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1、第二章 直线运动第一单元 直线运动的概念与规律第1课时 描述直线运动的概念要点一 参考系与质点1.观察下图所示的漫画,图中司机说乘车人没有动,而路上的小女孩说他运动得真快,谁说的对?为什么?答案 司机以车为参考系,所以他说乘车人没有运动,而小女孩以地面为参考系,他看到乘车人在飞快地运动着.由于所选取的参考系不同,所以得出了不同的结论.他们的说法都是正确的.2.下列哪些情况下的物体可以看成质点 ( )A.分析原子核内核子间相互作用时的原子核 B.研究绕太阳运转时的地球C.分析运动时的乒乓球 D.转动着的沙轮答案 B要点二 时刻与时间 位移与路程3.(2009银川模拟)如图所示,一质点沿半径为R的
2、圆周从A点到B点运动了半周,它在运动过程中位移大小和路程分别是 ( )A.R、R B.2R、2R C.2R、R D.R、R答案 C要点三 弹力4.某赛车手在一次野外训练中,先测量出出发地和目的地在地图上的直线距离为9 km,从出发地到目的地用了5分钟,赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km,当他经过某路标时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是 ( )A.在整个过程中赛车手的平均速度是108 km/h B.在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/hC.在整个过程中赛车手的平均速率是108 km/h D.经过路标时的瞬时速度是150 km/h答案 AD5. 2008
3、年4月25日我国自行研制的“长征三号丙”运载火箭成功地将我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”送入太空,图是火箭点火升空瞬间时的照片.关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是 ( )A.火箭的速度很小,但加速度可能较大B.火箭的速度很大,加速度可能也很大C.火箭的速度很小,所以加速度也很小D.火箭的速度很大,但加速度一定很小答案 A题型1 参考系的选取【例1】一船夫划船逆流而上驾船沿河道逆水航行,经过一桥时,不慎将心爱的葫芦落于水中,被水冲走,但一直划行至上游某处时才发现,便立即返航经过1小时追上葫芦时,发现葫芦离桥5 400 m远,若此船向上游和向下游航行时相对静水的速率是相
4、等的,试求河水的速度.答案 0.75 m/s题型2 加速度和速度的矢量性【例2】一物体做匀变速直线运动,某时刻的速度大小为4 m/s,经过1 s后的速度大小为10 m/s,那么在这1 s内物体的加速度大小为多少?答案 6 m/s2或14 m/s2题型3 情景建模【例3】天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d =3.0 km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差t=6.0 s.试估算云层下表面的高度.已知空气中的声速v = km/s.答案 2.0103 m1.在下列各运动的物体中,可视为质点的有 ( )A.做高低杠表演
5、的体操运动员B.沿斜槽下滑的小钢球,研究它沿斜槽下滑的速度C.人造卫星,研究它绕地球的转动D.水平面上的木箱,研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动答案 BC2.火车第四次提速后,出现了“星级列车”,从其中的T14次列车时刻表可知,列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均速率为 km/h.T14次列车时刻表停靠站到达时刻开车时刻里程(km)上海18000蚌埠22262234484济南03130321966北京08001 463答案 103.663.某同学从二楼的教室内将一个足球从离地面5 m高的窗户边竖直扔下,若足球碰到地面后又反弹起2 m高,则足球通过的路程是多少?足球的位移又是如何?若足球经
6、过一系列碰撞后,最终被站在地面上的另一名同学接住,接住的高度是1.5 m,则在整个运动过程中足球的位移又是多少?答案 7 m 3 m 3.5 m4.某同学从学校的门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则:(1)此人散步的总路程和位移各是多少?(2)要比较确切地表示这人散步过程中的各个位置,应采用什么数学手段较妥,分别应如何表示?(3)要比较确切地表示此人散步的位置变化,应用位移还是路程?答案 (1)300 m 100 m (2)直角坐标系 A(0,0),B(0,-50),C(100,0),D(100,100) (3)位移第
7、2课时 匀变速直线运动的规律要点一 匀变速直线运动的基本规律1.以54 km/h的速度行驶的火车,因故需要在中途停车,如果停留的时间是1 min,刹车引起的加速度大小是30 cm/s2,启动产生的加速度大小是50 cm/s2,求火车因临时停车所延误的时间?答案 100 s要点二 匀变速运动的重要推论2.火车紧急刹车后经7 s停止,设火车匀减速直线运动,它在最后1 s内的位移是2 m,则火车在刹车过程中通过的位移和开始刹车时的速度各是多少?题型1 匀变速运动公式的灵活选用【例1】小明是学校的升旗手,他每次升旗都做到了在庄严的义勇军进行曲响起时开始升旗,当国歌结束时恰好庄严的五星红旗升到了高高的旗
8、杆顶端.已知国歌从响起到结束的时间是48 s,旗杆高度是19 m,红旗从离地面1.4 m处开始升起.若设小明升旗时先拉动绳子使红旗向上匀加速运动,时间持续4 s,然后使红旗做匀速运动,最后使红旗做匀减速运动,加速度大小与开始升起时的加速度大小相同,红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零.试计算小明升旗时使红旗向上做匀加速运动时加速度的大小和红旗匀速运动的速度大小.答案 0.1 m/s2 0.4 m/s题型2 刹车问题【例2】汽车刹车前速度5 m/s,刹车获得大小为0.4 m/s2的加速度,求:(1)刹车后20 s汽车滑行的距离.(2)刹车后滑行30 m经历的时间.答案 (1)31.25 m (2)1
9、0 s题型3 生活物理【例3】 一位旅客可用三种方法从青岛去济南,第一种是乘普通客车经一般公路到达;第二种是乘快客由济青高速公路到达;第三种是乘火车到达,下面是三种车的时刻表及里程表.已知普通客车平均时速为60 km/h,快客平均时速为80 km/h,两车中途均不停车,火车在中途停靠潍坊和淄博两站,每站均停车10分钟时间,设火车进站和出站都做匀变速运动,加速度大小都是2 400 km/h2,途中匀速行驶,速率为120 km/h,若现在时刻是上午8点整,这位旅客想早点到达济南,他应选乘什么车?普客快客火车里程( km )396420438班次810103014308451100144591092
10、0943答案 火车1.一人从雪坡上匀加速下滑,他依次通过a、b、c三个标志旗,已知ab=6 m,bc=10 m,这人通过ab和bc所用时间都等于2 s,则这人过a、b、c三个标志旗的速度分别是 ( )A.va=2 m/s,vb=3 m/s,vc=4 m/sB.va=2 m/s,vb=4 m/s,vc=6 m/sC.va=3 m/s,vb=4 m/s,vc=5 m/sD.va=3 m/s,vb=5 m/s,vc=7 m/s答案 B2.如图所示,三块完全相同的木块固定在地板上,一初速度为v0的子弹水平射穿第三块木板后速度恰好为零.设木板对子弹的阻力不随子弹的速度而变化,求子弹分别通过三块木板的时间
11、之比.答案 3.有若干相同的小球,从斜面上的某一位置每隔0.1 s无初速度地释放一颗,在连续释放若干钢球后,对准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如图所示的照片,测得AB=15 cm,BC=20 cm.求:(1)拍摄照片时B球的速度.(2)A球上面还有几颗正在滚动的钢球?答案 (1)1.75 m/s (2)2颗4.如图所示,一名消防队员在演习训练中,沿着长为l的竖立在地面上的钢管往下滑.他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果加速和减速运动的加速度大小分别为a1和a2,则下滑过程的最大速度和总时间分别为多少?答案 .1. 甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速
12、上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况可能是 ( )A.甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙停在空中B.甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速上升C.甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速下降,且v丙v甲D.以上说法均不对答案 AB2.一人看到闪电12.3 s后听到雷声,已知空气中的声速约为330340 m/s,光速为3108 m/s,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1 km.根据你所学的物理知识可以判断 ( )A.这种估算方法是错误的,不可采用B.这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离C.这种估算方法没
13、有考虑光的传播时间,结果误差很大D.即使声速增大2倍以上,本题的估算结果依然正确答案 B3.下列说法中正确的是 ( )A.加速度为零的物体,其速度一定为零 B.物体的加速度减小时,速度一定减小C.2 m/s2的加速度比-4 m/s2的加速度大 D.速度变化越快,加速度就越大答案 D4.一个骑自行车的人,从静止开始沿直线加速运动,第1 s内位移为1 m,第2 s内位移为2 m,第3 s内位移为3 m,第4 s内位移为4 m.则下列说法中一定正确的是 ( )A.自行车的运动一定是匀变速直线运动 B.自行车运动的加速度一定是m/s2C.自行车1 s末的速度是2 m/s D.自行车前2 s内的平均速度
14、是1.5 m/s答案 D5. 有下列几种情景,请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法 ( )点火后即将升空的火箭高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶太空的空间站在绕地球匀速转动A.因火箭还没运动,所以加速度一定为零B.轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很D.尽管空间站匀速转动,加速度也不为零答案 BD6.如图所示,我国运动员刘翔获得雅典奥运会110米跨栏冠军,成绩是12秒91,在男子110米跨栏中夺得金牌,实现了我国在短跑中多年的梦想,是亚洲第一飞人.刘翔之所以能够取得冠军,取决于
15、他在110米中 ( )A.某时刻的瞬时速度大 B.撞线时的瞬时速度大C.平均速度大 D.起跑时的加速度大答案 C7.如图所示是汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化.开始时指针指示在如图甲所示位置,经过8 s后指针指示在如图乙所示位置,若汽车做匀变速直线运动,那么它的加速度约为 ( )A.11 m/s2 B.5.0 m/s2 C.1.4 m/s2 D.0.6 m/s2答案 C8.（2009常德模拟）在平直公路上行驶着的公共汽车,用固定于路旁的照相机连续两次拍摄,得到清晰的照片如图所示,对照片进行分析,知道如下结果. (1)对间隔2 s所拍摄的照片进行比较,可知公共汽车在2 s的时
16、间里前进了12 m.(2)在两张照片中,悬挂在公共汽车顶棚上的拉手均向后倾斜着.根据这两张照片,下列说法正确的是 ( )A.可求出拍摄的2 s末公共汽车的瞬时速度 B.公共汽车在加速运动C.可知在拍第一张照片时公共汽车的速度 D.公共汽车做匀速运动答案 B9. 历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义式为A=,其中v0和vs分别表示某段位移s内的初速度和末速度.A 0表示物体做加速运动,A0且保持不变,则a逐渐变大C.若A不变,则物体在中间位置处的速度为D.若A不变,则物体在中间位置处的速度为答案 BC
17、10.一物体由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a1,经时间t后做匀减速直线运动,加速度大小为a2,若再经时间t恰能回到出发点,则a1a2应为 ( )A.11 B.12 C.13 D.14答案 C11.(2009武汉模拟)上海磁悬浮列车已于2003年10月1日正式运营.据报道,列车从上海龙阳路车站到浦东机场车站,全程30 km.列车开出后先加速,直到最高速度432 km/h,然后保持最大速度行驶50 s,立即开始减速直到停止,恰好到达车站.假设列车启动和减速的加速度大小相等且恒定,列车做直线运动.试由以上数据估算磁悬浮列车运行的平均速度的大小是多少?北京和天津之间的距离是120 km,若以
18、上海磁悬浮列车的运行方式行驶,最高时速和加速度都相同,由北京到天津要用多长时间?答案 66.7 m/s 20 min12.一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止,下表给出了不同时刻汽车的速度:时刻/s1.02.03.05.07.09.510.5速度/ms-1369121293 (1)汽车做匀速运动时的速度大小是否为12 m/s？汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小是否相等？(2)汽车从开出到停止总共经历的时间是多少？(3)汽车通过的总路程是多少？答案 (1)是 不相等 (2)11 s (3)96 m13.在一个倾斜的长冰道上方,一群孩子排成队,每隔
19、1 s有一个小孩子往下滑,一游客对着冰道上的孩子拍下一张照片,如图所示照片上有甲、乙、丙、丁四个孩子.他根据照片与实物的比例推算出乙与甲和与丙两孩子间的距离分别为12.5 m和17.5 m,请你据此求解下列问题.(g取10 m/s2)(1)若不考虑一切阻力,小孩下滑加速度是多少?(2)拍照时,最下面的小孩丁的速度是多大?(3)拍照时,在小孩甲上面的冰道上下滑的小孩子不会超过几个?答案 (1)5 m/s2 (2)25 m/s (3)2第二单元 匀变速直线运动规律的应用第3课时 自由落体和竖直上抛运动要点一 自由落体运动1.水滴从屋顶自由下落,经过高为1.8 m的窗户,用时0.2 s.求屋顶到窗户
20、上沿的高度?答案 3.2 m要点二 竖直上抛运动2.气球以5 m/s的速度匀速上升,在高100 m处,物体A从气球上落下,求物体A经过多长时间落地?(下落过程不计小球重力)答案 5 s题型1 竖直上抛运动的多解问题【例1】某人站在高楼的平台边缘处,以v0=20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子.求抛出后,石子经过距抛出点15 m处所需的时间.(不计空气阻力,g取10 m/s2)答案 有三个:1 s、3 s、(2+)s题型2 自由落体与竖直上抛物体的相遇问题【例2】在距地20 m高处有一物体A自由下落,同时在物体A正下方的地面上有另一物体B以速度v0竖直上抛,要让A、B在B下降时相遇,则v0应满
21、足怎样的条件?答案 10 m/sv0题型3 图象法解追及相遇问题【例3】公共汽车由停车站从静止出发以2 m/s2的加速度做匀加速运动,这时一辆载重汽车从后面超过公共汽车,载重汽车以10 m/s的速度匀速前进.问:经过多长时间公共汽车能追上载重汽车?在追上前经过多长时间两车相距最远,相距最远时两车之间的距离是多少?答案 10 s 5 s 25 m题型4 运动建模【例】为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某高速公路的最高限速为120 km/h,假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况经操纵刹车到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.5 s,刹车时汽车加速度为4 m/s
22、2.则该段高速公路上汽车间应保持的最小距离是多少?答案 156 m1.甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点得到两车的位移时间图象如图所示,则下列说法正确的是 ( )A.t1时刻甲车从后面追上乙车B.t1时刻两车相距最远C.t1时刻两车的速度刚好相等D.0到t1时间内,两车的平均速度相等答案 D2.如图所示,a、b分别表示先后从同一地点以相同的初速度做匀变速直线运动的两个物体的速度图象,则下列说法正确的是 ( )A.4 s末两物体的速度相等B.4 s末两物体在途中相遇C.5s末两物体的速率相等D.5 s末两物体相遇答案 B3.如图所示,A、B物体相距s=7
23、m时,A在水平拉力和摩擦力作用下,正以vA=4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时正以vB=10 m/s的初速度向右匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,求A追上B所经历的时间.答案 8 s4.(2009桂林质检)甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速运动,速度均为16 m/s.在前面的甲车紧急刹车,加速度为a1=3 m/s2,乙车由于司机的反应时间为0.5 s而晚刹车,已知乙的加速度为a2=4 m/s2,为了确保乙车不与甲车相撞,原来至少应保持多大的车距?答案 1.5 m.1.一个小石块从空中a点自由落下,先后经过b点和c点,不计空气阻力.已知它经过b点时的速度为v,经过c点时的速度为3v.
24、则ab段与ac段位移之比为 ( )A.13B.15C.18D.19答案 D2.物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间的变化规律如图所示,取开始运动方向为正方向,则物体运动的vt图象中正确的是 ( )答案 C3. 甲、乙两物体同时开始运动,它们的s-t图象如图所示,下面说法正确的是 ( )A.乙物体做曲线运动B.甲、乙两物体从同一地点出发C.当甲、乙两物体两次相遇时,二者的速度大小不相等D.当甲、乙两物体速度相同时,二者之间的距离最大答案 C4. 如图是一娱乐场的喷水滑梯.若忽略摩擦力,人从滑梯顶端滑下直到入水前,速度大小随时间变化的关系最接近图 ( )答案B5.某人在静止的湖面上竖直上抛一小
25、铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度.不计空气阻力,取向上为正方向,在下列v-t图象中,最能反映小铁球运动过程的速度时间图线是 ( )答案 C6.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度和时间的关系图线如图所示,则 ( )A. t3时刻火箭距地面最远B.t2t3的时间内,火箭在向下降落C.t1t2的时间内,火箭处于失重状态D.0t3的时间内,火箭始终处于失重状态答案 A7.一只气球以10 m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球6 m处有一小石子以20 m/s的初速度竖直上抛,若g取10 m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是 ( )A.石子一定能追上气球
26、B石子一定追不上气球C.若气球上升速度等于9 m/s,其余条件不变,则石子在抛出后1 s末追上气球D.若气球上升速度等于7 m/s,其余条件不变,则石子在到达最高点时追上气球答案 BC8.一辆汽车以12 m/s的速度行驶,遇到紧急情况,司机采取制动措施,使汽车做匀减速直线运动,若制动后汽车加速度的大小为6 m/s2,则 ( )A.经3 s,汽车的速度大小为6 m/s B.经3 s,汽车的位移大小为9 mC.经3 s,汽车的速度大小为2 m/s D.经3 s,汽车的位移大小为12 m答案 D9.如图表示甲、乙两运动物体相对同一原点的s-t图象,下面有关说法中正确的是 ( )A.甲和乙都做匀变速直
27、线运动B.甲、乙运动的出发点相距s0C.乙运动的速率大于甲运动的速率D.乙比甲早出发t1的时间答案 BC10.小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度随时间变化的关系,如图所则（取g=10 m/s2.） ( ) A.小球下落的最大速度为5 m/s B.小球第一次反弹的初速度的大小为3 m/sC.小球能弹起的最大高度为0.45 mD.小球能弹起的最大高度为1.25 m答案 ABC11.（2009成都模拟）甲火车以4 m/s的速度匀速前进,这时乙火车误入同一轨道,且以20 m/s的速度追向甲车,当乙车司机发现甲车时两车仅相距125 m,乙车立即以1 m/s2的加速度制动.问两车
28、是否会发生碰撞?答案 两车将相碰12.如图所示,甲、乙两个同学在直跑道上练习4100 m接力,他们在奔跑时有相同的最大速度.乙从静止开始全力奔跑需跑出25 m才能达到最大速度,这一过程可看作匀变速直线运动,现在甲持棒以最大速度向乙奔来,乙在接力区伺机全力奔出.若要求乙接棒时奔跑达到最大速度的80%,则:(1)乙在接力区需奔跑出多少距离？(2)乙应在距离甲多远时起跑？答案 (1)16 m (2)24 m13.一辆摩托车能达到的最大速度为30 m/s,要想在3 min内由静止起沿一条平直公路追上前面1 000 m处正以20 m/s的速度匀速行驶的汽车,则摩托车必须以多大的加速度启动?(保留两位有效
29、数字)甲同学的解法是:设摩托车恰好在3 min时追上汽车,则at2=vt+s0,代入数据得a=0.28 m/s2.乙同学的解法是:设摩托车追上汽车时,摩托车的速度恰好是30 m/s,则vm2=2as=2a(vt+s0),代入数据得a=0.1 m/s2.你认为他们的解法正确吗?若错误,请说明理由,并写出正确的解法.答案 甲、乙都不正确,应为0.56 m/s2实验4:研究匀变速直线运动【例1】根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是 ( )A.时间间隔B.位移C.加速度D.平均速度答案 AB【例2】一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如右图所示.下图是打出纸带的一段.(1)已知打点计时器使用的交变电流频率为50 Hz,利用上图给出的数据可求出小车下滑的加速度a= .(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有 ,用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f= .答案 (1)4 m/s2 (2)测出斜面上任意两点间的距离L及这两点的高度差h和小车质量m mg-ma题型 器材巧用【例3】一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.用
