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1、2022年高考物理第一輪復(fù)習 補充資料 第1單元 運動的描述1 描述直線運動的基本概念
一.知識點
質(zhì)點 參考系 坐標系 時間 時刻 路程 位移 平均速度 瞬時速度 平均速率 瞬時速率 加速度 軌跡圖像 位移圖像 速度圖像
二.典例解析
1.平均速度與平均速率的區(qū)別,平均到瞬時的過渡
① 路程一般大于位移的大小,故平均速率一般大于平均速度的大小。
當質(zhì)點作單向直線運動時(不一定勻速),平均速率等于平均速度的大小。
② 當t趨于0時,平均值轉(zhuǎn)化為瞬時值 (近似替代思想——極限法)
當t趨于0時,s的大小與L趨于相等 (化曲為直思想——微元法)
【例1】光電門測速
用如
2、圖所示的計時裝置可以近似測出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時速度.已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4.0mm,遮光條經(jīng)過光電門的遮光時間為0.040s.則滑塊經(jīng)過光電門位置時的速度大小為
A.0.10m/s B.100m/s
C.4.0m/s D.0.40m/s
2.參考系和相對運動
巧選參考系;非慣性系中引進慣性力
【例2】水面追帽子
一小船在河水中逆水劃行,經(jīng)過某橋下時一草帽落入水中順流而下,2分鐘后劃船人才發(fā)現(xiàn)并立即掉頭追趕,結(jié)果在橋下游60米追上草帽,求水流速度。(設(shè)掉頭時間不記,劃船速度及水流速度恒定)(答案:0.5m/s,以帽子為參考系,小船來回做等速率運動,時間相等。
3、另問:能求出劃船的速度嗎?)
【例3】豎直球追碰
B
A
如圖所示,A、B兩球在同一豎直線上,相距H=15m,B球離地面h。某時刻釋放A球,1s后釋放B球,要使A球能在B球下落的過程中追上B球,則h應(yīng)滿足什么條件?重力加速度取g=10m/s2(答案:不小于5m)
如圖所示,A、B兩球在同一豎直線上,相距H,B球離地面h=5m。設(shè)B球與地面碰撞過程中沒有能量損失,若兩球同時釋放,要使A球能在B球反彈后上升的過程中與B球相碰,則H應(yīng)滿足什么條件?(答案:0
4、
【例4】車廂中水滴軌跡問題(靜止;勻速;勻變速)
答案:靜止時成豎直排列,間隔等差(若從剛滴下的小滴算起,間隔為1:3:5……),落點唯一。
勻速直線運動時與靜止時相同。
勻變速直線運動時成傾斜的直線,間隔與落點與上述情況相同。
靜止時
勻速直線運動時
勻加速直線運動時
v
a
【例5】傳送帶上滑塊相對運動問題(直線與曲線;軌跡與能量)
v
t
帶
塊
相對地面的軌跡—類斜拋
相對傳送帶的軌跡(痕跡)
相對傳送帶的軌跡(向左的痕跡)
相對地面的軌跡(向右)
1 : 1很有意思
切割刀
v1
v2
v2
相對玻璃的軌跡如何?
5、畫一畫
相對地面的軌跡
v
【例6】切割玻璃問題
右圖中v1為相對速度,v2為牽連速度,v為絕對速度。
有:絕對速度=相對速度+牽連速度(矢量式)
【例7】反沖運動中的相對速度
v2(取向右為正,但v2不一定向右)
v1(含負號)
若上圖中兩個速度均為對地速度,則球相對人的速度為v2-v1(一定為正)
v2(取向右為正,v2一定向右)
v1(含負號)
若上圖中v2為球相對人的速度,則球相對地的速度為v2+v1(不一定為正)
【例8】風向相對問題
某人騎自行車以10m/s的速度在大風中向東行駛,他感到風正以相對車10m/s的速度從北方吹來,則風
6、的實際速度為
A.14m/s,方向南偏西 B.14m/s,方向東偏南
C.10m/s,方向向正北 D.10m/s,方向為正南
(答案:B。物理學上答風向東偏南45度,氣象學上答西北風——從西北方向來——向東南方向去)
(中等難度)假定某日刮北風,風速為u,一運動員在風中跑步,他相對于地面的速度為v,且v
7、,一運動員在風中跑步,他對地面的速度大小是v,試問他向什么方向跑的時候,他會感到風是從自己的正右側(cè)吹來的?這種情況在什么條件下成為無解?在無解的情況下,運動員向什么方向跑時,感到風與他跑的方向所成夾角φ最大?(第一個問題同上,當v>u時無解,此時,要使φ最大,由正弦定理可知,應(yīng)使V與u垂直,得θ=arccos,即運動員應(yīng)向南偏西θ=arccos跑——即西偏南φ=arcsin。如下圖)
u—風對地的速度—絕對速度
θ
v>u
V—風相對人的速度—相對速度
v—人對地的速度—牽連速度
φ
【例9】非慣性系中的動力學問題(引進慣性力——如離心力,科里奧利力等)
θ
a
8、
b
右
左
(xx年海南卷)如右圖,水平地面上有一楔形物塊,其斜面上有一小物塊b,b與平行于斜面的細繩的一端相連,細繩的另一端固定在斜面上.a(chǎn)與b之間光滑,a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運動.當它們剛運行至軌道的粗糙段時
A.繩的張力減小,b對a的正壓力減小 B.繩的張力增加,斜面對b的支持力增加
C.繩的張力減小,地面對a的支持力增加 D.繩的張力增加.地面對a的支持力減小
【答案】C (以地面為參考系分析……;以斜面為參考系分析……)
FN
mg
F
θ
FN
mg
F
θ
F*
以地面為參考系,從兩種可能的運動(一是仍相對靜止;二
9、是相對上滑)分析F與FN的變化
以斜面為參考系,引進慣性力F*=ma,分析F與FN的變化(顯然FN增大,F(xiàn)可能減小,可能為零,若原題中繩子取消,ab間有摩擦,則摩擦力可能反向,甚至反向變?yōu)閯幽Σ粒?
3.圖像問題(運動學常見的三種圖像)
v/(m.s-1)
0
t/s
-v0
v0
2v0
1
2
3
4
5
6
7
乙
甲
【例10】(xx廣東高考)上圖左,游樂場中,從高處A到水面B處有兩條長度相同的光滑軌道。甲、乙兩小孩沿不同軌道同時從A處自由滑向B處,下列說法正確的有
A.甲的切向加速度始終比乙的大 B.甲、乙在同一高度的速度大小相等
10、
C.甲、乙在同一時刻總能到達同一高度 D.甲比乙先到達B處
【答案】BD
【例11】上圖中,甲、乙、丙三個物體同時同地出發(fā)做直線運動,它們的位移一時間圖象如圖所示。在20s內(nèi),它們的平均速度和平均速率的大小關(guān)系是
A.平均速度大小相等? B.平均速率相等
C.平均速度V甲>V乙>V丙? D.平均速率V甲>V乙=V丙
【答案】AD
【例12】(xx四川卷)上圖右,甲、乙兩物體在t=0時刻經(jīng)過同一位置沿x軸運動,其v-t圖像如圖所示。則
A.甲、乙在t=0s到t=1s之間沿同一方向運動
B.乙在t=0到t=7s之間的位移為零
C.甲在t=0到t=4s
11、之間做往復(fù)運動
D.甲、乙在t=6s時的加速度方向相同
【答案】BD
三.對應(yīng)練習
1.地面上足夠高處,在同一位置同時以相同的速率v分別豎直向上、豎直向下、水平向左、水平向右把四個小球拋出,不計阻力影響,經(jīng)過1s四個小球在空中的位置構(gòu)成的圖形正確的是
0
t/s
10
20
10
20
s/m
A B C D
【答案】A
2.(xx年上海卷)質(zhì)點做直線運動,其s-t關(guān)系如圖所示,質(zhì)點在0-20s內(nèi)的平均速度大小為_________m/s
12、質(zhì)點在_________時的瞬時速度等于它在6-20s內(nèi)的平均速度。
【答案】0.8 10s和14s
O
x
t
t1
t2
a
b
3.(xx年新課標)如圖,直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位置-時間(x-t)圖線。由圖可知
A.在時刻t1,a車追上b車
B.在時刻t2,a、b兩車運動方向相反
C.在t1到t2這段時間內(nèi),b車的速率先減少后增加
D.在t1到t2這段時間內(nèi),b車的速率一直比a車的大
【答案】BC
v/m·s–1
t/s
1
2
3
4
5
甲
乙
0
10
20
30
-10
4.(x
13、x全國卷大綱版) 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,拋出時間間隔為2s,他們運動的V-t圖像分別如直線甲、乙所示。則
A.t=2s時,兩球的高度差一定為40m
B.t=4s時,兩球相對于各自拋出點的位移相等
C.兩球從拋出至落地到地面所用的時間間隔相等
D.甲球從拋出至達到最高點的時間間隔與乙球的相等
【答案】BD
5.(xx年天津卷)質(zhì)點做直線運動的v—t圖象如圖所示,規(guī)定向右為正方向,則該質(zhì)點在前8s內(nèi)平均速度的大小和方向分別為
A.0.25m/s 向右 B.0.25m/s 向左
C.1m/s 向右 D.1m/s 向左
【答案】B
四.好題收集(請同學們把自己遇到的與這一節(jié)內(nèi)容相關(guān)的經(jīng)典好題整理收集于此欄)