课件35张PPT。第1章 运动的描述第1节 运动、空间和时间填一填练一练一、机械运动(见课本第13页)
1.定义:机械运动是指一个物体相对其他物体的位置变化,简称运动。
2.参考系。
(1)定义:用来描述物体运动的参照物(被假定不动的物体)叫做参考系。
(2)意义:有了参考系,人们就能准确而方便地描述物体的运动了。
(3)参考系的选择对物体运动状态描述的影响:选择不同的参考系来观察同一物体的运动情况,观察结果一般不同。填一填练一练二、空间位置的描述(见课本第13~14页)
1.位置的确定。
研究物体的运动,首先应该描述物体的空间位置。在物理学中,通常需要借助数学方法,建立坐标系来描述物体的位置。
2.坐标系的选取。
如果物体做直线运动,物体的空间位置可以用一维坐标系描述;如果物体在平面内做曲线运动,其位置可以采用二维坐标系来描述。
三、时间的描述(见课本第16页)
1.时刻是指某一瞬时,时间是指两个时刻之间的间隔,通常用t表示。
2.在表示时间的轴上,时刻用点来表示,时间用线段来表示。
3.在国际单位制中,表示时间和时刻的单位是秒,它的符号是s。填一填练一练下列说法中指时间间隔的是( )
A.学校每天21:40准时熄灯
B.早晨由临海开往杭州的第一班车,在06:20发车
C.高考理科综合的考试时间为150分钟
D.中央电视台的朝闻天下节目在6点开播
解析:时刻对应于某一瞬间,是一件事件的开始或结束,或者是某件事件发展过程中的某一时刻,而时间是指某一事件的全过程所对应的时间间隔,时刻好比一张照片,时间好比一段视频,选项A、B、D都是指时刻,只有选项C指时间。
答案:C问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三对参考系的理解?
宋代诗人陈与义乘着小船在春日出游时,曾经写了一首诗“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。”“飞花”和“云不动”分别是以什么物体为参考系的?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三1.选择参考系的意义
要描述一个物体的运动,必须首先选好参考系,对于同一个运动,如果选择不同的物体作为参考系,观察到的运动情况可能不同。
2.选择参考系的原则
(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定。例如:研究火车上物体的运动情况时,常选地面或相对地面不动的物体作为参考系。在中学物理中,只要没有明确说明,物体的运动均以地面为参考系。
(2)参考系的选取是任意的。在实际问题中,参考系的选取应以观测方便和对运动的描述尽可能简单为基本原则。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三【例题1】 导学号93960000我国是掌握空中加油技术的少数国家之一。如图是我国自行研制的战斗机在空中加油的情景,以下列的哪个物体为参考系时加油机是运动的 ( )
A.战斗机 B.地面上的房屋
C.加油机中的飞行员 D.战斗机里的飞行员问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三解析:选取不同的物体为参考系,对同一物体运动的描述可能不同。空中加油时战斗机和加油机保持相对静止,以战斗机、加油机中的飞行员、战斗机里的飞行员为参考系时加油机都是静止的;以地面上的房屋为参考系时加油机是运动的,故选B项。
答案:B问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三变式训练1?如图所示,跳伞运动员跳伞后飞机上的其他运动员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞运动员的运动后,引发了对跳伞运动员运动状况的争论,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两人的说法中必有一个是错误的
B.他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的
C.研究物体运动时不一定要选择参考系
D.参考系的选择只能是相对于地面静止的物体问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三解析:甲、乙两人的争论是由于选择的参考系不同而引起的,A错,B对;研究物体的运动一定要选择参考系,C错;参考系的选择具有任意性,D错。
答案:B探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析田径场上,要描述百米赛跑运动员在运动中的位置,需要建立什么样的坐标系?要描述800米赛跑运动员在运动中的位置,需要建立什么样的坐标系?在足球场上,要描述足球的位置,需要建立什么样的坐标系?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1.建立坐标系的物理意义:借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置变化。
2.三种坐标系的比较:探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析3.建立坐标系的两条原则:
(1)坐标原点要相对坐标系静止;(2)对坐标方向的选取要使对物体运动规律的描述尽量简便。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 导学号93960001一个小球从距地面4 m高处抛下,被地面弹回,在距地面1 m高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方2 m处,向下方向为坐标轴的正方向。小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A.2 m,-2 m,-1 m
B.-2 m,2 m,1 m
C.4 m,0,1 m
D.-4 m,0,-1 m
思路:选取原点 建坐标系 确定坐标探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析解析:根据题意建立如图所示的坐标系,A点为抛出点,坐标为-2 m;B点为坐标原点;D点为地面,坐标为2 m;C点为接住点,坐标为1 m,所以选项B正确。
答案:B探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练2 湖中O点有一观察站,一小船从O点出发向东行驶4 km,又向北行驶3 km,则O点的观察员对小船位置的报告最为精确的是( )?
A.小船的位置变化了7 km
B.小船向东北方向运动了7 km
C.小船向东北方向运动了5 km
D.小船的位置在东偏北37°方向距O点5 km处
解析:如果取O点为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,则小船的位置坐标为(4 km,3 km)或x=4 km,y=3 km,小船虽然运动了7 km,但在O点的观察员看来,它离自己的距离是 km=5 km,方向要用角度表示,sin θ= =0.6,因此θ=37°表示东偏北的角度。
答案:D探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析时间和时刻的区别与联系?
电台报时一般这样说:“现在是北京时间八点整。”听评书连播节目时,最后播音员往往说:“明天同一时间请继续收听。”这里面“时间”的意思有何不同?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1.时间间隔和时刻的区别与联系: 探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析2.在时间轴上的标示:
各时间间隔与时刻如图所示:探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题3】 导学号93960002(多选)关于时间和时刻,下列说法正确的是( )
A.物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻
B.物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
C.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
D.第4 s末就是第5 s初,指的是时刻
解析:画时间轴如图所示,
5 s时指的是5 s末这一时刻,5 s内指的是0~5 s这一段时间,第5 s内指的是在4 s末到5 s末这1 s的时间,第4 s 末和第5 s初是同一时刻。故选项A、C、D正确。
答案:ACD探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练3 (多选)关于时间间隔和时刻,下列说法正确的是( )?
A.时间间隔是较长的一段时间,时刻是较短的一段时间
B.“第2 s内”和“前2 s内”指的是不相等的两段时间间隔
C.“北京时间12点整”指的是时刻
D.“1 min”只能分成60个时刻
解析:时刻不是较短的一段时间,而是一瞬间,是一个时间点,选项A错误。“第2 s内”指从1 s末到2 s末的一段时间,“前2 s内”指从开始到2 s末的一段时间,两者是不同的,选项B正确。“12点整”是一个时间点,是时刻,选项C正确。“1 min”能分成无数个时刻,选项D错误。
答案:BC探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1 2 3 4 51.关于参考系,下列说法正确的是( )
A.参考系必须是静止不动的物体
B.参考系必须是静止不动或正在做直线运动的物体
C.研究物体的运动,可选择不同的参考系,但选择不同的参考系观察结果是一样的
D.研究物体的运动,可选择不同的参考系,但选择不同的参考系对于研究同一物体的运动而言,一般会出现不同的结果
解析:参考系的选取是任意的,选项A、B错误;选取不同的参考系,对同一物体运动的描述一般是不同的,选项C错误,选项D正确。
答案:D1 2 3 4 52.在电视连续剧《西游记》中,常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头,这通常是采用“背景拍摄法”:让“孙悟空”站在平台上,做着飞行的动作,在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云,同时加上烟雾效果;摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头。放映时,观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”。这时,观众所选的参考系是 ( )
A.“孙悟空”
B.平台
C.飘动的云
D.摄影师
解析:白云相对“孙悟空”运动,把白云选为参考系,即认为白云静止,则“孙悟空”相对于白云运动,感觉是“孙悟空”在“腾云驾雾”。
答案:C1 2 3 4 53.关于时间和时刻,下列说法中正确的是( )
A.物体从第2 s初到第6 s末共经历了4 s的时间
B.物体在10 s时就是指物体在0~10 s内,指的是时间
C.物体在10 s内就是指物体在9 s末到10 s末的这1 s时间
D.物体在第10 s内就是指物体在第10 s初到第11 s初的这1 s时间
解析:物体从第2 s初到第6 s末共经历5 s的时间,选项A错误;物体在10 s时是指第10 s末这一时刻,选项B错误;物体在10 s内是指物体在10 s长的时间内,选项C错误;物体在第10 s内是指第10 s初到第10 s末(或第11 s初)的这1 s时间,选项D正确。
答案:D1 2 3 4 54.(多选)如图是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴(x轴)。在画该坐标轴时规定原点在某广场中心所对长直公路的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向。坐标上有两个点A和B,A点的位置坐标为xA=5 km,B点的位置坐标为xB=-3 km,则下列说法中正确的是 ( )
A.A点位于该中心南边5 km处
B.A点位于该中心北边5 km处
C.B点位于该中心南边3 km处
D.B点位于该中心北边3 km处1 2 3 4 5解析:坐标值的正负只表示方向,正号表示方向与所规定的正方向相同,负号表示方向与所规定的正方向相反。本题中规定原点在某广场中心所对长直公路的中心,向北为正方向,A点的坐标为正值,表示A点位于该中心北边5 km处,选项B正确;B点的坐标为负值,表示B点位于该中心南边3 km处,选项C正确。
答案:BC1 2 3 4 55.(选做题)一物体从O点出发,沿东偏北37°的方向运动 10 m 至A点,然后又向正南方向运动10 m至B点。
(1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹;
(2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。
解析:(1)坐标系如图,图线OA→AB为运动轨迹。
(2)A点位置:xA=10cos 37° m=8 m,yA=10sin 37° m=6 m
B点位置:xB=8 m,yB=6 m-10 m=-4 m。
即A点的坐标:(8 m,6 m),B点的坐标:(8 m,-4 m)。
答案:(1)见解析 (2)A(8 m,6 m) B(8 m,-4 m)第1章 运动的描述
第1节 运动、空间和时间
课后训练案
巩固提升
A组(20分钟)
1.下列现象中不是机械运动的是( )
A.“神舟”10号飞船绕地球运动
B.西昌卫星发射中心发射的运载火箭在上升过程中
C.钟表各指针的运动
D.蜡烛燃烧的过程
解析:选项A、B、C三种现象中都有物体位置的变化,所以是机械运动,选项D中蜡烛的位置没有变化,所以不是机械运动。
答案:D
2.下列诗句描绘的情景中,以流水为参考系的是( )
A.人在桥上走,桥流水不流
B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
C.白日依山尽,黄河入海流
D.孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流
解析:“桥流水不流”是指相对水而言,桥是运动的。
答案:A
3.下列描述时间的是( )
A.百米赛跑的运动员11 s末到达终点
B.第8个1 s末物体速度为零
C.百米赛运动员的成绩是11 s
D.3 s初物体开始运动
解析:在时间轴上,某1 s初或某1 s末对应于一个点,指的是时刻;某段时间对应于一段线段。故选项A、B、D指的都是时刻,选项C指的是时间,选项C正确。
答案:C
4.敦煌曲子词中有一首是“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”。“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是( )
A.船和山 B.山和人
C.地面和山 D.河岸和流水
解析:“看山恰似走来迎”,是说山在运动,因此选择的参考系是船;“是船行”,船相对于人是静止的,相对于地面或山是运动的,因此选择的参考系是山或地面。
答案:A
5.以下画线的数字指时间的是( )
A.某中学的作息表上写着,第四节:10:15~10:55
B.某次运动会上,运动员以10.24 s的成绩夺得百米冠军?
C.中央电视台《星光大道》栏目每周六晚7:30准时与您见面
D.物理兴趣小组从下午4:50开始活动
解析:时刻是指某一瞬时,时间是指两个时刻之间的间隔,运动员的百米成绩为10.24 s,10.24 s对应的是从起跑到撞线的一段时间,故符合题意的选项为B。
答案:B
6.(多选)关于坐标系,下列说法正确的是( )
A.建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化
B.坐标系与参考系都是为了研究物体的运动而引入的
C.物体做直线运动时必须建立平面直角坐标系
D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置
解析:坐标系是建立在参考系上用来定量描述物体的位置及位置变化的,A、B正确;描述做直线运动的物体时需要建立一维直线坐标系,做平面曲线运动时需建立平面直角坐标系,C错误,D正确。
答案:ABD
7.在车站购票后坐在车内等车出发时,车未满座,司机也没有上车,可是感觉自己乘坐的车在后退。出现这种现象的原因可能是由于乘客选择了以下哪个物体为参考系( )
A.车站售票大厅
B.自己乘坐的车
C.地面
D.与自己乘坐的车并排的另一辆刚启动的车
解析:以售票大厅、自己乘坐的车、地面上的任何一个为参考系,乘客都会感觉自己是静止的,只有以与自己乘坐的车并排,又已经向前运动的另一辆车为参考系,才会感觉自己的车在后退,D对。
答案:D
8.一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如表:
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
-4
-1
-7
1
(1)请在下图中的x轴上标出质点在各时刻的位置。
(2)哪个时刻离坐标原点最远?有多远?
解析:(1)质点在各时刻的位置如图所示。
(2)由图可看出在4 s末离原点最远,距离为7 m。
答案:见解析
9.导学号93960003如图所示,某同学沿平直路面由A点出发,前进了100 m到斜坡底端B点,又沿倾角为45°的斜坡,前进100 m到达C点,如何确定C点的位置坐标?
解析:以A为坐标原点,AB方向为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向,建立直角坐标系,则x=100 m+100×cos 45° m=200 m,y=100×sin 45° m=100 m,C点的位置坐标为(200 m,100 m)。
答案:(200 m,100 m)
B组(15分钟)
1.下列关于运动的描述中,参考系的选取符合描述的是( )
A.诗句“飞流直下三千尺”,是以飞流作为参考系的
B.“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是以潮水为参考系的
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,是以万重山为参考系的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以国旗为参考系的
解析:选项A中的研究对象是“水”,流下三千尺,故应以地面为参考系,该选项错误;选项B中的研究对象是“潮水”,扑面而来,应以观察者为参考系,该选项错误;选项C中的研究对象是“轻舟”,已过万重山,是以万重山为参考系,该选项正确;选项D中的研究对象是“国旗”,是以地面或旗杆为参考系的,该选项错误。
答案:C
2.观察图中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车一定向左运动
B.甲、乙两车一定向右运动
C.甲车可能运动,乙车可能向右运动
D.甲车可能静止,乙车向左运动
解析:以房子为参考系,烟向左飘可知风向左吹,乙车的小旗向右飘,显然不是风吹的结果,是车向左运动且运动速度大于风速的结果。甲车的小旗向左飘,可能是小车静止,只有风吹的结果;还有可能是小车向右运动,风和车共同作用的结果;另外小车向左运动,只要车速小于风速,也会使小旗向左飘。
答案:D
3.如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间的说法中正确的是( )
A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内
B.t2~t3表示时间,称为第3 s内
C.t0~t2表示时间,称为最初2 s内或第2 s内
D.tn-1~tn表示时间,称为第(n-1) s内
解析:t2是第2 s末或第3 s初,是时刻,而2 s内是时间,故选项A错;t2~t3表示第3 s内,是时间,故选项B对;t0~t2表示时间称为最初2 s,是指2 s的时间,而第2 s内是指第2个1 s的时间,二者不同,故选项C错;tn-1~tn表示时间,应为第n s内,故选项D错。
答案:B
4.(多选)甲、乙、丙三人各乘一架直升机,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降,甲看到丙匀速上升,则甲、乙、丙三人相对于地面的运动情况可能是( )
A.甲、乙均下降,丙停在空中
B.甲、乙均下降,丙上升
C.甲、乙、丙均下降
D.甲、乙、丙均上升
解析:以静止的楼房为参考系,甲是下降的;以甲为参考系,乙下降,故甲、乙相对于地面均下降,乙下降得更快;以甲或乙为参考系,丙是上升的,但丙相对于地面可能静止,可能上升,也可能下降,只不过下降时比甲、乙都慢些。正确选项为A、B、C。
答案:ABC
5.
如图所示,一根长0.8 m的杆,竖直放置,今有一内径略大于杆横截面直径的环,从杆的顶点A向下滑动,取杆的下端O为坐标原点,向下为正方向,图中A、B两点的坐标各是多少?环从A到B的过程中,位置变化了多少?(OB间距离为0.2 m)
解析:本题考查了坐标系中对物体的位置坐标的描述,关键明确坐标原点的“位置”。
由于杆长0.8 m,所以A点坐标xA=-0.8 m。由题知,B点坐标xB=-0.2 m,环从A到B,位置改变了xB-xA=(-0.2 m)-(-0.8 m)=0.6 m。
答案:-0.8 m -0.2 m 0.6 m
6.导学号93960004如图所示,某人从学校门口A处开始散步,先向南走了 50 m 到达B处,再向东走100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则A、B、C、D各点位置如何表示?
解析:本题考查坐标系的建立方法。可以以A点为坐标原点,向东为x轴的正方向,向北为y轴的正方向,如图所示,则各点坐标为A(0,0)、B(0,-50 m)、C(100 m,-50 m)、D(100 m,100 m)。
答案:各点坐标为A(0,0)、B(0,-50 m)、C(100 m,-50 m)、D(100 m,100 m)
课件32张PPT。第2节 质点和位移填一填练一练一、质点(见课本第18页)
1.定义:物理学上把用来代替物体的具有质量的点叫做质点。
2.物体视为质点的条件:在探究物理问题时,为了研究问题的需要,有时可以忽略物体的大小、形状等因素,把物体简化为一个有质量的点。
二、位移(见课本第20页)
1.位移与路程的区别如下表所示。填一填练一练2.一维坐标系中位移的表示:s=x2-x1,位移的正、负表示位移的方向,位移为正值时,表示位移方向沿x轴正方向;位移为负值时,表示位移方向沿x轴负方向。
三、矢量与标量(见课本第20页)
只用大小就能描述的物理量叫标量。既有大小又有方向的物理量叫矢量。
四、位移—时间图象(s-t图象)(见课本第20页)
在平面直角坐标系中,用横轴表示时间t,用纵轴表示位移s,根据给出的(或测定的)数据,标出几组(t,s)的位置点,用光滑的曲线将几个点连接起来,这种图象就叫做位移—时间图象,匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜的直线。填一填练一练(多选)下列关于质点的说法中,正确的是( )
A.质点就是一个体积很小的球
B.只有很小的物体才能看成质点
C.质点不是实际存在的物体,只是一种理想化模型
D.大的物体有时也可以看成质点
解析:质点不是实际存在的物体,更不是小球,是实际物体的近似,是一种理想化模型。一个物体能否看成质点,并不在于它的大小,关键在于在所研究的问题中,其大小能否忽略。
答案:CD问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三对质点的理解?
研究一列火车从北京运动到上海的路程,火车能否看做质点?研究火车经过一座桥梁所需要的时间,火车能否看做质点?研究火车发动机、传动机构及车轮的运动,火车能否看做质点?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三1.理想化模型
(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在。
(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”。
(3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种研究方法。
2.对质点的认识
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点是“具有质量”,但是没有大小、体积、形状,它与几何中的“点”有本质区别。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三(2)质点是一种“理想化模型”。
(3)可将物体看做质点的几种情况
①平动物体上各部分的运动情况相同,可以选物体上任意点的运动代替整个物体的运动,故在研究平动物体的运动性质时,可以把物体看做质点。
②转动的物体,物体的转动不是所要研究的主要问题,物体本身的大小和形状成了次要因素,此时可把物体看做质点。
③运动物体的大小和形状跟所研究的问题有关的距离相比可忽略不计时,可将物体看做质点。
(4)一个物体能否看做质点,与物体本身的大小和形状无关。关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动中是否为次要因素。问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三【例题1】 导学号93960005(多选)下列说法中正确的是( )
A.太阳很大,不能看做质点,而原子核很小,一定可以看做质点
B.当研究地球围绕太阳公转速度时,可以将地球看做质点,而不可以将太阳看做质点
C.研究奥运冠军张怡宁打出的乒乓球的旋转方向时,不能把乒乓球看做质点
D.研究平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时,可以将汽车看做质点问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三解析:当研究地球的公转速度时,由于地球直径(约1.3×107 m)和太阳的直径(约1.4×109 m)比日地距离(约1.5×1011 m)要小得多,可以忽略不计,故可以把地球和太阳都看做质点,选项B错误。当研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时,地球上不同区域的情况不同,此时地球本身的形状和大小就占主导地位,不能忽略,因此地球就不能被看做质点。如果研究原子的结构、原子核的构成时,原子核就不能看做质点,因此选项A错误。研究乒乓球的旋转方向时,不能把它看做质点,若看做质点,则观察不到旋转情况了,选项C正确。在平直的高速公路上飞驰的汽车,尽管车轮在转动,但我们研究的是汽车的速度,对整个车的运动来说,车轮的转动对研究的问题没有影响,因此可以将汽车看做质点,故选项D正确。
答案:CD问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三变式训练1 在研究物体的运动时,下列加点物体可看做质点的是( )?
A.研究校运动会上跳高运动员的过竿动作
B.研究火车全部通过长江大桥所需的时间
C.研究“嫦娥”2号卫星的运动轨迹
D.研究跳水运动员的入水动作
解析:研究运动员的过竿动作,主要看运动员的肢体动作、过竿技巧,不能看做质点,选项A错误;火车过桥时间需要考虑火车的长度,不能看做质点,选项B错误;研究“嫦娥”2号卫星的运动轨迹时,卫星的大小、形状可以忽略,能看做质点,选项C正确;研究跳水比赛,主要看运动员的肢体动作、跳水技巧,不能看做质点,选项D错误。
答案:C探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析位移和路程的区别与联系?
如图是上海航空港的航线分布情况,每一条线表示什么意思?是不是飞机的真正飞行轨迹?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 导学号93960006(多选)如图为某学校田径运动场跑道的示意图,其中A点是所有跑步项目的终点,也是400 m、800 m赛跑的起跑点,B点是100 m赛跑的起跑点。在一次校运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参加了100 m、400 m和800 m赛跑,则从开始比赛到比赛结束( )
A.甲的位移最大
B.丙的位移最大
C.乙、丙的路程相等
D.丙的路程最大
解析:甲同学的初、末位置直线距离为100 m;位移大小为100 m,路程也是100 m;乙同学路程为400 m,但初、末位置重合,位移大小为零;丙同学路程为800 m,初、末位置重合,位移大小也为零,所以甲的位移最大,丙的路程最大,选项A、D正确。
答案:AD探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析变式训练2 (多选)关于位移和路程,下列说法正确的是( )?
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,物体的位移大小可能等于其路程
D.在曲线运动中,物体的位移大小一定小于路程
解析:位移为零,表明该运动过程的初、末位置相同,物体不一定静止,A错误;路程为零,表明运动轨迹长度为零,物体一定静止,B正确;单向直线运动中,物体的位移大小等于路程,C正确;曲线运动中,初、末位置直线距离小于轨迹长度,所以位移大小小于路程,D对。
答案:BCD探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析对位移—时间图象的理解?
有甲、乙、丙、丁四个运动员进行百米跑训练。开始后甲按时起跑,乙在 0.5 s 后才开始跑,丙抢跑距离为1 m,丁跑了50 m后停止。假设四个人皆做匀速直线运动,试回答图中的A、B、C、D四条图线分别对应着哪个运动员?探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1.位移—时间图象描述物体的位移随时间变化的规律,位移—时间图象并不是物体运动的轨迹。
2.若开始计时的初位置为位移的零点,则直线过原点;若开始计时的位置不作为位移的零点,则图象不过原点。
3.由图象可以知道质点在任意一段时间内的位移;也可以知道发生任意一段位移所用的时间。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析4.s-t图象中平行于时间轴的直线表示物体静止在某一位移处(如图中①②)。
5.s-t图象向上倾斜的直线表示物体沿正方向的匀速直线运动(如图中③④),向下倾斜的直线表示物体沿负方向的匀速直线运动(如图中⑤)。探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析【例题3】 导学号93960007(多选)如图是一辆汽车做直线运动的s-t图象,关于线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法中正确的是( )
A.OA段运动最快
B.AB段静止
C.CD段表示的运动方向与初始运动方向相反
D.汽车在4 h内的位移大小为30 km探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析解析:OA段、BC段和CD段都为倾斜直线,表明汽车是在做匀速直线运动,三个过程时间相等。CD段汽车位移最大,运动最快,选项A错误;CD段表示汽车的位移随时间而减小,即汽车的运动方向与初始运动方向相反,选项C正确;AB段表示汽车的位移不变,即汽车静止,选项B正确;汽车在4 h内又回到了出发点,4 h内的位移为零,选项D错误。
答案:BC变式训练3?
(多选)如图为在同一直线上运动的A、B两质点的s-t图象,由图可知( )
A.t=0时,A在B的前面
B.B在t2时刻追上A,并在此后跑在A
的前面
C.B开始运动的速度比A小,t2时刻后
才大于A的速度
D.A运动的速度始终比B大
解析:t=0时,A在原点正方向s1位置处,B在原点处,A在B的前面,A对。t2时刻两图线相交,表示该时刻B追上A,并在此后跑在A的前面,B对。B开始运动的速度比A小,t1时刻后A静止,B仍然运动,C、D错。
答案:AB探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析1 2 3 4 51.下列关于质点的说法中正确的是( )
A.只要是体积很小的球体就可以视为质点
B.研究一汽车从淮阴到南京的运动时间时可以将其视为质点
C.因为太阳的体积太大了,所以任何情况下都不可以将其视为质点
D.质量很大的物体无论在任何情况下都不能看成质点
解析:物体能否被视为质点,不能只看其大小,而是看其大小、形状对所研究的问题的影响是否可以忽略,故选项A、C错。研究汽车从淮阴到南京的时间可以忽略汽车的大小、形状,可以将汽车看成质点,选项B对。质量很大的物体,当其大小、形状不影响所研究的问题时,可以将其看成质点,选项D错。
答案:B1 2 3 4 52.(多选)关于矢量和标量,下列说法中正确的是( )
A.矢量是既有大小又有方向的物理量
B.标量是既有大小又有方向的物理量
C.位移-10 m比5 m小
D.-10 ℃比5 ℃的温度低
解析:由矢量和标量的定义可知,选项A正确,选项B错误;-10 m 的位移比5 m的位移大,负号不表示大小,仅表示方向与正方向相反,故选项C错误;温度是标量,-10 ℃ 比5 ℃的温度低,负号表示该温度比0 ℃低,正号表示该温度比0 ℃高,故选项D正确。
答案:AD1 2 3 4 53.如图所示,小球从距地面5 m高处落下,被地面反向弹回后,在距地面2 m高处被接住,则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是( )
A.7 m 7 m B.5 m 2 m
C.5 m 3 m D.7 m 3 m
解析:位移为由A指向B的有向线段,其大小为3 m,方向向下;路程为AO和OB长度之和,故路程为5 m+2 m=7 m,本题选D。
答案:D1 2 3 4 54.(多选)如图为一物体沿直线运动的s-t图象,则下列表示物体做匀速直线运动的图象是( )
解析:匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜的直线。A项表示物体从t0时刻开始做匀速直线运动;D项表示物体向着坐标原点做匀速直线运动;C项表示物体位移不随时间变化,即静止;B项中图线的斜率变化,表示物体做变速运动。
答案:AD1 2 3 4 55.(选做题)如图所示,某人沿半径R=50 m 的圆形跑道跑步,从A点出发逆时针跑过 圆周到达B点,试求由A到B的过程中,此人的路程和位移。
答案:路程为235.5 m 位移大小为70.7 m,方向由A→B,与半径AO的夹角为45°第2节 质点和位移
课后训练案
巩固提升
A组(20分钟)
1.下列有关质点的说法中,正确的是( )
A.研究哈雷彗星公转时,哈雷彗星不可看做质点
B.花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,此时该运动员可看做质点
C.用GPS定位系统确定正在南极考察的某科考队员位置时,该队员可看做质点
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,可以把子弹看做质点
解析:研究哈雷彗星公转时,哈雷彗星的形状可以不考虑,可看做质点,故选项A错误;花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,运动员的形状和大小不可忽略,不能看做质点,故选项B错误;用GPS定位系统确定正在南极考察的某科考队员位置时,该队员的大小可不考虑,可看做质点,选项C正确;研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时,子弹的长度不能忽略,不能看做质点,故选项D错误。
答案:C
2.下列关于位移和路程的说法中正确的是( )
A.位移就是路程
B.位移的大小永远不等于路程
C.物体通过的路程相等,则位移必定相等
D.物体通过一段路程,但位移可能是零
解析:路程为路径的长度,是标量,位移为位置的变化,是矢量。一般情况下路程要大于位移的大小,只有在单向的直线运动中,两者大小才相等,选项A、B错误;物体通过的路程相等,物体的初末位置不一定相同,位移不一定相等,选项C错误;若物体通过一段路程又回到出发点,物体的位移就为零,选项D正确。
答案:D
3.(多选)关于矢量(位移)和标量(温度),以下说法中正确的是( )
A.两个物体的位移大小均为30 m,这两个位移可能不同
B.做直线运动的两个物体的位移大小分别为s甲=3 m,s乙=-5 m,则甲的位移大于乙的位移
C.温度计的示数有正有负,其正、负号表示方向
D.温度计的示数的正、负号表示温度高低,不表示方向
解析:两个矢量相同的条件是大小相等、方向相同;矢量中的正、负号表示方向与正方向相同还是相反,标量中的正、负号表示大小。
答案:AD
4.某同学为研究物体运动情况,绘制了物体运动的s-t图象,如图所示。图中纵坐标表示物体的位移s,横坐标表示时间t,由此可知该物体做( )
A.匀速直线运动 B.变速直线运动
C.匀速曲线运动 D.变速曲线运动
解析:s-t图象中,图线的斜率代表速度,s-t图象只能描述直线运动,故选项B正确。
答案:B
5.如图所示,物体沿两个半径为R的半圆弧由A到C,则它的位移和路程分别是( )
A.4R,2πR B.4R向东,2πR向东
C.4πR向东,4R D.4R向东,2πR
解析:物体的位移大小为两个半圆直径之和,即为4R,方向由A指向C,向东。路程为两个半圆弧长度之和,即为2πR,故选项D正确。
答案:D
6.一个质点在x轴上运动,各个时刻的位置如下表所示(质点在每1 s内都做单向直线运动):
时刻/s
0
1
2
3
4
位置坐标/m
0
5
-4
-1
-7
则前几秒内位移最大( )
A.1 s内 B.2 s内 C.3 s内 D.4 s内
解析:前几秒内指的是从零时刻到第几秒末的一段时间;位移的大小是从初始位置到末位置的有向线段的长度。
本题中,质点在前1 s内、前2 s内、前3 s内、前4 s 内的位移分别是s1=5 m-0=5 m,s2=-4 m-0=-4 m,s3=-1 m-0=-1 m,s4=-7 m-0=-7 m,负号表示位移方向与正方向相反,选项D正确。
答案:D
7.如图所示,甲、乙两只蚂蚁分别同时从水平桌面上的P、M点出发,它们的爬行轨迹如图中实线所示,10 s后它们分别到达图中的Q、N点,若,下列说法正确的是( )
A.它们的路程相同
B.甲的位移较大
C.乙的位移较大
D.它们的位移方向相互垂直
解析:因为,所以甲、乙两只蚂蚁的位移大小相等,选项B、C错误;甲的路程大于乙的路程,选项A错误;甲的位移方向由P指向Q,乙的位移方向由M指向N,相互垂直,故选项D正确。
答案:D
8.小明同学从家门口乘出租车先向东行驶了4 km,然后又向南行驶了3 km到达某市教育书店买书。汽车行驶的路程是多少?位移是多大?如果按目前该市出租车计费方法(起步7.5元/3.5 km,之后每千米1.4元),应该付费多少元?
解析:如图所示,根据路程的定义,折线的长度即为路程,大小为7 km,根据位移定义,从家门口到书店的有向线段即为位移,大小为s= km=5 km。按出租车计费方法,应付费(7-3.5)×1.4元+7.5元=12.4元。
答案:7 km 5 km 12.4元
9.
导学号93960008一个人晨练,按如图所示走外圆半径为R的中国古代的八卦图,中央的“S”部分是两个直径为R的半圆,BD、CA分别为西东、南北指向。他从A点出发沿曲线ABCOADC行进,则当他走到D点时,他的路程和位移的大小分别为多少?
解析:本题是通过联系实际来考查位移和路程的问题。在解决这个问题时一定要对基本概念理解清楚。路程是标量,是由A到D的轨迹的长度,它等于半径为R与半径为两圆周长之和减去半径为R的圆周长的,即2πR+2π··2πR=πR。位移是矢量,大小为AD线段长度,由直角三角形知识得R,方向由A指向D,即东南方向。故路程和位移的大小分别为πR、R,位移的方向为东南方向。
答案:πR R
B组(15分钟)
1.下列运动的物体,可以视为质点的是( )
A.研究某学生所骑自行车车轮上气嘴的运动
B.研究乒乓球的旋转效应
C.研究“天宫”1号在太空中的运行时间
D.在空中做翻滚动作的跳伞运动员
解析:物体能否看成质点,关键是看物体的大小和形状对所研究问题影响的大小,由此可知C选项的研究对象可视为质点。
答案:C
2.(多选)北斗导航卫星系统免费提供定位、测速和授时服务,定位精度10 m,测速精度0.2 m/s,以下说法中正确的是( )
A.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移
B.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置
C.北斗导航卫星授时服务提供的是时间间隔
D.北斗导航卫星授时服务提供的是时刻
解析:由位置、位移、时间间隔、时刻的定义可知,北斗导航卫星定位提供的是一个点,是位置,不是位置的变化,选项A错,选项B对。北斗导航卫星授时服务提供的是时刻,选项C错,选项D对。
答案:BD
3.(多选)如图为甲、乙两物体做直线运动的s-t图象,则下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两物体都做匀速直线运动
B.若甲、乙两物体在同一直线上运动,则一定会相遇
C.若甲、乙两物体能相遇,则在t1时刻相遇
D.若甲、乙两物体能相遇,则在t2时刻相遇
解析:在s-t图象中,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,选项A正确;t1时刻,甲、乙位置相同,表示甲、乙物体相遇,选项B、C正确;t2时刻,甲、乙不在同一位置,则在t2时刻不相遇,选项D错误。
答案:ABC
4.某教室在三楼,每天学生都要从一楼爬到三楼上课。如图所示,假如每层的高度都是3 m,楼梯的倾角为45°,一个人从楼梯沿折线从大门走到三楼房门口,他走过的位移是多少米?路程又是多少米?(把人爬楼过程等效为物体沿坡滑行)
解析:如题图所示,“”形折线为人的运动轨迹,每个斜梯长为1.5 m,路程l=4×1.5 m=6 m=8.485 m。初位置在大门口,末位置在房门口,从初位置到末位置的有向线段为位移,所以位移大小为s=2h=6 m。
答案:6 m 8.485 m
5.导学号93960009如图所示,一辆汽车在马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20 m处;过了2 s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3 s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处。如果把这条马路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向。
(1)试将汽车在这三个观测时刻的位置的坐标填入表格内:
观测时刻
t=0时
过2 s
再过3 s
位置坐标
x1= ?
x2= ?
x3= ?
(2)前2 s内、后3 s内汽车的位移分别是多少?这5 s内的位移又是多少?
解析:(1)马路演化为坐标轴,因为向右为x轴的正方向,所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,右侧的点的坐标为正值,即x1=-20 m,x2=0,x3=30 m。
(2)前2 s内的位移
s1=x2-x1=0-(-20 m)=20 m;
后3 s内的位移
s2=x3-x2=30 m-0=30 m;
这5 s内的位移
s3=x3-x1=30 m-(-20 m)=50 m。
上述位移s1、s2和s3都是矢量,大小分别为20 m、30 m 和50 m,方向都向右,即与x轴正方向同向。
答案:(1)-20 m 0 30 m (2)20 m,方向向右 30 m,方向向右 50 m,方向向右
课件29张PPT。第3节 速度和加速度填一填练一练一、平均速度(见课本第22页)
1.意义:大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向。
2.定义:运动物体的位移与所用时间的比,叫这段位移(或这段时间)内的平均速度。通常用 表示。
二、瞬时速度(见课本第23~24页)
1.意义:精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢。
2.定义:运动物体在某时刻或某位置的速度。
3.瞬时速度是矢量,在直线运动中,瞬时速度的方向与物体的运动方向相同,它的大小叫瞬时速率,简称速率。填一填练一练4.瞬时速度的测量:测量瞬时速度,可以用测量很短时间内的平均速度大小来代替,而且所取时间越短,误差越小。
(1)实验室测量方法:用光电门装置可测光线被遮光板(宽度为s)阻挡的时间t(由光电计时器测出),当t很小时,瞬时速度即可认为等于该段时间内的平均速度 。
(2)生活中的测量方法:汽车中装有的速度计的指针所指的数值就是某时刻汽车的瞬时速度的大小。填一填练一练三、加速度(见课本第25~26页)
1.意义:表示物体速度变化快慢的物理量。
2.定义:物体速度变化跟发生这一变化所用时间的比。
3.定义式: 。
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米/秒2,读作“米每二次方秒”,符号是m/s2。
5.矢量性:加速度既有大小又有方向,是矢量。在直线运动中,加速度有与速度同向或反向两种情形:当加速度的方向与速度方向相同时,物体做加速运动;当加速度的方向与速度方向相反时,物体做减速运动。填一填练一练气象台对某次台风预报:风暴中心以18 km/h左右的速度向西北方向移动;在登陆时,近中心最大风速达到33 m/s……报道中的两个速度数值分别是指( )
A.平均速度,瞬时速度 B.瞬时速度,平均速度
C.平均速度,平均速度 D.瞬时速度,瞬时速度
解析:平均速度对应的是一段时间或一段位移,而瞬时速度对应的是时刻或位置,18 km/h指的是台风向西北方向移动一段时间或一段位移的平均速度,33 m/s指的是台风登陆时刻的瞬时速度。故A正确。
答案:A问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二平均速度和瞬时速度?
在图中,交警用电子检测设备检测汽车是否超速,电子检测设备测得的速度是平均速度还是瞬时速度?问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.平均速度与瞬时速度的区别和联系 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二2.平均速度与平均速率的区别与联系 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】 导学号93960010如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s。下列说法不正确的是( )
A.物体在AB段的平均速度为1 m/s
B.物体在ABC段的平均速度为 m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二变式训练1 (1)(多选)在一次室内田径赛期间,有三位运动员A、B、C从所住地M出发到赛场N。他们选择了三个不同的路径同时出发,最后同时到达赛场,如图所示,则下列说法中正确的是( )?
A.三个运动员从M点到N点的平均速度相同
B.三个运动员到达N点时瞬时速度相同
C.三个运动员从M点到N点的平均速率相同
D.B运动员从M到N的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度的方向相同问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二解析:(1)三个人从同一地点同时出发沿不同路线到达同一地点,位移相同,所用时间相同,故平均速度相同,A正确。三个人的路程不同,故平均速率不同,C错误。无法判断三个人谁到达N点的瞬时速度大,B错误。B运动员沿直线运动,他的速度方向是不变的,D正确。
答案:(1)AD 问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二A.25 km/h B.34 km/h
C.35 km/h D.38 km/h问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析加速度的理解与计算?
火箭发射时,10 s内速度能增到约100 m/s。以8 m/s的速度飞行的蜻蜓,能在0.7 s内停下来。在图中,两物体的速度都发生了变化,你采用什么办法来比较谁的速度随着时间的变化快呢?探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.正确理解加速度
(1) 只是加速度a的定义式,不是决定式,即一个物体运动的加速度a的决定因素不是Δv和Δt。以后我们会知道,加速度取决于物体的质量和它所受作用力的大小。
(2)加速度是矢量,它的方向与速度的变化量Δv的方向相同,而与速度v的方向无直接联系,它的大小也与速度大小无关。加速度也用“正”“负”号表示方向,“正”号表示与所选正方向相同,“负”号表示与所选正方向相反。
(3) 叫做速度的变化率,也就是说加速度就是速度的变化率。
(4)加速度是状态量,与某一时刻或某一位置对应。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析2.计算直线运动中加速度的步骤
(1)确定物体的初速度v1和末速度v2(包括速度的大小和方向)。
(2)根据速度变化量计算式Δv=v2-v1求速度变化量的大小和方向。
(3)确定运动速度由v1变化为v2所用的时间Δt。
(4)根据加速度定义式 求加速度的大小及方向,加速度方向与Δv方向一致。探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】 导学号93960011关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.速度变化量越大,加速度就越大
B.速度变化得越快,加速度就越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变
D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
解析:速度变化量大是指Δv大,但若所用时间Δt也很大,则 就不一定大,故A错误。速度变化得快是指速度的变化率 大,则加速度a一定大,B正确。加速度方向保持不变,速度方向可能变,也可能不变,当物体做减速直线运动时,v=0以后就反向运动,如竖直向上抛出的物体的运动,故C错误。物体在运动过程中,若加速度方向与速度方向相同,即便加速度在变小,物体也仍在加速,当加速度a=0时,物体速度达到最大,故D错误。
答案:B探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练2 关于小汽车的运动,下列说法不可能的是 ( )?
A.小汽车在某一时刻速度很大,而加速度为零
B.小汽车在某一时刻速度为零,而加速度不为零
C.小汽车在某一段时间,速度变化量很大而加速度较小
D.小汽车加速度很大,而速度变化得很慢
解析:小汽车在刚启动时,速度为零,加速度不为零,B可能。小汽车高速且匀速行驶时,速度很大,而加速度为零,A 可能。在较长的时间内,小汽车加速度较小,速度变化量也可以很大,C可能。加速度是表示速度变化快慢的物理量,加速度大,速度变化一定快,D不可能。
答案:D探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题3】 导学号93960012足球、篮球、排球被称为中国“三大球”,在三大球项目中,中国女排一直是成绩最好的,中国女排成了国人心中的一面精神旗帜。在某场比赛中,已知飞来的排球具有水平方向20 m/s的速度,被我方队员拦击后以原速率水平返回,排球与运动员的手接触时间为0.2 s,求排球在被击打过程中的平均加速度。答案:200 m/s2,方向沿排球返回方向。 探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练3 某汽车做匀变速直线运动,10 s内速度从5 m/s增加到25 m/s,求汽车在这段时间内加速度的大小和方向。如果遇到紧急情况,2 s内速度减为零,这个过程也是匀变速的,求减速运动中加速度的大小和方向。?探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1 2 3 4 51.下面几个速度中不属于瞬时速度的是( )
A.汽车从甲站行驶到乙站的速度是60 km/h
B.子弹出枪口的速度是620 m/s
C.小球第5 s末的速度是6 m/s
D.汽车通过某一站牌时的速度是72 km/h
解析:瞬时速度表示物体在某一时刻或某一位置的速度,平均速度表示物体在某段位移或某段时间内的速度,因此A中描述的是平均速度,B、C、D描述的是瞬时速度。
答案:A1 2 3 4 52.为了使公路交通有序、安全,道路两旁都竖立了许多交通标志。如图所示,甲图是广州市环市路高架桥上的限速标志(白底、红圈、黑字),表示允许行驶的最大速度是60 km/h;乙图是路线指示标志,表示离下一出口还有25 km。上述两个数据的物理意义是( )
A.60 km/h是平均速度,25 km是位移
B.60 km/h是平均速度,25 km是路程
C.60 km/h是瞬时速度,25 km是位移
D.60 km/h是瞬时速度,25 km是路程
解析:汽车允许行驶的最大速度是60 km/h,即任意时刻的速度都不能超过60 km/h,故该速度是指瞬时速度;高速路不可能总是笔直的,因此25 km是指路程。
答案:D1 2 3 4 53.(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动,设向右为正,甲质点的速度为2 m/s,乙质点的速度为-4 m/s,则可知 ( )
A.乙质点的速率小于甲质点的速率
B.因为2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C.这里的正、负号的物理意义是表示速度的方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m
解析:因为速度是矢量,其正、负号只表示物体的运动方向,速率是标量,在匀速直线运动中,速度的大小等于速率,故选项C正确,选项A、B错误;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,从同一点分别前进了20 m和40 m,故此时两者相距60 m,故选项D正确。
答案:CD1 2 3 4 54.(多选)下列运动可能出现的是( )
A.物体的加速度增大,速度反而减小
B.物体的加速度减小,速度反而增大
C.物体的速度为零时,加速度却不为零
D.物体的加速度始终不变,速度也始终不变
解析:当加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动,速度在不断减小,若加速度增大,速度减小得更快。当加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动,速度在不断增大,若加速度减小,速度仍然增大,只是速度增大得慢了。当速度为零时,加速度可能为零,也可能不为零。加速度是描述速度变化快慢的物理量,有了加速度,物体的速度一定要发生变化。
答案:ABC1 2 3 4 55.(选做题)国家对机动车的运行有着严格的安全技术指标。例如,总质量小于4.5 t的汽车以30 km/h的速度行驶时,要求制动时间t<1.6 s,那么,这种汽车制动时的加速度大小至少是多少?
解析:取初速度方向为正方向,则v0=30 km/h=8.3 m/s。根据公式
(式中负号表示加速度方向与初速度方向相反),所以汽车制动时加速度大小至少为5.2 m/s2。
答案:5.2 m/s2第3节 速度和加速度
课后训练案
巩固提升
A组(20分钟)
1.下列关于速度和速率的说法中正确的是( )
A.速度是描述物体位置变化大小的物理量
B.速度是描述物体运动快慢的物理量
C.瞬时速度的大小通常也叫速率
D.运动物体在某段时间内的平均速度不可能为零
解析:位移是描述物体位置变化大小的物理量,选项A错误,选项B正确;瞬时速度的大小叫速率,选项C错误;对运动物体而言,某段时间的位移可能为零,对应的平均速度也就为零,选项D错误。
答案:B
2.下列所说的速度指平均速度的是( )
A.百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线
B.“和谐号”CRH380A新一代动车组在京沪高铁枣庄至蚌埠间速度最高可达486.1 km/h
C.由于堵车,我国部分城市机动车车速已降至12 km/h
D.“神舟”10号返回舱以1~2 m/s的速度实现软着陆
解析:平均速度对应于某一段时间或某一段位移,瞬时速度对应于某一时刻或某一位置。选项A中,9.5 m/s是冲过终点线这一位置的速度,是瞬时速度;选项B中,动车组行驶的过程中速度是变化的,486.1 km/h是指某时刻达到的最高速度,是瞬时速度;选项C中,12 km/h对应于某一个过程,是平均速度;选项D中,1~2 m/s是指返回舱落至地面时的速度,为瞬时速度。
答案:C
3.下列说法中的“快”,指加速度较大的是( )
A.从高速公路走,很快就能到
B.刘翔的起跑是比赛选手中最快的
C.此次嫦娥三号飞船直飞月球,比以往飞船都快
D.歼-15舰载机能在高空飞行得很快
解析:刘翔的起跑是比赛选手中最快的,是指由静止到某一速度所用时间较短,加速度较大,选项B正确;A、C、D中的“快”是指速度较大,故选项A、C、D错误。
答案:B
4.物体以2 m/s2的加速度做加速直线运动,那么( )
A.在任意时间内,物体的末速度一定比初速度大2 m/s
B.在任意1 s内,物体的末速度一定比初速度大2 m/s
C.在任意1 s内,物体的末速度一定等于初速度的2倍
D.第n s的初速度一定比(n-1) s的末速度大2 m/s
解析:加速运动的物体,加速度为2 m/s2,意思是物体的速度每秒增加2 m/s,选项A、C错误,选项B正确。“n s初”与“(n-1) s末”是同一时刻,选项D错误。
答案:B
5.(多选)下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是( )
A.平均速度,当t充分小时,该式可表示t时刻的瞬时速度
B.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述物体运动的快慢
D.只有瞬时速度可以精确描述物体运动的快慢
解析:平均速度粗略描述物体运动的快慢,瞬时速度精确描述物体运动的快慢,所以选项C错误,选项D正确;平均速度公式中,当t充分小时,t趋近于某一时刻,该式可看成t时刻的瞬时速度,选项A正确;匀速直线运动速度恒定,平均速度等于瞬时速度,选项B正确。
答案:ABD
6.短跑运动员在100 m的比赛中,测得他在5 s末的速度是8.7 m/s,10 s末到达终点时的速度为10.3 m/s,此运动员在这100 m中的平均速度是( )
A.10 m/s B.9.5 m/s
C.9 m/s D.10.3 m/s
解析:由题意可知,运动员的位移为100 m,总时间为 10 s,则平均速度为v==10 m/s。
答案:A
7.足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是(设运动员踢足球的力为恒力)( )
A.-20 m/s2 B.20 m/s2
C.100 m/s2 D.-100 m/s2
解析:选取足球飞来的方向为正方向,则初速度v1=8 m/s,末速度v2=-12 m/s。故加速度a= m/s2=-100 m/s2,负号表示加速度方向与足球飞来的方向相反,故选项D正确。
答案:D
8.仔细阅读京广铁路北京西至广州某一车次的运行时刻表。设火车在表中各个路段做直线运动,且每一个车站都能准点到达、准点开出。根据时刻表中所列数据求解以下问题:
北京西
↓
广州
站名
自北京起/km
18:19
北京西
0
00:35
00:41
郑州
830
05:49
05:57
武昌
1 370
09:15
09:21
长沙
1 680
16:25
广州
2 160
(1)火车由武昌开出直至广州车站,运行的平均速度是多少?
(2)在09:20这一时刻,火车的瞬时速度是多少?
解析:(1)火车的位移s=2 160 km-1 370 km=790 km
所用时间t=10.47 h
所以平均速度 km/h≈75.5 km/h。
(2)09:20这一时刻,火车停靠于长沙站,所以瞬时速度为零。
答案:(1)75.5 km/h (2)0
9.导学号93960013有些国家的交管部门为了交通安全,特意制定了死亡加速度为500g(g取10 m/s2),以警示世人。意思是如果汽车的加速度超过此值,将有生命危险。这么大的加速度,一般车辆正常行驶时是达不到的,但是如果发生交通事故时,将会达到这一数值。若两辆摩托车各以36 km/h的速度相向行驶,发生碰撞后停止运动,碰撞时间为1.2×10-3s。试判断驾驶员是否有生命危险。
解析:摩托车的初速度v0=36 km/h=10 m/s,经时间Δt=1.2×10-3 s后,速度v=0,则a=≈-8.3×10-3 m/s2,加速度的大小大于500g,所以有生命危险。
答案:有生命危险。
B组(15分钟)
1.如图所示,两个人以相同大小的速度同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出)。从出发到相遇的过程中,描述两个人运动情况的物理量可能不相同的是( )
A.瞬时速度 B.位移
C.路程 D.平均速度
解析:两个人所走的路径不同,所以瞬时速度方向不同,所走过的路程相同,由于初、末位置相同,所以两个人的位移相同,又因为时间相同,所以平均速度相同,综上所述,选项A正确。
答案:A
2.一物体的加速度方向始终与速度方向相同,但加速度在逐渐减小,则关于物体的运动描述正确的是( )
A.物体始终做加速运动
B.物体始终做减速运动
C.物体速度减小得越来越慢
D.在相同的时间内,物体速度的变化量越来越大
解析:因加速度与速度方向始终相同,所以物体始终做加速运动,但由于加速度减小,故物体加速得越来越慢,即相同时间内,速度的变化量越来越小,只有选项A正确。
答案:A
3.某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又沿原路返回到山脚,上山的平均速度为v1,下山的平均速度为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率分别是( )
A. B.
C.0, D.0,
解析:平均速度是位移与时间的比值,由于此人爬山往返一次,位移s=0,平均速度=0;平均速率是路程与时间的比值,由于此人往返一次,路程为s1+s2,又因s1=s2,则平均速率'=,所以选项D正确。
答案:D
4.(多选)一质点做匀变速运动,初速度大小为2 m/s,3 s后末速度大小变为4 m/s,则下列判断正确的是( )
A.速度变化量的大小可能小于2 m/s
B.速度变化量的大小可能大于2 m/s
C.加速度大小一定小于6 m/s2
D.加速度大小一定大于6 m/s2
解析:若规定初速度方向为正方向,则初速度v1=2 m/s,而末速度可能是4 m/s,也可能是-4 m/s,故速度变化量Δv为2 m/s或-6 m/s,选项A错,B对;根据a=,加速度的大小为 m/s2或2 m/s2,选项C对,D错。
答案:BC
5.一位汽车旅游爱好者打算开车到某风景区去观光,出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路,他原计划全程平均速度要达到40 km/h。若这位旅游爱好者开出路程之后发现他的平均速度仅有20 km/h,如果他仍然打算将全程的平均速度提高到原计划水平,那么在后路程里他开车的平均速度应达到多少?
解析:设后路程内的平均速度为v,总路程为s。
在前里用时t1=,
在后里用时t2=,
所以全程的平均速度为=40 km/h,
解得v=80 km/h。
由结果可知,这位旅游爱好者在后路程里开车的平均速度要达到80 km/h。
答案:80 km/h
6.导学号93960014沪杭高铁是连接上海和杭州的现代化高速铁路,最大速度达到了413.7 km/h,再次刷新世界纪录。沪杭高速列车在一次运行中由A站开往B站,A、B车站间的铁路为直线。技术人员乘此列车从A车站出发,列车从启动到加速到100 m/s,用了250 s,在匀速运动了10分钟后,列车减速运动,经过300 s后刚好停在B车站。求此高速列车启动、减速时的加速度。
解析:加速过程的初、末速度v0=0,v1=100 m/s,用时 t1=250 s,该过程的加速度
a1= m/s2=0.4 m/s2
减速过程的初、末速度v1=100 m/s,v2=0,用时t2=300 s,该过程的加速度a2= m/s2≈-0.33 m/s2。
答案:0.4 m/s2 -0.33 m/s2
课件19张PPT。本章整合BENZHANG ZHENGHE专题一专题二专题三速度与速率的比较 专题一专题二专题三专题一专题二专题三【例题1】 (多选)在某次110 m栏项目上,某运动员以13秒15的成绩冲过终点。通过测量,测得该运动员5 s末的速度是8.00 m/s,到达终点的速度是9.80 m/s,则以下有关平均速度和瞬时速度的说法中正确的是( )
A.8.00 m/s是瞬时速度
B.9.80 m/s是全程的平均速度
C.全程的平均速度是8.90 m/s
D.全程的平均速度是8.37 m/s
解析:8.00 m/s对应着5 s末时刻,是瞬时速度,选项A对;9.80 m/s对应着终点位置,是瞬时速度,选项B错;平均速度不是瞬时速度的算术平均值,即不等于 ×(8.00+9.80) m/s=8.90 m/s,选项C错;据平均速度定义可知平均速度为 m/s=8.37 m/s,选项D对。
答案:AD专题一专题二专题三变式训练1 甲、乙两车沿平直公路通过同样的位移。甲车在前半段位移以30 km/h的速度运动,后半段位移以60 km/h的速度运动;乙车在前半段时间内以30 km/h的速度运动,后半段时间内以60 km/h的速度运动,则甲、乙两车在整个位移中的平均速度
的大小关系是( )?专题一专题二专题三专题一专题二专题三速度、速度改变量和加速度的比较 专题一专题二专题三专题一专题二专题三专题一专题二专题三专题一专题二专题三【例题2】 近几年,国内房价飙升,在国家宏观政策调控下,房价上涨出现减缓趋势。有同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”,将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,那么“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( )
A.速度增大,加速度减小
B.速度增大,加速度增大
C.速度减小,加速度增大
D.速度减小,加速度减小
解析:房价类比成速度,房价上涨快慢类比成加速度,房价上涨出现减缓趋势,相当于加速度减小,但仍然在上涨,相当于加速度与速度方向相同,速度仍然增大。故A正确,B、C、D错误。
答案:A专题一专题二专题三变式训练2 一物体以初速度v0、加速度a做加速直线运动,若物体从t时刻起,加速度a逐渐减小至零,则物体从t时刻开始( )?
A.速度开始减小,直到加速度等于零为止
B.速度开始减小,直到速度等于零为止
C.速度继续增大,直到加速度等于零为止
D.位移继续增大,直到加速度等于零为止
解析:当加速度a逐渐减小时,物体做加速度减小的加速运动,速度继续增大,直到加速度等于零,速度达到最大值,位移一直增大,故选项C正确,A、B、D错误。
答案:C专题一专题二专题三位移—时间图象的应用
1.s-t图象的常见形式及意义
如图所示,图中画出了几个质点的 s-t 图象,其中1、2、3的位置不随时间变化,因此它们均处于静止状态。不同的是,它们分别处于不同的位置。4、5两质点的运动方向都与s轴正方向相同,不同的是质点4的速度大于质点5的速度,质点6的运动方向与s轴的正方向相反,速度为负值。专题一专题二专题三2.研究s-t图象,应明确以下几点
(1)明确坐标轴表示的意义,纵轴s表示位移(位置),横轴t表示时间。
(2)明确坐标的原点和单位长度。
(3)明确图象上的任一点(t,s)表示质点在t时刻的位移为s。
(4)从图象上可求任一时刻的位移和任一段时间内的位移。
(5)若物体做匀速直线运动,则s-t图象是一条倾斜的直线;若物体运动的起点与坐标原点重合,则一定是过原点的直线。
(6)若物体静止,则s-t图象是一条水平的直线。
(7)图线上某点切线斜率表示该时刻物体的速度。专题一专题二专题三【例题3】 小李讲了一个龟兔赛跑的故事,兔子与乌龟的位移图象如图所示。根据图象判断,下列说法中正确的是 ( )
A.兔子与乌龟是同时、同地出发的
B.整个赛程内兔子与乌龟均做匀速直线运动
C.在0~t6时间内兔子与乌龟的平均速度相同
D.兔子与乌龟在赛程内曾有两次相遇专题一专题二专题三解析:由题图可知,乌龟与兔子分别是0时刻和t1时刻从同一地点出发的,乌龟一直做匀速直线运动,兔子先做匀速直线运动,后静止,再做匀速直线运动,所以A、B选项均错误;在0~t6时间内兔子与乌龟的位移不同,时间相同,平均速度不同,C选项错误;兔子与乌龟在赛程内分别在t2和t4时刻相遇,D选项正确。
答案:D专题一专题二专题三变式训练3?A、B两质点在同一直线上运动,t=0时刻,两质点从同一地点运动的s-t图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.A质点以20 m/s的速度匀速运动
B.B质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动
C.经过4 s,B质点的位移大于A质点的位移
D.在图示的运动过程中,A、B两质点之间的距离在 0~4 s内某一时刻达到最大专题一专题二专题三解析:s-t图象的斜率大小表示质点运动速度的大小,正负表示速度的方向,由s-t图象可知,A质点沿正方向做匀速直线运动,其速度 ,A错误;B质点最初4 s沿正方向做减速运动,4~8 s沿负方向做加速运动,B正确;4 s末,A、B两质点到达同一位置,两质点相遇,C错误;0~4 s内,A、B间的距离先增大后减小,4 s末A、B相遇,之后B质点反向运动,两质点间的距离继续增大,显然D错误。
答案:B第2章测评A
(基础过关)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~8题有多个选项符合题目要求)
1.如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是( )
A.大地 B.太阳
C.摄影机镜头 D.座位上的观众
解析:摄影师以摄影机镜头为参考系,镜头与运动员同方向、同速度运动,镜头中的运动员是静止的,因此获得的运动员的照片是清晰的,而背景相对运动员或摄影师是运动的,所以照片的背景是模糊的。
答案:C
2.从高为5 m处以某一速度竖直向下抛出一小球,在与地面碰撞后弹起上升到高为2 m处被接住,则这段过程中( )
A.小球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为7 m
B.小球的位移为7 m,方向竖直向上,路程为7 m
C.小球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为3 m
D.小球的位移为7 m,方向竖直向上,路程为3 m
解析:位移是由初位置指向末位置的有向线段,初末位置相距3 m,方向竖直向下。路程是物体运动轨迹的长度,物体共运动7 m,故选项A正确。
答案:A
3.一质点以初速度v0沿x轴正方向运动,已知加速度方向沿x轴正方向,在加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,该质点( )
A.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止
B.速度一直在增大,直到加速度等于零为止
C.位移先增大,后减小,直到加速度等于零为止
D.位移一直在增大,直到加速度等于零为止
解析:由于v0与a的方向都沿x轴正方向,所以质点一直做加速运动,且速度不断增大,位移一直增加,当加速度等于零时,质点即以最大速度匀速运动,位移仍在增大,选项B正确。
答案:B
4.春节放假期间,高速公路实施免费政策,小李驾驶汽车外出旅行时,汽车行驶在沪宁高速公路上,两次看到路牌和手表如图所示,则小李驾驶汽车行驶的平均速率为( )
A.16 km/h B.96 km/h
C.40 km/h D.120 km/h
解析:由题图可看出第一次看到路牌时,时间是8点整,距南京120 km,第二次看到路牌时,时间是8点50分,距南京40 km,所以这段时间t=50 min= h,通过的路程s=80 km,所以小李驾驶汽车行驶的平均速率v= km/h=96 km/h,故选项B正确。
答案:B
5.甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体,a甲=4 m/s2,a乙=-4 m/s2。那么对甲、乙物体的运动判断正确的是( )
A.甲的加速度大于乙的加速度
B.甲、乙两物体的运动方向一定相反
C.甲的加速度和速度方向一致,乙的加速度和速度方向相反
D.甲、乙的速度大小都是越来越大
解析:已知甲、乙两物体的运动方向一致,都沿规定的正方向。a甲=4 m/s2,加速度方向与速度方向一致,都为正方向,说明甲做加速运动。a乙=-4 m/s2,乙的速度方向与加速度方向相反,说明乙做减速运动。“+”“-”表示加速度的方向,不表示大小。因此,选项A、B、D均错误,而选项C正确。
答案:C
6.如图所示,小明骑自行车由静止沿直线运动,他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m,则( )
A.他在第4 s末的瞬时速度为4 m/s
B.他在第2 s内的平均速度为2 m/s
C.他在4 s内的平均速度为2.5 m/s
D.他在1 s末的瞬时速度为1 m/s
解析:小明骑自行车的运动不是匀变速直线运动,故不能利用题中条件求他第1 s末和第4 s末的瞬时速度,故A、D项错误;由平均速度公式v=可求他在第2 s内的平均速度v1= m/s=2 m/s,在4 s内的平均速度v2= m/s=2.5 m/s,故B、C项正确。
答案:BC
7.质点沿直线运动,其位移—时间图象如图所示,关于质点的运动,下列说法中正确的是( )
A.2 s末质点的位移为0,前2 s内位移为“-”,后2 s内位移为“+”,所以2 s末质点改变了运动方向
B.2 s末质点的位移为0,该时刻质点的速度为0
C.质点做匀速直线运动,速度大小为0.1 m/s,方向与规定的正方向相同
D.质点在4 s内的位移大小为0.4 m,位移的方向与规定的正方向相同
解析:质点沿s轴运动,前2 s由-0.2 m处运动到坐标原点处,位移方向与规定的正方向相同,选项A错误;4 s内质点的运动方向不变,速度大小也不变,且速度v=0.1 m/s,故选项C、D正确,选项B错误。
答案:CD
8.导学号93960015一物体做匀变速直线运动。当t=0时,物体的速度大小为12 m/s,方向向东;当t=2 s时,物体的速度大小为8 m/s,方向仍向东,当物体的速度大小变为2 m/s时所经历的时间为( )
A.3 s B.5 s C.7 s D.9 s
解析:a= m/s2=-2 m/s2,若末速度与初速度方向相同,则t'= s=5 s,若末速度与初速度方向相反,则t'= s=7 s。
答案:BC
二、填空题(本题共2小题,共18分。把答案填在题中的横线上)
9.(9分)如图为某物体的s-t图象,在第1 s内物体的速度是 ,从第2 s初至第3 s末物体的速度是 ,物体返回时的速度是 ,4 s内通过的路程是 ,位移是 ,4 s内物体的平均速度是 。 ?
解析:由s-t图象知,物体在第1 s内沿正方向做匀速直线运动,位移为s1=1 m,速度为v1=1 m/s;从第2 s初至第3 s末,物体静止,位移为s2=0,速度v2=0;第3 s末至第4 s末,物体返回(沿负方向),做匀速直线运动,位移 s3=-3 m,速度v3=-3 m/s。
物体在4 s内的路程为s'=1 m+3 m=4 m;在4 s内的位移为s=s1+s2+s3=1 m+0+(-3 m)=-2 m,4 s内的平均速度为=-0.5 m/s。
答案:1 m/s 0 -3 m/s 4 m -2 m -0.5 m/s
10.(9分)一水平向东的子弹击中木板的速度是600 m/s,历时0.02 s穿出木板,穿出木板时的水平速度为300 m/s,则子弹穿过木板时的加速度大小为 m/s2,加速度的方向 。?
解析:加速度a= m/s2=-1.5×104 m/s2,负号表示加速度的方向与子弹的运动方向相反。
答案:1.5×104 与子弹运动方向相反(或水平向西)
三、计算题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11.(10分)登山运动中,小张用1 h 40 min由宿营地X爬到山顶Y。在山道上通过的路程是2 400 m,相对于X升高了1 200 m,山脚与山顶间的水平距离为1 600 m,如图所示。求:
(1)由X到Y的位移是多大;
(2)他爬山的平均速度是多大;
(3)他爬山的平均速率是多大。
解析:(1)由X到Y的位移s= m=2 000 m。
(2)平均速度 m/s≈0.33 m/s。
(3)平均速率'= m/s=0.4 m/s。
答案:(1)2 000 m (2)0.33 m/s (3)0.4 m/s
12.(12分)每天,当太阳从非洲大陆的地平线上升起时,整个草原又渐渐呈现出一片勃勃生机:游弋、觅食、猎杀、逃避……生的希望总是在死的阴霾下升起,任时光流转、周而复始。如图所示,猎豹追捕猎物时,在起跑之后3 s就能达到100 km/h的速度,只不过猎豹的耐力有限,以最高速度只能维持100 m的路程。试求:
(1)猎豹起跑之后加速过程中的平均加速度有多大;
(2)猎豹以最高速度跑完100 m的路程所用的时间。
解析:(1)3 s后猎豹达到的最大速度v=100 km/h≈27.8 m/s;由并代入数据可得 m/s2≈9.3 m/s2。
(2)跑完100 m的路程所用的时间
t= s≈3.6 s。
答案:(1)9.3 m/s2 (2)3.6 s
13.导学号93960016(12分)测定气垫导轨上滑块的速度的实验中,滑块上安装了宽度为1.0 cm的遮光条,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.20 s,通过第二个光电门的时间为0.11 s,遮光条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3.75 s,求滑块的加速度大小。
解析:由瞬时速度的定义可得
滑块通过第一个光电门时的速度
v1= m/s=5.0×10-2 m/s
滑块通过第二个光电门时的速度
v2= m/s=9.1×10-2 m/s
所以滑块的加速度
a=m/s2
≈1.1×10-2 m/s2。
答案:1.1×10-2 m/s2
第2章测评B
(高考体验)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~8题有多个选项符合题目要求)
1.(2016·山东济宁高一检测)2013年北京时间12月6日17时47分,地面科技人员发出指令,“嫦娥三号”探测器器载变推力发动机成功点火,361秒钟后,发动机正常关机。根据北京航天飞行控制中心实时遥测数据判断,“嫦娥三号”顺利进入距月面平均高度约100 km环月轨道,近月制动获得圆满成功。则下列说法正确的是( )
A.“12月6日17时47分”和“361秒钟”,前者表示“时刻”,后者表示“时间”
B.“嫦娥三号”探测器绕月球飞行一圈,它的位移和路程都为0
C.“嫦娥三号”探测器绕月球飞行一圈,每一时刻的瞬时速度都不为0,平均速度也不为0
D.地面卫星控制中心在对“嫦娥三号”探测器进行飞行姿态调整时可以将飞船看做质点
解析:“12月6日17时47分”表示时刻,“361秒钟”表示时间,选项A正确;“嫦娥三号”探测器绕月球飞行一圈,它的位移为0,路程为一个圆周周长,选项B错误;“嫦娥三号”探测器绕月球飞行一圈,每一时刻的瞬时速度都不为0,平均速度为0,选项C错误;地面卫星控制中心在对“嫦娥三号”探测器进行飞行姿态调整时,“嫦娥三号”探测器的形状和大小不能忽略,故不能看做质点,选项D错误。
答案:A
2.(2015·浙江理综)如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度,正确的措施是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.增大气垫导轨与水平面的夹角
解析:由瞬时速度的定义式v=可知,当Δt→0时,为t时刻瞬时速度,故A项正确。
答案:A
3.(2012·山东综合能力卷)假如轨道车长度为22 cm,记录仪记录的信号如图所示,则轨道车经过该监测点的速度为( )
A.0.20 cm/s B.2.0 cm/s
C.22 cm/s D.220 cm/s
解析:由题图可知,车头到达该监测点与车尾离开该监测点的时间间隔为1.0 s,即轨道车运行车身长度的位移时所用时间为1.0 s,故车速为v==22 cm/s,C项正确。
答案:C
4.(2016·山东济南高一检测)一辆汽车以速度v1行驶了的路程,接着以速度v2=20 km/h跑完了其余的路程,如果汽车全程的平均速度=27 km/h,则v1的值为( )
A.90 km/h B.56 km/h
C.35 km/h D.32 km/h
解析:设全程的位移为3s,则汽车行驶第一个s用时t1=,其余的2s用时t2=,则全程的平均速度为,解得v1=90 km/h。
答案:A
5.(2016·浙江温州高一质检)如图所示,A、B、C是三个质点同时同地开始沿直线运动的位移图象,则在时间t2内( )
A.A和B的平均速度相等
B.B和C的平均速度相等
C.B的平均速度最大
D.它们的平均速度都相等
解析:s-t图象描述的是质点位移随时间的变化关系,不是运动轨迹。A和C做匀速直线运动,B的速度不断变化,在时间t2内,A的位移最大,B、C位移相等,所以A的平均速度最大,B和C的平均速度相等。
答案:B
6.(2016·天津高一检测)汉语成语中有一个“形影不离”的成语,意思是人的身体和影子分不开,形容关系密切,经常在一起。在晴天的早上,某同学在操场上沿直线跑步,下列说法正确的是( )
A.以地面为参考系,影子是静止的
B.以地面为参考系,影子是运动的
C.以人为参考系,影子是静止的
D.以人为参考系,影子是运动的
解析:以地面为参考系,影子和人一起运动,影子始终在人的某一侧,相对于人不发生位置的变化,故以人为参考系,影子是静止的。以地面为参考系,影子和人都是运动的。选项B、C正确。
答案:BC
7.(2016·山东烟台高一检测)一个做直线运动的物体,某时刻的速度是10 m/s,那么,这个物体( )
A.在这个时刻之前0.1 s内的位移一定是1 m
B.从这个时刻起1 s内的位移一定是10 m
C.从这个时刻起10 s内的位移可能是50 m
D.从这个时刻起做匀速直线运动,则通过100 m的路程所用时间为10 s
解析:某时刻的速度是10 m/s,不表示该时刻前的速度是10 m/s,也不表示该时刻后的速度是10 m/s,所以选项A、B错,C对;从这个时刻起做匀速直线运动,则通过100 m的路程所用时间为t= s=10 s,选项D对。
答案:CD
8.导学号93960017(2013·课标全国Ⅰ)如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移—时间(x-t)图线。由图可知( )
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减小后增大
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
解析:t1时刻,两车都在沿x正方向运动,该时刻前,b车的位置坐标小,b车在a车的后面,所以t1时刻是b追上a,选项A错误;t2时刻,a车继续沿x正方向运动,而b车向x负方向运动,二者运动方向相反,选项B正确;在位移—时间图象中,图线斜率的大小表示速度的大小,t1到t2时间内,b的斜率先减小后增大,故b车的速率先减小后增大,选项C正确;t1到t2时间内,曲线b的斜率大小存在比a的斜率大的时间段,也存在比a小的时间段,选项D错误。
答案:BC
二、填空题(本题共2小题,共18分。把答案填在题中的横线上)
9.(9分)(2012·上海单科)质点做直线运动,其s-t关系如图所示。质点在0~20 s内的平均速度大小为 m/s;质点在 时的瞬时速度等于它在6~20 s内的平均速度。?
解析:由题图知20 s内位移为16 m, m/s=0.8 m/s;6~20 s内位移为15 m, m/s,由图象斜率看出10 s时和14 s时最接近该平均速度。
答案:0.8 10 s和14 s(在9.5~10.5 s和13.5~14.5 s间均视为正确)
10.(9分)(2011·山东综合能力卷)声波在传播过程中遇到较大障碍物时会产生回声。据此,小丽和小强互相配合,使用秒表和米尺来测量声速。面对某建筑物的墙壁,小丽手持一对模板对拍,调整对拍节奏,使得拍打的时刻和听到前次拍打产生的回声的时刻重合,小强负责记录拍打次数和时间,设小丽拍打N次所用时间为T(其中N不包括开始计时的那次拍打),距离墙壁的距离为L,则声速v= 。?
解析:每次拍打时间间隔为t=,声波往返距离为2L。则声速v=。
答案:
三、计算题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
11.(10分)(2016·长春高一检测)一个质点沿直线做加速运动,到A点时,速度为3 m/s,历时6 s,到B点时速度变为12 m/s;到B点后又做减速运动,再经6 s到达C点,并停下来,求:
(1)从A点到B点的过程中加速度的大小;
(2)从B点到C点的过程中加速度的大小。
解析:(1)由题意知vA=3 m/s,vB=12 m/s,t=6 s。所以由A到B过程中a1= m/s2=1.5 m/s2。
(2)因为vC=0,所以由B到C过程中a2= m/s2=-2 m/s2。负号表示加速度方向与B处的速度方向相反(减速运动)。
答案:(1)1.5 m/s2 (2)2 m/s2
12.(12分)(2010·课标全国)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100 m和200 m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69 s和19.30 s。假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15 s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200 m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与 100 m 比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑100 m时最大速率的96%。求:
(1)加速所用时间和达到的最大速率;
(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
解析:(1)设加速所用时间为t(以s为单位),匀速运动的速度为v(以m/s为单位),则有vt+(9.69-0.15-t)v=100①
vt+(19.30-0.15-t)×0.96v=200②
由①②式得t=1.29 s③
v=11.24 m/s。④
(2)设加速度大小为a,则a==8.71 m/s2。⑤
答案:(1)1.29 s 11.24 m/s (2)8.71 m/s2
13.导学号93960018(12分)(2016·陕西西安高一质检)为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯。当列车还有一段距离才到达公路道口时,道口应亮出红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过。如果汽车通过道口的速度v2=36 km/h,停车线至道口栏木的距离s0=5 m,道口宽度 s=26 m,汽车长l=15 m(如图所示),并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动。问:列车离道口的距离L为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?
解析:为确保行车安全,要求在列车驶过距离L的时间内,已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口。
汽车越过停车线至车尾通过道口的过程中,汽车的位移为s'=l+s0+s=(15+5+26) m=46 m。
汽车速度v2=36 km/h=10 m/s,通过这段路程需要的时间t= s=4.6 s。
高速列车的速度v1=180 km/h=50 m/s,
所以安全行车的距离为L=v1t=50×4.6 m=230 m。
答案:230 m
