高一物理讲义
第一章 匀变速直线运动规律参考答案
二、学习过程
(一)匀变速直线运动的基本规律 1、vt?v0?at
2、s?v0t?12at 2
3、vt2?v02?2as
4、s?vt?v0?vtt 2例1、解析:列车的初速度为v0=36km/h=10m/s
11据公式s?v0t?at2得坡路的长度为:s?(10?30??0.2?302)m?390m
22汽车到达坡底时速度为vt=v0+at=(10+0.2×30)m/s=16m/s
练习1、解析:(1)由v2-v225,解得a=-2m/s2,即加速度的大小为2m/s2 0=2as得0-100=2a×
0?v0?10??5s。 a?2v20例2、解析:(1)设加速阶段的加速度为a1,则v1=a1t1 a1=1?m/s2=5m/s2
t14(2)车从制动到停下来经历的时间t?(2)设减速运动阶段的加速度为a2,由v2=v1+a2t2 其中v2=0,v1=20m/s
v?v0?20所以a2=21?m/s2=-5m/s2
t24当t=16s时,质点已减速运动了t3=2s,此时质点的速度为v3=v1+a2t3=20m/s-5×2m/s=10m/s (3)加速阶段位移s1?v120t1??4m?40m 22匀速阶段位移s?v1t?20?10m?200m
v20减速阶段位移s2?1t2??4m?40m
22整个运动过程中质点的总位移s总?s1?s?s2?40m?200m?40m?280m
练习2、答案:5m/s 2.5 m/s2,方向与速度方向相反
解析:(1)由运动学公式可知:v1= a1t1=5m/s,
匀速运动的速度v=v1=5m/s
(2)减速运动过程中,由vt= v1+a2t2得:a2 =
vt?v10?5?m/s2=-2.5m/s2 t22∴减速运动过程中质点的加速度大小为2.5m/s2 (3)加速阶段位移s1?a1t12?11?1?5m?2.5m
22v5减速阶段位移s2?1t2??2m?5m
22则匀速阶段位移s?s总?s1?s2?25m?12.5m?5m?7.5m
∴匀速运动的时间t?s7.5?s?1.5s v52、恒量;aT2;
(二)匀变速直线运动的特殊规律
2v0?vt2111、(v0?vt);(v0?vt);v=vt/2;
222例3、C 练习3、D 练习4、C
例4、解析:由式△s=s2-s1=aT2得,这辆车的加速度为:a?通过B点的速度为:vB?练习5、答案:6,2.3
s2?s164?32?m/s2?2m/s2 22T4s1?s232?64?m/s?12m/s 2T2?4sBC?sAB(26?20)?10?2?m/s2?6m/s2 解析:加速度a?22T0.16/24
sAB?sBC(20?26)?10?2?m/s?2.3m/s B点的速度vB?2T2?0.1练习6、AD
(三)初速度为零的匀变速直线运动的特殊规律 1、1︰2︰3︰……︰n 2、1︰22︰32︰……︰n2 3、1︰3︰5︰……︰(2n-1) 4、1:2:3:……:n 例5、AB 练习7、A 练习8、B (四)安全行车问题
例6、解析:取初速度方向为正方向,则vo=8m/s,a=-6m/s2
汽车从刹车到停止所需时间t=即汽车在
vt?vo0?84=s=s<4s
3a?64s末速度已减为零 32∴汽车在4s末的速度,vt=0
14116?4?位移s=vot+at2=8×m-×6×??m=m
2323?3?练习9、27m
例7、105m
练习10、汽车的停车距离为:s停=75m>70m,故汽车存在安全问题。
(五)追及和相遇问题的分析
例8、解析:(1)当两者位移相等时自行车追上汽车,则6t=10t-
12
t,t=16s 即经16s追上。 41(2)自行车追上汽车时,汽车速度为:vt=v0+at=(10-×16)m/s=2m/s
21(3)当汽车速度等于自行车速度时,二者间距离最大,则v=v0+at′,即6=10-t′
2解得t′=8s,汽车和自行车间的最大距离为
1?Sm?S2?S1?(10?8??82)m?6?8m?16m4 练习11、解析:(1)当两者速度相等时,相距最远。设所用时间为t,则有v汽?at?v自
解得:t=10s,最远距离?sm?s自?s汽?v自t?at2?25m。 (2)当两者位移相等时,汽车追上自行车,
1212此时距停车线距离s=v自t?=100m,此时汽车速度v汽??at??10m/s。
设汽车追上自行车所用时间为t?,此时s自?s汽,即v自t??at?2,
三、即时反馈
1、(1)20s (2)0.5m/s2 2、(1)0.25m/s2 (2)t=20s 3、(1)0 (2)22.5m 4、8m/s 5、0.5s
6、3.6m/s2(提示:只有当两车的速度相等时,它们的位移差小于或等于20m,两车才不会相撞。)
四、课后练习
1、D 2、D 3、C
五、课时过关
1、C 2、B 3、B 4、B 5、AD
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高一物理讲义
第一章 用图像描述直线运动
一、学习目标
1、理解位移图像的物理意义,知道通过图像求解速度的方法
2、理解速度图像的物理意义,知道通过图像求解加速度、位移的方法
二、学习过程
(一)位移图像及其物理意义(以图1为例): 1、反映了位移随时间的变化关系;
2、可以确定运动物体在任一时刻的位置及在一段时间内的位移; 3、可以确定匀速直线运动的速度(直线的______表示速度),即v?s/m ?s; ?t0 图1 s 2 s0 0 1 t/s 4、两图像的交点表示两物体在这一时刻(或这一位置)_________; 如图2所示,1和2分别表示两个物体的位移图像,两图线相交的意 义是:在t0时刻,它们在s0处_________。
5、可以由此判断物体运动的性质和物体运动的方向 (1)若为一条倾斜的直线——匀速直线运动; (2)若为平行于时间轴的直线——静止; (3)若为曲线——变速运动。
t t0 图2 s s s 匀速直线运动 匀速直线运动 静止
t t t 0 0 0 计时时质点从参考点 质点在正方向距参考点有一 计时时质点在正方向距参考点
开始向正方向运动 段距离计时后仍没有运动 已有一个距离向正方向运动 s s s 匀速直线运动 匀速直线运动 匀速直线运动
t 0
t t 0 0 开始计时一段时间后计时时质点由参考点开始向计时时质点在正方向距参 质点才开始从参考点与选定的正方向相反的方向考点已有一个距离,质点向 参考点运动 向正方向运动 运动
问题1:在位移图像中,如何通过图线来判断物体的运动性质?如何通过图线来求物体速度的大小和方向? 例1、如图3所示为在直线上运动的汽车s-t图像,汽车在0~2h s/k内汽车以_____ km/h做_______运动。2~4h内汽车________。 4~6h 内汽车以_____ km/h反向做________运动。汽车在第 5h末回到原出发点,其瞬时速度为______km/h,第5~10h
1260 s/m
2 4 6 8 10 t/h O -6-12内汽车的位移为_____。
图3 练习1、(双选)如图4所示是某物体在0~10 s内的s-t图象,下列说法中正确的是( )
A.物体在第1s内的位移为4m B.物体在第5s内的位移为8m C.物体在前5s内的位移为8m D.物体在后5s内的位移为16m
练习2、如图5所示为一物体沿直线运动的s-t图象,根据图象,求:
(1)第2s内的位移; (2)第3s内的位移; (3)前5s的总路程和总位移;
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图4
s/m
图5
例2、一玩具小汽车在平直路上运动的位移—时间图象如图6所示,则( )
A.20s末汽车的速度为-1m/s B.25s末汽车停止运动
C.前10s内汽车的加速度为3m/s2 D.前25s内汽车做单向直线运动
图6
练习3、如图7是一辆汽车做直线运动的s-t图象,对相应的 s/km
线段所表示的运动,下列说法错误的是( ) A.AB段表示车静止
B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移 C.CD段运动方向和BC段运动方向相反 D.CD段运动速度大于BC段运动速度
练习4、如图8所示是做直线运动的物体M在0~5s的s-t图象,求: 图7
(1)前3s的平均速度; s/m
(2)全程的平均速度; (3)后1s的速度。
图8
问题2:在位移图像中,两图线相交表示什么意义?
例3、物体A、B的 s-t图象如图9所示,由图可知( )
A.从第3s起,两物体运动方向相同,且vA>vB
B.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动 C.在5s内物体的位移相同,5s末A、B相遇
图9 D.5s内A、B的平均速度相等 s sm 练习5、如图10所示,是由一个龟、兔赛跑的故事画出的图像,
龟 根据图像判断下列说法的正确性( )
s2 A.兔子与乌龟是同时、同地出发的 兔 s1 t B.兔子和乌龟在赛程内曾有两次相遇
O C.在0~t6时间内兔子与乌龟的平均速度相同 t1 t2 t3 t4 t5 t6 D.整个赛程内兔子与乌龟均做匀速直线运动 图10
练习6、(双选)做直线运动的甲、乙两物体的位移—时间图象 s/
如图11所示,则( ) m
甲 A.乙开始运动时,两物体相距20m
B.两物体间的距离逐渐变大
乙
C.两物体在10s时相距最远 D.两物体在25s时相遇
(二)速度图像及其物理意义 图11 1、可以确定运动物体在任一时刻的速度,与纵轴的截距表示________; 2、可以确定运动物体的加速度(直线的_________表示加速度); 3、可以确定运动物体在一段时间内的位移(速度图线与时间轴间的 ___________表示位移),如图12中的阴影部分; 4、两图像的交点表示两物体在这一时刻的_________相同;
如图13所示,1和2分别表示两个物体的速度图像, 两图线相交的意义是:在t1时刻,两物体的速度都为v1。 5、可以确定运动物体的性质
方法:平行于时间轴的直线——匀速直线运动;
倾斜的直线——匀变速直线运动;
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V v v0 0 S t 图12 2 v1 1 t t1 图13 0 曲线——加速度不断改变的运动。 以下是各种图像比较:
v 匀加速直线运动 v 匀速直线运动 v 匀加速直线运动
0 t t t 0 0 初速度为零 初速度不为零 速度恒定不变
v v 匀减速直线运动 v 匀加速直线运动 匀加速直线运动
t 0
t t 0 0 计时时质点开始向与选定开始计时一段时间后初速度不为零
的正方向相反的方向运动 质点才开始加速运动
问题3:在速度图像中,横轴、纵轴的截距表示的意义是什么?如何判断物体的运动性质? 例4、甲、乙、丙三个物体的v-t图象如图14所示, 则下列说法正确的是( )
v
A.甲乙丙运动的起点位置各不相同 乙
甲
B.甲的加速度最大
丙
C.开始计时后,甲、乙、丙皆做匀变速运动
D.开始计时后,乙先静止一段时间,然后做匀加速运动,
并且乙做匀加速运动的加速度最大
O t 练习7、一物体做直线运动的图象如图15所示,则该物体( ) 图14
A.先做加速运动,后做减速运动,速度方向相同 B.先做加速运动,后做减速运动,速度方向相反 C.先做减速运动,后做加速运动,速度方向相同 D.先做减速运动,后做加速运动,速度方向相反
练习8、(双选)一物体作匀变速直线运动,速度图像如图16所示,
图15
则在前4s内(设向右为正方向)( ) -v/(m.s1) A.物体始终向右运动 5 B.物体先向左运动,2s后开始向右运动
t/s C.前2s物体位于出发点的左方,后2s位于出发点的右方 0 1 2 3 4 D.在t=2s时,物体距出发点最远
图16 -5
-v/(m.s1) 问题4:什么样的运动是正向运动,什么样的运动是反向运动?运动反向的标志是什么? 10 例5、(双选)如图17所示,是某一质点运动的速度图像,则下列说法中正确的是( ) 5 O A.质点在第1s内的运动方向和第4s内的运动方向相同 1 2 3 4 t/s -5 B.质点在第3s内的运动方向和第4s内的运动方向相同
-10 C.质点在第1s末和第3s末运动方向发生改变 图17 D.质点在第2s末运动方向发生改变 练习9、(双选)甲和乙两物体在同一直线上运动,它们的速度—时间图象分别如图18中的a和b所示,在t1时刻( )
A.它们的运动方向相同 B.它们的运动方向相反 C.甲的速度比乙的速度大 D.乙的速度比甲的速度大
练习10、(双选)某物体运动的v-t 图像如图19所示,下列说法中正确是( )
v(m/s) 图18 A.物体在1s末和3s末时运动方向发生变化
2
B.物体在2s末回到出发点
C.物体在2s末和4s末时速度为零 D.物体始终向前运动
t(s) 0
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图19