
?第一章 直線運(yùn)動(dòng)
第1節(jié) 描述運(yùn)動(dòng)的基本概念
考點(diǎn)一 質(zhì)點(diǎn)、參考系和位移的理解
【知識(shí)梳理】
一、質(zhì)點(diǎn)和參考系
1.質(zhì)點(diǎn)
(1)定義:用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是理想化的物理模型,不同于幾何“點(diǎn)”, 幾何中的“點(diǎn)”僅僅表示空間中的某一位置。
(2)物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件:物體的大小和形狀對(duì)研究問題的影響可以忽略。
2.參考系
(1)定義:為了研究物體的運(yùn)動(dòng)而假定不動(dòng)的物體。描述某個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),必須明確它是相對(duì)哪個(gè)參考系而言的。
(2)選取原則:原則上可任意選取,習(xí)慣上選擇地面為參考系。參考系選擇得當(dāng),會(huì)使問題的研究變得簡潔、方便,對(duì)于做復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的物體,應(yīng)選取能最簡單描述物體運(yùn)動(dòng)情況的參考系。
二、位移和路程
1.位移描述物體的位置變化,用從初位置指向末位置的有向線段表示,是矢量。
2.路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度,是標(biāo)量。
3.一般情況下,物體的位移大小小于其路程,只有在物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其位移大小才等于路程。
【診斷小練】
(1)只有質(zhì)量和體積都很小的物體才能看成質(zhì)點(diǎn).( )
(2)平動(dòng)的物體都可以看作質(zhì)點(diǎn),而轉(zhuǎn)動(dòng)的物體不能看作質(zhì)點(diǎn).( )
(3)參考系可以任意選取,但一般遵循描述運(yùn)動(dòng)方便的原則.( )
(4)當(dāng)一個(gè)物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)返回原拋出點(diǎn)時(shí),位移的大小等于上升高度的兩倍.( )
【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)×
【命題突破】
命題點(diǎn)一 質(zhì)點(diǎn)和參考系
1.(多選)在下列情況中,人或物可以被視為質(zhì)點(diǎn)的是( )
A.研究一名學(xué)生從家步行1 km到學(xué)校的運(yùn)動(dòng)情況
B.研究一名學(xué)生做課間操時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況
C.研究一列火車從北京開往上海途中通過一座鐵路橋所用的時(shí)間
D.研究一只鐵餅被運(yùn)動(dòng)員拋出到55 m外落地前在空中飛行的軌跡
【解析】選AD 學(xué)生本身的大小相對(duì)于其行走的1 km路程可忽略,同理,選項(xiàng)D中鐵餅的大小也可忽略,所以選項(xiàng)A中的人和D中的物可視為質(zhì)點(diǎn)。研究學(xué)生做操時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況,需要研究其肢體的動(dòng)作,不可視為質(zhì)點(diǎn)。研究火車過鐵路橋所用的時(shí)間,火車的長度不能忽略,不可視為質(zhì)點(diǎn)。故A、D正確。
【答案】 AD
2.第14屆全國運(yùn)動(dòng)會(huì)于2021年9月15日~30日在陜西舉行.運(yùn)動(dòng)會(huì)包括射箭、體操、田徑、擊劍等39個(gè)比賽項(xiàng)目.下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的描述正確的是( )
A.研究馬拉松運(yùn)動(dòng)員跑步的過程,評(píng)判比賽成績時(shí),可將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)
B.在雙人同步跳水運(yùn)動(dòng)中,以其中一名運(yùn)動(dòng)員為參考系,另一名運(yùn)動(dòng)員是相對(duì)靜止的
C.在評(píng)判擊劍運(yùn)動(dòng)員的比賽成績時(shí),運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)
D.研究體操運(yùn)動(dòng)員的體操動(dòng)作時(shí),可將其視為質(zhì)點(diǎn)
【解析】 C、D兩項(xiàng)中都要關(guān)注運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作細(xì)節(jié),故這兩個(gè)項(xiàng)目中的運(yùn)動(dòng)員不能看做質(zhì)點(diǎn);A項(xiàng)中評(píng)判成績不用關(guān)注跑步動(dòng)作細(xì)節(jié),故該項(xiàng)中的運(yùn)動(dòng)員可看做質(zhì)點(diǎn);B項(xiàng)中在雙人同步跳水運(yùn)動(dòng)中,兩人動(dòng)作完全一致,故以其中一名運(yùn)動(dòng)員為參考系,另一名運(yùn)動(dòng)員是相對(duì)靜止的.
【答案】 AB
3.釣魚島群島自古以來就是中國領(lǐng)土,其附近海域是漁民祖祖輩輩傳統(tǒng)的謀生漁場。如圖,中國海監(jiān)46船(甲)和中國海監(jiān)49船(乙)在釣魚島領(lǐng)海內(nèi)開展例行維權(quán)巡航。甲、乙兩船并排行駛,甲船上的船員看見釣魚島向東移,乙船內(nèi)的船員發(fā)現(xiàn)甲船沒有動(dòng)。如果以釣魚島為參照物,上述事實(shí)說明( )
A.甲船向西運(yùn)動(dòng),乙船不動(dòng)
B.乙船向西運(yùn)動(dòng),甲船不動(dòng)
C.甲船向西運(yùn)動(dòng),乙船向東運(yùn)動(dòng)
D.甲、乙兩船以相等的速度都向西運(yùn)動(dòng)
【解析】選D 甲船上的船員看見釣魚島向東移,以釣魚島為參照物,甲船向西運(yùn)動(dòng);乙船內(nèi)的船員發(fā)現(xiàn)甲船沒有動(dòng),則甲、乙兩船的速度大小、行駛的方向應(yīng)該是一樣的,即甲、乙兩船以相等的速度都向西運(yùn)動(dòng)。故D正確。
【答案】 D
4.緊貼天花板處吊一根長度L=1 m的木棒,當(dāng)它自由下落時(shí),地面上有一小球豎直上拋.已知小球拋出后經(jīng)過t1=0.5 s與木棒的下端在同一高度,且小球經(jīng)過木棒的時(shí)間Δt=0.1 s.求天花板離地面的高度h.
【解析】 木棒自由下落,小球豎直上拋,它們的加速度均為g,方向豎直向下.設(shè)小球豎直上拋的初速度為v0,如果我們選取自由落體的木棒為參考系,則小球相對(duì)于木棒的加速度等于零,故小球相對(duì)于木棒做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng).
由于小球經(jīng)過木棒的時(shí)間Δt=0.1 s,相對(duì)于木棒運(yùn)動(dòng)的距離Δs=L=1 m,由此可知小球上拋的初速度為:v0==10 m/s.
由題意可知,小球從拋出到與木棒上端相遇所需的時(shí)間為:
t=t1+Δt=0.6 s
因此天花板離地面的高度為:
h=v0t=6 m.
【答案】 6 m
【歸納總結(jié)】
1.對(duì)質(zhì)點(diǎn)的三點(diǎn)說明
(1)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型,實(shí)際并不存在.
(2)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)是由要研究的問題決定的,并非依據(jù)物體自身的大小和形狀來判斷.
(3)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)”,質(zhì)點(diǎn)有質(zhì)量,而幾何中的“點(diǎn)”僅僅表示空間中的某一位置.
2.建立質(zhì)點(diǎn)模型的兩個(gè)關(guān)鍵
(1)明確要研究的問題是什么.
(2)判斷物體的大小和形狀對(duì)所研究問題的影響能否忽略.
命題點(diǎn)二 位移和路程
1.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的位移和路程,下列說法正確的是( )
A.位移為零,該質(zhì)點(diǎn)一定是靜止的
B.路程為零,該質(zhì)點(diǎn)一定是靜止的
C.沿直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),位移大小一定等于其路程
D.沿曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),位移大小可能大于其路程
【解析】選B 質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)一周的位移為零,顯然質(zhì)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)只要運(yùn)動(dòng),路程就不會(huì)為零,選項(xiàng)B正確;除了單向直線運(yùn)動(dòng)外,在其他的運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)的位移大小都小于路程,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。
【答案】 B
2.(多選)一人晨練,按如圖所示走半徑為R的中國古代八卦圖,中央“S”部分是兩個(gè)直徑為R的半圓,DB、CA分別為東西、南北指向。他從A點(diǎn)出發(fā)沿曲線ABCOADC行進(jìn),則他到D點(diǎn)時(shí)( )
A.路程為2.5πR
B.路程為4πR
C.位移為R,沿東南方向
D.位移為R,沿西北方向
【解析】選AC 根據(jù)此人的運(yùn)動(dòng)路線特點(diǎn),可知他到D點(diǎn)時(shí)的路程為s=πR+2π·+πR=2.5πR,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;位移為x=R,沿東南方向,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
【答案】 AC
3.如圖所示,自行車的車輪半徑為R,車輪沿直線無滑動(dòng)地滾動(dòng),當(dāng)氣門芯由輪子的正上方第一次運(yùn)動(dòng)到輪子的正下方時(shí),氣門芯位移的大小為( )
A.πR B.2R
C.2πR D.R
【解析】 當(dāng)氣門芯由輪子的正上方第一次運(yùn)動(dòng)到輪子的正下方時(shí),輪子向前運(yùn)動(dòng)半個(gè)周長,氣門芯的初位置與末位置如圖所示,由幾何知識(shí)得,氣門芯的位移大小x==R,故選D.
【答案】 D
【歸納總結(jié)】 位移和路程的比較
位移x
路程s
物理意義
描述物體位置的變化
表示物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度
決定因素
由初、末位置決定
由實(shí)際的運(yùn)動(dòng)路徑?jīng)Q定
運(yùn)算規(guī)則
矢量的平行四邊形定則
標(biāo)量的代數(shù)運(yùn)算
大小關(guān)系
x≤s
考點(diǎn)二 速度、平均速度和瞬時(shí)速度
【知識(shí)梳理】
三、平均速度和瞬時(shí)速度
1.平均速度
物體的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,即=;表示物體在某段位移或某段時(shí)間內(nèi)的平均運(yùn)動(dòng)快慢程度;平均速度是矢量,其方向與位移的方向相同。
2.瞬時(shí)速度
運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度,表示物體在某一時(shí)刻或某一位置的運(yùn)動(dòng)快慢程度;瞬時(shí)速度是矢量,其方向沿軌跡上物體所在點(diǎn)的切線方向。
3.平均速率
物體的路程與所用時(shí)間的比值。一般情況下,物體的平均速度大小小于其平均速率,只有當(dāng)路程與位移的大小相等時(shí),平均速率才等于平均速度的大小。
4.注意事項(xiàng)
(1)平均速度與物體不同的運(yùn)動(dòng)階段有關(guān),求解時(shí)必須明確是哪一段位移或哪一段時(shí)間內(nèi)的平均速度。
(2)速率是瞬時(shí)速度的大小,是標(biāo)量;但平均速率并不是平均速度的大小。
【診斷小練】
(1)速度僅僅是描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.( )
(2)速度的方向也就是運(yùn)動(dòng)方向,與位移方向相同.( )
(3)瞬時(shí)速度的方向就是物體在該時(shí)刻或該位置的運(yùn)動(dòng)方向.( )
(4)平均速度能精確地描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢.( )
【答案】 (1)× (2)√ (3)√ (4)×
【命題突破】
命題點(diǎn)三 平均速度和瞬時(shí)速度
1.一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動(dòng),它離開O點(diǎn)的距離x隨時(shí)間t變化的關(guān)系為x=(5+2t3)m,它的速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系為v=6t2 m/s。該質(zhì)點(diǎn)在t=2 s時(shí)的速度和t=2 s到t=3 s間的平均速度的大小分別為( )
A.12 m/s 39 m/s B.24 m/s 38 m/s
C.12 m/s 19.5 m/s D.24 m/s 13 m/s
【解析】選B 由v=6t2 m/s得,當(dāng)t=2 s時(shí),v=24 m/s;根據(jù)x=(5+2t3)m得,當(dāng)t=2 s時(shí),x2=21 m,t=3 s時(shí),x3=59 m,則質(zhì)點(diǎn)在t=2 s到t=3 s時(shí)間內(nèi)的位移Δx=x3-x2=38 m,== m/s=38 m/s,故B對(duì)。
【答案】 B
2.如圖所示是做直線運(yùn)動(dòng)某物體的位移—時(shí)間圖象,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)中哪一項(xiàng)更接近P點(diǎn)瞬時(shí)速度的真實(shí)值( )
A.2 m/s B.2.2 m/s
C.2.21 m/s D.2.211 m/s
【解析】 根據(jù)公式v=,時(shí)間Δt取得越短,平均速度越接近瞬時(shí)速度,A項(xiàng)的時(shí)間段是1 s,B項(xiàng)的時(shí)間段是0.1 s,C項(xiàng)的時(shí)間段是0.01 s,因此C正確.D項(xiàng)沒有依據(jù),是臆造的,D錯(cuò)誤.
【答案】 C
3.用如圖所示的計(jì)時(shí)裝置可以近似測出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時(shí)速度。已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4.0 mm,遮光條經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間為0.040 s。則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小為( )
A.0.10 m/s B.100 m/s
C.4.0 m/s D.0.40 m/s
【解析】選A 由瞬時(shí)速度定義可知,滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小為v== m/s=0.10 m/s,選項(xiàng)A正確。
【答案】 A
4.(多選)如圖所示,某賽車手在一次野外訓(xùn)練中,先用地圖計(jì)算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為 9 km,實(shí)際從A運(yùn)動(dòng)到B用時(shí) 5 min,賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15 km。當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)C時(shí),車內(nèi)速度計(jì)指示的示數(shù)為150 km/h,那么可以確定的是( )
A.整個(gè)過程中賽車的平均速度大小為180 km/h
B.整個(gè)過程中賽車的平均速度大小為108 km/h
C.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時(shí)的瞬時(shí)速度大小為150 km/h
D.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時(shí)速度方向?yàn)橛葾指向B
【解析】選BC 由題意知,從A到B位移為9 km,用時(shí)5 min= h,由平均速度定義式可得,整個(gè)過程中賽車的平均速度大小為108 km/h,故A錯(cuò),B對(duì);速度計(jì)顯示的是瞬時(shí)速度大小,故C對(duì);經(jīng)過C時(shí)速度的方向沿C點(diǎn)所在運(yùn)動(dòng)路線的切線指向運(yùn)動(dòng)方向,故D錯(cuò)。
【答案】 BC
【歸納總結(jié)】
極限思維法的妙用
1.極限思維法:如果把一個(gè)復(fù)雜的物理全過程分解成幾個(gè)小過程,且這些小過程的變化是單一的.那么,選取全過程的兩個(gè)端點(diǎn)及中間的極限來進(jìn)行分析,其結(jié)果必然包含了所要討論的物理過程,從而能使求解過程簡單、直觀,這就是極限思想方法.極限思維法只能用于在選定區(qū)間內(nèi)所研究的物理量連續(xù)、單調(diào)變化(單調(diào)增大或單調(diào)減小)的情況.
2.用極限法求瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度
(1)公式v=中當(dāng)Δt→0時(shí)v是瞬時(shí)速度.
(2)公式a=中當(dāng)Δt→0時(shí)a是瞬時(shí)加速度.
考點(diǎn)三 加速度
【知識(shí)梳理】
1.速度、速度變化量和加速度的對(duì)比
速度
速度變化量
加速度
物理
意義
描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢
描述物體速度的變化
描述物體速度變化的快慢
定義式
v=
Δv=v-v0
a==
方向
物體運(yùn)動(dòng)的方向
由加速度的方向決定
與Δv的方向一致,由F的方向決定,而與v0、v的方向無關(guān)
2.加速度的兩個(gè)表達(dá)式
a= 是加速度的定義式,a=是加速度的決定式,即加速度的大小由物體受到的合力F和物體的質(zhì)量m共同決定,加速度的方向由合力F的方向決定。
3.根據(jù)a與v方向的關(guān)系判斷物體是加速還是減速
(1)當(dāng)a與v同向或夾角為銳角時(shí),物體加速。
(2)當(dāng)a與v垂直時(shí),物體速度的大小不變。
(3)當(dāng)a與v反向或夾角為鈍角時(shí),物體減速。
【診斷小練】
(1)速度的變化量越大,加速度就越大.( )
(2)物體的速度很大時(shí),加速度不可能為零.( )
(3)甲的加速度a甲=2 m/s2,乙的加速度a乙=-3 m/s2,則a甲>a乙.( )
(4)物體的加速度增大,速度就增大.( )
【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)×
【命題突破】
命題點(diǎn)四 加速度
1.有關(guān)速度和加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是( )
A.速度變化很大,加速度一定很大
B.速度變化越來越快,加速度越來越小
C.速度方向?yàn)檎?,加速度方向可能為?fù)
D.速度變化量的方向?yàn)檎?,加速度方向可能為?fù)
【解析】 速度變化很大,加速度不一定很大,A錯(cuò)誤;速度變化越來越快,加速度越來越大,B錯(cuò)誤;當(dāng)勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向和加速度方向相反,C對(duì);速度變化量的方向即為加速度的方向,D錯(cuò)誤.
【答案】 C
2.(多選)下列運(yùn)動(dòng)可能發(fā)生的是( )
A.物體運(yùn)動(dòng)的加速度等于0,而速度卻不等于0
B.兩物體相比,一個(gè)物體的速度變化量比較大,而加速度卻比較小
C.物體的加速度和速度方向相同,而速度在減小
D.物體做直線運(yùn)動(dòng),后一階段的加速度比前一階段小,但速度卻比前一階段大
【解析】選ABD 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度為0,速度不為0;速度變化量大時(shí),加速度不一定大;加速度和速度的方向相同時(shí),即使加速度減小,速度也會(huì)增大,加速度大小與速度大小沒有必然聯(lián)系;綜上所述,選項(xiàng)A、B、D正確。
【答案】 ABD
3.如圖所示,小球以大小為3 m/s的速度v1水平向右運(yùn)動(dòng),碰一墻壁經(jīng)Δt=0.01 s后以大小為2 m/s的速度v2沿同一直線反向彈回,則小球在這0.01 s內(nèi)的平均加速度是( )
A.100 m/s2,方向向右 B.100 m/s2,方向向左
C.500 m/s2,方向向左 D.500 m/s2,方向向右
【解析】 解法一:取末速度的方向?yàn)檎较?,由a=得,a== m/s2=500 m/s2,方向與v2方向相同,水平向左,故選項(xiàng)C正確.
解法二:取初速度的方向?yàn)檎较?,由a=得,a== m/s2=-500 m/s2,方向與v2方向相同,水平向左,故選項(xiàng)C正確.
【答案】 C
4.(多選)一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度大小為4 m/s,1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s,在這1 s內(nèi)該物體的( )
A.加速度的大小為6 m/s2,方向與初速度的方向相同
B.加速度的大小為6 m/s2,方向與初速度的方向相反
C.加速度的大小為14 m/s2,方向與初速度的方向相同
D.加速度的大小為14 m/s2,方向與初速度的方向相反
【解析】選AD 若初、末速度方向相同時(shí),a== m/s2=6 m/s2,方向與初速度的方向相同,A正確,B錯(cuò)誤;若初、末速度方向相反時(shí),a== m/s2=-14 m/s2,方向與初速度的方向相反,C錯(cuò)誤,D正確。
【答案】 AD
5. 如圖所示,為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為3.0 cm的遮光板.滑塊向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)依次通過兩個(gè)光電門A和B.光電門上的黑點(diǎn)處有極細(xì)的激光束.當(dāng)遮光板擋住光束時(shí)開始計(jì)時(shí),不遮擋光束時(shí)停止計(jì)時(shí),現(xiàn)記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門所用的時(shí)間為Δt1=0.30 s,通過第二個(gè)光電門所用的時(shí)間為Δt2=0.10 s,光電門從第一次計(jì)時(shí)結(jié)束到第二次計(jì)時(shí)開始經(jīng)歷的時(shí)間為Δt3=0.30 s,則滑塊的加速度大小應(yīng)為( )
A.0.67 m/s2 B.0.14 m/s2
C.0.40 m/s2 D.0.22 m/s2
【解析】 遮光板通過第一個(gè)光電門的平均速度大小為v1== m/s=0.1 m/s(d為遮光板的寬度),這個(gè)速度就是滑塊通過第一個(gè)光電門中間時(shí)刻的速度,即計(jì)時(shí)0.15 s時(shí)的瞬時(shí)速度;遮光板通過第二個(gè)光電門的平均速度大小為v2== m/s=0.3 m/s,這個(gè)速度就是通過第二個(gè)光電門中間時(shí)刻的速度,即第二個(gè)光電門計(jì)時(shí)0.05 s時(shí)的瞬時(shí)速度;因此加速度大小為a== m/s2=0.40 m/s2,因此C正確.
【答案】 C
【考能提升·對(duì)點(diǎn)演練】
1.宋代詩人陳與義乘著小船在風(fēng)和日麗的春日出游時(shí)寫下詩句:“飛花兩岸照船紅,百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動(dòng),不知云與我俱東”。請(qǐng)問詩句中的“云與我俱東”所對(duì)應(yīng)的參考系是( )
A.兩岸 B.船
C.云 D.詩人
【解析】選A 由題意知船是向東運(yùn)動(dòng),而“臥看滿天云不動(dòng)”是指“云與我”保持相對(duì)靜止,即“云與我”以相同的速度相對(duì)于地面向東運(yùn)動(dòng),所以“云與我俱東”所選擇的參考系是地面或地面上相對(duì)于地面保持靜止不動(dòng)的物體,所以A正確。
【答案】 A
2.以下比賽項(xiàng)目中,可將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)的是( )
【解析】 蹦床比賽中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作是不能忽略的,不能看作質(zhì)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;跳水比賽中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作是不能忽略的,不能看作質(zhì)點(diǎn),故B錯(cuò)誤;自行車比賽中運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于跑道來說可以忽略,故可以看作質(zhì)點(diǎn),故C正確;花樣游泳比賽中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作是不能忽略的,不能看作質(zhì)點(diǎn),故D錯(cuò)誤.
【答案】 C
3. 2021年7月1日,20架直升機(jī)組成“100”字樣,將中國共產(chǎn)黨成立100周年大寫在天安門廣場上空.下列關(guān)于飛機(jī)運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是( )
A.地面上的人看到飛機(jī)飛過,是以地面為參考系
B.飛行員看到觀禮臺(tái)向后掠過,是以飛機(jī)為參考系
C.以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系,其他飛機(jī)是靜止的
D.以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系,其他飛機(jī)是運(yùn)動(dòng)的
【解析】 地面上的人看到飛機(jī)飛過,是以地面為參考系,飛行員看到觀禮臺(tái)向后掠過,是以飛機(jī)為參考系觀察的結(jié)果,A、B選項(xiàng)正確;因表演機(jī)保持隊(duì)形飛行,速度相同,故無論以編隊(duì)中的哪一架飛機(jī)為參考系,其他飛機(jī)都是靜止的,故C正確,D錯(cuò)誤.
【答案】 ABC
4.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( )
A.10 s內(nèi)火箭的速度變化量為10 m/s
B.2.5 s內(nèi)汽車的速度變化量為-30 m/s
C.火箭的速度變化比汽車的快
D.火箭與汽車的加速度大小相等
【解析】選B 10 s內(nèi)火箭的速度變化量為100 m/s,加速度a1= m/s2=10 m/s2,2.5 s內(nèi)汽車的速度變化量為-108 km/h=-30 m/s,加速度a2= m/s2=-12 m/s2,汽車的加速度大,速度變化快,選項(xiàng)B正確。
【答案】 B
5.如圖所示,在氣墊導(dǎo)軌上安裝有兩個(gè)光電計(jì)時(shí)裝置A、B,A、B間距離為L=30 cm,為了測量滑塊的加速度,在滑塊上安裝了一個(gè)寬度為d=1 cm的遮光條,現(xiàn)讓滑塊以某一加速度通過A、B,記錄遮光條通過A、B的時(shí)間分別為0.010 s、0.005 s,滑塊從A到B所用時(shí)間為0.200 s,則下列說法正確是( )
A.滑塊通過A的速度為1 cm/s
B.滑塊通過B的速度為2 cm/s
C.滑塊的加速度為5 m/s2
D.滑塊在A、B間的平均速度為3 m/s
【解析】 滑塊通過A點(diǎn)的速度vA== m/s=1 m/s,故A錯(cuò)誤;滑塊通過B點(diǎn)的速度vB== m/s=2 m/s,故B錯(cuò)誤;滑塊加速度a== m/s2=5 m/s2,故C正確;滑塊在A、B間的平均速度v== m/s=1.5 m/s,故D錯(cuò)誤.
【答案】 C
6.關(guān)于速度、速度變化量、加速度,下列說法正確的是( )
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,其加速度可能為零
C.某時(shí)刻物體的速度為零,其加速度不可能很大
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】選B 由a=可知,即使Δv很大,但不知道Δt的大小時(shí),無法確定加速度的大小,A錯(cuò)誤;物體做速度很大的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度變化量為零,加速度為零,B正確;炮筒中的炮彈,在火藥剛剛?cè)紵臅r(shí)刻,炮彈的速度為零,但加速度很大,C錯(cuò)誤;加速度很大,說明速度變化很快,速度可能很快變大,也可能很快變小,D錯(cuò)誤。
【答案】 B
7.兩個(gè)人以相同的速率同時(shí)從圓形軌道的A點(diǎn)出發(fā),分別沿ABC和ADE方向行走,經(jīng)過一段時(shí)間后在F點(diǎn)相遇(圖中未畫出).從出發(fā)到相遇的過程中,描述兩人運(yùn)動(dòng)情況的物理量不相同的是( )
A.速度 B.位移
C.路程 D.平均速度
【解析】 運(yùn)動(dòng)過程中兩人的速度方向不同;起點(diǎn)、終點(diǎn)都相同,說明位移相同;因兩個(gè)人以相同的速率同時(shí)從圓形軌道的A點(diǎn)出發(fā),在相同的時(shí)間內(nèi)所走的路程相同;根據(jù)平均速度公式,位移相同,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,所以平均速度相同.故A正確.
【答案】 A
8.(多選)在日常生活中,人們常常把物體運(yùn)動(dòng)的路程與運(yùn)行時(shí)間的比值定義為物體運(yùn)動(dòng)的平均速率。小李坐汽車到武漢旅行時(shí),汽車行駛在漢宜高速公路上,兩次看到路牌和手表如圖所示,則( )
A.路牌上的“120 km”表示的是路程
B.路牌上的“40 km”表示的是位移
C.小李乘坐汽車行駛的平均速率為96 km/h
D.小李乘坐汽車行駛的平均速率為240 km/h
【解析】選AC 路牌上的“120 km”和“40 km”表示的都是路程;由路牌信息可知,觀察到左邊路牌在先,所以汽車行程為(120-40)km=80 km,從手表指示值可知,用時(shí)50 min,小李乘坐汽車行駛的平均速率為===96 km/h,選項(xiàng)A、C正確。
【答案】 AC
9.如圖所示哈大高鐵運(yùn)營里程921千米,設(shè)計(jì)時(shí)速350千米.某列車到達(dá)大連北站時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),開始剎車后第5 s內(nèi)的位移是57.5 m,第10 s內(nèi)的位移是32.5 m,則下列說法正確的有( )
A.在研究列車從哈爾濱到大連所用時(shí)間時(shí)不能把列車看成質(zhì)點(diǎn)
B.時(shí)速350千米是指平均速度,921千米是指位移
C.列車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為6.25 m/s2
D.列車在開始減速時(shí)的速度為80 m/s
【解析】 因列車的大小遠(yuǎn)小于哈爾濱到大連的距離,研究列車行駛該路程所用時(shí)間時(shí)可以把列車視為質(zhì)點(diǎn),A錯(cuò);由時(shí)間、時(shí)刻、位移與路程的意義知時(shí)速350千米是指平均速率,921千米是指路程,B錯(cuò);由等時(shí)位移差公式xn-xm=(n—m)aT2可知加速度大小為a=m/s2=5 m/s2,C錯(cuò);由題意可知第4.5 s末列車速度為57.5 m/s,由加速度公式知v0=80 m/s,D對(duì).
【答案】 D
10.在一次海上軍事演習(xí)中,一艘魚雷快艇以30 m/s的速度追擊前面同一直線上正在逃跑的敵艦.當(dāng)兩者相距L0=2 km時(shí),以60 m/s的速度發(fā)射一枚魚雷,經(jīng)過t1=50 s,艇長通過望遠(yuǎn)鏡看到了魚雷擊中敵艦爆炸的火光,同時(shí)發(fā)現(xiàn)敵艦仍在繼續(xù)逃跑,于是馬上發(fā)出了第二次攻擊的命令,第二枚魚雷以同樣速度發(fā)射后,又經(jīng)t2=30 s,魚雷再次擊中敵艦并將其擊沉.求第一枚魚雷擊中前后,敵艦逃跑的速度v1、v2分別為多大?
【解析】 第一枚魚雷擊中前,敵艦逃跑的速度大小為v1,
當(dāng)魚雷快艇與敵艦相距L0=2 km時(shí),發(fā)射第一枚魚雷,
經(jīng)t1=50 s擊中敵艦,則有(v-v1)t1=L0,
即:(60-v1)×50=2 000
解得v1=20 m/s.
擊中敵艦時(shí),魚雷快艇與敵艦的距離為:
L0-30t1+20t1=1 500 m
馬上發(fā)射第二枚魚雷,擊中后敵艦的速度為v2,經(jīng)t2=
30 s,魚雷再次擊中敵艦,則有
(v-v2)t2=1 500,
即:(60-v2)×30=1 500,
解得v2=10 m/s.
【答案】 20 m/s 10 m/s
11.如圖所示為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的兩條紙帶,兩紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔都相同.關(guān)于兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況的描述,正確的是( )
A.兩質(zhì)點(diǎn)在t0~t4時(shí)間內(nèi)的平均速度相同
B.兩質(zhì)點(diǎn)在t2時(shí)刻的速度大小相等
C.兩質(zhì)點(diǎn)速度相等的時(shí)刻在t3~t4之間
D.兩質(zhì)點(diǎn)不一定是從同一地點(diǎn)出發(fā)的,但在t0時(shí)刻甲的速度為0
【解析】 由圖可知,甲乙兩質(zhì)點(diǎn)在t0~t4時(shí)間內(nèi)的位移和時(shí)間都相同,故平均速度相同,A正確;由圖可知,甲在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差等于一常數(shù),且相等時(shí)間內(nèi)的位移滿足1∶3∶5∶7∶……的關(guān)系,故甲做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),而乙在相等時(shí)間內(nèi)的位移相等,故乙做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以D正確;兩質(zhì)點(diǎn)在t2時(shí)刻的速度都等于t1~t3時(shí)間內(nèi)的平均速度,而該時(shí)間內(nèi)平均速度相等,故B正確,C錯(cuò)誤.
【答案】 ABD
12.如圖所示,氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí),其上的遮光條將光遮住,電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt.測得遮光條的寬度為Δx,用近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度.為使更接近瞬時(shí)速度,正確的措施是( )
A.換用寬度更窄的遮光條
B.提高測量遮光條寬度的精確度
C.使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門
D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角
【解析】 是Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度,Δt越小,就越接近某點(diǎn)的瞬時(shí)速度.A選項(xiàng)中換用更窄的遮光條,就是取更短的時(shí)間Δt,A正確;B、C、D選項(xiàng)中的處理不能保證Δt更短,不能確定更接近瞬時(shí)速度,故錯(cuò)誤.
【答案】 A
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