【物理】2018届二轮复习直线运动学案（全国通用） 10页

【高考命题热点】主要考查 和 、有关纸带综合实验和结合受力分析、 牛顿第二定律、运动学规律的综合型大题。 【知识清单】 1. 直线运动：运动轨迹为直线的运动即为直线运动，可分为匀速直线运动（ ）、匀变 速直线运动（ 且恒定）、变加速直线运动（ 且不恒定） 2. 物体做直线运动的条件：物体不受力或合外力为零或合外力与速度在同一直线上 （匀速直线运动） （ 同向加速、反向减速） 3. 基本概念：参考系、质点、路程、位移（ ）、速度（ ）、加速度（ ） 物理量分标量和矢量。 标量：只有大小没有方向的物理量（质量 、密度 、长度 、路程 、时间 等）。 矢量：既有大小又有方向的物理量（位移 、力 、速度 、加速度 等）。 参考系：即参考物，初中已学过，高中不重复讨论。 路程：物体运动轨迹的长度，大小与路径有关；位移：物体运动初、末位置直线距离， 大小与路径无关，只跟初末位置有关，方向：初位置→末位置。 速度（ ）：表示物体运动快慢的物理量（单位时间内位移的改变量）。 单位：m/s 瞬时速度：某一时刻的速度，是瞬间值；平均速度：一段时间内速度平均值（ ） 加速度（ ）：表示速度变化的快慢（单位时间内速度的改变量或速度变化率） 单位：m/s2 4. 直线运动分类( 中斜率表示 ， 中斜率表示 ) （1）匀速直线运动（ ） 位移： 图像： 0 0 （2）匀变速直线运动（ 且恒定） 公式： （学会巧用 平均速度求位移，简化计算） 自由落体运动：物体由静止释放且只受重力，即： ： 匀加速（ >0） 匀减速（ <0） 0 0 ： (类似二次函数图像) （ <0） （ >0） 0 0 （3） 变加速直线运动（ 且不恒定） ： 0 0 说明： 表示物体做加速度不断增大的加速运动，其它类推秒通。 5. 追及、相遇问题的解法 （1）追及、相遇问题的特征 ①追及问题 速度小者追速度大者 类型 图像 说明 匀加 速追 匀速 ① 以前，后面物体与前面物体间距离 增大； ② 时，两物体相距最远为 ； ③ 以后，后面物体与前面物体间距离 减小； ④能追上且只能相遇一次。 匀速 追匀 减速 匀加 速追 匀减速 速度大者追速度小者 类型 图像 说明 匀减 速追 匀速 开始追及时，后面物体与前面物体间的距 离在减小，当两物体速度相等时，即 时刻： ①若 ，则恰能追上，两物体只能相 遇一次，这也是避免相撞的临界条件； ②若 ，则不能追上，此时两物体最 小距离为 ； ③若 ，则相遇两次，设 时刻 ，两物体第一次相遇，则 时刻 两物体第二次相遇，且有 。 匀速 追匀 加速 匀减 速追 匀加速 注意：a. 表中 是开始追及以后，后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移； b. 是开始追及以前两物体之间的距离； c. 是前面物体的速度， 是后面物体的速度。 ②相遇问题 a. 同向运动的两物体的相遇问题，即追及问题。 b. 相向运动的物体，当各自运动的位移大小之和等于开始时两物体的距离时相遇； c. 不在同一直线上运动的物体，当同一时刻运动到同一位置时两物体相遇。 （2）追及、相遇问题的三种求解方法 ①临界条件法 当两物体到达同一位置时两者速度相同，则恰能追上或恰追不上（也是二者避碰的临界条 件）。 ②判别式法 若追者甲和被追者乙最初相距 ，令两者在 时刻相遇，则有 ，得到关于时间 的一元二次方程。当 时，两者相遇两次或相遇一次（两正根时相遇两次， 一正根一负根相遇一次）；当 时，两者恰好相遇；当 时， 两者不会相遇。 ③图像法 图像法求解这类问题时，常常使用 图像。在 图像，两物体速度图线间所围面积是 两物体在该段时间内通过的位移差值。 6. 纸带问题通关 简化实验纸带图： （1）求物体运动加速度 逐差法： 说明： 为相邻两计数点的时间间隔（补充：若 打点计时器用频率 50Hz 交流电源，题目明确说每相邻两计数点间有 4 个点未画出、 每隔 4 个点取一计数点或每 5 个点取一计数点，其题意都一样，都表达相邻两计数 点的时间间隔为 5×0.02=0.1s）。 若题目交待为减小实验误差，尽可能使用多组数据求 ，则： 以上图为例： （2）求瞬时速度： （3）纸带问题升级版：验证牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒定律等实验，需用以 上公式并结合题意巧妙解决问题，并做误差分析（存在阻力、打点计时器开关闭合 和释放纸带先后顺序颠倒、释放纸带时手抖或所取计数点不合理等方面分析）。 热点突破提升训练二 1．汽车以 20 m/s 的速度在平直公路上行驶，急刹车时的加速度大小为 5 m/s2，则自驾驶员 急踩刹车开始，2 s 内与 5 s 内汽车的位移之比为( ) A．5∶4 B．4∶5 C．3∶4 D．4∶3 2．一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动。开始刹车后的第 1 s 内和第 2 s 内位 移大小依次为 9 m 和 7 m。则刹车后 6 s 内的位移是( ) A．20 m B．24 m C．25 m D．75 m 3．一物体沿一直线运动，先后经过匀加速、匀速和减速运动过程，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 3 2t，则( ) A．物体做匀加速运动时加速度大小为 s t2 B．物体做匀减速运动时加速度大小为 4s 9t2 C．物体在这三个运动过程中的平均速度大小为 s 3t D．物体做匀减速运动的末速度大小为 2s 3t 4．(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其 v－t 图象如图所示。 已知两车在 t＝3 s 时并排行驶，则( ) A．在 t＝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 5．甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在 t＝0 到 t＝t1 的时 间内，它们的 v－t 图象如图所示。在这段时间内( ) A．汽车甲的平均速度比乙的大 B．汽车乙的平均速度等于 v1＋v2 2 C．甲、乙两汽车的位移相同 D．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大 6．一质点沿 x 轴做直线运动，其 v－t 图象如图所示。质点在 t ＝0 时位于 x＝5 m 处，开始沿 x 轴正向运动。当 t＝8 s 时，质点 在 x 轴上的位置为( ) A．x＝3 m B．x＝8 m C．x＝9 m D．x＝14 m 7．在平直公路上行驶的 a 车和 b 车，其位移—时间图象分别为下 图中直线 a 和曲线 b，由图可知，下列说法正确的是( ) A．b 车运动方向始终不变 B．在 t1 时刻 a 车的位移大于 b 车 C．t1 到 t2 时间内，a 车与 b 车的平均速度相等 D．a 车做匀加速直线运动 8．(多选)甲、乙两物体由同一位置出发沿同一直线运动，其速度— 时间图象如图所示，下列说法正确的是( ) A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动 B．两物体两次相遇的时刻分别是在 2 s 末和 6 s 末 C．乙在前 2 s 内做匀加速直线运动，2 s～6 s 做匀减速直线运 动 D．2 s 后，甲、乙两物体的速度方向相反 9．如图所示，为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标 x 随时间 t 变化的图象，已知 甲做匀变速直线运动，乙做匀速直线运动，则 0～t2 时间内，下列说法正确的是( ) A．两物体在 t1 时刻速度大小相等 B．t1 时刻乙的速度大于甲的速度 C．两物体的平均速度大小相等 D．甲的平均速度小于乙的平均速度 10．如图甲、乙所示为某物体在 0～t 时间内运动的 x－t 图线和 v－t 图线，由图可知，在 0～ t 时间内( ) A．物体做的是曲线运动 B．物体做加速度越来越小的运动 C．图甲中 t1 2 时刻，图线的斜率为 v0 2 D．x1－x0> v0 2 t1 11．一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔 t 内位移为 s，动能变为原来的 9 倍。该质点的加速度为( ) A． B． C． D． 12．（多选）如图所示，物体自 O 点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D 为其运动 轨迹上的四点，测得 AB＝2 m，BC＝3 m，且物体通过 AB、BC、CD 所用的时间相等，则 下列说法正确的是( ) A．可以求出物体加速度的大小 B．可以求得 CD＝4 m C．可以求得 OA 之间的距离为 1.125 m D．可以求得 OA 之间的距离为 1.5 m 13．(多选)一个小球做自由落体运动，它的下落高度足够高，取 g＝10 m/s2，关于这个小球 的运动情况，下列说法中正确的是( ) A．小球在第 3 s 内的下落高度为 25 m B．小球在前 3 s 内的平均速度为 30 m/s C．小球在第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内的平均速度之比是 1∶3∶5 D．小球在前 1 s 内、前 2 s 内、前 3 s 内的位移之比是 1∶3∶5 14.实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中 A、B、C、D、E 为相邻的计数 点，相邻计数点间的时间间隔 T＝0.1 s. (1)根据纸带可判定小车做____________________运动． (2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD＝________ m/s，vC＝________ m/s，vB＝________ m/s. 在如图所示坐标中作出小车的 v－t 图线，并根据图线求出纸带的加速度 a＝________. (3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________ m/s，此速度的物理意义是 ______________________________． 15．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的 工作频率为 50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有 4 个记时点未 画出． (1)部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：________(用字母填写)． (2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔 T＝________ s. (3)计数点 5 对应的瞬时速度大小计算式为 v5＝________. (4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为 a＝________. 16．图甲是某同学探究小车的速度和加速度的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的 B 点，A、B 两点间的距离为 12.50 cm.用重物通过细线拉小车，让小车做直线运动． (1)若用游标卡尽测出遮光条的宽度 d，如图乙所示，则 d＝________ cm. (2)实验时将小车从图甲中位置 A 处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门 的时间Δt＝2.28×10－2 s，则小车经过光电门时的速度为________ m/s，小车的加速度为 ________ m/s2.(保留 2 位有效数字) 17.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前， 将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下 小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌 面上连续的 6 个水滴的位置。（已知滴水计时器每 内共滴下 46 个小水滴） （1）由图（b）可知，小车在桌面上是___________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。 （2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中 A 点位置时的速度大小为__________ ，加速度大小为________ 。（结果均保 留 2 位有效数字）。