2022年高考物理復(fù)習(xí) 考前大串講(基礎(chǔ)知識(shí)+查漏補(bǔ)缺)專題01 直線運(yùn)動(dòng)(含解析)
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1、2022年高考物理復(fù)習(xí) 考前大串講(基礎(chǔ)知識(shí)+查漏補(bǔ)缺)專題01 直線運(yùn)動(dòng)(含解析) 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 知識(shí)清單 一、參考系與質(zhì)點(diǎn) 1.參考系 (1)為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),選定來做參考的另一個(gè)物體叫做參考系. (2)參考系的選擇: ①參考系的選取原則上是任意的.但實(shí)際問題中,應(yīng)以研究問題方便,對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則.在研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),通常選定地面或者相對(duì)于地面靜止的其它物體作參考系. ②選擇不同的參考系,來觀察物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),其結(jié)果可能不同. (3)參考系的意義 對(duì)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),選擇不同的參考系,觀察到的物體運(yùn)動(dòng)情況往往不同,因此要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),必
2、須首先選擇參考系。 (4)參考系的“四性” ①標(biāo)準(zhǔn)性:用來選做參考系的物體都是假定不動(dòng)的,被研究的物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止,都是相對(duì)于參考系而言的。 ②任意性:參考系的選取具有任意性,但應(yīng)以觀察方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)潔為原則;研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),常選地面為參考系。 ③統(tǒng)一性:比較物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)該選擇同一參考系。 ④差異性:同一物體的運(yùn)動(dòng)選擇不同的參考系,觀察結(jié)果一般不同。 2.質(zhì)點(diǎn) (1)質(zhì)點(diǎn)的概念:當(dāng)物體的形狀、大小、體積對(duì)所研究的問題不起作用或所起作用可忽略時(shí),為了研究方便,就可忽略其形狀、大小、體積,把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn). (2)物體視為質(zhì)點(diǎn)的條件: ①當(dāng)物
3、體上各部分的運(yùn)動(dòng)情況相同時(shí),物體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都能反映物體的運(yùn)動(dòng),物體可看作質(zhì)點(diǎn). ②物體的大小、形狀對(duì)所研究的問題無(wú)影響,或可以忽略不計(jì)的情況下,可看成質(zhì)點(diǎn). ?有轉(zhuǎn)動(dòng),但相對(duì)平動(dòng)而言可以忽略時(shí),也可以把物體視為質(zhì)點(diǎn). 二、坐標(biāo)系 1.定量地描述物體的位置及位置的變化. 2.坐標(biāo)系建立的原因:為了定量地描述物體(質(zhì)點(diǎn))的位置以及位置的變化,需要在參考系上建立一個(gè)坐標(biāo)系。 3. 坐標(biāo)系的種類與特點(diǎn) 種類 對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述 坐標(biāo)系的建立 舉例 一維坐標(biāo)系 (直線坐標(biāo)系) 物體沿直線運(yùn)動(dòng) 以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和標(biāo)度 M點(diǎn)位置坐標(biāo)為x=2 m
4、 二維坐標(biāo)系 (平面直角坐標(biāo)系) 物體在某一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng) 以兩條互相垂直的直線為x軸、y軸,交點(diǎn)為原點(diǎn),規(guī)定正方向和標(biāo)度 N點(diǎn)位置坐標(biāo)為x=3 m,y=4 m 三維坐標(biāo)系 (空間坐標(biāo)系) 物體在某一空間內(nèi)運(yùn)動(dòng) 以三條互相垂直的直線為x軸、y軸、z軸,交點(diǎn)為原點(diǎn),規(guī)定正方向和標(biāo)度 P點(diǎn)位置坐標(biāo)為x=3 m,y=4 m,z=2 m 三、時(shí)間與時(shí)刻 時(shí)刻:表示時(shí)間坐標(biāo)軸上的點(diǎn)即為時(shí)刻。 時(shí)間:前后兩時(shí)刻之差。時(shí)間坐標(biāo)軸上用線段表示時(shí)間,例如,前幾秒內(nèi)、第幾秒內(nèi)。 (1)時(shí)間和時(shí)刻的區(qū)別與聯(lián)系: 時(shí)間 時(shí)刻 區(qū)別 物理意義 時(shí)間是事物運(yùn)動(dòng)、發(fā)展
5、、變化所經(jīng)歷的過程長(zhǎng)短的量度 時(shí)刻是事物運(yùn)動(dòng)、發(fā)展、變化過程所經(jīng)歷的各個(gè)狀態(tài)先后順序的標(biāo)志 時(shí)間軸上的表示方法 時(shí)間軸上的一段線段表示一段時(shí)間 時(shí)間軸上的點(diǎn)表示一個(gè)時(shí)刻 表述方法 “3秒內(nèi)”、“前3秒內(nèi)”、“后3秒內(nèi)”、“第1秒內(nèi)”、“第1秒到第3秒”均指時(shí)間 “3秒末”、“第3秒末”、“第4秒初”、“八點(diǎn)半”等均指時(shí)刻 應(yīng)用 對(duì)應(yīng)的是位移、路程、沖量、功等過程量.時(shí)間間隔=終止時(shí)刻-開始時(shí)刻。 對(duì)應(yīng)的是位置、速度、動(dòng)量、動(dòng)能等狀態(tài)量. 聯(lián)系 兩個(gè)時(shí)刻的間隔即為一段時(shí)間,時(shí)間是一系列連續(xù)時(shí)刻的積累過程,時(shí)間對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過程,好比是一段錄像;時(shí)刻對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)的一瞬間,好比是
6、一張照片 常見說法示意圖 (2)在日常生活中所說的“時(shí)間”,其含義不盡相同,有時(shí)是指時(shí)刻,有時(shí)是指時(shí)間間隔,在物理學(xué)中,“時(shí)間”的含義就是時(shí)間間隔。 四、位移與路程 位移 路程 概念 表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量,是從初位置指向末位置的有向線段 指質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度 標(biāo)矢性 有大小,又有方向,位移是矢量 只有大小沒有方向,是標(biāo)量 決定因素 由初末位置決定而與路徑無(wú)關(guān) 既與質(zhì)點(diǎn)的初,末位置有關(guān),也與路徑有關(guān) 聯(lián)系 ?都是描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的空間特征 ②都是過程量 ?物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),位移大小等于路 程 圖例 五、速度 1.瞬時(shí)速度與平均
7、速度 平均速度 瞬時(shí)速度 定義 運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值,叫做這段位移(或時(shí)間內(nèi))的平均速度 運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過某一位置(或在某時(shí)刻)的速度. 意義 粗略描述,對(duì)應(yīng)一段時(shí)間,是一過程量 精確描述,對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻,是一狀態(tài)量 大小 ,在x—t圖象中等于兩時(shí)刻連線對(duì)應(yīng)斜率的大小 v=(其中Δt→0),在x—t圖象中等于該時(shí)刻對(duì)應(yīng)斜率的大小 方向 與位移方向相同 運(yùn)動(dòng)方向 聯(lián)系 都描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向,都是矢量,單位都是m/s 瞬時(shí)速度是極短時(shí)間內(nèi)的平均速度,勻速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度等于瞬時(shí)速度 備注 平常所說的速度既可能是平均速度,也可能是瞬時(shí)速度,要
8、根據(jù)上下文來判斷 2.速度與速率的區(qū)別與聯(lián)系: ①速度是矢量,而速率是標(biāo)量; ②平均速度=,平均速率=; ③瞬時(shí)速度的大小通常叫速率. 六、速度—時(shí)間圖像 1.定義 描述速度v與時(shí)間t關(guān)系的圖像,簡(jiǎn)稱速度圖像。 2.v-t圖像的作法 以橫軸表示時(shí)間,縱軸表示速度,根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)取單位長(zhǎng)度,選定標(biāo)度,描出數(shù)據(jù)點(diǎn),用平滑曲線連接各點(diǎn)得到v-t圖像。 七、加速度 1.定義 速度變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值。 2.定義式:,(速度的變化率),單位m/s2. 3.意義:描述物體速度改變快慢的物理量 4.標(biāo)矢性 矢量,方向與速度變化量的方向相同,由合外力的方向決
9、定,與速度的方向關(guān)系不確定. 5.υ-t圖像中圖線的斜率表示加速度. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 知識(shí)清單 一、勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1.定義:速度隨時(shí)間均勻變化即加速度恒定的運(yùn)動(dòng)。 勻加速直線運(yùn)動(dòng):加速度與速度方向相同。 2.分類: 勻減速直線運(yùn)動(dòng):加速度與速度方向相反。 二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的速度和時(shí)間的關(guān)系 1.公式:, at可理解為t時(shí)間內(nèi)速度的變化量,即Δυ=at. 公式中當(dāng)υ0=0時(shí),υ=at∝t,表示物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)a=0,υ=υ0時(shí),表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng).速度的大小和方向都不變. 2.公式的矢量性 因?yàn)棣浴ⅵ?、a都是矢量,在
10、直線運(yùn)動(dòng)中這些矢量只可能有兩個(gè)方向,所以如果選定該直線的一個(gè)方向?yàn)檎较?,則凡與規(guī)定正方向相同的矢量在公式中取正值,與規(guī)定正方向相反的矢量取負(fù)值. 3.平均速度: ,即勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于初、末速度的平均值,也等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度. 三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的位移與時(shí)間關(guān)系 1.公式: , 2.位移公式為矢量式,若取初速度方向?yàn)檎较?,?dāng)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),a取正值;物體做勻減速運(yùn)動(dòng),a取負(fù)值.并注意x、υ0、a必須選取統(tǒng)一的正方向. 3.若初速度υ0=0,則公式變成,即x∝t2. 四、勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的位移與速度的關(guān)系 1.公式: 2.如果問題的已知量和未知量都
11、不涉及時(shí)間t,利用本公式求解,往往使問題變得簡(jiǎn)單、方便. 3.應(yīng)用時(shí)要選取正方向,若x、a、υ、υ0的方向與正方向相反應(yīng)取負(fù)值. 五、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論 1.在連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差為一恒定值,即Δx=aT2.,推廣為xm-xn=(m-n)aT2. 2.某段位移中間位置的瞬時(shí)速度υ 與這段位移的初、末速度υ0與υ的關(guān)系為 3.某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,等于該段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即=vt/2=. 4.初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)比例式: 設(shè)t=0開始計(jì)時(shí),以T為時(shí)間單位,則 ①1T末、2T末、3T末……瞬時(shí)速度之比為 υ1∶υ2∶υ3∶…=1∶2∶3∶…
12、 ②1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)……位移之比為 Δx1∶Δx2∶Δx3∶…=12∶22∶32∶… ③第一個(gè)T內(nèi),第二個(gè)T內(nèi),第三個(gè)T內(nèi),……第n個(gè)T內(nèi)位移之比為 xI∶xII∶xIII∶…∶xn∶=1∶3∶5∶…(2n -1) ④通過連續(xù)相同位移所用時(shí)間之比為 Δt1∶Δt2∶Δt3∶…∶Δtn= 六、自由落體運(yùn)動(dòng) 1.自由落體運(yùn)動(dòng): ①定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng) ②特點(diǎn):初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 2.自由落體運(yùn)動(dòng)的條件:①初速度為零;②僅受重力 3.自由落體加速度(重力加速度g) ①定義:在同一地點(diǎn),一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度都相同
13、,這個(gè)加速度叫做自由落體加速度 ②數(shù)值:在地球不同的地方g不相同,隨高度增大而減小,隨緯度增大而增大,在通常的計(jì)算中,g取9.8m/s2,粗略計(jì)算g取10m/s2 4.自由落體運(yùn)動(dòng)公式:凡是初速度為零的勻加速度直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,自由落體運(yùn)動(dòng)都適用。 ①速度公式。 ②位移公式 ③速度與位移的關(guān)系式 5.伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)的方法: ①假設(shè)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間是正比關(guān)系; ②推論如果速度與時(shí)間成正比,那么位移與時(shí)間的平方成正比; ③用小角度的光滑斜面來延長(zhǎng)物體的下滑時(shí)間,再通過不同角度進(jìn)行合理的外推來得出結(jié)論。 七、豎直上拋運(yùn)動(dòng)。 1.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的條件:物體只在重力
14、作用下,初速度豎直向上 2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì):豎直方向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。它的加速度為重力加速度g(g= 9.8m/s2),方向豎直向下。 3.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 選定豎直向上的初速度方向?yàn)檎较?,那么,加速度g的方向應(yīng)為負(fù)值。 ①速度公式: ②位移公式: ③速度位移公式: 4.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)特點(diǎn): ①物體上升到最大高度時(shí)的特點(diǎn)是vt = 0。物體上升的最大高度H滿足: ②時(shí)間對(duì)稱——“上升階段”和“下落階段”通過同一段大小相等、方向相反的位移所經(jīng)歷的時(shí)間相等。 上升到最大高度所需
15、要的時(shí)間滿足: 。 物體返回拋出點(diǎn)所用的時(shí)間: ③速率對(duì)稱——“上升階段”和“下落階段”通過同一位置時(shí)的速率大小相等 物體返回拋出點(diǎn)時(shí)的速度: 八、x -t圖象 1.定義 描述物體做直線運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化規(guī)律的圖像。 2.建立方法 以時(shí)間t為橫軸,位移x為縱軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)系上描出物體在不同時(shí)刻t時(shí)的位移x所對(duì)應(yīng)的點(diǎn),并用平滑的圖線連接各點(diǎn)。 3.物理意義:反映了物體做直線運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律. 4.斜率的意義:圖線上某點(diǎn)切線斜率的大小表示物體速度的大小,斜率正負(fù)表示物體速度的方向. 九、v -t圖象 1.定義 描述物體做直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規(guī)律
16、的圖像。 2.圖像特點(diǎn) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像是一條傾斜的直線,如圖所示。 3.物理意義:反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律. 4.斜率的意義:圖線上某點(diǎn)切線斜率的大小表示物體在該點(diǎn)加速度的大小,斜率正負(fù)表示物體加速度的方向. 5.“面積”的意義 ①圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移的大?。? ②若面積在時(shí)間軸的上方,表示位移方向?yàn)檎?;若此面積在時(shí)間軸的下方,表示位移方向?yàn)樨?fù). 十、追及和相遇問題 討論追及、相遇的問題,其實(shí)質(zhì)就是分析討論兩物體在同一時(shí)刻能否到達(dá)相同的空間位置問題. 1.追及相遇問題中的兩個(gè)關(guān)系和一個(gè)條件 (1)兩個(gè)關(guān)系: 即時(shí)
17、間關(guān)系和位移關(guān)系,這兩個(gè)關(guān)系可通過畫運(yùn)動(dòng)示意圖得到. (2)一個(gè)條件: 即兩者速度相等,它往往是物體間能否追上、追不上(兩者)或距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點(diǎn). 2.追及類問題的提示 ①勻加速直線運(yùn)動(dòng)追勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度相同時(shí)相距最遠(yuǎn); ②勻速運(yùn)動(dòng)追勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度相同時(shí)追不上以后就永遠(yuǎn)追不上了,此時(shí)二者相距最近; ③勻減速直線運(yùn)動(dòng)追勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度相同時(shí)相距最近,此時(shí)假設(shè)追不上,以后就永遠(yuǎn)追不上了; ④勻速運(yùn)動(dòng)追勻減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)二者速度相同時(shí)相距最遠(yuǎn); ⑤勻加速直線運(yùn)動(dòng)追勻加速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)當(dāng)以一個(gè)運(yùn)動(dòng)當(dāng)參照物,找出相對(duì)速度、相對(duì)加速度、相對(duì)位
18、移. 【查漏補(bǔ)缺】 一、 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 【常用規(guī)律、公式】 1.基本規(guī)律 (1) 速度公式:v=v0+at. (2) 位移公式:x=v0t+at2. (3) 位移速度關(guān)系式:v2-v=2ax. 這三個(gè)基本公式,是解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基石.均為矢量式,應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向. 2.兩個(gè)重要推論 (1) 物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,還等于初、末時(shí)刻速度矢量和的一半,即:=v=. (2) 任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔T內(nèi)的位移之差為一恒量,即:Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2. 3.v0=0的四個(gè)重要推論 (1
19、) 1T 末、2T 末、3T 末、……瞬時(shí)速度的比為: v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n (2) 1T 內(nèi)、2T 內(nèi)、3T 內(nèi)……位移的比為: x1∶x2∶x3∶…∶xn=12∶22∶32∶…∶n2 (3) 第一個(gè)T內(nèi)、第二個(gè)T內(nèi)、第三個(gè)T內(nèi)……位移的比為: xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1) (4) 從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間的比為: t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-) 【典例1】.做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)4 s后停止,若在第1 s內(nèi)的位移是14 m,則最后1 s的位移是( ) A.3.5 m
20、B.2 m C.1 m D.0 【答案】B 【解析】 勻減速直線運(yùn)動(dòng)可看做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),其在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移大小之比為1∶3∶5∶7,已知第4 s內(nèi)的位移是14 m,所以第1 s內(nèi)的位移是2 m. 【典例2】.(多選)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在時(shí)間T內(nèi)通過位移x1到達(dá)A點(diǎn),接著在時(shí)間T內(nèi)又通過位移x2到達(dá)B點(diǎn),則物體( ) A.在A點(diǎn)的速度大小為 B.在B點(diǎn)的速度大小為 C.運(yùn)動(dòng)的加速度為 D.運(yùn)動(dòng)的加速度為 【答案】AB 【方法總結(jié)】 1.一個(gè)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的物體,末速度為零,若將整個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間分為相等的n個(gè)T,整個(gè)運(yùn)動(dòng)位移分為相等的n個(gè)
21、x,可以得到如同初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)相似的比例關(guān)系式,只是二者首尾顛倒。 2.基本公式加上這么多推論公式,應(yīng)該如何選擇呢?一種方法是不管推論只選基本公式,把已知量代入基本公式求解;再一種方法是分析已知量、相關(guān)量與待求量,看這些量共存于哪個(gè)公式中,這個(gè)公式就是要選取的最合適的公式.前種方法需要列出的方程個(gè)數(shù)多,求解麻煩;后者選公式需要花點(diǎn)工夫,但列出的方程數(shù)目少,求解比較簡(jiǎn)單。 3. 兩類特殊的勻減速直線運(yùn)動(dòng) (1) 剎車類問題:指勻減速到速度為零后即停止運(yùn)動(dòng),加速度a突然消失,求解時(shí)要注意確定其實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間.如果問題涉及最后階段(到停止運(yùn)動(dòng))的運(yùn)動(dòng),可把該階段看成反向的初速度為零
22、、加速度不變的勻加速直線運(yùn)動(dòng). (2) 雙向可逆類:如沿光滑斜面上滑的小球,到最高點(diǎn)后仍能以原加速度勻加速下滑,全過程加速度大小、方向均不變,故求解時(shí)可對(duì)全過程列式,但必須注意x、v、a等矢量的正負(fù)號(hào)及物理意義. 4. 常用的“六種”物理思想方法 (1)一般公式法 一般公式法指速度公式、位移公式及推論三式。它們均是矢量式,使用時(shí)要注意方向性。 (2)平均速度法 定義式= 對(duì)任何性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都適用,而=v=(v0+v)只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 (3)比例法 對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)與末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng),可利用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的重要特征中的比例關(guān)系,用比
23、例法求解。 (4)逆向思維法 如勻減速直線運(yùn)動(dòng)可視為反方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 (5)推論法 利用Δx=aT2:其推廣式xm-xn=(m-n)aT2,對(duì)于紙帶類問題用這種方法尤為快捷。 (6)圖象法 利用v-t圖可以求出某段時(shí)間內(nèi)位移的大小,可以比較v與v,還可以求解追及問題;用x-t圖象可求出任意時(shí)間內(nèi)的平均速度等。 5. 應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)注意的問題 (1)正負(fù)號(hào)的規(guī)定:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式均是矢量式,應(yīng)用時(shí)要注意各物理量的符號(hào),一般情況下,我們規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?,與初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取負(fù)值。 (2)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中若物體先做勻減速直線
24、運(yùn)動(dòng),減速為零后又反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),全程加速度不變.對(duì)這種情況可以將全程看做勻減速直線運(yùn)動(dòng),應(yīng)用基本公式求解。 (3)剎車類問題:勻減速直線運(yùn)動(dòng),要注意減速為零后停止,加速度變?yōu)榱愕膶?shí)際情況,注意題目給定的時(shí)間若大于剎車時(shí)間,計(jì)算時(shí)應(yīng)以剎車時(shí)間為準(zhǔn)。 6. 求解勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的一般解題步驟: (1) 首先確定研究對(duì)象,并判定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 (2) 分析物體的運(yùn)動(dòng)過程,要養(yǎng)成畫物體運(yùn)動(dòng)示意(草)圖的習(xí)慣。 (3) 如果一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)包含幾個(gè)階段,就要分段分析,各段交接處的速度往往是聯(lián)系各段的紐帶。 (4) 運(yùn)用基本公式或推論等知識(shí)進(jìn)行求解。 【典例3】.做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的
25、物體經(jīng)4 s后停止,若在第1 s內(nèi)的位移是14 m,則最后1 s的位移是( ) A.3.5 m B.2 m C.1 m D.0 【答案】B 【解析】勻減速直線運(yùn)動(dòng)可看做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),其在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移大小之比為1∶3∶5∶7,已知第4 s內(nèi)的位移是14 m,所以第1 s內(nèi)的位移是2 m. 【典例4】.(xx·江蘇高考)如圖所示,某“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8 m設(shè)有一個(gè)關(guān)卡,各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉,放行和關(guān)閉的時(shí)間分別為5 s和2 s.關(guān)卡剛放行時(shí),一同學(xué)立即在關(guān)卡1處以加速度2 m/s2由靜止加速到
26、2 m/s,然后勻速向前,則最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是( ) A.關(guān)卡2 B.關(guān)卡3 C.關(guān)卡4 D.關(guān)卡5 【答案】C 二、 自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng) 1.自由落體運(yùn)動(dòng) (1)條件:物體只受重力作用,從靜止開始下落. (2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):初速度v0=0,加速度為重力加速度g的勻加速直線運(yùn)動(dòng). (3)基本規(guī)律:①速度公式:v=gt. ②位移公式:h=gt2. ③速度位移關(guān)系式:v2=2gh. 2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):加速度為g,上升階段做勻減速直線運(yùn)動(dòng),下降階段做自由落體運(yùn)動(dòng). (2)基本規(guī)律: ①速度公式:v=v0-gt. ②位移公式:h=v
27、0t-gt2. ③速度位移關(guān)系式:v2-v=-2gh. ④上升的最大高度:H=. ⑤上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間:t=. 【典例1】如圖所示木桿長(zhǎng)5 m,上端固定在某一點(diǎn),由靜止放開后讓它自由落下(不計(jì)空氣阻力),木桿通過懸點(diǎn)正下方20 m處圓筒AB,圓筒AB長(zhǎng)為5 m,求: (1)木桿經(jīng)過圓筒的上端A所用的時(shí)間t1是多少? (2)木桿通過圓筒AB所用的時(shí)間t2是多少?(g取10 m/s2) 【合作探討】 (1)木桿經(jīng)過圓筒的過程中,能否將桿或筒視為質(zhì)點(diǎn)? 提示:木桿經(jīng)過圓筒的過程中,不能將木桿視為質(zhì)點(diǎn),也不能將圓筒視為質(zhì)點(diǎn). (2)木桿下端經(jīng)過圓筒的上端A和木桿上端經(jīng)過圓筒的
28、上端A對(duì)應(yīng)木桿下落的高度各為多少? 提示:木桿下端經(jīng)過圓筒的上端A時(shí)木桿下落了15 m. 木桿上端經(jīng)過圓筒的上端A時(shí)木桿下落了20 m. (3)木桿的上端經(jīng)過圓筒下端B時(shí)木桿下落的高度為多少? 提示:木桿的上端經(jīng)過圓筒下端B時(shí)木桿下落的高度為25 m. 【答案】 (1)(2-)s (2)(-)s (2)木桿的上端離開圓筒下端B用時(shí)t上B== s= s 則木桿通過圓筒所用的時(shí)間t2=t上B-t下A=(-)s. 【典例2】某校一課外活動(dòng)小組自制一枚火箭,設(shè)火箭從地面發(fā)射后,始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動(dòng).火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過4 s到達(dá)離地面40 m高處時(shí)燃料恰好用
29、完,若不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2,求: (1)燃料恰好用完時(shí)火箭的速度; (2)火箭上升離地面的最大高度; (3)火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過程的總時(shí)間. 【解題關(guān)鍵】 關(guān)鍵信息 信息解讀 火箭從地面發(fā)射 火箭的初位置在地面,初速度為零 火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過4 s到達(dá)離地面40 m高處 火箭在4 s內(nèi)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 達(dá)到離地面40 m高處時(shí)燃料恰好用完,不計(jì)空氣阻力 t=4 s以后火箭做豎直上拋運(yùn)動(dòng) 【答案】 (1)20 m/s (2)60 m (3)(6+2) s 【解析】 設(shè)燃料用完時(shí)火箭的速度為v1,所用時(shí)間為t1.
30、 火箭的運(yùn)動(dòng)分為兩個(gè)過程,第一個(gè)過程做勻加速上升運(yùn)動(dòng),第二個(gè)過程做豎直上拋運(yùn)動(dòng)至到達(dá)最高點(diǎn). (1)對(duì)第一個(gè)過程有h1=t1,代入數(shù)據(jù)解得v1=20 m/s. (2)對(duì)第二個(gè)過程有h2=,代入數(shù)據(jù)解得h2=20 m 所以火箭上升離地面的最大高度h=h1+h2=40 m+20 m=60 m. 方法二 整體分析法 考慮從燃料用完到殘骸落回地面的全過程,以豎直向上為正方向,全過程為初速度v1=20 m/s,加速度a=-g=-10 m/s2,位移h′=-40 m的勻減速直線運(yùn)動(dòng),即有h′=v1t-gt2,代入數(shù)據(jù)解得t=(2+2) s或t=(2-2) s(舍去),故t總=t1+t=(
31、6+2) s. 【方法總結(jié)】 1.應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題時(shí)的兩點(diǎn)注意 (1)物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運(yùn)動(dòng),從中間截取的一段運(yùn)動(dòng)過程不是自由落體運(yùn)動(dòng),而是豎直下拋運(yùn)動(dòng),應(yīng)該用初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律去解決豎直下拋運(yùn)動(dòng)問題. (2)可充分利用自由落體運(yùn)動(dòng)初速度為零的特點(diǎn)、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題. ①?gòu)倪\(yùn)動(dòng)開始連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之比為1∶3∶5∶7∶…∶(2n-1). ②一段時(shí)間內(nèi)的平均速度=,=,=gt. ③連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)位移的增加量相等,即Δh=gT2. 2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的三種對(duì)稱性 (1)時(shí)間的對(duì)稱性: ①物體上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間與物體從最
32、高點(diǎn)落回到原拋出點(diǎn)所用時(shí)間相等,即t上=t下=. ②物體在上升過程中從某點(diǎn)到達(dá)最高點(diǎn)所用的時(shí)間和從最高點(diǎn)落回該點(diǎn)所用的時(shí)間相等. (2)速度的對(duì)稱性: ①物體上拋時(shí)的初速度與物體又落回原拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小相等、方向相反. ②物體在上升階段和下降階段經(jīng)過同一個(gè)位置時(shí)的速度大小相等、方向相反. (3)能量的對(duì)稱性: 豎直上拋運(yùn)動(dòng)物體在上升和下降過程中經(jīng)過同一位置時(shí)的動(dòng)能、重力勢(shì)能及機(jī)械能分別相等. 3.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的兩種處理方法 (1)分段法:將全程分為兩個(gè)階段,即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段. (2)全程法:將全過程視為初速度為v0,加速度a=-g的勻變速直線運(yùn)
33、動(dòng),必須注意物理量的矢量性.習(xí)慣上取v0的方向?yàn)檎较?,則: ①v>0時(shí),物體正在上升;v<0時(shí),物體正在下降. ②h>0時(shí),物體在拋出點(diǎn)上方;h<0時(shí),物體在拋出點(diǎn)下方. 【典例3】 (xx·淮安模擬)有一串佛珠穿在一根長(zhǎng)1.8 m的細(xì)線上,細(xì)線的首尾各固定一個(gè)佛珠,中間還有5個(gè)佛珠.從最下面的佛珠算起,相鄰兩個(gè)佛珠的距離為5 cm、15 cm、25 cm、35 cm、45 cm、55 cm,如圖所示.某人向上提起線的上端,讓線自由垂下,且第一個(gè)佛珠緊靠水平桌面.松手后開始計(jì)時(shí),若不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2,則第2、3、4、5、6、7個(gè)佛珠( ) A.落到桌面上的時(shí)間間
34、隔越來越大 B.落到桌面上的時(shí)間間隔相等 C.其中的第4個(gè)佛珠落到桌面上的速率為4 m/s D.依次落到桌面上的速率關(guān)系為1:∶∶2∶∶ 【答案】B 【典例4】 (xx·上海高考)在離地高h(yuǎn)處,沿豎直方向同時(shí)向上和向下拋出兩個(gè)小球,它們的初速度大小均為v,不計(jì)空氣阻力,兩球落地的時(shí)間差為( ) A. B. C. D. 【答案】A 三、 運(yùn)動(dòng)圖像的分析與應(yīng)用 1、常見的動(dòng)力學(xué)圖象 v-t圖象、a-t圖象、F-t圖象、F-a圖象等。 2、應(yīng)用運(yùn)動(dòng)圖像解題“六看” (1)看“軸” (2)看“線” (3)看“斜率” (4)看“面積”:v-t圖像
35、上圖線和時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移 (5)看“縱截距” (6)看“特殊點(diǎn)” 3、 直線運(yùn)動(dòng)中三種常見圖象的比較(⑥是與t軸重合的直線) 比較 項(xiàng)目 x-t圖象 v-t圖象 a-t圖象 圖象 圖 線 含 義 圖線①表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示速度v) 圖線①表示質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(斜率表示加速度a) 圖線①表示質(zhì)點(diǎn)做加速度逐漸增大的直線運(yùn)動(dòng) 圖線②表示質(zhì)點(diǎn)靜止 圖線②表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 圖線②表示質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 圖線③表示質(zhì)點(diǎn)向負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) 圖線③表示質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 圖線③表示質(zhì)點(diǎn)做加速度減小的直線運(yùn)動(dòng)
36、 交點(diǎn)④表示此時(shí)三個(gè)質(zhì)點(diǎn)相遇 交點(diǎn)④表示此時(shí)三個(gè)質(zhì)點(diǎn)有相同的速度 交點(diǎn)④表示此時(shí)三個(gè)質(zhì)點(diǎn)有相同的加速度 點(diǎn)⑤表示t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移為x1(圖中陰影部分的面積沒有意義) 點(diǎn)⑤表示t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度為v1(圖中陰影部分面積表示質(zhì)點(diǎn)在0~t1時(shí)間內(nèi)的位移) 點(diǎn)⑤表示t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)加速度為a1(圖中陰影部分面積表示質(zhì)點(diǎn)在0~t1時(shí)間內(nèi)的速度變化量) 圖線⑥表示物體靜止在原點(diǎn) 圖線⑥表示物體靜止 圖線⑥表示物體加速度為0 【典例1】x -t圖象]如圖所示是一物體的x -t圖象,則該物體在6 s內(nèi)的路程是( ) A.0 m B.2 m C.4 m D.12
37、m 【答案】D 【典例2】速度圖象的理解]質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象如圖所示,該質(zhì)點(diǎn)( ) A.在第1秒末速度方向發(fā)生了改變 B.在第2秒末加速度方向發(fā)生了改變 C.在第2秒內(nèi)發(fā)生的位移為零 D.第3秒末和第5秒末的位置相同 【答案】D 【技巧總結(jié)】 (1) 無(wú)論是x-t圖象還是v-t圖象都只能描述直線運(yùn)動(dòng)。 (2) x-t圖象和v-t圖象都不表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。 (3) x-t圖象和v-t圖象的形狀由x與t、v與t的函數(shù)關(guān)系決定。 (4) 根據(jù)斜率判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀況,根據(jù)位移圖像斜率判斷速度變化情況、根據(jù)速度圖像斜率判斷加速度變化情況。 (5).
38、利用圖象的物理意義來解決實(shí)際問題往往起到意想不到的效果.在中學(xué)階段某些問題根本無(wú)法借助初等數(shù)學(xué)的方法來解決,但如果注意到一些圖線的斜率和面積所包含的物理意義,則可利用比較直觀的方法解決問題。 6. 運(yùn)用圖象解答物理問題的“三個(gè)”步驟 (1)認(rèn)真審題,根據(jù)題中所需求解的物理量,結(jié)合相應(yīng)的物理規(guī)律確定所需的橫、縱坐標(biāo)表示的物理量。 (2)根據(jù)題意,找出兩物理量的制約關(guān)系,結(jié)合具體的物理過程和相應(yīng)的物理規(guī)律作出函數(shù)圖象。 (3)由所作圖象結(jié)合題意,運(yùn)用函數(shù)圖象進(jìn)行表達(dá)、分析和推理,從而找出相應(yīng)的變化規(guī)律,再結(jié)合相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具(即方程)求出相應(yīng)的物理量。 【典例3】(xx·高密模擬)設(shè)物體運(yùn)
39、動(dòng)的加速度為a、速度為v、位移為s.現(xiàn)有四個(gè)不同物體的運(yùn)動(dòng)圖象如下列選項(xiàng)所示,假設(shè)物體在t=0時(shí)的速度均為零,則其中表示物體做單向直線運(yùn)動(dòng)的圖象是( ) 【答案】C 【典例4】.(xx·江蘇高考)小球從一定高度處由靜止下落,與地面碰撞后回到原高度再次下落,重復(fù)上述運(yùn)動(dòng).取小球的落地點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,豎直向上為正方向.下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中,能描述該過程的是( ) 【答案】A 【解析】由題意知在運(yùn)動(dòng)過程中小球機(jī)械能守恒,設(shè)機(jī)械能為E,小球離地面高度為x時(shí)速度為v,則有mgx+mv2=E,可變形為x=-+,由此方程可知圖線為開口向左、頂點(diǎn)在(,0)的拋物線,故選
40、項(xiàng)A正確. 四、多角度解決追及相遇問題 1、追及和相遇問題的概述 1. 當(dāng)兩個(gè)物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)時(shí),由于兩物體的運(yùn)動(dòng)情況不同,所以兩物體之間的距離會(huì)不斷發(fā)生變化,這時(shí)就會(huì)涉及追及、相遇或避免相碰等問題。 2. 追及與相遇問題的實(shí)質(zhì)是研究?jī)蓚€(gè)物體的時(shí)空關(guān)系,只要滿足兩個(gè)物體在同一時(shí)間到達(dá)同一地點(diǎn),即說明兩個(gè)物體相遇。 2、追及、相遇問題兩種典型情況 (1)速度小者追速度大者 追及類型 圖像描述 相關(guān)結(jié)論 勻加速追勻速 設(shè)x0為開始時(shí)兩物體間的距離,則應(yīng)有下面結(jié)論: ①t=t0以前,后面物體與前面物體間的距離增大; ?、趖=t0時(shí),兩物體相距最遠(yuǎn),為x0+Δx;
41、
?、踭=t0以后,后面物體與前面物體間的距離減??;
④一定能追上且只能相遇一次
勻速追勻減速
勻加速追勻減速
(2) 速度大者追速度小者
追及類型
圖像描述
相關(guān)結(jié)論
勻減速追勻速
設(shè)x0為開始時(shí)兩物體間的距離,開始追及時(shí),后面物體與前面物體間的距離在減小,當(dāng)兩物體速度相等時(shí),即t=t0時(shí)刻:
?、偃籀=x0,則恰能追上,兩物體只能相遇一次,這也是避免相撞的臨界條件;
?、谌籀
42、速追勻速
設(shè)x0為開始時(shí)兩物體間的距離,開始追及時(shí),后面物體與前面物體間的距離在減小,當(dāng)兩物體速度相等時(shí),即t=t0時(shí)刻:
?、偃籀=x0,則恰能追上,兩物體只能相遇一次,這也是避免相撞的臨界條件;
?、谌籀
43、 m/s2,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),求: (1)兩車再次相遇前二者間的最大距離; (2)兩車再次相遇所需的時(shí)間. 【自主思考】 (1)兩車間距最大時(shí)應(yīng)滿足什么條件? 提示:甲、乙兩車速度相等. (2)兩車相遇時(shí)應(yīng)滿足什么條件? 提示:甲、乙兩車的位移相等. 【答案】 (1)24 m (2)8 s 【解析】 解法一 用物理分析法求解 (1)甲、乙兩車同時(shí)同地同向出發(fā),甲的初速度大于乙的初速度,但甲做勻減速運(yùn)動(dòng),乙做勻加速運(yùn)動(dòng),則二者相距最遠(yuǎn)時(shí)的特征條件是:速度相等,即v甲t=v乙t v甲t=v甲-a甲t1;v乙t=v乙+a乙t1 得:t1==4 s 相距最遠(yuǎn)Δx=x甲-x乙
44、=-=(v甲-v乙)t1-(a甲+a乙)t=24 m. (2)再次相遇的特征是:二者的位移相等,即 v甲t2-a甲t=v乙t2+a乙t 代入數(shù)值化簡(jiǎn)得 12t2-t=0 解得:t2=8 s,t′2=0(即出發(fā)時(shí)刻,舍去). ●遷移1 追者勻速,被追者勻加速 【典例2】.(xx·成都高新區(qū)摸底)一步行者以6.0 m/s的速度跑去追趕被紅燈阻停的公共汽車,在跑到距汽車25 m處時(shí),綠燈亮了,汽車以1.0 m/s2的加速度勻加速啟動(dòng)前進(jìn),則 ( ) A.人能追上公共汽車,追趕過程中人跑了36 m B.人不能追上公共汽車,人、車最近距離為7 m C.人能追上公共汽車,追上車
45、前人共跑了43 m D.人不能追上公共汽車,且車開動(dòng)后,人車距離越來越遠(yuǎn) 【答案】B 【解析】在跑到距汽車25 m處時(shí),綠燈亮了,汽車以1.0 m/s2的加速度勻加速啟動(dòng)前進(jìn),當(dāng)汽車加速到6.0 m/s時(shí)二者相距最近.汽車加速到6.0 m/s所用時(shí)間t=6 s,人運(yùn)動(dòng)距離為6×6 m=36 m,汽車運(yùn)動(dòng)距離為18 m,二者最近距離為18 m+25 m-36 m=7 m,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B正確.人不能追上公共汽車,且車開動(dòng)后,人車距離先減小后增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. ●遷移2 追者勻減速,被追者勻速 【典例3】.(xx·濟(jì)寧模擬)A、B兩列火車,在同一軌道上同向行駛,A車在前,其速度vA=
46、10 m/s,B車在后,其速度vB=30 m/s,因大霧能見度低,B車在距A車x0=85 m時(shí)才發(fā)現(xiàn)前方有A車,這時(shí)B車立即剎車,但B車要經(jīng)過180 m才能停止,問:B車剎車時(shí)A車仍按原速率行駛,兩車是否會(huì)相撞?若會(huì)相撞,將在B車剎車后何時(shí)相撞?若不會(huì)相撞,則兩車最近距離是多少? 【答案】 不會(huì)相撞 5 m 【解析】 設(shè)B車剎車過程的加速度大小為aB, 由v2-v=2ax 可得:02-302=2(-aB)×180 解得:aB=2.5 m/s2 設(shè)經(jīng)過時(shí)間t兩車相撞,則有:vBt-aBt2=x0+vAt, 即30t-×2.5t2=85+10t 整理得t2-16t+68=0
47、 ●遷移3 追者勻速,被追者勻減速 【典例4】.如圖所示,A、B兩物體相距s=7 m時(shí),A在水平拉力和摩擦力作用下,正以vA=4 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),而物體B此時(shí)正以vB=10 m/s向右勻減速運(yùn)動(dòng),加速度a=-2 m/s2,則A追上B所經(jīng)歷時(shí)間是( ) A.7 s B.8 s C.9 s D.10 s 【答案】B ●遷移4 追者勻加速,被追者勻減速 【典例5】.甲、乙兩車相距40.5 m,同時(shí)沿平直公路做直線運(yùn)動(dòng),甲車在前,以初速度v1=16 m/s,加速度a1=2 m/s2做勻減速直線運(yùn)動(dòng),乙車在后,以初速度v2=4 m/s,加速度a2=1 m/s2,與甲同
48、向做勻加速直線運(yùn)動(dòng).求: (1)甲、乙兩車相遇前相距的最大距離. (2)乙車追上甲車經(jīng)歷的時(shí)間. 【答案】 (1)64.5 m (2)11 s 【解析】 (1)甲、乙兩車速度相等時(shí)距離最大,設(shè)時(shí)間為t1時(shí),兩車的速度相等,則: v1-a1t1=v2+a2t1 即16-2t1=4+t1,解得:t1=4 s 對(duì)甲車:x1=v1t1-a1t=48 m 對(duì)乙車:x2=v2t1+a2t=24 m 故甲、乙兩車相遇前相距的最大距離: xmax=x0+x1-x2=64.5 m. (2)甲車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2==8 s 在甲車運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi),甲車位移: x1′=t2=64 m 乙車位移:
49、x2′=v2t2+a2t=64 m 方法總結(jié): 三、追及與相遇問題的求解方法 1.追及相遇問題中的一個(gè)條件和兩個(gè)關(guān)系 (1)一個(gè)條件:即兩者速度相等,它往往是物體間能夠追上、追不上或兩者距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點(diǎn). (2)兩個(gè)關(guān)系:即時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系,這兩個(gè)關(guān)系可通過畫運(yùn)動(dòng)示意圖得到. 2.追及相遇問題常見的三種情況 假設(shè)物體A追物體B,開始時(shí),兩個(gè)物體相距x0,則: (1)A追上B時(shí),必有xA-xB=x0,且vA≥vB. (2)要使兩物體恰好不相撞,兩物體同時(shí)到達(dá)同一位置時(shí)速度相同,必有xA-xB=x0,vA=vB. (3)若使兩物體保證不相撞,則要
50、求當(dāng)vA=vB時(shí),xA-xB<x0,且之后vA≤vB. 3.解答追及相遇問題的三種常用方法 (1)物理分析法:抓住“兩物體能否同時(shí)到達(dá)空間某位置”這一關(guān)鍵,認(rèn)真審題,挖掘題目中的隱含條件,建立一幅物體運(yùn)動(dòng)關(guān)系的圖景. (2)數(shù)學(xué)極值法:設(shè)相遇時(shí)間為t,根據(jù)條件列方程,得到關(guān)于時(shí)間t的一元二次方程,用根的判別式進(jìn)行討論.若Δ>0,即有兩個(gè)解,說明可以相遇兩次;若Δ=0,說明剛好追上或相遇;若Δ<0,無(wú)解,說明追不上或不能相遇. (3)圖象法:將兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間關(guān)系在同一圖象中畫出,然后利用圖象分析求解相關(guān)問題. 高考預(yù)測(cè)補(bǔ)缺訓(xùn)練 1.
51、某同學(xué)以校門口為原點(diǎn),以向東為正方向建立坐標(biāo),記錄了甲、乙兩位同學(xué)的位移—時(shí)間(x -t)圖線,如圖所示,下列說法中正確的是( ) A.在t1時(shí)刻,甲的瞬時(shí)速度為零,乙的速度不為零 B.在t2時(shí)刻,甲、乙速度可能相同 C.在t2時(shí)刻,甲、乙兩同學(xué)相遇 D.在t3時(shí)刻,乙的速度為零,加速度不為零 【答案】C 2.(xx·??谀M)一質(zhì)點(diǎn)從原點(diǎn)出發(fā)做直線運(yùn)動(dòng)的v -t圖象如圖1-3-4所示.下列說法正確的是( ) 圖1-3-4 A.質(zhì)點(diǎn)6 s時(shí)刻到原點(diǎn)的距離為10 m B.在0~2 s和4~6 s,質(zhì)點(diǎn)的加速度相同 C.在2~4 s,質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度大小都減小
52、 D.在2~4 s,質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度方向相同 【答案】C 【解析】質(zhì)點(diǎn)在0~2 s內(nèi)的位移大小等于4~6 s內(nèi)的位移大小,方向相反,則質(zhì)點(diǎn)在0~6 s內(nèi)的位移等于2~4 s內(nèi)的位移,其大小小于10 m,A錯(cuò)誤;在0~2 s和4~6 s,質(zhì)點(diǎn)的加速度方向相反,B錯(cuò)誤;在2~4 s,質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng),速度減小,圖線越來越平緩,則加速度減小,C正確;在2~4 s,質(zhì)點(diǎn)的速度為正,加速度為負(fù),二者方向相反,D錯(cuò)誤. 3.【河北省武邑中學(xué)xx屆高三上學(xué)期周考】(多選)甲、乙兩物體沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),6s末在途中相遇,它們的速度圖像如圖所示,可以確定: ( ) A.t
53、=0時(shí)甲在乙的前方27m處 B.t=0時(shí)乙在甲的前方27m處 C.6s之后兩物體不會(huì)再相遇 D.6s之后兩物體還會(huì)再相遇 【答案】AC 4. 【河北省武邑中學(xué)xx屆高三上學(xué)期周考】(多選)一個(gè)從地面豎直上拋的小球,到達(dá)最高點(diǎn)前1s上升的高度是它上升的最大高度的1/4,不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2.則: ( ) A.小球上升的最大高度是5m B.小球上拋的初速度是20m/s C.2.5s時(shí)物體正在上升 D.1s末、3s末物體處于同一位置 【答案】BD 【解析】小球到達(dá)最高點(diǎn)前上升的高度是,由題知,小球上升的最大高度是,故A錯(cuò)誤
54、;由,得小球上拋的初速度是,故B正確;小球上升的總時(shí)間,則時(shí)物體正在下降,故C錯(cuò)誤;由于小球上升的總時(shí)間是,則根據(jù)末、末物體處于同一位置,故D正確。 5.【四川省雙流中學(xué)xx屆高三9月月考理科綜合】(多選)將甲乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋出,拋出時(shí)間相隔2 s,它們運(yùn)動(dòng)的圖像分別如直線甲乙所示。則: ( ) A.t=2 s時(shí),兩球的高度相差一定為40 m B.t=4 s時(shí),兩球相對(duì)于各自的拋出點(diǎn)的位移相等 C.兩球從拋出至落到地面所用的時(shí)間間隔相等 D.甲球從拋出至到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間間隔與乙球相等 【答案】BD 6. 【湖北省沙市中學(xué)xx屆高三上學(xué)期第二次考試】如圖所示,光滑斜面傾角為30o,AB物體與水平面間摩擦系數(shù)均為μ=0.4,現(xiàn)將A、B兩物體(可視為質(zhì)點(diǎn))同時(shí)由靜止釋放,兩物體初始位置距斜面底端O的距離為L(zhǎng)A=2.5m,LB=10m。不考慮兩物體在轉(zhuǎn)折O處的能量損失。 O A B (1)求兩物體滑到O點(diǎn)的時(shí)間差。 (2)B從開始釋放,需經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間追上A?(結(jié)果可用根號(hào)表示) 【答案】(1)1s(2)2.34s 【解析】(1)A到達(dá)底端時(shí)間 B到達(dá)底端時(shí)間 A B到達(dá)底端時(shí)間差
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