1、专题一 质点的直线运动 考点 1运动的描述 拓展变式拓展变式 1.2021 贵州遵义第一次质检某质点做匀加速直线运动,经过时间t,速度由v0变为kv0(k1), 位移大小为x,则在随后的 4t时间内,质点的位移大小为() A.B. C.D. 2.2021 陕西渭南适应性测试一物体沿一直线运动,先后经过匀加速、 匀速和匀减速运动过程, 已知物体在这三个运动过程中的位移均为s,所用时间分别为 2t、t和t,则() A.物体做匀加速运动时,加速度大小为 B.物体做匀减速运动时,加速度大小为 C.物体在这三个运动过程中的平均速度大小为 D.物体做匀减速运动的末速度大小为 3.2020 吉林长春检测,多
2、选物体甲的位移时间图像和物体乙的速度时间图像分别如图 (a)、(b)所示,则这两个物体的运动情况是() A.甲在 06 s 时间内有来回运动,它通过的总位移为零 B.甲在 06 s 时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为 4 m C.乙在 06 s 时间内有来回运动,它通过的总位移为零 D.乙在 06 s 时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为 4 m 考点 2匀变速直线运动的规律及应用 揭秘热点考向揭秘热点考向 1.2019 浙江 4 月选考,9,3 分甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动, 位移时间图像如图所示,则在 0t1时间内 A.甲的速度总比乙大 B.甲、
3、乙位移相同 C.甲经过的路程比乙小 D.甲、乙均做加速运动 2.2019 全国,18,6 分如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大 高度为H.上升第一个 所用的时间为t1,第四个 所用的时间为t2.不计空气阻力,则 满足() A.1 2B.2 3 C.3 4D.4 5 拓展变式拓展变式 1.2021 陕西安康高三联考一汽车在平直公路上做匀变速直线运动,依次经过A、B、C、D四 个路标.已知汽车经过AB段、BC段和CD段所用的时间分别为t、2t、3t,在AB段和CD段发 生的位移分别为x1和x2,则该汽车运动的加速度为() A.B.C.D. 2.江苏高考如图所示,某“闯关游
4、戏”的笔直通道上每隔 8 m 设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分 别为 5 s 和 2 s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡 1 处以加速 度 2 m/s 2由静止加速到 2 m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是 () A.关卡 2B.关卡 3C.关卡 4D.关卡 5 3.2020 山东枣庄八中检测甲、 乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能 保持 9 m/s 的速度跑完全程,乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的.为了确定乙起跑的时机, 需在接力区前适当的位置设置标记.在某次练习中,甲在接力区前x0=13.5 m 处做了标记,并以 v=9 m/s 的速
5、度跑到此标记时向乙发出起跑口令(忽略口令传到乙所需要的时间及乙的反应时 间),乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲的速度相同时被甲追上,完成 交接棒.已知接力区的长度为L=20 m.求: (1)此次练习中乙在接棒前的加速度大小a; (2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离x. 4.2021 四川成都检测,多选建筑工人常常徒手抛砖块,当砖块上升到最高点时,被楼上的师 傅接住用以砌墙.若某次以 10 m/s 的速度从某点竖直向上抛出一个砖块,楼上的师傅没有接 住,g取 10 m/s 2,空气阻力可以忽略,则 () A.砖块上升的最大高度为 10 m B.经 2 s 砖块回到抛出点
6、C.砖块回到抛出点前 0.5 s 时的位移大小为 3.75 m D.在抛出后的上升过程中,砖块做变减速直线运动 5.2018 全国,18,6 分,多选甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动, 乙做匀速直线运动.甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示.下列说法正确的是() A.在t1时刻两车速度相等 B.从 0 到t1时间内,两车走过的路程相等 C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等 D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等 6.2016 全国,21,6 分,多选甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v-t图像如图 所示.已知两车在t=3 s 时并排行驶,则() A.在t=
7、1 s 时,甲车在乙车后 B.在t=0 时,甲车在乙车前 7.5 m C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2 s D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为 40 m 7.匀减速追匀速A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10 m/s,B车在 后,速度vB=30 m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车x0=75 m 时才发现前方有A车,这时B车 立即刹车,但B车要经过 180 m 才能停下来. (1)B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞? (2)若B车在刹车的同时发出信号,A车司机经过t=4 s 收到信号后加速前进,则A车的加速 度至少多大才能避免相撞?
8、考点 3实验:研究匀变速直线运动 揭秘热点考向揭秘热点考向 2019 全国,22,5 分某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行 探究.物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示.已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出的点未画出.在A、B、C、D、E五个点中, 打点计时器最先打出的是点.在打出C点时物块的速度大小为m/s(保留 3 位 有效数字);物块下滑的加速度大小为m/s 2(保留 2 位有效数字). 拓展变式拓展变式 1.2019 全国,22,5 分甲、乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实 验.实验
9、中,甲同学负责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照.已知相机每间 隔 0.1 s 拍 1 幅照片. (1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是.(填正确 答案标号) A.米尺B.秒表C.光电门D.天平 (2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法.答:. (3)实验中两同学由连续 3 幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm,则该 地的重力加速度大小为g=m/s 2.(保留 2 位有效数字) 2. 在暗室中用图甲所示装置做“测定重力加速度”的实验. 实验器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根带荧光刻
10、度的米 尺、频闪仪. 具体实验步骤如下: 在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定的频率一滴滴地落下. 用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一 串仿佛固定不动的水滴. 用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度. 采集数据进行处理. (1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率满足的条件是频闪仪 的闪光频率(填“等于”或“不等于”)水滴滴落的频率. (2)若实验中观察到水滴“固定不动”时频闪仪的闪光频率为 30 Hz,某同学读出其中比较远的 水滴到第一个水滴的距离如图乙所示,根据数据测得的小水滴下落的加速度即当地的重力加 速度g=m
11、/s 2;第 7 个水滴此时的速度 v7=m/s.(结果都保留 3 位有效数字) 3.创新综合一兴趣小组为了测量某地的重力加速度,设计了如图甲所示的实验装置,一端带 有定滑轮的木板放置在水平桌面上,靠近木板的左端固定有一光电门,木板右端放置一带有挡 光片的小车,小车和挡光片的总质量为M.一细线绕过定滑轮,一端与小车相连(滑轮与小车之 间的细线与长木板保持平行),另一端挂有 6 个钩码,已知每个钩码的质量为m,且M=4m. (1)用游标卡尺测小车上的挡光片的宽度,示数如图乙所示,则挡光片宽度d=cm. (2)实验时为了消除摩擦力的影响,把木板右端适当垫高,调节木板的倾斜度,直到使小车在不 受细线
12、的拉力时能沿木板做(选填“加速” “匀速”或“减速”)运动. (3)挂上钩码,将小车从木板右端由静止释放,小车上的挡光片通过光电门的时间为t1,则小车 通过光电门的速度为(用题目所给字母表示). (4)开始实验时,细线上挂有 6 个钩码,由静止释放小车后细线上的拉力为F1,接着每次实验时 将 1 个钩码移放到小车上,当细线上挂有 3 个钩码时,细线上的拉力为F2,则F12F2(填 “大于” “等于”或“小于”). (5)若每次移动钩码后都从同一位置释放小车,设挡光片与光电门间的距离为L,细线上所挂钩 码的个数为n(n=0,1,2,3,4,5,6),测出每次挡光片通过光电门的时间t,绘出n-图像
13、如图丙所 示,已知图线斜率为k,则当地的重力加速度g=(用题目所给字母表示). 4. 2015 重庆,6,6 分同学们利用如图所示方法估测反应时间.首先,甲同学捏住直尺上端,使 直尺保持竖直状态,直尺零刻度线位于乙同学的两指之间.当乙看见甲放开直尺时,立即用手 指捏直尺,若捏住位置的刻度读数为x,则乙同学的反应时间为(重力加速度为g).基 于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具,若测量范围为 00.4 s,则所用直尺的长 度至少为cm(g取 10 m/s 2);若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间 的刻度线,则每个时间间隔在直尺上对应的长度是的(选填“相等”或“不相等”)
14、. 5.2016 全国,22,5 分 某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时 器的电源为交流电源,可以使用的频率有 20 Hz、30 Hz 和 40 Hz.打出纸带的一部分如图(b) 所示. 该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他题给条件进行推算. (1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点 计时器打出B点时,重物下落的速度大小为,打出C点时重物下落的速度大小 为,重物下落的加速度大小为. 图(a) 图(b) (2)已测得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;当地重力加速度大
15、小为 9.80 m/s 2,实验中重 物受到的平均阻力大小约为其重力的 1%.由此推算出f为Hz. 答案 专题一质点的直线运动 考点考点 1 1运动的描述运动的描述 1.A根据题意 “经过时间t,速度由v0变为kv0” ,可得x=t,质点的加速度a=(k-1) , 在随后的 4t时间内,质点的位移大小为x=kv04t+ a(4t) 2,联立解得 x=,所以选项 A 正 确. 2.B对于匀速运动阶段,速度v=,对于匀加速运动阶段,设初速度为v1,有=,联立得v1=0; 根据s= a(2t) 2,解得 a=,选项 A 错误.对于匀减速直线运动过程,设末速度为v2,有=, 解得v2=,加速度大小a=
16、|=,选项 B 正确,D 错误.三个过程中的平均速度大小 =,选项 C 错误. 3.BC甲的x-t图线的斜率表示速度,速度方向不变,没有来回运动,只是相对于原点的位移一 开始为负,后来为正,总位移大小为|2 m-(-2 m)|=4 m,A 项错误,B 项正确.乙的v-t图线的纵 坐标表示速度,3 s 时速度方向改变,有来回运动,v-t图线与横轴所围“面积”表示位移,故乙 的总位移为零,C 项正确,D 项错误. 考点考点 2 2匀变速直线运动的规律及应用匀变速直线运动的规律及应用 1.B在位移时间图像中,图线斜率的绝对值等于物体速度的大小.由图可知,甲做匀速直线 运动,乙做变速直线运动,D 错误
17、;靠近t1时刻时,乙的斜率大于甲的斜率,即乙的速度大于甲的 速度,故 A 错误;在该时间段内,甲、 乙两物体的初位置和末位置相同,故位移相同,B 正确;由于 甲、乙两物体做的都是单向直线运动,故位移大小等于路程,两者的路程也相同,故 C 错误. 2.C本题应用逆向思维求解,即运动员的竖直上抛运动可等同于从一定高度处开始的自由落 体运动,所以第四个 所用的时间为t2=,第一个 所用的时间为t1=-,因此有=2+, 即 3 x0+xA=155 m,故两车会相撞. (2)设A车的加速度为aA时两车不相撞,在B车发出信号t时间后两车速度相等,有 vB+aBt=vA+aA(t-t) B车位移xB=vBt
18、+aBt 2 A车位移xA=vAt+aA(t-t) 2 为使两车不相撞,两车的位移关系应满足xBx0+xA 联立以上各式解得aA0.83 m/s 2 即A车的加速度至少为 0.83 m/s 2. 考点考点 3 3实验实验: :研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动 A0.2330.75 解析:根据题述,物块加速下滑,在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是A点.根 据刻度尺读数规则可读出,B点对应的刻度为 1.20 cm,C 点对应的刻度为 3.15 cm,D点对应的 刻度为 5.85 cm,E点对应的刻度为 9.30 cm,AB=1.20 cm,BC=1.95 cm,CD=2.70
19、 cm,DE=3.45 cm. 两个相邻计数点之间的时间T=5s=0.10 s,根据做匀变速直线运动的质点在一段时间内的 平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得,打出C点时物块的速度大小为vC=0.233 m/s. 由逐差法可得a=,解得a=0.75 m/s 2. 1.(1)A(2)将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺(3)9.7 解析:利用数码相机的连拍功能,通过每隔一定时间的拍摄确定小球位置,所以还必须使用的 器材是米尺,将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺,用米尺测量小球不同位置间的距 离,利用逐差法由公式x=aT 2,可得 a=g= =m/s 2=9.7 m/s2. 2.(1)等于
20、(2)9.721.94 解析:(1)频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率时,可看到一串仿佛固定不动的水滴. (2)根据题意可知s67=19.30 cm-13.43 cm=5.87 cm,s78=26.39 cm-19.30cm=7.09cm,s89=34.48 cm-26.39 cm=8.09 cm,s910=43.67 cm-34.48 cm=9.19 cm 由逐差法可得g=10 -2 m/s 2=9.72 m/s2 第 7 个水滴此时的速度为v7=10 -2 m/s=1.94 m/s. 3.(1)0.520(2)匀速(3)(4)小于(5) 解析:(1)游标卡尺的主尺读数为 5 mm,游标尺读
21、数为 0.054 mm=0.20 mm,则挡光片宽度 d=5.20 mm=0.520 cm. (2)平衡摩擦力时,应不挂钩码,调节木板的倾斜度,直至小车在不受细线的拉力时沿木板能做 匀速运动. (3)极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度,则小车通过光电门的速度v1= . (4)当细线上挂有 6 个钩码时,钩码和小车(含挡光片)整体的加速度大小a1=0.6g,对小车 有F1=Ma1=4m0.6g=2.4mg;当细线上挂有 3 个钩码时,钩码和小车(含挡光片)整体的加速度大 小a2=0.3g,对小车有F2=(M+3m)a2=2.1mg.由上述分析可知F1小于 2F2. (5)小车通过光电门的速度v
22、=,根据v 2=2aL 得=2aL,则小车加速度大小a=,又a=,所 以n=,故k=,解得g=. 4.80不相等 解析:由自由落体运动规律知x= gt 2,则 t=.根据最长反应时间为 0.4 s,不难得出直尺的最 小长度为 80 cm.由于自由落体运动是匀变速直线运动,所以相等时间内位移不相等,即每个时 间间隔在直尺上对应的长度不相等. 5.(1) (s1+s2)(s2+s3)(s3-s1)(2)40 解析:(1)B点对应的重物的速度vB等于AC段对应的重物的平均速度,即vB= 由于t=,故vB=(s1+s2) 同理可得vC=(s2+s3) 匀加速直线运动的加速度a= 故a=(s3-s1).
23、 (2)由牛顿第二定律,可得mg-F阻=ma 由已知条件有F阻=0.01mg 由,得a=0.99g 代入解得f40 Hz. 专题一质点的直线运动 考点 1运动的描述 1.生产生活实践问题情境“文泰高速”“文泰高速”泰顺先行通车段已于 2019 年 12 月 30 日正式通车运营,龙丽温高速文成至泰顺段起于文成樟台、止于泰顺友谊桥,全长 55.96 km,采用双向四车道高速公路标准,设计速度 80 km/h,使两地的通行时间由 150 min 缩短至 50 min 以内.下列说法正确的是() A.“50 min”指的是时刻 B.“55.96 km”指的是位移 C.“80 km/h”指的是平均速度
24、的大小 D.研究汽车从樟台到友谊桥所用时间时,可将汽车看成质点 2.2020 江西赣州检测雷达是一种利用电磁波来测定物体 位置和速度的设备,某防空雷达发现一架飞机正水平朝雷达正上方匀速飞来,已知电磁波的速 度为 310 8 m/s,某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图甲所示,经过t=173 s 后雷达向正上 方发射和接收到的波形如图乙所示,已知雷达屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为 110 -4 s, 则该飞机的飞行速度大小约为() A.12 000 m/sB.900 m/s C.500 m/sD.300 m/s 3.在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法,如理想实验法、控制变量法、极
25、 限法、等效替代法、理想模型法、微元法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述,错误的是() A.根据速度定义式v=,当t非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义采用 了极限法 B.在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了等效替代的方法 C.加速度的定义式为a= ,采用的是比值定义法 D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看成匀 速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法 4.生产生活实践问题情境蹦床蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各 种空中动作的运动项目.一个运动员从高处自由落下,以v1=8 m/s 的
26、竖直速度着网,在与网作用 后,沿着竖直方向以v2=10 m/s 的速度弹回.已知运动员与网接触的时间为t=1.2 s.那么运动 员在与网接触的这段时间内平均加速度的大小和方向分别为() A.15 m/s 2,向上 B.15 m/s 2,向下 C.1.67 m/s 2,向上 D.1.67 m/s 2,向下 5.2020 广东惠州第一次调研一物体的v-t图像如图所示,虚线为v-t图线的延长线,由此可 知() A.物体的初速度大小为 1 m/s B.物体的加速度大小为 1 m/s 2 C.物体在 1 s 末的速度大小是 2 m/s D.物体在第 1 s 内通过的位移是 0.75 m 6.一物体做直线
27、运动,其加速度随时间变化的a-t图像如图所示.下列所示的v-t图像中,能正 确描述此物体运动的是() 7.8 分载人飞船返回舱返回时刚开始通过自身制动发动机进行调控减速下降,穿越大气层后, 在一定高度打开阻力降落伞进一步减速下降,这一过程中若返回舱所受空气摩擦阻力与速度 的平方成正比,比例系数(空气阻力系数)为k,所受空气浮力恒定不变,且认为竖直下落.从某 时刻开始计时,返回舱的运动v-t图像如图中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切线,切 线交横轴于一点B,其坐标为(8,0),CD是曲线AD的渐近线.问: (1)返回舱在这一阶段是怎样运动的? (2)在初始时刻v=160 m/s,返回舱的
28、加速度为多大? 考点 2匀变速直线运动的规律及应用 1.2021 江苏南京高三调研某质点运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是 A.t02t0质点做匀减速运动 B.0t0与t02t0质点的运动方向相反 C.0t0与t02t0质点的加速度方向相反 D.2t0时刻质点离出发点最远 2.2021 河南名校第一次联考我国自主研发的“暗剑”无人机,时速可达到 2 马赫.在某次试 飞测试中,起飞前沿地面做匀加速直线运动,加速过程中连续经过两段均为 120 m 的测试距离, 用时分别为 2 s 和 1 s,则无人机的加速度大小是() A.20 m/s 2 B.60 m/s 2 C.40 m/s 2 D.
29、80 m/s 2 3.生产生活实践问题情境升降机运送矿石2018 浙江 4 月选考,10如图所示,竖井中的 升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面.某一竖井的深度为 104 m,升降机运行的最大速度 为 8 m/s,加速度大小不超过 1 m/s 2.假定升降机到井口的速度为 0,则将矿石从井底提升到井 口的最短时间是() A.13 sB.16 sC.21 sD.26 s 4.2021 广东佛山高三摸底中国高铁发展十分迅速,高铁相对于传统火车来说最突出的特点 是速度非常快.某次测试中,某趟高铁列车(可视为质点)在平直铁轨上运动,高铁列车的v 2-x 图像如图所示,下列说法正确的是() A.高铁列
30、车的初速度为 1 m/s B.高铁列车的加速度为 1 m/s 2 C.高铁列车运动过程中第 3 s 内的位移为 7 m D.024 m 高铁列车所用的时间为 5 s 5.生产生活实践问题情境竖直上抛水果如图所示,在离地面一定高度处把 4 个水果以 不同的初速度竖直上抛,不计空气阻力,若 1 s 后 4 个水果均未着地,则 1 s 末速率最大的是 () ABCD 6.匀加速追匀减速2020 河南六市联考,多选在平直公路上,甲、乙两车从同一地点出 发,车的位移x与时间t的比值 同时间t之间的关系如图所示,则下列说法正确的是 A.乙车的加速度大小为 5 m/s 2 B.6 s 末乙车速度减小到零 C
31、.甲车追上乙车前,2 s 末甲、乙两车相距最远 D.乙车速度减小到零时,甲车速度为 30 m/s 7.2020 湖南四校联考几个水球可以挡住子弹?国家地理频道实验证实:四个水球就足够! 如图所示,四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹(可视为质点)在水球中沿水平方向 做匀变速直线运动,恰好能穿出第四个水球.不计子弹重力,则() A.子弹在每个水球中运动的时间相同 B.可以确定子弹穿过每个水球的时间 C.子弹在每个水球中速度变化量相同 D.子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等 8.匀速追匀加速5 分一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮起时汽车以 3 m/s 2的加速度 开始加速行
32、驶,恰在这时一辆电动车以 6 m/s 的速度匀速驶来,从后面超过汽车.汽车从路口开 动后,在追上电动车之前经过多长时间两车相距最远?最远距离是多少? 9. 生产生活实践问题情境AI机器人送餐12分如图所示,替代人工操作的AI机器人 已在各行各业中得到一定的应用.其中,送餐服务就是应用领域之一,只要设置好路线、安放 好餐盘,机器人就会稳稳地举着托盘,到达指定的位置送餐.若某一配餐点和目标位置在距离 为x0= 40.5 m 的直线通道上,机器人送餐时从静止开始启动,加速过程的加速度大小为a1=1.5 m/s 2, 速度达到v=1.5 m/s 后保持匀速,之后适时做加速度大小为a2=1.5 m/s
33、2的匀减速运动,餐送到 目标位置时速度恰好为零. (1)画出机器人大致的速度时间图像; (2)求机器人整个送餐过程所用时间; (3)假设配餐点和目标位置的距离为x=30 m,机器人在加速和减速阶段的加速度大小均为 a=1.2 m/s 2,要使送餐用时最短,则机器人能达到的最大速度 vmax为多少?并求出最短时间tmin. 10.生产生活实践问题情境泥石流16 分 某地由于连续暴雨而引发一处泥石流.如图 所示,一汽车正以 8 m/s 的速度向坡底A点运动,当距A点 8 m 时,司机突然发现山坡上距坡底 80 m 处的泥石流正以 8 m/s 的速度、0.5 m/s 2的加速度匀加速倾泻而下,司机立
34、即刹车减速, 减速的加速度大小为 4 m/s 2,速度减为零后立即反向加速躲避泥石流,假设泥石流到达坡底后 速率不变,继续沿水平地面做匀速直线运动.求: (1)泥石流到达坡底的速度大小和时间; (2)汽车的加速度至少多大司机才能脱离危险. 考点 3实验:研究匀变速直线运动 1.光电门法2021 湖南四大名校联考,8 分物理小组的同学用图甲所示的实验器材测定重力 加速度.实验器材有:底座带有标尺的竖直杆、光电门 1 和光电门 2 组成的光电计时器(其中光 电门 1 在光电门 2 的上方)、小球释放器(可使小球无初速度释放)、网兜.实验时可用光电计 时器测量小球从光电门 1 运动至光电门 2 的时
35、间t,并从竖直杆上读出两光电门间的距离h. (1)使用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示,则小球的直径为cm; (2)改变光电门 1 的位置,保持光电门 2 的位置不变,小球经过光电门 2 的速度为v,不考虑空气 阻力,小球的加速度为重力加速度g,则h、t、g、v四个物理量满足关系式h=; (3)根据实验数据作出-t图像如图丙所示,若图中直线斜率的绝对值为k,根据图像可得出重 力加速度g=. 2.2020 广东六校联考,8 分在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学选出了一条清晰的 纸带,并取其中的A、B、C、D、E、F、G七个点进行研究,这七个点和刻度尺标度的对照情况 如图所示.(打点计时器所
36、接电源的频率为 50 Hz) (1)由图可知,A、B两点的时间间隔是s,A点到D点的距离是cm,D点到G点的距离是 cm. (2)通过测量不难发现,(xBC-xAB)与(xCD-xBC)、(xDE-xCD)、基本相等.这表明,在实验误差允许的 范围之内,拖动纸带的小车做的是运动. (3)经过合理的数据处理后,可以求得加速度大小a=m/s 2.(保留 3 位有效数字) (4)还可以求出,打B点时小车的瞬时速度大小vB=m/s.(保留 3 位有效数字) 3.创新题5 分某同学用如图甲所示装置测量小物块做匀减速运动时的加速度,将曲面固定 在水平桌面上,把光电门固定在桌面上的O点,当光电门有物体通过时
37、,与之连接的数字计时器 (图中未画出)能够显示挡光时间. (1)用螺旋测微器测量A板的宽度如图乙所示,其读数为mm;用 20 分度的游标卡尺测 量B板的宽度如图丙所示,其读数为mm,若实验中没有现成的遮光条,应选用 (选填“A”或“B”)板为遮光条更好. (2)将带有遮光条的小物块由曲面的顶端无初速度释放,经过一段时间小物块停在桌面上的P 点.为了完成本实验,除了测量遮光条的宽度d,还需要测量光电门到P点的距离s,读出遮光条 通过光电门的时间t,得小物块从O到P做匀减速运动的加速度大小的表达式a=.(用 测量的物理量d、t、s表示) 一、选择题(共 10 小题,60 分) 1.2021 江西南
38、昌高三摸底测试将一物体以一定的初速度竖直向上抛出,从抛出到落回抛出 点所用的时间为t.取抛出位置所在平面为参考平面,若物体上升的最大高度为h,在 处设置一 水平挡板,仍将该物体以相同的初速度竖直向上抛出,设物体撞击挡板时间不计且动能不损失, 不计空气阻力作用,则这种情况下物体从抛出到落回抛出点所用的时间为() A.0.25tB.0.5tC.0.75tD.t 2.创新题v-x图像一物体放在水平面上受到力F的作用而运动,其运动的速度随位移变 化的图像如图所示,则下列说法正确 的是() A.物体一定做匀加速直线运动 B.物体的加速度增大 C.物体的加速度减小 D.物体的加速度先增大后减小 3.生产生
39、活实践问题情境酒后驾驶多选酒后驾驶有许多安全隐患,这是因为驾驶员 的反应时间变长,反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间.下表中“思考距离”是 指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离,“制动距离”是指驾驶员从发现情 况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小都相同). 速度 (m s -1) 思考距离 (m) 制动距离 (m) 正常 酒后 正常 酒后 157.515.0 22.5 30.0 2010.0 20.0 36.7 46.7 2512.5 25.0 54.2x 分析上表可知,下列说法正确的是() A.驾驶员酒后反应时间比正常情况下多 0.5 s B.若汽车以
40、20 m/s 的速度行驶时,驾驶员发现前方 40 m 处有险情,则酒后驾驶不能安全停车 C.汽车制动时,加速度大小为 10 m/s 2 D.表中x为 66.7 4.2021 安徽芜湖模拟一物块在水平地面上,以一定的初速度沿水平地面滑动,直至速度为零, 物块与水平地面的动摩擦因数恒定,则关于物块运动的位移(x)、位移与时间的比值( )、速度 (v)、加速度(a)随时间t变化的图像正确的是(设初速度的方向为正方向)() ABCD 5.2021 黑龙江伊春高三检测,多选平直公路上行驶的甲车和乙车,其位移 时间图像分别为图中的直线A和曲线B,已知乙车的加速度恒定且a=-2 m/s 2,t=3 s 时,
41、直线 A和曲线B刚好相切,下列说法正确的是() A.甲车加速度的大小为 2 m/s 2 B.前 3 s 内甲车位移小于乙车位移 C.第 1 s 末乙车速度方向发生改变 D.t=3 s 时,甲、乙两车的速度相等并且相遇 6.一质点静止在光滑水平面上,先向右做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为a1,经过 时间t后加速度变为零;又运动时间t后,质点加速度方向变为向左,且大小为a2,再经过时间t 后质点回到出发点.以出发时刻为计时零点,则在这一过程中() A.a2=3a1 B.质点向右运动的最大位移为a2t 2 C.质点回到出发点时的速度大小为a2t D.最后一个时间t内,质点的位移大小和路程之
42、比为 3：5 7.以不同的初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略, 另一物体所受空气阻力的大小与物体速率成正比,下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图 像可能正确的是() 8.2020陕西百校联考如图所示,在地面上一盘子C的正上方A处有一金属小球a距C为20 m, 在B处有另一个金属小球b距C为 15 m,小球a比小球b提前 1 s 由静止释放.g取 10 m/s 2, 则() A.b先落入C盘中,两球不可能在下落过程中相遇 B.a先落入C盘中,a、b下落过程中的相遇点在BC之间某位置 C.a、b两小球同时落入C盘 D.a、b两小球的相遇点恰好在B处 9.20
43、20 河南开封模拟在我国新交通法中规定“车让人”,驾驶员驾车时应考虑到行人过马路 的情况.若有一汽车以 8 m/s 的速度匀速行驶即将通过路口,此时正有行人在过人行横道,而汽 车的前端距停车线 8m,该车减速时的加速度大小为 5 m/s 2.下列说法中正确的是 () A.驾驶员立即刹车,则至少需要 2 s 汽车才能停止 B.在距停车线 7.5 m 处才开始刹车,汽车前端恰能止于停车线处 C.若经 0.25 s 才开始刹车,汽车前端恰能止于停车线处 D.若经 0.2 s 才开始刹车,汽车前端恰能止于停车线处 10.多选车辆的性能测试中有两个重要的测试内容,一个是车辆的启动性能测试,另外一个 是刹
44、车性能测试.现对某种型号的汽车在一平直的公路上进行以上两种性能测试,被测试的汽 车先从静止开始做匀加速直线运动,之后匀速运动一段时间,然后开始做匀减速直线运动,从 开始运动时计时,汽车在 50 s 内的加速度随时间的变化情况如图所示,假设汽车刚开始运动时, 一辆匀速运动的摩托车以 10 m/s 的速度从该汽车旁边经过,下列说法正确的是() A.第一个 10 s 内与第五个 10 s 内汽车通过的位移大小之比为 3：2 B.在 050 s 内汽车的平均速度为 17 m/s C.在 050 s 内两车第一次相遇的时刻为t=10 s D.在 050 s 内两车相遇两次 二、非选择题(共 5 小题,5
45、7 分) 11.2021 湖南四大名校联考,5 分某物理小组利用 DIS 装置测定当地的重力加速度g,实验装 置如图甲所示.在铁架台上安装有两个光电门(与数据采集器和计算机的连接均未画出),光电 门A固定,光电门B的位置可上下移动,实验前调整两光电门的位置,使小铁球沿图甲中虚线通 过两光电门. (1)用游标卡尺测量小铁球的直径,测量结果如图乙所示,可知其直径D=mm. (2)在小铁球自由下落过程中,小组成员用计时装置测出小铁球通过光电门A时的遮光时间为 tA,并用小铁球通过光电门的平均速度表示小铁球球心通过光电门的瞬时速度,则小铁球通 过光电门A的瞬时速度为vA=.(用实验中测得的物理量符号表
46、示) (3)光电门A的位置不变,小组成员多次改变并测出光电门B到光电门A之间的距离h,实验时 使小铁球每次从同一位置无初速度释放.根据每次小铁球通过光电门B时的遮光时间,计算出 小铁球经过光电门B时对应的速度vB,在坐标系中作出与h的关系图线,如图丙所示,则当地 的重力加速度g=m/s 2(结果保留 3 位有效数字). 12.6 分如图所示为用频闪相机拍摄的羽毛与苹果同时下落的局部频闪照片,已知该频闪相 机每隔t时间闪光一次. (1)这个实验表明:如果我们可以减小对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么 重量不同的物体下落快慢程度将会相同. (2)关于图中的x1、x2、x3,下列关系一定正确
47、的是(填选项前的字母). A.x1：x2：x3=1：4：9 B.x1：x2：x3=1：3：5 C.2x2=x3+x1 (3)利用图片提供的信息可以求出当地的重力加速度g,可知g=(填选项字母). A.B. C.D. 13.生产生活实践问题情境火箭发射12 分如图所示是某型号全液体燃 料火箭发射过程中,第一级火箭发动机工作时火箭的a-t图像,在第 120 s 的时 候,为了把加速度限制在 4g以内,第一级火箭发动机的推力降至 60=,第一级火 箭发动机的整个工作时间为 200 s.火箭的初始加速度为 15 m/s 2,且在前 50 s 内,加速度可以近似看作均匀变化,试计算: (1)t0=50
48、s 时火箭的速度大小; (2)如果火箭是竖直发射的,在t=10 s 前可近似看成做加速度为 15 m/s 2的匀加速运动,则 t1=8 s 时火箭离地面的高度是多少?如果此时有一碎片脱落,将需多长时间落地?(取g=10 m/s 2,结果 可用根式表示) 14.2021 四川保宁检测,14 分A车在直线公路上以 20 m/s 的速度匀速行驶,因大雾天气能见 度低,当司机发现正前方有一辆静止的B车时,两车距离仅有 76 m,A车司机立即刹车(不计反 应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为 2 m/s 2(两车均视为质点). (1)通过计算判断A会撞上B车吗?若会,求A车从刹车开始到撞上B车的时间(
49、假设B车一直 静止). (2)为了避免碰撞,A车刚开始刹车时,立即向B车发出信号,B车经t=2 s 的反应时间才开始 匀加速向前行驶,问:B车加速度a2至少为多大才能避免事故. 15.2019 全国,25,20 分一质量为m=2 000 kg 的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶. 行驶过程中,司机突然发现前方 100 m 处有一警示牌,立即刹车.刹车过程中,汽车所受阻力大 小随时间的变化可简化为图(a)中的图线.图(a)中,0t1时间段为从司机发现警示牌到采取措 施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),t1=0.8 s;t1t2时间段 为刹车系统的启动时间,t2=1
50、.3 s;从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止.已知 从t2时刻开始,汽车第 1 s 内的位移为 24 m,第 4 s 内的位移为 1 m. 图(a)图(b) (1)在图(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线; (2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小; (3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1t2时间内汽车克服阻力做的功;从司机发现警示 牌到汽车停止,汽车行驶的距离约为多少(以t1t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间 内汽车的平均速度)? 答案 专题一质点的直线运动 考点考点 1 1运动的描述运动的描述 1. D两地的通行时间
