離最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)距離為50 m。
(3)從題圖上讀出質(zhì)點(diǎn)在10 s時(shí)距離出發(fā)點(diǎn)10 m;質(zhì)點(diǎn)在50 s時(shí)位移為0,即回到出發(fā)點(diǎn)。
【答案】 (1)AC D B (2)50 (3)10 50
5.情境: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,如圖所示,在一個(gè)邊長為a的大正方體木箱的一個(gè)頂點(diǎn)G上,老鼠從貓的爪間逃出,沿著木箱的棱邊奔向洞口,洞口在方木箱的另一頂點(diǎn)A處。若老鼠不重復(fù)地跑過任意一條棱邊,且不再回到G點(diǎn),聰明的貓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)),結(jié)果貓?jiān)诙纯贏再次捉到了老鼠。
問題:(2)老鼠的位移大小及最短路程是多少?
(2)貓的位移大小和路程是多少?
【解析】 (1)由幾何關(guān)系可知,老鼠從頂點(diǎn)G出發(fā),走過的最短路程為3a(三條棱),位移大小為a。
(2)將立體圖形展開,如圖所示,當(dāng)貓按照GA線走時(shí),路程最短,則最短路程為=a,此時(shí)位移大小也是a。
三、速度
考點(diǎn)演練
1.(多選)做直線運(yùn)動(dòng)的物體,某時(shí)刻速度是10 m/s,那么這個(gè)物體( )
A.在這一時(shí)刻之前的0.2 s內(nèi)位移一定是2 m
B.在這一時(shí)刻之后的0.1 s內(nèi)位移一定是1 m
C.在這一時(shí)刻起10 s內(nèi)位移可能是60 m
D.如果從這一時(shí)刻起開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么它繼續(xù)通過1 000 m路程所需時(shí)間一定是100 s
【解析】CD 某時(shí)刻速度是10 m/s指的是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度,不能說明物體在此時(shí)刻之前和之后運(yùn)動(dòng)的快慢情況,A、B錯(cuò)誤;如果從此時(shí)刻(速度為10 m/s)起物體做非勻速直線運(yùn)動(dòng),則以后的10 s內(nèi)位移可能為60 m,C正確;如果從這一時(shí)刻起物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么通過1 000 m路程所需時(shí)間為100 s,D正確。
2.一物體以10 m/s的速度從甲地運(yùn)動(dòng)到乙地,又以20 m/s的速度從乙地運(yùn)動(dòng)到丙地。已知甲、乙兩地之間的距離與乙、丙兩地之間的距離相等,如圖所示,則該物體從甲地到丙地的平均速度大小為( )
A.12 m/s B.15 m/s
C. m/s D.18 m/s
【解析】C 全程平均速度v==== m/s。
3.春運(yùn)是中國在農(nóng)歷春節(jié)前后出現(xiàn)的一種大規(guī)模的交通運(yùn)輸高壓力現(xiàn)象。某同學(xué)買了北京西到貴陽北的高鐵票,如圖所示,從鐵路售票網(wǎng)查詢到該趟車歷時(shí)8小時(shí)46分鐘,行程為2 026公里,則下列說法正確的是( )
A.圖中08:55表示一段時(shí)間
B.該列車高速行駛時(shí),可以取10 m位移的平均速度近似看作這10 m起點(diǎn)位置處的瞬時(shí)速度
C.該趟列車全程的平均速度為231 km/h
D.該趟列車的最大速度為231 km/h
【解析】B 圖中08:55表示時(shí)刻,故A錯(cuò)誤;列車高速行駛時(shí)速度很快,通過10 m的時(shí)間很短,可以取10 m位移的平均速度近似看作這10 m起點(diǎn)位置的瞬時(shí)速度,故B正確;平均速度等于位移與時(shí)間的比值,2 026公里是路程,則v= km/h=231 km/h,計(jì)算得到的是平均速率,所以平均速度和最大速度都不是231 km/h,故C、D錯(cuò)誤。
4.(多選)甲、乙兩個(gè)物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng),它們的速度—時(shí)間圖像分別如圖中直線a、b所示,在t1時(shí)刻( )
A.它們的運(yùn)動(dòng)方向相同
B.甲一定在乙的后面
C.甲的速度比乙的速度大
D.乙的速度比甲的速度大
【解析】AD 圖線在橫軸上方,速度均為正值,表示物體的運(yùn)動(dòng)方向均沿正方向,運(yùn)動(dòng)方向相同,A正確;由于在初始時(shí)刻甲、乙的位置關(guān)系未知,所以無法判斷在t1時(shí)刻甲、乙的位置關(guān)系,B錯(cuò)誤;在t1時(shí)刻b圖線對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值大,故乙的速度比甲的速度大,C錯(cuò)誤,D正確。
5.情境:下面的文字來自一篇報(bào)道:“G1次中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組‘復(fù)興號(hào)’駛出北京南站,瞬間提速。15分鐘后,激動(dòng)人心的數(shù)字出現(xiàn)在屏幕上:350千米/小時(shí)!歷經(jīng)4小時(shí)28分鐘的飛馳,抵達(dá)上海虹橋站。350公里時(shí)速的正式運(yùn)營,標(biāo)志著我國成為世界高鐵商業(yè)運(yùn)營速度最高的國家?!?br />
問題:(1)屏幕上的數(shù)字“350千米/小時(shí)”指的是什么速度?
(2)你能計(jì)算列車從北京南站到上海虹橋站行駛的路程嗎?
【解析】 (1)屏幕上的數(shù)字“350千米/小時(shí)”指的是列車當(dāng)時(shí)的瞬時(shí)速率。
(2)由于前15分鐘的運(yùn)動(dòng)情況不明確,則無法計(jì)算列車從北京南站到上海虹橋站行駛的路程。
四、加速度
考點(diǎn)演練
1.關(guān)于速度、速度的變化量、加速度,正確的說法是( )
A.物體運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的變化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物體,其加速度一定很大
C.某時(shí)刻物體速度為零,其加速度可能很大
D.加速度很大時(shí),運(yùn)動(dòng)物體的速度一定很快變大
【解析】C 運(yùn)動(dòng)物體的速度變化量越大,加速度不一定越大,還取決于變化所用的時(shí)間,故A錯(cuò)誤;加速度與速度沒有直接的關(guān)系,速度很大的物體,其加速度可能很小,可能為零,比如速度很大的勻速直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;某時(shí)刻物體速度為零,但速度變化率很大,則其加速度很大,故C正確;物體做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度很大,運(yùn)動(dòng)物體的速度很快變小,故D錯(cuò)誤。
2.如圖所示是汽車的速度計(jì),某同學(xué)在汽車中觀察速度計(jì)指針位置的變化,開始時(shí)指針在圖甲所示的位置,經(jīng)過7 s后指針在圖乙所示的位置,那么它的加速度約為( )
A.7.1 m/s2 B.5.7 m/s2
C.1.6 m/s2 D.2.6 m/s2
【解析】C 由題圖知,兩時(shí)刻的速度分別為v1=20 km/h≈5.6 m/s,v2=60 km/h≈16.7 m/s,故汽車的加速度a== m/s2≈1.6 m/s2。
3.(多選)如圖所示是A、B兩物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,則下列說法中正確的是( )
A.物體A做加速直線運(yùn)動(dòng)
B.物體B做減速直線運(yùn)動(dòng)
C.物體A的加速度為正值,B的加速度為負(fù)值,所以A的加速度大于B的加速度
D.物體B的速度變化比A的速度變化快
【解析】AD 由圖像可知,物體A的速度隨時(shí)間均勻增加,物體A做加速直線運(yùn)動(dòng),A對(duì);物體B沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng),速度隨時(shí)間均勻增加,做加速直線運(yùn)動(dòng),B錯(cuò);v-t圖像斜率的絕對(duì)值表示加速度的大小,圖中B的斜率絕對(duì)值較大,則A的加速度小于B的加速度,C錯(cuò);B的加速度大,則B的速度變化比A快,D對(duì)。
4.在北京時(shí)間2019年5月9日凌晨3點(diǎn),2018-2019賽季歐冠半決賽次回合,阿賈克斯回到主場(chǎng)迎戰(zhàn)托特納姆熱刺。塔迪奇左腳的勁射被洛里撲出。假設(shè)足球運(yùn)動(dòng)員在罰點(diǎn)球時(shí),球獲得28 m/s的速度并做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)腳與球作用時(shí)間為0.1 s,球又在空中飛行0.2 s后被守門員擋出,守門員雙手與球接觸時(shí)間為0.2 s,且球被擋出后以20 m/s速度沿原路彈回,求:
(1)罰點(diǎn)球的瞬間,球的加速度大??;
(2)守門員擋球瞬間,球的加速度。
【解析】(1)設(shè)球被踢出的方向?yàn)檎较?,罰點(diǎn)球的瞬間根據(jù)加速度定義式可得:
a1===280 m/s2。
(2)守門員擋球瞬間根據(jù)加速度定義式可得:
a2===-240 m/s2,負(fù)號(hào)表示加速度方向與球被踢出時(shí)速度方向相反。
5.情境:F1賽車高速行駛時(shí)輪胎快速磨損,比賽中經(jīng)常出現(xiàn)中途換輪胎的場(chǎng)景,各車隊(duì)的專屬維修站也成為比賽中一道特別的風(fēng)景。小張同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)觀看F1賽車比賽時(shí),看到賽車一閃而過,感嘆“真快啊”;一段時(shí)間后賽車需要進(jìn)入維修站,快速剎車停住,小張又感嘆“真快啊”。
問題:情境中兩次出現(xiàn)“真快啊”,它們的含義一樣嗎?請(qǐng)解釋原因。
【解析】由題意可知,第一個(gè)“真快啊”是描述賽車運(yùn)動(dòng)得快,即速度大;第二個(gè)“真快啊”是描述賽車停下來的時(shí)間很短,速度變化快,即加速度大,因此兩次出現(xiàn)“真快啊”的含義不同。
第二部分 專題分析
專題1:運(yùn)動(dòng)概念的比較
1.速度與速率的聯(lián)系與區(qū)別
速度
速率
物理意義
描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量,是矢量
描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,是標(biāo)量
分類
平均速度、瞬時(shí)速度
平均速率、瞬時(shí)速率
決定因素
平均速度=
平均速率=
方向
平均速度方向與位移方向相同;瞬時(shí)速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向
無方向
聯(lián)系
它們的單位都是m/s,瞬時(shí)速度的大小等于瞬時(shí)速率,即常說的速率
注意:速率是瞬時(shí)速度的大小,但平均速率不是平均速度的大小。
2.速度v、速度的變化量Δv和加速度a的比較
速度v
速度的變化量Δv
加速度a
物理意義
描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量,是狀態(tài)量
描述物體速度改變大小程度的物理量,是過程量
描述物體速度變化快慢的物理量,是狀態(tài)量
定義式
v=或v=
Δv=v-v0
a=或a=
決定因素
v的大小由v0、a、t決定
Δv由v與v0決定,由Δv=a·Δt可知Δv也由a與Δt來決定
a不是由v、Δt、Δv來決定的,a由F與m來決定(第三章學(xué)習(xí))
方向
與位移變化量Δx同向,即物體運(yùn)動(dòng)的方向
由v-v0或a的方向決定
與Δv方向一致,而與v0、v方向無關(guān)
大小
①位移與時(shí)間的比值
②位移對(duì)時(shí)間的變化率
③x-t圖像中,圖像在該點(diǎn)的切線斜率的大小
Δv=v-v0
①速度變化量與所用時(shí)間的比值
②速度對(duì)時(shí)間的變化率
③v-t圖像中,圖像在該點(diǎn)的切線斜率的大小
【例1】 有兩個(gè)物體都做加速度恒定的變速直線運(yùn)動(dòng),則以下說法正確的是( )
A.經(jīng)過相同的時(shí)間,速度變化大的物體,它的加速度一定大
B.若初速度相同,則末速度大的物體加速度一定大
C.若加速度相同,初速度大的物體其末速度一定大
D.在相同時(shí)間內(nèi),加速度大的物體其速度必然大
【解析】A 根據(jù)加速度定義式a=可知,時(shí)間一定時(shí),Δv越大,加速度就越大,加速度大,速度變化量Δv就大,選項(xiàng)A正確,D錯(cuò)誤;若初速度相同,末速度大,速度變化量Δv就大,但發(fā)生這一變化的時(shí)間長短不清楚,不能確定加速度的大小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若加速度相同,說明速度變化快慢相同,初速度大的物體,末速度不一定大,因?yàn)榕c時(shí)間有關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
【技巧與方法】
1物體運(yùn)動(dòng)速度大小與加速度大小無必然聯(lián)系,判斷物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)依據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系。
2速度變化量大,加速度不一定大,加速度是速度的變化率,還與時(shí)間有關(guān)。
專題2:科學(xué)研究方法
1.建立理想化模型的思想
理想模型法是物理學(xué)中常用的一種方法。在研究具體問題時(shí),為了研究方便,抓住主要因素,忽略次要因素,從實(shí)際問題中抽象出理想化模型,從而把實(shí)際復(fù)雜的問題簡(jiǎn)化處理。如質(zhì)點(diǎn)就是理想化的物理模型。
2.極限思維
在分析變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度時(shí),我們采用極限思維,即在物體經(jīng)過的某點(diǎn)前、后取很小的一段時(shí)間,這段時(shí)間取得越小,物體在該段時(shí)間內(nèi)的速度變化就越小,該段時(shí)間內(nèi)的平均速度就越能精確地反映物體在該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢情況,當(dāng)時(shí)間足夠短時(shí)(或位移足夠小時(shí)),該段時(shí)間內(nèi)的平均速度就等于物體經(jīng)過該點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。同理,在變速運(yùn)動(dòng)的描述中,加速度的平均值和瞬時(shí)值也存在這樣的關(guān)系。
【例2】 有一高度為1.70 m的田徑運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行100 m短跑比賽。在終點(diǎn)處,有一站在跑道終點(diǎn)旁邊的攝影記者用照相機(jī)拍攝他沖刺時(shí)的運(yùn)動(dòng),記者使用的照相機(jī)的光圈(控制進(jìn)光量的多少)是60,即快門曝光時(shí)間是 s,得到照片后,測(cè)得照片中人的高度為1.7×10-2 m,胸前號(hào)碼簿上模糊部分的寬度是2×10-3 m。由以上數(shù)據(jù)計(jì)算運(yùn)動(dòng)員沖刺時(shí) s內(nèi)的位移以及沖刺時(shí)的速度大小。
【解析】運(yùn)動(dòng)員沖刺時(shí)的速度其實(shí)是運(yùn)動(dòng)員在終點(diǎn)處的瞬時(shí)速度,但是我們無法求出運(yùn)動(dòng)員在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度,于是我們將運(yùn)動(dòng)員在沖刺時(shí)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度近似認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)員在沖刺時(shí)的瞬時(shí)速度。
根據(jù)比例關(guān)系可知,運(yùn)動(dòng)員沖刺時(shí) s內(nèi)的位移x=d,則x=×2×10-3 m=0.2 m。
沖刺時(shí)的速度大小
v== m/s=12 m/s。
專題3:運(yùn)動(dòng)圖像的綜合
1.應(yīng)用運(yùn)動(dòng)圖像解題“六看”
x-t圖像
v-t圖像
軸
橫軸表示時(shí)間t,縱軸表示位移x
橫軸表示時(shí)間t,縱軸表示速度v
線
傾斜直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)
傾斜直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
斜率
表示速度
表示加速度
面積
無實(shí)際意義
圖線和時(shí)間軸圍成的面積表示位移
縱截距
表示初位置
表示初速度
特殊點(diǎn)
拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng),兩圖線交點(diǎn)表示兩物體相遇
拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng),兩圖線交點(diǎn)表示兩物體速度相等
2.對(duì)兩種圖像的理解
(1)x-t圖像、v-t圖像都不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡,圖像中各點(diǎn)的坐標(biāo)值x、v與t一一對(duì)應(yīng)。
(2)x-t圖像、v-t圖像的形狀由x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系決定。
(3)無論是x-t圖像還是v-t圖像,所描述的運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)。
【例3】 有四個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體A、B、C、D,物體A、B運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖甲所示,物體C、D從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示。根據(jù)圖像做出以下判斷正確的是( )
甲 乙
A.t=3 s時(shí),物體C追上物體D
B.t=3 s時(shí),物體C與D間距離最大
C.在0~3 s時(shí)間內(nèi),物體B運(yùn)動(dòng)的位移為5 m
D.物體A和B均做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且A的速度比B的大
【解析】B 由圖乙可看出,在0~3 s內(nèi),D物體的v-t圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大于C物體的v-t圖線與坐標(biāo)軸所圍面積,說明D的位移大于C的位移,而兩物體從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動(dòng),所以物體C還沒有追上物體D,故A錯(cuò)誤;由圖乙可看出,前3 s內(nèi),D的速度較大,C、D間距離增大,3 s后C的速度較大,兩者間距離減小,t=3 s時(shí),物體C與物體D之間有最大距離,故B正確;由圖甲看出,在0~3 s的時(shí)間內(nèi),物體B運(yùn)動(dòng)的位移為10 m,故C錯(cuò)誤;由圖甲可看出,物體A和B的位移—時(shí)間圖像都是傾斜的直線,斜率都不變,速度不變,說明兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),A物體的x-t圖線的斜率大于B物體的x-t圖線的斜率,說明A的速度比B的速度大,故D錯(cuò)誤。
【技巧與方法】
用圖像解決物理問題通常有以下三種情況:1根據(jù)題目所給運(yùn)動(dòng)圖像分析物理問題;2根據(jù)題意自己畫
出運(yùn)動(dòng)圖像并解決問題;3對(duì)題目中所給圖像進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)化,然后根據(jù)轉(zhuǎn)化后的運(yùn)動(dòng)圖像分析問題。
第三部分 章節(jié)檢測(cè)
(時(shí)間:90分鐘 分值:100分)
一、選擇題(1~7單選,8~12多選。共48分)
1.(4分)2019年1月3日“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器在月球背面成功著陸。落月后,北京航天飛行控制中心通過“鵲橋”中繼星向“嫦娥四號(hào)”發(fā)送指令,“玉兔二號(hào)”順利從著陸器登陸到月球表面進(jìn)行探月工作。利用著陸器可拍攝到“玉兔二號(hào)”在月球上的運(yùn)動(dòng)軌跡。在研究“玉兔二號(hào)”運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)選擇的參考系是( )
A.月球表面 B.太陽
C.中繼星 D.地球
【解析】A 研究“玉兔二號(hào)”在月球上的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)是以月球表面為參考系的,故A正確。
2.(4分)一種高速飛行列車?yán)么艖腋〖夹g(shù)及近真空管道線路大幅減小阻力,并具有強(qiáng)大的加速能力及高速巡航能力,其最大運(yùn)行速度可能達(dá)4 000 km/h。從甲地到乙地的路程為693 km,只要11.4 min就可到達(dá),真是“嗖”的一聲,人就到了。根據(jù)以上信息判斷,下列說法正確的是( )
A.“11.4 min”是時(shí)刻
B.從甲地到乙地的路程為693 km,這個(gè)“路程”是個(gè)矢量
C.可以求得從甲地到乙地的平均速率約為3 650 km/h
D.若研究飛行列車經(jīng)過某一路標(biāo)所用的時(shí)間,可將列車看作質(zhì)點(diǎn)
【解析】C 11.4 min是時(shí)間間隔,A項(xiàng)錯(cuò)誤;路程只有大小沒有方向,是標(biāo)量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;v== km/h≈3 650 km/h,故C項(xiàng)正確;研究列車過某一路標(biāo)所用時(shí)間時(shí),列車的大小不可忽略,列車不能看成質(zhì)點(diǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.(4分)一物體沿半徑分別為r和R的半圓弧由A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn),經(jīng)歷的時(shí)間為t,如圖所示。則它的平均速度和平均速率分別是( )
A.;
B.,向東;
C.,向東;,向東
D.,向東;
【解析】D 平均速度等于位移與時(shí)間的比值,=,其方向就是這段位移的方向,由A→C,即向東;平均速率等于路程與時(shí)間的比值,v′===,是標(biāo)量,無方向,故D正確。
4.(4分)如圖為A、B兩個(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖像,則下列說法正確的是( )
A.t1時(shí)刻B的速度比A的速度小
B.t2時(shí)刻A、B速度方向相同
C.t1~t2這段時(shí)間,A的平均速率小于B的平均速率
D.t1~t2這段時(shí)間,A的平均速度小于B的平均速度
【解析】C 由x-t圖像的斜率表示速度知t1時(shí)刻vB>vA,A項(xiàng)錯(cuò)誤;t2時(shí)刻x-t圖像的斜率kA>0,kBa火箭,C錯(cuò)誤,D正確。
10.(4分)(多選)一物體做直線運(yùn)動(dòng),在如圖所示的位移坐標(biāo)軸上,O、S1、S2、…、Sn-1、Sn分別為物體在開始和第1 s末、第2 s末、…、第(n-1)s末、第ns末的位置,則下述說法中正確的是( )
A.OS1為第2 s內(nèi)的位移,方向由O指向S1
B.OSn-1為(n-1) s內(nèi)的位移,方向由O指向Sn-1
C.S2Sn為前2n s內(nèi)的位移,方向由S2指向Sn
D.Sn-1Sn為第n s內(nèi)的位移,方向由Sn-1指向Sn
【解析】BD OS1為第1秒內(nèi)的位移,故A錯(cuò)誤;OSn-1為前(n-1) s內(nèi)的位移,方向由O指向Sn-1,故B正確;S2Sn為第2 s末到第n s末的位移,故C錯(cuò)誤;Sn-1Sn為第n s內(nèi)的位移,方向由Sn-1指向Sn,故D正確。
11.(4分)(多選)一個(gè)做直線運(yùn)動(dòng)的物體,其運(yùn)動(dòng)圖像如圖所示,下列說法正確的是 ( )
A.若圖中x表示位移,則物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
B.若圖中x表示位移,則物體在2 s末的速度為0
C.若圖中x表示速度,則物體在2 s末的速度為0
D.若圖中x表示速度,則物體在前2 s速度沿正方向
【解析】ACD 若圖中x表示位移,縱坐標(biāo)往復(fù)變化表示物體的位置往復(fù)變化,圖線的斜率表示速度,所以物體在2 s末的速度不為0,故A正確,B錯(cuò)誤;若圖中x表示速度,則2 s末的縱坐標(biāo)為0表示物體的速度為0,前2 s縱坐標(biāo)為正值表示速度沿正方向,故C、D正確。
12.(4分)(多選)物體沿一條東西方向的水平線做直線運(yùn)動(dòng),取向東為運(yùn)動(dòng)的正方向,其速度—時(shí)間圖像如圖所示,下列說法中正確的是 ( )
A.在1 s末,速度為9 m/s
B.0~2 s內(nèi),加速度為6 m/s2
C.6~7 s內(nèi),做速度方向向西的加速運(yùn)動(dòng)
D.10~12 s內(nèi),做速度方向向東的加速運(yùn)動(dòng)
【解析】AC 由所給圖像知,物體1 s末的速度為9 m/s,A正確;0~2 s內(nèi),物體的加速度a= m/s2=3 m/s2,B錯(cuò)誤;6~7 s內(nèi),物體的速度、加速度為負(fù)值,表明它向西做加速直線運(yùn)動(dòng),C正確;10~12 s內(nèi),物體的速度為負(fù)值,加速度為正值,表明它向西做減速直線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。
二、菲選擇題(共52分)
13.(6分)一小球在桌面上從靜止開始做加速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下小球每次曝光的位置,并將小球的位置編號(hào),如圖甲所示,1位置恰對(duì)應(yīng)小球剛開始運(yùn)動(dòng)的瞬間,作為零時(shí)刻,攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均相同。
甲
乙
(1)小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過各位置的速度分別為v1=0,v2=0.06 m/s,v3= m/s,v4=0.18 m/s,v5= m/s。
(2)在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出小球的速度—時(shí)間圖像(保留描點(diǎn)痕跡)。
【解析】 如題圖所示,x1+x2=0.06 m,而v2= m/s=0.06 m/s,故T=0.5 s,則v3== m/s=0.12 m/s,又x4+x5=0.24 m,則v5== m/s=0.24 m/s.其v - t圖像如圖所示。
【答案】 (1)0.12 0.24 (2)見解析圖
14.(8分)下圖中的甲、乙為高中物理實(shí)驗(yàn)中兩種常用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,請(qǐng)回答下面的問題:
甲 乙
(1)圖甲是 (選填“電磁”或“電火花”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,電源應(yīng)采用 (選填“交流4~6 V”“交流220 V”或“四節(jié)干電池”)。
(2)某同學(xué)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物塊做直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,得到一條紙帶,他在紙帶上按打點(diǎn)的先后順序取O、A、B、C、D、E、F等若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔用t表示,各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。則:
①時(shí)間間隔t為 (選填“A”或“B”)。
A.0.02 s B.0.1 s
②OF段表示物塊做 運(yùn)動(dòng)(選填“A”或“B”)。
A.加速 B.減速
③在紙帶上打出B點(diǎn)時(shí),物塊的速度可表示為 (選填“A”或“B”)。
A. B.
【解析】(1)圖甲是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,電源采用的是4~6 V的交流電;(2)①根據(jù)打點(diǎn)周期是0.02 s,每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn),時(shí)間為t=0.02×5 s=0.1 s,故A錯(cuò)誤,B正確;②由O到F,點(diǎn)間距越來越大,物塊在做加速運(yùn)動(dòng),故A正確,B錯(cuò)誤;③一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,A錯(cuò)誤,B正確。
【答案】(1)電磁 交流4~6 V
(2)①B?、贏?、跙
15.(8分)如圖為400 m的標(biāo)準(zhǔn)跑道,直道部分AB、CD的長度均為100 m,彎道部分BC、DA是半圓弧,其長度也為100 m,A點(diǎn)為200 m賽跑的起點(diǎn),經(jīng)B點(diǎn)到終點(diǎn)C。求:
(1)200 m賽跑的路程和位移;
(2)跑至彎道BC的中點(diǎn)P時(shí)的路程和位移。(結(jié)果保留一位小數(shù))
【解析】 (1)在200 m賽跑中,200 m指路徑的長度,即路程是200 m,位移是從起點(diǎn)A指向終點(diǎn)C的有向線段,因BC是半圓弧,則直徑d= m≈63.7 m,故位移的大?。健?18.6 m,方向由A指向C。
(2)跑至彎道BC的中點(diǎn)P時(shí),路程是
s=+=100 m+50 m=150 m
位移的大?。?≈135.6 m
方向由A指向P。
16.(10分)登山運(yùn)動(dòng)時(shí),張捷用100 min由宿營地X爬到山頂Y,在山道上通過的路程是2 400 m,相對(duì)于X升高了1 200 m,如圖所示。
(1)由X到Y(jié)的位移是多少?
(2)爬山的平均速率是多大?
(3)計(jì)算他爬山的平均速度的大?。?br />
(4)他的朋友李子俊從Z點(diǎn)爬山,比張捷晚20 min開始,平均速率為0.5 m/s,還比張捷早20 min到達(dá)山頂,問李子俊由Z爬到Y(jié)共通過了多遠(yuǎn)路程?
【解析】(1)由X到Y(jié),其位移大小
x==2 000 m。
(2)平均速率v==0.4 m/s。
(3)平均速度===0.33 m/s。
(4)李子俊所用時(shí)間為60 min=3 600 s,
則路程s=0.5 m/s×3 600 s=1 800 m。
17.(10分)如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v - t圖像,請(qǐng)回答:
(1)質(zhì)點(diǎn)在0~12 s內(nèi)是怎樣運(yùn)動(dòng)的?
(2)在0~4 s內(nèi)、8~10 s內(nèi)、10~12 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度各是多少?
【解析】 (1)質(zhì)點(diǎn)在0~4 s內(nèi)速度在逐漸增大;
4~8 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度保持10 m/s不變;
8~10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度逐漸減小,
10 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度為0;
10~12 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度反方向增大。
(2)由a=得:
0~4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度a1= m/s2=2.5 m/s2,
8~10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度
a2= m/s2=-5 m/s2,
10~12 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度
a3= m/s2=-5 m/s2。
18.(10分)有些國家的交通管理部門為了交通安全,特別制定了死亡加速度為500g(g取10 m/s2),以醒世人,意思是如果行車加速度超過此值,將有生命危險(xiǎn)。那么大的加速度,一般情況下車輛是達(dá)不到的,但如果發(fā)生交通事故時(shí),將會(huì)達(dá)到這一數(shù)值。試問:
(1)一輛以72 km/h的速度行駛的貨車與一輛以54 km/h的速度行駛的摩托車相向而行發(fā)生碰撞,摩托車駕駛員被以與貨車相同的速度撞飛,碰撞時(shí)間為2.1×10-3 s,通過計(jì)算說明摩托車駕駛員是否有生命危險(xiǎn)?(提示:摩托車與貨車相撞瞬間,貨車速度幾乎不變,摩托車反向速度大小與貨車相同)
(2)為了防止碰撞,兩車的駕駛員同時(shí)緊急剎車,貨車、摩托車急剎車后到完全靜止所需時(shí)間分別為4 s、3 s,貨車的加速度與摩托車的加速度大小之比為多少?
【解析】(1)兩車碰撞過程中,取摩托車的初速度方向?yàn)檎较?,摩托車的速度變化量?br />
Δv=v2-v1=-72 km/h-54 km/h
=-20 m/s-15 m/s=-35 m/s,
兩車相碰撞時(shí)摩托車的加速度為
a==≈-16 667 m/s2=-1 666.7g,
1 666.7g>500g,因此摩托車駕駛員有生命危險(xiǎn)。
(2)設(shè)貨車、摩托車的加速度大小分別為a1、a2,根據(jù)加速度定義得a1=,a2=,
所以a1∶a2=∶=∶=1∶1。
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