(一)打点计时器:
⒈作用:计时仪器,每隔0.02S打一次点
⒉工作条件:
①电磁打点计时器:4V-6V的交流电源
②电火花计时器:220V交流电源
⒊纸带上各点的意义:
①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置
②通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况
图线 |
X-t 图象 反映位移随时间的变化规律 |
V-t 图象 反映速度随时间的变化规律 |
① |
位移随时间均匀增加 匀速直线运动 |
速度随时间均匀增加 匀加速直线运动 |
② |
位移不随时间发生变化 静止 |
速度不随时间发生变化 匀速直线运动 |
③ |
位移随时间均匀减小 匀速直线运动(反向) |
速度随时间均匀减小 匀减速直线运动(正向) |
交点 |
表示该时刻三个质点的位移相同(即相遇) |
表示该时刻三个质点的速度相同 |
[例题精解]
例⒈08年海南物理)t = 0时,甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图所示.忽略汽车掉头所需时间.下列对汽车运动状况的描述正确的是----( )
(A)在第1小时末,乙车改变运动方向
(B)在第2小时末,甲乙两车相距10km
(C)在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大
(D)在第4小时末,甲乙两车相遇
例⒉a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图象如图1所示,下列说法正确的是------------------------------------------------------------------------------------------------( )
(A)a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度
(B)20秒时,a、b两物体相距最远
(C)60秒时,物体a在物体b的前方
(D)40秒时,a、b两物体速度相等,相距200m
例⒊某质点在东西方向上做直线运动,选定向东的方向为正方向,其位移时间图象如图所示,试根据图象,求:
①描述质点运动情况?
②求出质点在0∽4S,0∽8S,2S∽4S这三段时间内的位移和路程?
③求出质点在0∽4S、4S∽8S内的平均速度?
例⒋某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图象,某同学为了简化计算,用虚线作近似处理,下列说法正确的是-----------( )
(A)在t1时刻,虚线反映的加速度比实际的大
(B)在0-t1时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大
(C)在t1-t-2时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大
(D)在t3-t-4时间内,虚线反映的是匀速运动
例⒌如图8某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球,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,在下边图象中,最能反映小铁球运动过程的速度一时间图象是--------------------------------( )
例⒍两支完全相同的光滑直角弯管(如图所示)现有两只相同小球a和a/ 同时从管口由静止滑下,问谁先从下端的出口掉出?(假设通过拐角处时无机械能损失)
例⒎放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t 的关系如图所示。取重力加速度g=10m/s2。由此两图线求
①物块在运动过程中受到滑动摩擦力的大小
②物块在3S-6S的加速度大小
③物块与地面之间的动摩擦因数
例⒏空间探测器从某一星球表面竖直升空,已知探测器质量为500㎏(设为恒量),发动机推力为恒力,探测器升空后发动机因故障而突然关闭。如图所示为探测器从升空到落回星球表面的v-t图象,则由图象可判断探测器在星球表面所能达到的最大高度是多少?发动机工作时的推力又为多少?
四 研究匀变速直线运动
[基础知识]
⒈物理意义:________________________________________
⒉图线斜率的意义:
①图线上某点切线的斜率大小表示_______________________
②图线上某点切线的斜率正负表示_______________________
⒊两种特殊的X-t图象:
①若V-t图象是一条平行于时间轴的直线,说明物体在做_____________
②若V-t图象是一条倾斜的直线,说明物体在做_______________
⒋图象与坐标轴所围成的面积的含义:
①图象与坐标轴围成的面积表示________________________
②若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为___________,若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为___________
[要点聚焦]
⒈对V-t图象的进一点理解:
⒈根据图象的形状判断物体的运动性质:
①图象是直线:表示物体做匀速直线运动或匀变速直线运动
②图线是曲线:表示物体做变加速直线运动,图线上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度,如图所示a、b、c、d四个物体的V-t图线
a表示物体在做加速度减小的加速运动
b表示物体在做加速度减小的减速运动
c表示物体在做加速度增大的减速运动
d表示物体在做加速度增大的加速运动
⒉图象在坐标轴上截距的意义:
①纵轴上的截距表示物体运动的初速度
②横轴上的截距表示物体速度为零的时刻
⒊图象中的交点、折点(顶点)的意义:
①两条速度图象的交点表示该时刻速度相等
②与时间轴的交点是速度方向的转折点(此时速度为零,加速度却不为零)
③折点(顶点)是加速度方向的转折点
⒋V-t图象中位移和路程的表示:
①0-t1时间内,路程和位移大小均为X1
②t1-t2时间内,路程和位移大小均为X2
③0-t2时间内,路程的大小为X1+X2,位移大小为∣X1-X2∣
⒈物理意义:___________________________________________________________
⒉图线斜率的意义:
①图线上某点切线的斜率大小表示___________________
②图线上某点切线的斜率正负表示___________________
⒊两种特殊的X-t图象:
①若X-t图象是一条倾斜的直线,说明物体在做_______________
②若X-t图象是一条平行于时间轴的直线,说明物体处于_____________
⒈竖直上抛运动的条件:有一个竖直向上的初速度υ0;运动过程中只受重力作用,加速度为竖直向下的重力加速度g。
⒉竖直上抛运动的规律:竖直上抛运动是加速度恒定的匀变速直线运动,若以抛出点为坐标原点,竖直向上为坐标轴正方向建立坐标系,其位移公与速度公式分别为
X=υ0t-gt2
υ=υ0-gt
⒊处理方法:①全程
②分段
⒋竖直上抛运动的特征:竖直上抛运动可分为“上升阶段”和“下落阶段”。前一阶段是匀减速直线运动,后一阶段则是初速度为零的匀加速直线运动(自由落体运动),具备的特征主要有:
时间对称--“上升阶段”和“下落阶段”通过同一段大小相等,方向相反的位移所经历的时间相等,即 t上=t下
速率对称--“上升阶段”和“下落阶段”通过同一位置时的速率大小相等,即υ上=υ下
能量对称--
⒌多解性:处于抛出点上方的某点,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段
[例题精解]
例⒈(2008全国卷1)已知O、A、B、C为同一直线上的四点、AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等。求O与A的距离。
变式训练:汽车自O点由静止开始在平直公路上做匀加速直线运动,途中6s时间内依次经过P、Q两根电线杆。已知P、Q相距60m,车经过Q点时的速率为15m/s。则:
①汽车经过P时的速率是多少?
②汽车的加速度为多少?
③O、P两点间距离为多少?
例⒉一个氢气球以4m/s2的加速度由静止从地面竖直上升,10s末从气球上面掉下一重物,此重物最高可上升到距地面多高处?此重物从氢气球上掉下后,经多长时间落回地面?(忽略空气阻力,取g=10m/s2)
例⒊物体以一定的初速度冲上固定的光滑的斜面,到达斜面最高点C时速度恰好为零,如图所示。已知物体到斜面长度3/4处的B点时,所用时间为t,求物体从B滑到c所用的时间。
例⒋一物体初速度为零,先以大小为a1的加速度做匀加速运动,后以大小为a2的加速度做匀减速运动直到静止,整个过程中物体的位移为x,则该物体在此直线运动过程中最大的速度为多少?
例⒌物体从高处自由落下,通过1.75 m高的窗户所需时间为0.1 s,物体从窗底落到地面所需时间为0.2 s,则物体是从多高处下落的?
例⒍一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起,举起双臂直体离开台面,此时重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是 s。(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g取10 m/s2,结果保留二位有效数字)
例⒎质点做竖直上抛运动,两次经过A点的时间间隔为t1,两次经过A点正上方的B点的时间间隔为t2,则A与B间距离为__________.
例⒏物体做竖直上抛运动,取g=10m/s2,若在运动的前5s内通过的路程为65m,则其初速度大小可能为多少?
三 运动图象及应用
[基础知识]
⒈对基本公式的理解应用:
①正负号的规定:
②匀变速运动中,速度减为零又以相同加速度反向返回的问题:
③刹车问题:
④逆向法:
⒉对ΔX=at2拓展:
①公式的应用条件:_______________________________
②进一点拓展:Xm-Xn=(m-n) at2
③纸带处理:
速度:如V1=
加速度:理想纸带:a==……=
实际纸带:a= 为什么?
⒈自由落体运动:
①条件:_____________________________________________________
②特点:_____________________________________________________
③基本规律:__________________________________________________
⒉竖直上抛运动:
①运动特点:加速度为g,上升阶段匀减速运动,下降阶段匀加速运动
②基本规律:速度_________________________
位移_________________________
速度位移_____________________
最大高度_____________________
上升时间_____________________
[要点聚焦]
⒈三个基本公式:Vt=V0+at
X=V0t+at2
Vt 2 – V0 2 = 2 a X
⒉两个有用的推论:
①平均速度:__________________________________________________________
②连续相等时间内的位移之差:__________________________________________
⒊初速度为零的匀加速运动的常用比值:
①前ts、前2ts、前3ts……内的速度之比为1∶2∶3∶……
②前ts、前2ts、前3ts……内的位移之比为1∶4∶9∶……
③第一个ts、第二个ts、第三个s……内的位移之比为1∶3∶5∶……
④通过连续相等位移所用的时间之比为1∶∶()∶……
⒋位置中点的速度:
①位置中点的速度表达式:______________________________
②位置中点速度和时间中点速度大小关系:________________________________
⒈定义:______________________________________________________________
⒉分类:①匀加速直线运动:
②匀减速直线运动:
⒈意义:
物理量 |
意义 |
公式 |
关系 |
速度(V) |
表示运动快慢和方向 |
|
三者大小无必然关系 |
速度变化(ΔV) |
表示速度变化的大小和方向 |
|
|
加速度(a) |
表示速度变化的快慢和方向,即速度变化率 |
|
⒉理解要点:
①加速度、速度变化均为矢量,且两者方向必定相同
②加速度、速度变化、速度三者的大小无必然关系
③速度的增大(减小)取决于加速度和速度的方向关系,不取决于加速度的大小变化
④加速度的决定因素:合力与质量
⑤x-t图象中:斜率为速度,V-t图象中:斜率为加速度
⑥速度为零,加速度不一定为零,能区分静止和瞬时速度为零。
[例题精解]
例⒈在08北京奥运会中,下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的是----( )
(A)蹦床比赛中研究蹦床运动员在空中表演的动作时
(B)帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时
(C)铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中飞行的时间时
(D)跆拳道比赛中研究运动员的攻击动作时
例⒉ 一列长为L的队伍,行进速度为v,通讯员从队伍尾以速度V1赶到排头,又立即以速度V2返回队尾.求在这段时间里队伍前进的距离.
例⒊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--( )
①点火后即将升空的火箭
②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车
③运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶
④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大
(D)尽管空间站匀速转动,但其加速度并不为零
例⒋在2008北京奥运会中,牙买加选手博尔特是一位公认的世界飞人,在男子100m决赛和男子200m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30是的成绩破了两项世界纪录,获得两枚金牌。关于他在两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是-------------( )
(A)200m决赛中位移是100m决赛的两倍
(B)200m决赛中的平均速度约为10.36m/s
(C)100m决赛中的平均速度约为10.32m/s
(D)100m决赛中的最大速度约为20.64m/s
例⒌从甲地到乙地,可以乘坐飞机,也可以乘坐火车,从时刻表上可以发现,飞机上午9∶00起飞,直线飞行800㎞,当天上午11∶00到达,坐火车的话,则需20小时,从甲地到乙地的铁路线有1200㎞,如果坐火车从甲地到乙地,平均速度为-----------( )(A)40㎞/h (B)60㎞/h
(C)400㎞/h (D)600㎞/h
例⒍关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是-------------------------------( )
(A)速度变化越大,加速度就越大
(B)速度变化越快,加速度越大
(C)加速度大小不变,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
例⒎下面关于加速度的描述中正确的是-------------------------------------------------( )
(A)加速度描述了物体速度变化的多少
(B)加速度描述物体的速率变化的快慢程度
(C)加速度与运动方向相同时,物体一定做加速运动
(D)加速度逐渐减小时,物体一定在做减速运动
例⒏一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s.在这1s内该物体的--------------------------------------------------------------------------------( )
(A)位移的大小可能小于4m
(B)位移的大小可能大于10m
(C)加速度的大小可能小于4m/s2
(D)加速度的大小可能大于10m/s2.
二 匀变速直线运动的研究
[基础知识]
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com