【金版学案】2014-2015高中物理必修1水平测试+素能提高:第1章运动的描述(6份)

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名称 【金版学案】2014-2015高中物理必修1水平测试+素能提高:第1章运动的描述(6份)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2014-07-29 15:46:56

文档简介

物理·必修1(人教版)
章末总结
1.时间间隔和时刻的区别.
(1)时刻指某一瞬时,时间轴上的任一点均表示时刻.时刻对应的是位置、速度等状态量.
(2)时间间隔表示时间段,在时间轴上用两点间的线段表示.时间间隔对应的是位移、路程等过程量.
2.位移和路程的区别与联系.
位移表示物体在一段时间内的位置变化,可用由初位置指向末位置的有向线段表示.确定位移时,不需考虑物体运动的实际路径,只需确定初、末位置即可.路程是物体运动轨迹的长度.确定路程时,需要考虑物体运动的实际路径.位移是矢量,路程是标量.一般情况下位移的大小不等于路程,只有当物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程.
3.速度和速率的区别与联系.
  物理量
比较项  
速度
速率
物理意义
描述物体运动快慢和方向的物理量,是矢量
描述物体运动快慢的物理量,是标量
(续表)
分类
平均速度、瞬时速度
平均速率、瞬时速率
决定因素
平均速度由位移和时间决定
平均速率由路程和时间决定
方向
平均速度的方向与位移方向相同,瞬时速度的方向为物体在该点的运动方向
无方向
联系
(1)单位都是m/s
(2)当时间极短时,可认为平均速度等于瞬时速度
(3)瞬时速度的大小为瞬时速率,但是平均速度的大小不是平均速率
4.速度、速度的变化量、加速度的比较.
(1)速度是位移对时间的变化率,速度的变化量是指速度改变的多少,加速度是速度对时间的变化率.
(2)速度的变化量表示速度变化的大小和变化的方向,加速度的大小由速度变化的大小与发生这一变化所用时间的多少共同决定,加速度的方向与速度变化的方向相同.
(3)加速度与速度以及速度的变化量没有直接的关系,加速度很大时速度可以很大,很小,也可以为零;速度的变化量可以很大也可以很小.
(4)物体做加速还是减速运动取决于加速度方向与速度方向的关系,与加速度的大小无关.
 下列说法中正确的是(  )
A.加速度增大,速度一定增大
B.速度变化量Δv越大,加速度就越大
C.物体有加速度,速度就增加
D.物体速度很大,加速度可能为零
解析:加速度描述的是速度变化的快慢,加速度的大小是速度变化量Δv和所用时间Δt的比值,并不只由Δv来决定,故选项B错误;加速度增大说明速度变化加快,速度可能增大加快,也可能减小加快,故选项A、C错误;加速度大说明速度变化快,加速度为零说明速度不变,但此时速度可能很大,也可能很小,故选项D正确.
答案:D
 如图甲所示,一根细长的弹簧系着一个小球,放在光滑的桌面上,手握小球把弹簧拉长,放手后小球便左右来回运动,B为小球向右到达的最远位置.小球向右经过中间位置O时开始计时,其经过各点的时刻如图乙所示.若测得OA=OC=7 cm,AB=3 cm,则自0时刻开始:
(1)0.2 s内小球发生的位移大小是________,方向向________,经过的路程是________.
(2)0.6 s内小球发生的位移大小是________,方向向________,经过的路程是________.
(3)0.8 s内小球发生的位移大小是________,经过的路程是________.
(4)1.0 s内小球发生的位移大小是________,方向向________,经过的路程是________.
解析:(1)0.2 s内小球由O到A,位移大小7 cm,方向向右,路程7 cm;
(2)0.6 s内,小球由O→A→B→A,位移由O指向A,大小为7 cm,方向向右,路程为7 cm+3 cm+3 cm=13 cm;
(3)0.8 s内,小球由O→A→B→A→O,位移是0,路程7 cm+3 cm+3 cm+7 cm=20 cm;
(4)1.0 s内小球由O→A→B→A→O→C,位移由O指向C,大小是7 cm,方向向左,路程7 cm+3 cm+3 cm+7 cm+7 cm=27 cm.
答案:(1)7 cm 右 7 cm 
(2)7 cm 右 13 cm 
(3)0 20 cm
(4)7 cm 左 27 cm

1.加速度.
(1)加速度是一个物理概念,描述速度变化的快慢,并不是速度增加.最先引入加速度概念的人是伽利略.
(2)加速度的方向,可利用画矢量图的方法使学生加深印象,突出a与Δv的方向关系,如图所示.
求物体做直线运动的加速度时,一般先选一个正方向,用正负号来表示方向,可将矢量运算转化为代数运算.
(3)平均加速度与瞬时加速度.
质点运动时,瞬时速度的大小和方向都可能变化,为了反映其变化的快慢和方向,有平均加速度和瞬时加速度两种描述.高中阶段未做展开处理,在今后的学习中可慢慢体会,对于匀变速运动(a恒定),平均加速度与瞬时加速度是相同的,对于变加速运动(如曲线运动,变加速直线运动),二者是不同的.一个表示一段时间内的效果,一个表示某一瞬时的情况.
2.运动情况的判断:
 阿祥学习有关直线运动的物理概念后,找到小明、小强、小梅和小雪来到校园开展了“讨论与交流”活动,他们提出了以下几个观点,你认为正确的是(  )
A.速度变化得越多,加速度就越大
B.速度变化得越快,加速度就越大
C.运动物体在某段时间内位移为零,则其运动速率也一定为零
D.物体在某一时刻的瞬时速度就是瞬时速率
解析:加速度的定义是:物体速度变化量与时间的比值,加速度的方向与速度变化量的方向是一致的,只要有加速度,物体的速度一定发生变化,速度变化得多不表示加速度大,所以A错、B对;如物体做圆周运动,当其回到出发点后其位移为零,但在其运动时间内速率和速度都不为零,则C错;瞬时速率和瞬时速度大小相等,但速度是矢量有方向,速率是标量则无方向,则D错.
答案:B
 求出下列各种条件下加速度的大小:
(1)子弹击中靶子时,在0.1 s内速度从200 m/s降到0;
(2)火车出站时,可以在20 s内使速度从10 m/s增大到20 m/s.
(3)以2 m/s的速度做直线运动的足球,被运动员飞起一脚踢出,速度受为4 m/s反向飞出,脚和球接触时间是0.2 s.
解析:根据加速度定义式a=得:
(1)a1= m/s2=-2 000 m/s2,负号表示加速度方向与速度方向相反.即与子弹运动方向相反.
(2)a2= m/s2=0.5 m/s2,正号表示加速度方向与速度方向相同.
(3)以足球的初速度方向为主方向,a3= m/s2=-30 m/s2,负号表示加速度方向与初速度方向相反.
答案:(1)2 000 m/s2 (2)0.5 m/s2 (3)30 m/s2
物理·必修1(人教版)
第一课时 质点 参考系和坐标系

1.(双选)下列有关质点的说法中,正确的是(  )
A.研究哈雷彗星的公转时,哈雷彗星可看作质点
B.花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,此时该运动员可看作质点
C.用GPS定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考队员的位置时,该队员可看作质点
D.因为子弹的质量、体积都很小,所以在研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时,可以把子弹看作质点
解析:哈雷彗星的大小与公转轨道的半径相比可忽略,故能看作质点,选项A对;若把滑冰运动员看作质点,无法研究其动作,故选项B错;在确定科考队员的位置时,该队员可看作质点,故选项C对;研究子弹穿过一张纸的时间时,纸的厚度可忽略,而子弹的长度不能忽略,故选项D错.
答案:AC
2.两列火车平行地停在一站台上,过了一会儿,甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动,乙车内的乘客发现甲车仍没有动,若以地面为参考系,上述事实说明(  )
A.甲车向东运动,乙车不动
B.乙车向东运动,甲车不动
C.甲车向西运动,乙车向东运动
D.甲、乙两车以相同的速度向东运动
解析:甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动,说明甲车在向东运动,乙车内的乘客发现甲车仍没有动,说明乙车相对甲车静止,由于甲车相对地面向东运动,所以乙车相对地面也向东运动且与甲车速度相同,故D选项正确.
答案:D
3.下列说法正确的是(  )
A.参考系是为了研究物体运动而选取的
B.宇宙中的物体有的静止,有的运动
C.研究物体的运动时只能选取不动的物体作为参考系
D.同一物体的运动对不同的参考系,其观察结果一定相同
解析:宇宙中一切物体都是运动的,绝对不动的物体是不存在的,选项B错误;在研究物体的运动时,必须要选取参考系,并且参考系的选取是任意的,选取不同的参考系,对同一物体的运动得出的结论可能是不同的,故选项A正确,选项C、D错误.
答案:A
4.如图
所示,诗人曾写下这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是(  )
A.山和船       B.船和山
C.河岸和流水 D.山和地面
解析:“看山恰似走来迎”是人看见山在迎面走来,人和船相对静止,选取的参考系是人或船;“是船行”是船相对河岸运动的,河岸、地面和山相对静止,选取的参考系是河岸、地面或山,所以B正确.
答案:B
5.地面的观察者看雨滴是竖直下落的,坐在匀速行驶的列车车厢中的乘客看雨滴是(  )
A.水平向前运动
B.水平向后运动
C.倾斜落向前下方
D.倾斜落向后下方
解析:乘客是以列车为参考系看雨滴运动的,雨滴在下落的同时还相对列车向后运动,故乘客看到的雨滴是倾斜落向后下方,D正确.
答案:D
6.(双选)我们描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系,下列说法正确的是(  )
A.我们说:“太阳东升西落”,是以地球为参考系的
B.我们说:“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的
C.我们说:“同步卫星在高空静止不动”,是以太阳为参考系的
D.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,乘客是以火车为参考系的
解析:“太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言的,是以地球为参考系的,所以A项正确;“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的,所以B项错误;“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的,是以地球为参考系的,所以C项错误;火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,是以火车或他自己为参考系的,所以D项正确.
答案:AD
7.(双选)如图所示是为了定量研究物体的位置变化而作出的坐标轴(x轴),在画该坐标轴时规定原点在一长直公路上某广场的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向.坐标轴上有两点A和B,A的位置坐标为xA=5 m,B的位置坐标为xB=-3 m.下列说法正确的是(  )
A.A点位于广场中心南5 m处
B.A点位于广场中心北5 m处
C.B点位于广场中心南3 m处
D.B点位于广场中心北3 m处
解析:由位置坐标的意义可知,A点在原点的正方向5 m处,即在广场中心北方5 m处,B项对,同理C项对.
答案:BC

8.如图所示
为A、B、C三列火车在一个车站的情景,A车上的乘客看到B车向东运动,B车上的乘客看到C车和站台都向东运动,C车上的乘客看到A车向西运动.站台上的人看A、B、C三列火车各向什么方向运动?
解析:由B车上的乘客看到站台向东运动,可判断B车向西运动;由A车上的乘客看到B车向东运动,说明A车也向西运动且速度大于B车速度;C车上的乘客看到A车向西运动,则C车有三种运动情况,C车可能静止,可能向东运动,也可能向西运动但速度比A、B的速度都小.
答案:A车向西运动;B车向西运动;C车可能静止,可能向东运动,也可能向西运动但速度比A、B的速度都小.
9.一人在100 m高的楼房顶上,将一质量为m的小球以5 m/s的速度水平向右抛出,当物体在水平方向上运动10 m时,在竖直方向上运动了20 m,怎样表示物体现在所处的位置?
解析:因为小球在二维空间运动,需建立平面直角坐标系,以抛出点为坐标原点,向右为x轴正方向,向上为y轴正方向,小球现在的位置为x=10 m,y=-20 m,用坐标表示即(10 m,-20 m).
答案:见解析
演员是怎样腾云驾雾的
我们在欣赏电视或电影时,经常会看到影片中神仙腾云驾雾的镜头,而那些扮演神仙的演员又不可能真的会腾云驾雾,那么,这逼真的镜头是怎么拍摄的呢?原来是导演和摄影师们运用了“背景运动”的特技手法.他们让演员在天空、云彩等背景前做出各种姿势和动作,同时又快速地移动演员身后的背景,并且还用鼓风机吹动演员身上的衣裙.这样我们看到的神仙腾云驾雾的镜头就拍成了.这实际上是运用了相对运动的原理,因为观众在观看影片时不自觉地把背景作为了参考系,误认为背景是静止的,而与背景发生相对运动的“神仙”自然就“飞”起来了.你在电视中看到的其他一些特技镜头,是否也可以利用这种原理来拍摄呢?有兴趣的同学可到健身房里的跑步机上去跑一跑来进行长跑训练.你能运用运动相对性原理解释“跑步机”是怎么回事吗?
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第三课时 运动快慢的描述——速度

1.(双选)下列说法中的“快”,哪些不是指速度较大(  )
A.从高速公路走,行驶比较快
B.刘翔的起跑是比赛选手中最快的
C.运用ABS技术,汽车能很快停下来
D.某客机能在20 000 m高空飞行得很快
解析:B、C选项指时间短,而不表示运动的快慢.
答案:BC
2.(双选)关于瞬时速度、平均速度以下说法中正确的是(  )
A.瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度
B.做变速运动的物体在某段时间内的平均速度,一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等
C.物体做单向变速直线运动,平均速度的大小等于平均速率
D.物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值
答案:AC
3.下列各情况中,人一定是做匀速直线运动的是(  )
A.某人向东走了2 m,用时3 s;再向南走2 m,用时3 s的整个过程
B.某人向东走了10 m,用时3 s;接着继续向东走20 m,用时6 s的整个过程
C.某人向东走了20 m,用时6 s;再转身向西走20 m,用时6 s的整个过程
D.某人始终向东运动,且任意1 s内的运动轨迹长度都是3 m
答案:D
4.甲、乙二人同时从A地赶往B地,甲先骑自行车,到中点后改为跑步;而乙则是先跑步,到中点后改为骑自行车,最后两人同时到达B地.又知甲骑自行车比乙骑自行车的速度大,并且二人骑车的速度均比跑步的速度大.若某人离开A地的距离s与所用时间t的函数关系用函数图象表示,则甲、乙两人的图象可能是下列四个函数图象中的(  )
A.甲是①,乙是②    B.甲是①,乙是④
C.甲是③,乙是② D.甲是③,乙是④
答案:B
5.(双选)3个质
点A,B,C的运动轨迹如图所示,它们同时从N点出发,同时到达M点,下列说法正确的是(  )
A.3个质点从N到M的平均速度相同
B.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同
C.到达M点时的瞬时速率 一定是A质点的大
D.3个质点从N到M的平均速率相同
解析:3个质点运动的位移相同,运动时间相同,平均速度相同,A选项正确.由于B质点做直线运动,其平均速度方向与瞬时速度方向相同,B选项正确.3个质点运动的路程不同,运动时间相同,平均速率不相同,D选项错误.不知道具体的运动情况,无法判断到达M点时哪个质点的瞬时速率大,C选项错误.
答案:AB
6.某质点做直线运动的位置坐标与运动时刻的对应关系见下表,根据表中数据,判断下列说法正确的是(  )
时刻/s
0
1
2
3
4
5
6
7
位置/m
0
1
2
3
4
5
6
7
A.质点3.5 s时刻的瞬时速度大于1.5 s时刻的瞬时速度
B.质点的瞬时速度不变
C.质点第3 s内的平均速度小于第4 s内的平均速度
D.质点前5 s内的平均速度是1 m/s
解析:瞬时速度无法求得,故选项A、B均错.第3 s内和第4 s内的平均速度分别是3== m/s=1 m/s,4==1 m/s,故C错误.前5 s内平均速度是== m/s=1 m/s,故选项D正确.
答案:D
7.(双选)汽车以36 km/h的速度从甲地匀速直线运动到乙地用了2 h,若汽车从乙地返回甲地仍做匀速直线运动,用了2.5 h.设甲、乙两地在同一条直线上,那么汽车返回时的速度为(  )
A.-8 m/s B.8 m/s
C.-28.8 km/h D.28.8 km/h
解析:甲、乙两地的间距Δx=v1Δt1=36×2 km=72 km.返回速度v2== km/h=-28.8 km/h=-8 m/s.
答案:AC

8.用同一张底
片对着小球运动的路径每隔 s拍一次照,得到的照片如图所示,则小球运动过程的平均速度是(  )
A.0.25 m/s B.0.2 m/s
C.0.17 m/s D.无法确定
解析:平均速度v== m/s=0.17 m/s,C项正确.
答案:C
9.在2010年广州亚运会上,“亚运百米飞人”劳义获得了男子100 m短跑项目的冠军,成绩是10.24 s.在比赛过程中,他起跑后先加速,经过3.10 s跑过18.0 m时速度达到最大,此后保持该速度匀速运动直到终点.求劳义在100 m比赛中的平均速度大小和匀速运动时速度的大小.(计算结果均保留两位小数)
解析:劳义百米比赛成绩10.24 s,
故平均速度===9.77 m/s.
劳义匀速运动位移大小s0=100 m-18 m=82 m.
匀速运动的速度v0===11.48 m/s.
答案:9.77 m/s 11.48 m/s
高速摄影和频闪摄影
人们称摄影为瞬间艺术,但只有当高速摄影出现以后,才有了真正意义上的瞬间摄影.普通闪光灯发光时间可达 s.这对于拍摄体育运动等素材是足够用了.然而子弹飞行的速度少说数百米每秒,要想抓拍子弹运动的瞬间.曝光时间要用百万分之一秒的数量级.后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明,才能清楚地将它的影像凝固在底片上.
高速摄影有广泛的用途.例如,在汽车的快速碰撞实验研究中,人们先把碰撞过程拍摄成电影,然后以很慢的速度放映,以便观察在碰撞期间车身如何变形,从而发现薄弱部位.又如,某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧.如在急速飞行过程中急剧减速,悬空停住,以不超过其身长的半径转弯等等.借助高速摄影技术,可以对它们运动过程的振翅情况进行研究.
高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥作用.以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的,以至于画家们一直凭主观感觉去画奔马.借助高速摄影技术,人们才对此有了正确的认识.
闪光频闪摄影是借助电子闪光灯的连续闪光.在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术.频闪摄影的关键器材是电子频闪灯.当电子频闪灯充足电以后,就可以像连发手枪一样,一次接一次地频繁闪光.闪光频率越高,底片的曝光次数越多,在照片上出现的影像也越多.高频电子频闪灯每秒钟闪光次数可达上百次.
用电子频闪光灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景,被摄者距离背景尽可能远些,以避免频闪光照亮背景,或者在画面中出现影子.从而影响主体效果.如果主体距离背景比较近,最好使闪光灯与被摄动体形成侧光和侧逆光的照射角度,被摄物体也最好有明显的轮屏线条,从而防止影像与背景的色调混杂.相机与被摄者的距离要近一些,这是因为设定频闪后,闪光指数会下降很多.
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第二课时 时间和位移

1.(双选)关于时刻和时间(时间间隔),下列说法中正确的是(  )
时刻表示时间短,时间表示时间长
B.时刻对应位置,时间对应位移
C.作息时间表上的数字表示时刻
D.1 min只能分成60个时刻
答案:BC
2.关于位移与路程,下列说法中正确的是(  )
A.在某一段时间内物体运动的位移为零,则该物体一定是静止的
B.在某一段时间内物体运动的路程为零,则该物体一定是静止的
C.在直线运动中,物体的位移大小一定等于其路程
D.在曲线运动中,物体的位移大小可能大于其路程
解析:物体从某位置出发,经一段时间又返回到该位置,此过程位移为零,但它运动了,A项错.物体的运动路程为零,说明它未动,反之物体若静止不动,它的运动路程一定为零,B项对.只有在单向直线运动中,物体的位移大小才等于路程,C项错.曲线运动中,物体的位移大小一定小于路程,D项错.
答案:B
3.关于时刻和时间,下列说法正确的是(  )
A.作息时间表上的数字均表示时间
B.1 min只能分成60个时刻
C.手表上指针指示的是时间
D.“宁停三分,不抢一秒”指的是时间
解析:作息时间表上的数字表示的是起床、就餐、上下课的时刻,A项错.1 min能分成无数多个时刻,B项错.手表上指针指示的是时刻,C项错.“宁停三分,不抢一秒”指的是时间,D项对.
答案:D
4.一列火车从上海开往北京,下列叙述中,指时间间隔的是(  )
A.火车在早晨6点10分从上海站出发
B.火车共运行了12小时
C.火车在9点45分到达中途的南京站
D.火车在19点55分到达北京
解析:时刻对应位置,时间间隔对应过程,出站、进站对应的是时刻,途中历经的是时间间隔,故B项正确,A、C、D三项错误.
答案:B
5.北京正负电子对撞机的核心部分是使电子加速的环形室.若一电子在环形室里沿半径为R的圆周运动,转了3圈又回到原位置,则电子在此运动过程中位移的最大值和路程的最大值分别为(  )
A.2πR,2πR     B.2R,2R
C.2R,6πR D.2πR,2R
解析:路程是物体实际走过的轨迹长度,3圈为6πR;位移的大小等于从初位置到末位置的有向线段的长度,有向线段长度的最大值为环形室的直径长度,即位移的最大值为2R.
答案:C
6.从5 m高的楼上以某一速度竖直向下抛出的篮球,在与水平地面相碰后竖直弹起,上升到高2 m处被树杈卡住.在这段过程中(  )
A.篮球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为7 m
B.篮球的位移为7 m,方向竖直向上,路程为7 m
C.篮球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为3 m
D.篮球的位移为7 m,方向竖直向上,路程为3 m
解析:位移为篮球从初位置指向末位置的有向线段,而路程为篮球运动轨迹的长度,故A项正确.
答案:A

7.如右图所示,一物体沿三条不同的路径由A运动到B,下列关于它们位移的说法中正确的是(  )
A.沿Ⅰ较大
B.沿Ⅱ较大
C.沿Ⅲ较大
D.一样大
答案:D
8.一操场跑道全长400 m,如图所示,其中CD和FA为100 m长的直道,弯道ABC和DEF均为半圆形,长度各为100 m,一运动员从A点开始起跑,沿弯道ABC和直线CD跑到D点,求该运动员在这段时间内的路程和位移的大小.(计算时位移大小保留两位小数)
解析:运动员从A经B、C至D的路程为:
s=sABC+sCD=100 m+100 m=200 m.
运动员从A经BC至D的位移大小xAD= .
设半圆的直径为D,即sAC=D.
则D·π=100 m.
故xAD= m=118.56 m.
答案:见解析
时间和空间是否有限
物质与时间和空间是密切相关而不可分割的统一体.宇宙是客观存在的一切物体的总和.因此,我们所在宇宙诞生的同时才出现了时间和空间,或者说此后时间和空间概念才有意义.
宇宙诞生在大约120亿~150亿年(根据2003年的数据为137亿±2亿年)前的一次“大爆炸”,从那时起,基本粒子到各个星系逐渐形成,直到在一个极普通的天体——地球上出现了有高度智慧的生命——人类.这就是宇宙演化到今天的大致过程.大爆炸至今的时间就是我们所在的宇宙年龄,各星系在运动中总体上都在相互远离,这反映了空间还在不断膨胀.物质的空间分布范围,就决定了我们所在宇宙的尺度.然而,时间会不会有一个终点?空间会不会永远膨胀下去?这些“宇宙之谜”还有待人们继续研究,也许解决这些问题的科学家就在今天我们的同学中间.
这是通过哈勃太空望远镜拍摄到的距地球
约100亿光年遥远的星系这是我们所能观
察到的宇宙离我们最远的地方
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第五课时 速度变化快慢的描述——加速度

1.关于加速度的概念,下列说法正确的是(  )
A.加速度就是加出来的速度
B.加速度反映了速度变化的大小
C.加速度反映了速度变化的快慢
D.加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大
解析:加速度是反映速度变化快慢的物理量,等于速度的变化量与所用时间的比值,并不反映速度变化的大小,故C项正确,A、B项错误.加速度为正值,说明加速度的方向与所取正方向一致,这与速度变大变小无关.速度是否增加,取决于加速度方向与速度方向的关系,故D项错.
答案:C
2.甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时,取物体的初速度方向为正,甲的加速度恒为2 m/s2,乙的加速度恒为-3 m/s2,则下列说法中正确的是(  )
A.两物体都做加速直线运动,甲的速度变化快
B.甲做加速直线运动,它的速度变化快
C.乙做减速直线运动,它的速度变化率大
D.甲的加速度比乙的加速度大
解析:因为两物体的运动方向相同,即初速度方向相同,加速度一正一负,说明加速度方向相反,两者只有一个是做加速运动,所以A项错;加速度的负号说明加速度的方向与所取的正方向相反,比较加速度的大小时,应比较加速度的绝对值.乙的加速度的绝对值大,所以它的速度变化快,B、D两项错;所以本题应选C项.
答案:C
3.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度时间图象如下图所示,由图象可知(  )
A.0~ta段火箭的加速度大小小于ta~tb段火箭的加速度大小
B.在0~tb段火箭是上升的,在tb~tc段火箭是下落的
C.tb时刻火箭离地面最远
D.tc时刻火箭回到地面
答案:A
4.(双选)一质点做直线运动的vt图象如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.在0~t1时间内质点做加速度逐渐减小的加速运动
B.在t2~t3时间内,质点做加速度减小的减速运动
C.在t3~t4时间内,质点做反向加速运动
D.在0~t4时间内,质点运动的位移最大
答案:AC
5.物体做匀加速直线运动,已知加速度为2 m/s2,那么在任意1 s内(  )
A.物体的末速度一定等于初速度的2倍
B.物体的末速度一定比初速度大2 m/s
C.物体的初速度一定比前1 s内的末速度大2 m/s
D.物体的末速度一定比前1 s内的初速度大2 m/s
解析:在匀加速直线运动中,加速度为2 m/s2,表示每秒内速度变化(增加)2 m/s,即末速度比初速度大2 m/s,并不表示末速度一定是初速度的2倍.在任意1 s内,物体的初速度等于前1 s的末速度,而其末速度相对于前1 s的初速度已经过了2 s,当a=2 m/s2时,速度增加了4 m/s.
答案:B
6.下图是汽车中的速度计,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的位置,经过5 s后指针指示在如图乙所示的位置.若汽车做匀加速直线运动,那么它在这段时间内的加速度大小约为(  )
A.8.0 m/s2       B.5.1 m/s2
C.2.2 m/s2 D.1.6 m/s2
解析:由题图知,v0=20 km/h=5.6 m/s,v=60 km/h=16.7 m/s,代入加速度的定义式a=计算可知C项正确.
答案:C
7.火车紧急刹车时,在30 s内速度从108 km/h均匀减小到零,求此过程中火车的加速度.
解析:火车的初速度v=108 km/h=30 m/s,经时间t=30 s后其末速度为零,由加速度定义式得a== m/s2=-1 m/s2,负号表示加速度方向与火车运动方向相反.
答案:1 m/s2 方向与运动方向相反

8.右图
为某物体做直线运动的vt图象.试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向.
解析:质点在0~1 s内做加速直线运动,
速度变化量为
Δv1=4 m/s-0=4 m/s,
加速度a1==4 m/s2,方向与速度方向相同.
在1~3 s内做减速直线运动,速度变化量
Δv2=0-4 m/s=-4 m/s,
加速度a2== m/s2=-2 m/s2,方向与速度方向相反.
在3~4 s内做加速直线运动,速度变化量
Δv3=-2 m/s-0=-2 m/s,
加速度a3== m/s2=-2 m/s2,方向与速度方向相同.
答案:见解析
9.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10 s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt=3.0 s.试估算:
(1)滑块的加速度多大?
答案:0.067 m/s2
(2)两个光电门之间的距离是多少?
答案:0.6 m
生活中的加速度
加速度是用来描述物体速度变化快慢的物理量,在生活中常说的“很灵活”“机动性能好”都是指物体的加速度比较大.
生活中,人们在购买汽车时常会考虑汽车的加速度,加速度大的汽车能在较短的时间内加速到正常行驶的速度,也可以在遇到紧急情况时很快地停下来.火车的加速度比较小,遇到紧急情况时难以改变运动状态,容易发生意外事故.
军事方面,笨重的运输机需要小巧的战斗机保驾护航,是因为战斗机的机动性好,速度容易改变,能在格斗中占据主动地位.庞大的航空母舰需要许多小舰艇来护卫也是利用小舰艇的良好的机动性能.
在体育竞技场上,有许多项目要靠灵巧取胜,像足球比赛,灵活性好的运动员常改变自己的运动路线,容易绕过对方的守卫队员去进球得分.
自然界中自古以来就存在着激烈的竞争,许多运动就是靠其灵活性而生存.捕食者要有很强的爆发力才能捕到猎物,猎豹的爆发力很强(加速度很大),其速度能在几秒钟内增大到100 km/h,许多猎物在它的一扑之下都难以幸免.被捕食者要想逃过追捕也需要有良好的灵活性,“动若脱兔”就是描述兔子在遇险时灵活脱逃的情形.
为了提高加速时的加速能力,许多动物都勤奋锻炼以增强爆发力;人们在快艇上安装多个发动机以增强驱动力.从前面的几个例子也可以发现,质量小的物体的机动性能要好于质量大的物体.在以后的内容里,我们将研究影响加速度的原因.
物理·必修1(人教版)
第四课时 实验:用打点计时器测速度

1.(双选)一学生在练习使用电磁打点计时器时,纸带上打出的不是圆点,而是一些短线,这可能因为(  )
A.打点计时器错接在直流电源上
B.电源电压不稳定
C.打点计时器使用的电压过高
D.振针到复写纸片的距离太小
解析:电压过高、振针到复写纸片的距离太小,使振针振动中与纸带接触时间过长.
答案:CD
2.下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中,正确的是(  )
①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源 ②两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 ③电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸 ④电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉
A.①②        B.③④
C.①③ D.②④
解析:电磁打点计时器在纸带上是靠振针和复写纸打点,而电火花计时器是靠电火花和墨粉打点,所以③④均错误.故A项正确.
答案:A
3.下列为同一打点计时器打出的4条纸带,其中平均速度最大的是哪一条(打点时间间隔均相同)?(  )
答案:A
4.如图所示是某位同学练习使用打点计时器得到的纸带,纸带向左通过打点计时器,从点迹的分布情况可以看出:纸带________是匀速通过打点计时器的,纸带________是越走越快的,纸带________先是越走越快后来是越走越慢.
解析:从打点计时器打好的纸带看,每相邻两个点迹之间的时间间隔相等,都是0.02 s,图甲中纸带相邻的点迹间的距离相等,说明这条纸带是匀速运动的.纸带乙的相邻的点迹间的距离越来越大,说明相等的时间内位移越来越大,说明物体的速度越来越大.纸带丙所描述的是相邻点迹间的距离先增加后减小,说明纸带运动是先快后慢的.
答案:甲 乙 丙
5.用打点计时器测速度,得到如图所示一段纸带,测得AB=7.65 cm,BC=9.17 cm,已知交流电的频率为50 Hz,则打B点时物体的瞬时速度为________m/s,物体运动速度变化的特点是________________________________________________________________________.
解析:vB=AC===== m/s=2.10 m/s.
相邻两计时点之间的距离随时间逐渐增大,故物体做加速运动,即速度增大.
答案:2.10 速度增大
6.某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率为50 Hz.在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA=16.6 mm,xB=126.5 mm,xD=624.5 mm.
若无法再做实验,可由以上信息推知:
(1)相邻两计数点的时间间隔为________s.
(2)打C点时物体的速度大小为________m/s.(取2位有效数字)
解析:由打点计时器的工作电压频率和打出的纸带上每隔4个点取一个计数点,可知相邻两计数点的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s.虽然计数点C至计数点D之间有污染,但只要知道B、D间的距离就可以根据“平均速度等于中间时刻的瞬时速度”这一结论算出C点的速度,即vC==2.5 m/s.
答案:(1)0.1 (2)2.5

7.用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度.如图所示,滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.29 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.11 s,已知遮光板的宽度为3.0 cm,试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小.(计算结果均保留两位小数)
解析:由v=,得
滑块通过第一个光电门的速度
v1== m/s=0.10 m/s.
滑块通过第二个光电门的速度
v2== m/s=0.27 m/s.
答案:0.10 m/s 0.27 m/s
汽车上的速度计
为了知道汽车行驶的速度和经过的里程数,汽车上装有车速里程表.这是一种组合仪表.车速里程表通过转轴和变速器连接.汽车驱动轮的运动经减速器、传动轴、变速器和转轴传至车速里程表的接头,并经过仪表内部的减速机械和电磁感应作用分别指示出汽车行驶过的里程与车速.
车速里程表所指示的汽车行驶速度,实际上是通过测量汽车驱动轮的转速换算出来的.测量转速的仪表种类很多,有离心式转速表、磁转速表、直流电转速表、交流电转速表等.
通常多采用磁转速表,它的原理是通过测量旋转磁场跟它在金属罩内产生的电流间的相互作用力测出车速的.
上图为车速里程表中测量车速部分的示意图.转轴1的下端通过一系列传动机械同汽车驱动轮相连,随驱动轮旋转而旋转.转轴1上端铆接一永久磁铁2,磁铁外面罩着铝罩3,铝罩3固定在针轴4上.当磁铁2随驱动轮旋转时,铝罩中产生感应电流.根据楞次定律,感应电流的磁场与磁铁的磁场相互作用,要阻碍磁铁与铝罩的相对旋转,于是铝罩克服游丝弹簧5的弹力扭转一个角度,这个角度与磁铁2的角速度成正比,也就是与驱动轮的每分钟转数成正比.因此,在表盘6上用均匀刻度标出车速值,从指针7的扭转角度就可以知道车速.