【物理】2020届一轮复习人教版质点的直线运动学案 13页

‎2020届一轮复习人教版 质点的直线运动 学案 ‎● 运动的描述●‎ ‎1．质点 用来代替物体的有质量的点叫做质点，研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小对问题的影响可以忽略，就可以看做质点．‎ ‎2．参考系 ‎（1）为了研究物体的运动而假定不动的物体，叫做参考系．‎ ‎（2）对同一物体的运动，所选择的参考系不同，对它的运动的描述可能会不同．通常以地球为参考系．‎ ‎3．位移是位置的变化量，是从初位置指向末位置的有向线段．是矢量．（填“矢”或“标”）‎ ‎4．速度 物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢，即v＝，其是描述物体运动快慢的物理量．‎ ‎（1）平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即＝，其方向与位移的方向相同．‎ ‎（2）瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量．瞬时速度的大小叫速率，是标量．‎ ‎5. 加速度 定义式 : a＝，单位：m/s2，方向与速度变化量的方向相同，是描述物体速度变化快慢的物理量。‎ 1. 对于加速度与速度、速度变化量关系的理解，注意以下三点：‎ ‎（1）速度的大小与加速度的大小没有必然联系．‎ ‎（2）速度变化量与加速度没有必然的联系，速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定．‎ ‎（3）速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的．‎ ‎2．判断直线运动中“加速”或“减速”情况 物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况．加速度的大小只反映速度变化（增加或减小）的快慢．‎   ‎1．金丽温高铁开通后，从铁路售票网查询到G7330次列车缙云西到杭州东的信息如图甲所示，如图乙是用电子地图测距工具测得缙云西站到杭州东站的直线距离约为179.8 km，下列说法正确的是(　 　)‎ A． 在研究动车过一桥梁所花的时间与动车从缙云西站到杭州东部所花的时间时，动车均可看成质点 B． 图甲中07∶31表示一段时间 C． 动车高速行驶时，可以取5 m位移的平均速度近似看做这5 m起点位置的瞬时速度 D． 结合甲、乙，可知G7330列车行驶的最高速度约为128 km/h ‎【答案】C ‎2．小李在网络上观看“神州十一号”飞船发射视频，分别截取火箭发射后第6s末和第10s末的图片，如图甲和乙所示，他又上网查到运载“神州十一号”的长征二号FY11运载火箭全长58m，则火箭发射后第6s末至第10s末的平均速度最接近 A． 22m/s B． 14m/s C． 10m/s D． 5.8m/s ‎【答案】A ‎3．结合图片中交代的情景及数据，以下判断不正确的是（ ）‎ A．高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零 B．轿车时速为100km/h，紧急刹车距离为31米（可视为匀减速至静止），由此可得轿车刹车阶段的加速度为a=12.5m/s2‎ C．位于点燃火药的炮膛中的炮弹的速度、加速度可能均为零 D．根据图中数据可求出刘翔在110m栏比赛中通过全程的平均速率为v=8.42m/s ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：高速行驶的磁悬浮列车可能做匀速直线运动，加速度为零，故A对；由v2=2as代入数据可得加速度的大小为12.5m/s2，B对；位于点燃火药的炮膛中的炮弹的速度可能为零，但加速度不为零，C错；由s=vt可得v=8.42m/s，D对。所以本题选择C。‎ ‎【考点】速度、加速度 ‎ ‎4．下列关于速度、速率和加速度的说法中，正确的是(　　)‎ A． 物体有恒定的速率时，其速度仍可能有变化 B． 物体有恒定的速度时，其速率仍可能有变化 C． 物体的速度很大，加速度可能很小 D． 物体具有沿x轴正向速度时，可能有沿y轴负方向的加速度 ‎【答案】ACD ‎【点睛】根据加速度的定义式可知物体的加速度等于物体的速度的变化率，加速度的方向就是物体速度变化量的方向，与物体速度无关，即物体的速度变化越快物体的加速度越大。 ‎ ‎3．如图所示，国产某品牌汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以50Hz的频率监视前方的交通状况。当车速且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，加速度大小约为，使汽车避免与障碍物相撞。则“全力自动刹车”系统设置的安全距离约为 A． 5m B． 10m C． 20m D． 25m ‎【答案】B ‎【解析】由题意知，车速，系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为，最后末速度减为0，由推导公式可得：，选B.‎ ‎4．有一人在平直马路边慢步(速度不变)，他发现每隔t1时间有一路公共汽车迎面开过，他还发现每隔t2时间有一辆这路公共汽车从身后开过，于是他计算出这路车从汽车站发车的时间间隔是（ ）]‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎5．小刘驾驶着小轿车以43.2 km/h的速度匀速行驶，看到前面十字路口闪烁的绿灯倒计时只有4‎ ‎ s了，他果断踩刹车，假设轿车做匀减速直线运动，加速度大小为3 m/s2，则刹车开始6 s后轿车的位移是 A． 18 m B． 24 m C． 31.1 m D． 211.2 m ‎【点睛】本题考查了运动学中的刹车问题，是道易错题，注意轿车速度减为零后不再运动，结合运动学公式灵活求解．‎ ‎6．在探究匀变速直线运动规律的实验时，打点计时器的打点周期为T，纸带上从左向右一次打的点的间距如图所示，以下说法正确的是（ ）‎ A． 从第1点到第7点的时间是7T B． 纸带的加速度方向向右 C． 如果纸带上连续相邻两段位移之差相等，即可判断该纸带做匀变速直线运动 D． 计算纸带加速度的表达式为 ‎【答案】CD ‎【解析】A、打点计时器的打点周期为T，则两个点之间的时间即为T，所以从第1点到第7点的时间是6T，故A错误； B、纸带上的点是从左向右打的，说明物体向左做加速运动，则加速度方向向左，故B错误； C、匀变速直线运动相邻的相等时间内的位移之差是个定值，所以如果纸带上连续相邻两段位移之差相等，即可判断该纸带做匀变速直线运动，故C正确； D、根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小， 得： ‎ 为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值 得： 即小车运动的加速度计算表达式为：，故D正确。‎ ‎【点睛】本题主要考查拉力利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力。‎ ‎● 匀变速直线运动中的图象规律●‎ ‎1．x－t图象 ‎(1)图象的意义 ‎①图线的物理意义：反映做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。‎ ‎②图线斜率的意义：图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小；斜率的正负表示速度的方向。‎ ‎(2)三种x－t图象的特例 图1‎ ‎①匀速直线运动的x－t图象是一条倾斜的直线，如图1中图线甲；‎ ‎②匀变速直线运动的x－t图象是一条抛物线，如图线乙。‎ ‎③若x－t图象是一条平行于时间轴的直线，则表示物体处于静止状态，如图线丙。　　　　　　　　　　　‎ ‎2．v－t图象 ‎(1)图线的物理意义：反映做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。‎ ‎(2)图线斜率的意义：图线上某点切线的斜率的大小表示物体加速度的大小；斜率的正负表示加速度的方向。‎ ‎(3)图线与坐标轴围成的“面积”的意义：‎ ‎①图线与坐标轴围成的“面积”表示相应时间内的位移大小。‎ ‎②若此“面积”在时间轴的上方，表示这段时间内位移的方向为正方向，若此“面积”在时间轴的下方，表示这段时间内位移的方向为负方向。‎ ‎(4)‎ 图4‎ 三种v－t图象的特例 ‎①匀速直线运动的v－t图象是与横轴平行的直线，如图4中图线甲。‎ ‎②匀变速直线运动的v－t图象是一条倾斜的直线，如图线乙。‎ ‎③‎ 图5‎ 若v－t图象是曲线(如图5)，不同点切线的斜率不同，表示物体做变加速运动。图线丙表示物体的加速度逐渐变大，图线丁表示物体的加速度逐渐减小。‎ 对运动图象物理意义的理解 ‎（1）一看“轴”：先要看清两轴所代表的物理量，即图象是描述哪两个物理量之间的关系．‎ ‎（2）二看“线”：图象表示研究对象的变化过程和规律．在v－t图象和x－t图象中倾斜的直线分别表示物体的速度和位移随时间变化的运动情况．‎ ‎（3）三看“斜率”：x－t图象中斜率表示运动物体的速度大小和方向．v－t图象中斜率表示运动物体的加速度大小和方向．‎ ‎（4）四看“面积”：即图线和坐标轴所围的面积，也往往代表一个物理量，这要看两物理量的乘积有无意义．例如v和t的乘积vt＝x有意义，所以v－t图线与横轴所围“面积”表示位移，x－t图象与横轴所围“面积”无意义．‎ ‎（5）五看“截距”：截距一般表示物理过程的初始情况，例如t＝0时的位移或速度．‎ ‎（6）六看“特殊点”：例如交点、拐点（转折点）等．例如x－t图象的交点表示两质点相遇，但v－t图象的交点只表示速度相等．‎ ‎1．甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的x-t图像如图所示（乙的图线为抛物线），下列说法错误的是（ ）‎ A．乙物体先向负方向运动，t1时刻以后反向向正方向运动 B．0～t2时间内，乙的速度和加速度都是先减小后增大 C．t2时刻，乙物体追上甲 D．tl时刻，两者相距最远 ‎【答案】B ‎【考点】x-t图像 ‎【点睛】本题是位移图象问题，考查基本的识图能力，关键抓住x-t图像的“斜率”等于速度，位移等于坐标的变化量；注意要和v-t图像加以区别，不能混淆． ‎ ‎7．（浙江2016年10月）某探险者在野外攀岩时，踩落一小石块，约5s后听到石头直接落到崖底的声音，探险者离崖底的高度最接近的是 A． 25m B． 50m C． 110m D． 150m ‎【答案】C ‎【点睛】直接利用自由落体运动中位移和时间得关系 求解即可 ‎8．（浙江2017年11月）杂技运动员在训练时的照片如图所示。有一小球自由落下，碰到水平桌面后反弹，如此数次落下和反弹。若规定竖直向下为正方向，碰撞时间不计，空气阻力不计，则下列v--t图像中正确的是(　　)‎ A． B． C． D． ‎ ‎【答案】B ‎【解析】下落过程，速度越来越大，方向为正，当碰撞瞬间，速度发生突变（即没有时间发生改变，一瞬间速度即变为负向最大，如D图表示有一定的时间发生改变）为竖直向上，即方向为负，由于碰撞能量损失，所以起跳的速度要小于刚落地时的速度，如此重复，故B正确．‎ ‎9．（浙江2018年4月）如图所示，竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度约为104m，升降机运行的最大速度为8m/s，加速度大小不超过，假定升降机到井口的速度为零，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是 A． 13s B． 16s C． 21s D． 26s ‎【点睛】升降机先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，根据速度位移公式和速度时间公式求得总时间。‎ ‎1．（2017届浙江省名校协作体高三上学期联考）如图为“中国好歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10米的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程约历时4秒。在战车在运动过程中，下列说法正确的是 A．战车在运动过程中导师处于失重状态 B．战车在运动过程中所受外力始终不变 C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动 D．根据题中信息可以估算导师运动的平均速度 ‎【答案】D ‎【考点】失重和超重；牛顿定律的应用 ‎2．（2018届浙江省杭州市命题比赛高考选考模拟）节能减排可体现在我们日常生活中。假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为10 m/s，一辆公交车在距离十字路口50 m的车站停留，乘客上下完后，司机看到红灯显示还有10 s，为了节能减排，减少停车，降低能耗，公交车司机启动公交车，要使公交车尽快通过十字路口且不违章，则公交车启动后的运动图像可能是(　　)‎ A． B． C． D． ‎ ‎【答案】C ‎【解析】因速度图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，由速度图像可知，A、B、D三个图像与坐标轴围成的面积均大于50m，且速度不超过10m/s；C图像中公交车的位移可能恰好等于50m，且速度小于10m/s,故公交车启动后的运动图像可能是C;故选C．‎ ‎【点睛】‎ 此题是对速度时间图像的考查；关键是知道速度-时间图像与坐标轴围成的“面积”等于物体的位移，结合公交车的运动情况即可分析解答．‎ ‎3．（浙江省2019届高三高考选考9月联考）列车在通过桥梁、隧道的时候，要提前减速。假设列车的减速过程可看作匀减速直线运动下列与其运动相关的物理量(位移x、加速度a、速度v、动能Ek)随时间t变化的图象，能正确反映其规律的是 A． B． ‎ ‎ C． D． ‎ ‎4．（浙江省杭州市2018年高考命题预测）如图所示为—质点作直线运动的v-t图象，下列说法正确的是（ ）‎ A． BC段和CD段的运动方向相同 B． CD段和DE段的加速度方向不同 C． 18s末质点离出发点最远 D． 前5s质点通过的位移是25m ‎【答案】A ‎【解析】BC段和CD段的速度均为正，运动方向相同，故A正确。由图看出，CD段和DE段的斜率相同，根据速度图象的斜率等于加速度，可知CD段和DE段的加速度相等，方向相同。故B错误。由图分析知，物体在t=0时刻到D时刻，物体一直沿正方向运动，D时刻后物体沿负方向运动，故D时刻物体离出发点最远。故C错误。由速度图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移，得知，前5s质点通过的位移为 x=m=12.5m，故D错误。故选A。‎ ‎【点睛】本题的解题关键是抓住两个数学意义来分析和理解图象的物理意义：速度图象的斜率等于加速度、速度图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移． ‎ ‎9．日本筑波大学研制出了世界上第一种商业外骨骼机器人，这种装置能帮助行动不便者以一定速度行走，某人利用该外骨骼机器人从静止开始，沿直线勻加速行走了4s,达到最大速度6m/s后，又以1.2m/s2的加速度沿直线匀减速行走了3s,然后做匀速直线 运动.求：‎ ‎(1)匀加速运动时的加速度大小；‎ ‎(2)匀速运动时的速度大小；‎ ‎(3)前7s过程中人的总位移大小.‎ ‎【答案】（1）1.5m/s2 ；（2）2.4m/s ；（3）24.6m ‎【解析】(1) ‎ ‎(2)由，‎ 得v2=2.4m/s ‎(3)由 得