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文檔簡介
勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用
目錄
題型一勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用...........................................................1
類型1基本公式和速度位移關(guān)系式的應(yīng)用....................................................2
類型2逆向思維法解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題...................................................4
題型二勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論及應(yīng)用.............................................................6
類型1平均速度公式........................................................................7
類型2位移差公式.........................................................................11
類型3初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)比例式..................................................13
類型4第n秒內(nèi)位移問題...................................................................18
題型三自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)............................................................20
類型1自由落體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用........................................................21
類型2自由落體運(yùn)動(dòng)中的“兩物體先后下落”問題..............................................24
類型3豎直上拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律............................................................25
類型4自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的相遇問題..............................................28
題型四多過程問題............................................................................33
題型一勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用
【解題指導(dǎo)】1.v=v+at>x=vt+-at2>v2—v()2=2ax原則上可解任何勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題,公式中均、
0o2
v、a、x都是矢量,應(yīng)用時(shí)要規(guī)定正方向.
2.對(duì)于末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng),常用逆向思維法.
3.對(duì)于汽車剎車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)問題,要注意汽車速度減為零后保持靜止,而不發(fā)生后退(即做反向的勻
加速直線運(yùn)動(dòng)),一般需判斷減速到零的時(shí)間.
【必備知識(shí)與關(guān)鍵能力】
1.基本規(guī)律
(1)速度一時(shí)間關(guān)系:v=vo+afv—at
……「MN1|初速度為零11
(2)位移一時(shí)間關(guān)系:x—vot-V^atA---------->lx—~at2
(3)速度一位移關(guān)系:v2~vo=2axv2=2ax
2.對(duì)于運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的選用可參考下表所列方法
題目中所涉及的物理量(包括已知沒有涉及的物理
適宜選用的公式
量、待求量和為解題設(shè)定的中間量)量
Vo、V、Q、tX【速度公式】v=v0+at
a、t、xV【位移公式】x=v()t-\■-at2
2
v、a、xt【速度位移關(guān)系式】v2~vi=2ax
Vo、V、t、Xa【平均速度公式】X=-f
2
類型1基本公式和速度位移關(guān)系式的應(yīng)用
【例1】(2024?北京?高考真題)一輛汽車以10m/s的速度勻速行駛,制動(dòng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)2s停止,
汽車的制動(dòng)距離為()
A.5mB.10mC.20mD.30m
【變式演練1】(2024?湖南永州?三模)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=5f+〃(各物理量均采
用國際單位制單位),下列說法正確的是()
A.該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為Im/s?B.該質(zhì)點(diǎn)在Is末的速度大小為6m/s
C.前2s內(nèi)的位移為8mD.該質(zhì)點(diǎn)第2s內(nèi)的平均速度為8m/s
【變式演練2】(2024?全國?高考真題甲卷)為搶救病人,一輛救護(hù)車緊急出發(fā),鳴著笛沿水平直路從"0
時(shí)由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小a=2m/s2,在4=10s時(shí)停止加速開始做勻速運(yùn)動(dòng),之后某時(shí)刻救
護(hù)車停止鳴笛,4=41s時(shí)在救護(hù)車出發(fā)處的人聽到救護(hù)車發(fā)出的最后的鳴笛聲。已知聲速%=340m/s,求:
(1)救護(hù)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大??;
(2)在停止鳴笛時(shí)救護(hù)車距出發(fā)處的距離。
類型2逆向思維法解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題
1.方法簡介
很多物理過程具有可逆性(如運(yùn)動(dòng)的可逆性),在沿著正向過程或思維(由前到后或由因到果)分析受阻時(shí),有
時(shí)“反其道而行之”,沿著逆向過程或思維(由后到前或由果到因)來思考,可以化難為易、出奇制勝。解決物
理問題常用的逆向思維有過程逆向、時(shí)間反演等。
2.實(shí)例特點(diǎn)
剎車類問題或子彈打木塊問題的特點(diǎn)都是勻減速至0后保持靜止,在分析問題時(shí),都看成反向的初速度為0
的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來處理。
【例2】(2024?山東濰坊?三模)2024濰坊市足球聯(lián)賽于3月24日在濰坊四中和利昌學(xué)校開賽。在賽前訓(xùn)練
中,運(yùn)動(dòng)員將足球用力踢出,足球沿直線在草地上向前滾動(dòng),其運(yùn)動(dòng)可視為勻變速運(yùn)動(dòng),足球離腳后,在
0?/時(shí)間內(nèi)位移大小為2x,在/?3f時(shí)間內(nèi)位移大小為x。則足球的加速度大小為()
A.--6卜B.2(2-沖Qx口.當(dāng)
t2t2t2/
【變式演練1】(2024?貴州銅仁?二模)汽車行駛時(shí)應(yīng)與前車保持一定的安全距離,通常情況下,安全距離
與駕駛者的反應(yīng)時(shí)間和汽車行駛的速度有關(guān)。郭老師采用如下方法在封閉平直道路上測(cè)量自己駕駛汽車時(shí)
的反應(yīng)時(shí)間:汽車以速度匕勻速行駛,記錄下從看到減速信號(hào)至汽車停下的位移不;然后再以另一速度匕
勻速行駛,記錄下從看到減速信號(hào)至汽車停下的位移/,假設(shè)兩次實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)時(shí)間不變,加速度相同且恒
定不變。可測(cè)得郭老師的反應(yīng)時(shí)間為()
出「電202樂一匕玉)
A.22J-J?
VF2-V2VlV1V2
22
2(V2X2一(再)%再一匕3
【變式演練2】(2023?甘肅隴南?一模)具有“主動(dòng)剎車系統(tǒng)”的汽車遇到緊急情況時(shí),會(huì)立即啟動(dòng)“主動(dòng)剎車
系統(tǒng)”。某汽車以v°=28m/s的速度在公路上勻速行駛時(shí),其前方乙=50m處突然出現(xiàn)一群羚羊橫穿公路,“主
動(dòng)剎車系統(tǒng)”立即啟動(dòng),汽車開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng),恰好在羚羊前/=lm處停車。求:
(1)汽車開始“主動(dòng)剎車”時(shí)的加速度大小a;
(2)汽車在“主動(dòng)剎車”最后1s通過的位移大小X。
題型二勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論及應(yīng)用
【解題指導(dǎo)】
1.凡問題中涉及位移及發(fā)生這段位移所用時(shí)間或一段運(yùn)動(dòng)過程的初、末速度時(shí),要嘗試運(yùn)用平均速度公式.
2.若問題中涉及兩段相等時(shí)間內(nèi)的位移,或相等Av的運(yùn)動(dòng)時(shí)可嘗試運(yùn)用Ax=aN.
3.若從靜止開始的勻加速直線運(yùn)動(dòng),涉及相等時(shí)間或相等位移時(shí),則嘗試應(yīng)用初速度為零的比例式.
【必備知識(shí)與關(guān)鍵能力】
1.三個(gè)推論
(1)連續(xù)相等的相鄰時(shí)間間隔T內(nèi)的位移差相等,
==
即%2—Xl=》3—X2...xn-X”—i=aT\
(2)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間初、末時(shí)刻速度矢量和的一半,還等于
中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.
平均速度公式:B=葉=。,.
22
Vo2+v2
(3)位移中點(diǎn)速度4
2
2.初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的四個(gè)重要推論
(1)7末、27末、37末、…、末的瞬時(shí)速度之比為VI:V2:V3:…:%=1:2:3:…:九
(2)前T內(nèi)、前2T內(nèi)、前37內(nèi)、…、前仃內(nèi)的位移之比為XI:M:X3:…:x“=P:22:32:…:層.
(3)第1個(gè)T內(nèi)、第2個(gè)T內(nèi)、第3個(gè)T內(nèi)、…、第〃個(gè)T內(nèi)的位移之比為孫xn:xm:…:XN=1:3:5:…:(2%—1).
(4)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為:1的,3:=1:(J5—1):(6—后:Q一問:…:(/一
,〃一]).
3.思維方法
遷移角度適用情況解決辦法
常用于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)且運(yùn)由連續(xù)相鄰相等時(shí)間(或長度)
比例法
動(dòng)具有等時(shí)性或等距離的比例關(guān)系求解
推論法適用于“紙帶”類問題由As=aN求加速度
常用于“等分”思想的運(yùn)動(dòng),把運(yùn)動(dòng)按時(shí)間根據(jù)中間時(shí)刻的速度為該段
平均速度法
(或距離)等分之后求解位移的平均速度來求解問題
由圖象的斜率、面積等條件判
圖象法常用于加速度變化的變速運(yùn)動(dòng)
斷
類型1平均速度公式
(1)平均速度法:若知道勻變速直線運(yùn)動(dòng)多個(gè)過程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移,常用此法。
(2)逆向思維法:勻減速到0的運(yùn)動(dòng)常用此法。
(3).兩段時(shí)間內(nèi)平均速度的平均速度
t]tn
第一段時(shí)間4內(nèi)的平均速度為4,第一段時(shí)間t2內(nèi)的平均速度為v2,則全程的平均速度v=電上必
’1+’2
(4).兩段位移內(nèi)平均速度的平均速度
口〉H
v=?
第一段位移X]內(nèi)的平均速度為4,第一段位移內(nèi)的平均速度為丫2,則全程的平均速度V=
Xl?X2
%V2
(5).兩種特殊情況
前一半時(shí)間即后一半時(shí)間區(qū)=全程的"="七
2
兩段平均速度的平均速度n?
前一半位移心后一半位移其n全程的"=芻生
匕+丫2
【例1】(2024?廣西?高考真題)如圖,輪滑訓(xùn)練場沿直線等間距地?cái)[放著若干個(gè)定位錐筒,錐筒間距
4=0.9m,某同學(xué)穿著輪滑鞋向右勻減速滑行?,F(xiàn)測(cè)出他從1號(hào)錐筒運(yùn)動(dòng)到2號(hào)錐筒用時(shí)4=0,4s,從2號(hào)
錐筒運(yùn)動(dòng)到3號(hào)錐筒用時(shí)f2=0-5s。求該同學(xué)
(1)滑行的加速度大小;
(2)最遠(yuǎn)能經(jīng)過幾號(hào)錐筒。
123k卜+1
〃,息.......息......息,,,息......息,,,,
■777/77/77777777777777/77777777777777777777/777777///777/77/7777777777/7777777_
【變式演練1】(2024?遼寧丹東?一模)2024年,東北地區(qū):哈爾濱、長春、沈陽、大連四座城市將有新的
地鐵線路開通,新線路將會(huì)大大減輕交通壓力,加快城市的發(fā)展。沈陽地鐵一號(hào)線從S站到7站是一段直
線線路,全程1.6km,列車運(yùn)行最大速度為72km/h。為了便于分析,我們用圖乙來描述這個(gè)模型,列車在S
站從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到最大速度后立即做勻速直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)站前從最大速度開始做勻減速
4
直線運(yùn)動(dòng),直至到7站停車,且加速的加速度大小為減速加速度大小的1倍?,F(xiàn)勻加速運(yùn)動(dòng)過程中連續(xù)經(jīng)
過/、B、C三點(diǎn),S—必用時(shí)2s,3—C用時(shí)4s,且&4長2m,3c長24m。求:
(1)列車在C點(diǎn)的速度大??;
(2)列車勻速行駛的時(shí)間。
SABCT
圖乙
【變式演練21某型號(hào)新能源汽車在一次測(cè)試中從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng),其位移x與時(shí)間t圖像為如圖所示
的一條過原點(diǎn)的拋物線,為圖像上一點(diǎn),虛線P0與圖像相切于尸點(diǎn),與t軸相交于。&,0)。。?環(huán)
時(shí)間內(nèi)車的平均速度記作匕,。時(shí)間內(nèi)車的平均速度記作匕,下列說法正確的是()
A.%時(shí)刻小車的速度大小為F
X,
B.小車加速度大小為才
C.V2=2v1
D.V2=3VI
類型2位移差公式
【例2】某物體沿著一條直線做勻減速運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過4B、C三點(diǎn),最終停止在。點(diǎn)。A、2之間的距離
2
為S°,B、C之間的距離為§斗,物體通過與兩段距離所用時(shí)間都為。,則下列正確的是()
????
ABCD
A.8點(diǎn)的速度是含
B.由C到。的時(shí)間是整
C.物體運(yùn)動(dòng)的加速度是等
D.CD之間的距離言
【變式演練1】.(2024?陜西渭南?一模)如圖(a)所示,某同學(xué)用智能手機(jī)拍攝物塊從臺(tái)階旁的斜坡上自由
滑下的過程,物塊運(yùn)動(dòng)過程中的五個(gè)位置/、B、C、D、E及對(duì)應(yīng)的時(shí)刻如圖(b)所示,G=H.36S,
tB=11.76s,左=12.16s,tD=12.56s,tE=12.96so已知斜坡是由長為d=0.6m的地而專拼接而成,且/、C、
E三個(gè)位置物塊的下邊緣剛好與磚縫平齊。下列說法正確的是()
A.位置/與。間的距離為1.2m
B.物體在位置N時(shí)的速度為零
C.物塊在位置。時(shí)的速度大小為2.25m/s
D.物塊下滑的加速度大小為1.5m/s2
【變式演練2】一物體從/點(diǎn)由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),途經(jīng)3、C、。三點(diǎn),B、C兩點(diǎn)間的距離為0.8m,
C、。兩點(diǎn)間距離為L6m,通過2C段的時(shí)間與通過CD段的時(shí)間相等,則/、。之間的距離為()
A.2.0mB.2.5mC.3.2mD.3.6m
【變式演練3】(2024?河南?模擬預(yù)測(cè))如圖所示,小球從斜面上的/點(diǎn)以一定的初速度開始下滑,加速度
恒為0,小球在8點(diǎn)的速度等于小球從/運(yùn)動(dòng)到C的平均速度,且2兩點(diǎn)間的距離為乙,A,C兩點(diǎn)間
的距離為J,則小球從4到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為()
類型3初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)比例式
【例3】(2024?山東?高考真題)如圖所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端與斜面上/點(diǎn)距離為以木
板由靜止釋放,若木板長度L通過/點(diǎn)的時(shí)間間隔為題;若木板長度為23通過/點(diǎn)的時(shí)間間隔為加?.
M:M為()
A.(V3-1):(V2-1)
B.(V3-V2):(V2-1)
C.(V3+1):(V2+1)
D.(V3+V2):(V2+1)
【變式演練1】某次冰壺訓(xùn)練中,一冰壺以某初速度在水平冰面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),通過的距離為無時(shí)其
速度恰好為零,若冰壺通過第一個(gè)方的距離所用的時(shí)間為3則冰壺通過最后方的距離所用的時(shí)間為()
66
A.B.—V5C.+D.+
【變式演練2】鋼架雪車也被稱為俯式冰橇,是2022年北京冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目之一。運(yùn)動(dòng)員需要俯身平貼
在雪橇上,以俯臥姿態(tài)滑行。比賽線路由起跑區(qū)、出發(fā)區(qū)、滑行區(qū)及減速區(qū)組成。若某次運(yùn)動(dòng)員練習(xí)時(shí),
恰好在終點(diǎn)停下來,且在減速區(qū)48間的運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員通過減速區(qū)時(shí)間為3其中第一
個(gè);時(shí)間內(nèi)的位移為X1,第四個(gè):時(shí)間內(nèi)的位移為*2,則%:花等于()
A.1:16B.1:7C.1:5D.1:3
【變式演練3】一汽車沿平直公路做勻減速直線運(yùn)動(dòng)剎車,從開始減速到剎車停止共運(yùn)動(dòng)18s。汽車在剎停
前的6s內(nèi)前進(jìn)了9m,則該汽車的加速度大小和從開始減速到剎車停止運(yùn)動(dòng)的距離為()
A.lm/s2,81mB.lm/s2,27mC.0.5m/s2,81mD.0.5m/s2,27m
【變式演練4】(2024?遼寧?一模)某同學(xué)原地豎直起跳進(jìn)行摸高測(cè)試,從離地到上升到最高點(diǎn)所用時(shí)間為
t,重心上升的總高度為77。若不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是()
A.該同學(xué)在上升第一個(gè):與上升第三個(gè):的過程中,克服重力做功之比為3:1
B.該同學(xué)在上升第一個(gè);與上升第三個(gè);的過程中,克服重力做功之比為6:1
c.該同學(xué)在上升第一個(gè)日與上升第三個(gè),的過程中,重力的沖量之比為6:1
D.該同學(xué)在上升第一個(gè)”與上升第三個(gè)々的過程中,重力的沖量之比為(百-血):1
類型4第n秒內(nèi)位移問題
1.第〃秒內(nèi)指的是1S的時(shí)間,前〃秒指的是〃秒的時(shí)間,二者不同;
2.第n秒內(nèi)位移等于前n秒內(nèi)位移減去前(〃-1)秒內(nèi)位移;
3.第〃秒內(nèi)的平均速度數(shù)值上等于第n秒內(nèi)位移,也等于(n-0.5)s時(shí)刻的瞬時(shí)速度,還等于;
4.第加秒內(nèi)的位移和第〃秒內(nèi)的位移之差xm-xn=(m-n)aT~?
【例4】(2024?四川成都?二模)如圖所示是一輛汽車正在以%=20m/s的速度勻速行駛,突然公路上橫沖出
三只小動(dòng)物,司機(jī)馬上剎車,假設(shè)剎車過程可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為4m/s2,小動(dòng)物與汽車距
離約為55m,以下說法正確的是()
A.從汽車剎車開始計(jì)時(shí),第4s末到第6s末汽車的位移大小為2nl
B.從汽車剎車開始計(jì)時(shí),6s末汽車的位移大小為48m
C.從汽車剎車開始計(jì)時(shí),6s末汽車的速度大小為4m/s
D.汽車將撞上小動(dòng)物
【變式演練1】做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在第5s內(nèi)及第6s內(nèi)的平均速度之和是56m/s,平均速度之差
是4m/s,則此質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度大小和初速度大小分別為()
A.4m/s2;4m/sB.4m/s2;8m/s
C.26m/s2;30m/sD.8m/s2;8m/s
【變式演練2】中國自主研發(fā)的“暗劍”無人機(jī),時(shí)速可超過2馬赫.在某次試飛測(cè)試中,起飛前沿地面做
勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速過程中連續(xù)經(jīng)過兩段均為120m的測(cè)試距離,用時(shí)分別為2s和1s,則無人機(jī)的加速
度大小是()
A.20m/s2B.40m/s2C.60m/s2D.80m/s2
【變式演練3】(2024?青海?二模)一輛汽車在平直公路上由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到最大速度后
保持勻速運(yùn)動(dòng)。已知汽車在啟動(dòng)后的第2s內(nèi)前進(jìn)了6m,第4s內(nèi)前進(jìn)了13.5m,下列說法正確的是()
A.汽車勻加速時(shí)的加速度大小為6m/s2
B.汽車在前4s內(nèi)前進(jìn)了32m
C.汽車的最大速度為14m/s
D.汽車的加速距離為20m
題型三自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)
【解題指導(dǎo)】1.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一切推論公
式也都適用.
1.豎直上拋運(yùn)動(dòng)是初速度方向豎直向上、加速度大小為g的勻變速直線運(yùn)動(dòng),可全過程應(yīng)用勻變速直線運(yùn)
動(dòng)規(guī)律列方程,也可分成上升、下降階段分段處理,特別應(yīng)注意運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性.
3.“雙向可逆類運(yùn)動(dòng)”是。不變的勻變速直線運(yùn)動(dòng),參照豎直上拋運(yùn)動(dòng)的分析方法,可分段處理,也可全過程
列式,但要注意為、a、x等物理量的正負(fù)號(hào).
【必備知識(shí)與關(guān)鍵能力】
一.自由落體運(yùn)動(dòng)
(1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):初速度為。,加速度為4的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
(2)基本規(guī)律:
①速度與時(shí)間的關(guān)系式:v=2.
②位移與時(shí)間的關(guān)系式:X=;g/2.
③速度與位移的關(guān)系式:儼=2處.
(3)方法技巧:
①比例法等初速度為0的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律都適用.
②相同時(shí)間內(nèi),豎直方向速度變化量相同.
③位移差公式:Ah=gF.
二.豎直上拋運(yùn)動(dòng)
(1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):初速度方向豎直向上,加速度為g,上升階段做勻減速運(yùn)動(dòng),下降階段做自由落體運(yùn)動(dòng).
(2)基本規(guī)律
①速度與時(shí)間的關(guān)系式:v=v°一右;
②位移與時(shí)間的關(guān)系式:X=VOt—^t-.
(3)研究方法
上升階段:a=g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)
分段法
下降階段:自由落體運(yùn)動(dòng)
初速度V0向上,加速度為一g的勻變速直線運(yùn)動(dòng),V^V0-gt,〃=%/一以豎
全程法直向上為正方向)
若v>0,物體上升;若v<0,物體下落
若%>(),物體在拋出點(diǎn)上方;若物體在拋出點(diǎn)下方
類型1自由落體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用
【例1】.(2024?河南?模擬預(yù)測(cè))某興趣小組用頻閃投影的方法研究自由落體運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)中把一高中物理書
豎直放置,將一小鋼球從與書上邊沿等高處靜止釋放,整個(gè)下落過程的頻閃照片如圖所示,已知物理書的
長度為/,重力加速度為g,忽略空氣阻力,該頻閃攝影的閃光頻率為()
【變式演練1】(2024?江西南昌?二模)屋檐的同一位置先后滴落兩雨滴,忽略空氣阻力,兩雨滴在空中運(yùn)
動(dòng)的過程中,它們之間的距離()
A.保持不變B.不斷減小C.不斷增大D.與雨滴質(zhì)量有關(guān)
【變式演練2】小球從靠近豎直磚墻的某個(gè)位置(可能不是圖中1的位置)由靜止釋放,用頻閃方法拍攝的
小球位置如圖中1、2、3和4所示。已知連續(xù)兩次閃光的時(shí)間間隔均為T,每塊磚的厚度為小重力加速度
為g,可知小球()
A.經(jīng)過位置2時(shí)的瞬時(shí)速度大小約2gT
B.從位置1到4過程中的平均速度大小約為三
C.下落過程中的加速度大小約為胃
D.小球的靜止釋放點(diǎn)距離位置1為d
【變式演練3】如圖所示,長為4m的豎直桿從豎直管道正上方由靜止釋放,它完全通過這一豎直管道的時(shí)
間為2s,已知豎直桿釋放時(shí)其下端到豎直管道上端的高度為5m,不計(jì)空氣阻力,取重力加速度大小
g=10m/s2,則這個(gè)管道長為()
A.40mB.36mC.32mD.30m
【變式演練4】(2024?遼寧遼陽?一模)某人坐在樹下看到熟透的蘋果(視為質(zhì)點(diǎn))從樹上掉下來,從與頭
頂相同高度處落到水平地面的時(shí)間為0.1s。已知頭頂?shù)降孛娴母叨葹?.25m,取重力加速度大小為lOm/sz,
則蘋果()
A.經(jīng)過與頭頂相同高度處時(shí)的速度大小為10m/sB.在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1.2s
C.剛掉落時(shí)離地的高度為8.45mD.落地時(shí)的速度大小為12m/s
類型2自由落體運(yùn)動(dòng)中的“兩物體先后下落”問題
【例2】(2024?吉林白山?一模)兩個(gè)彈性小球A、B相互挨著,A在B的正上方,一起從某一高度處由靜
止開始下落,小球下落的高度遠(yuǎn)大于兩小球直徑。若小球B與水平地面、小球A與小球B之間發(fā)生的都是
彈性正碰,B球質(zhì)量是A球質(zhì)量的2倍,則A球第一次的下落高度與其碰后第一次上升的最大高度之比為
()
評(píng)
【變式演練1】(2024?山西?二模)如圖所示,在做自由落體運(yùn)動(dòng)與豎直上拋運(yùn)動(dòng)的雜技表演中,表演者讓
甲球從離地高度為〃的位置由靜止釋放,同時(shí)讓乙球在甲的正下方的某點(diǎn)由靜止釋放,已知乙球與水平地
面碰撞后的速度大小是剛落地時(shí)速度大小的0.5倍,且碰撞后的速度方向豎直向上,兩小球均視為質(zhì)點(diǎn),忽
略空氣阻力,乙球與地面的碰撞時(shí)間忽略不計(jì),重力加速度大小為g,下列說法正確的是()
-H
地面
Z.ZZZ.ZZLZZZZ
A.若乙釋放時(shí)的高度為0.5”,則乙與地面碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度大小為4垣
4
B.若乙釋放時(shí)的高度為0.5”,則乙從釋放到再次到達(dá)最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2患
C.若乙第一次上升到最高點(diǎn)時(shí)剛好與甲相撞,則乙第一次上升的最大高度為彳
D.若乙在第一次上升的過程中能與甲相撞,則乙釋放時(shí)的高度的范圍為〃
【變式演練2】如圖所示,在水平線。。某豎直平面內(nèi),距地面高度為3一條長為的輕繩兩端分
別系小球A和B,小球A在水平線。。上,豎直向上的外力作用在A上,A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)從
上另一點(diǎn)靜止釋放小球1,當(dāng)小球1下落至與小球B等高位置時(shí),從OO'上靜止釋放小球A和小球2,小球
2在小球1的正上方。則下列說法正確的是()
oA產(chǎn)t。'
?B
777777777777777777777777777777777/
A.小球1將與小球B同時(shí)落地
B.在小球B下落過程中,輕繩對(duì)B的拉力豎直向上
C.〃越大,小球A與小球B的落地時(shí)間差越大
D.在小球1落地前,小球1與2之間的距離隨時(shí)間的增大而增大
類型3豎直上拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律
1.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的重要特性
①對(duì)稱性
如圖所示,物體以初速度為豎直上拋,/、2為途中的任意兩點(diǎn),C為最高點(diǎn),如圖所示,則:
物體
升
過
時(shí)
上
所
如
間
降
和
下
時(shí)
相
用
時(shí)間對(duì)稱性間ot
B
物體上升過程經(jīng)過4點(diǎn)的速度與下
速度對(duì)稱性降過程經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小相等,
艮口以上=犯下A
物體從4到3和從8到4重力勢(shì)
能量對(duì)稱性能變化量的絕對(duì)值相等,均等于卜
mgh.AB
②多解性:當(dāng)物體經(jīng)過拋出點(diǎn)上方某個(gè)位置時(shí),可能處于上升階段,也可能處于下降階段,造成多解,在
解決問題時(shí)要注意這個(gè)特性。
2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)的v-t圖和x-t圖
【例3】小球從高空被豎直向上拋出。以向上為正,若2s內(nèi)它的平均速度為一5m/s,g取lOm",則上拋
的初速度為()
A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.25m/s
【變式演練1】甲、乙兩個(gè)小球先后從同一水平面的兩個(gè)位置,以相同的初速度豎直向上拋出,小球距拋出
點(diǎn)的高度力與時(shí)間/的關(guān)系圖像如圖所示。不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則兩小球同時(shí)在同一水平線上
時(shí),距離拋出點(diǎn)的高度為()
A.B.C.;g("Y)D.]g(g-彳)
ZZ4o
【變式演練2】升降機(jī)從井底以5m/s的速度向上勻速運(yùn)行,某時(shí)刻一螺釘從升降機(jī)底板松脫,再經(jīng)過4s升
降機(jī)底板上升至井口,此時(shí)螺釘剛好落到井底,不計(jì)空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2,下列說法正確的
是()
A.螺釘松脫后做自由落體運(yùn)動(dòng)
B.礦井的深度為45m
C.螺釘落到井底時(shí)的速度大小為40m/s
D.螺釘松脫后先做豎直上拋運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)后再做自由落體運(yùn)動(dòng)
類型4自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的相遇問題
(1)同時(shí)運(yùn)動(dòng),相遇位移方程:解得t=H/v()
(2)上升、下降過程中相遇問題
①若在a球上升時(shí)兩球相遇,則有/<v()/g,即H/voVvo/g。解得萬
②若在q球下降時(shí)兩球相遇,則有w/g4V2v()/g,即v()/g<〃侏<2%/解得Jg"/2<v0<
(3)中點(diǎn)相遇問題
若兩球在中點(diǎn)相遇,有H/2=l/2gF,H/2=Vot-l/2gt2;解得Vo=y[^尸木".
此時(shí)a球速度為=yo?=y[gH-g/g=0.;b球速度v產(chǎn)g/=g/g=v0.
交換速度大小。
(4)相遇時(shí)速率相等問題
若兩球相遇時(shí)速率相等,則必然是速度大小相等,方向相反。有g(shù)^vo-gf,且片印丫0,聯(lián)立解得均=也再,
1\2H
t=———o止匕時(shí)a球下降〃0=%g/2=M4;b球上升比=3,4.
2
【例4】如圖所示,某同學(xué)將球A以速度v豎直向上拋出,到達(dá)最高點(diǎn)的同時(shí),將球3也以速度v從同一
位置豎直向上拋出。不計(jì)空氣阻力,A、B兩球均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g。求:
(1)自球A拋出到與球B相遇所經(jīng)歷的時(shí)間;
(2)兩球相遇時(shí),A、B兩球的速度大小;
(3)自球A拋出到兩球相遇的過程中,A、B兩球的速度變化量。
?A
V
JB
,/////>/////〃
【變式演練1】如圖所示,a、b、c三點(diǎn)位于空中同一豎直線上且6為ac中點(diǎn),小球甲、乙完全相同,甲從
。由靜止釋放的同時(shí),乙從6以速度%豎直向上拋出,兩球在附中點(diǎn)發(fā)生彈性碰撞。已知重力加速度大小
為g,則甲、乙經(jīng)過c點(diǎn)的時(shí)間差為()
甲
I
I
I
I
I
乙Qb
I
I
I
I
I
I
;C
I
I
A為R(V3-l)v(2-收)%n(V2-l)v
A.D.-------0U.--------U.-------0-
gggg
【變式演練2】如圖所示,從地面豎直上拋一物體A,同時(shí)在離地面某一高度〃處有一物體B開始自由下
落,兩物體在空中同時(shí)到達(dá)同一高度〃時(shí)速度大小均為v,則下列說法正確的是()
A.兩物體在空中運(yùn)動(dòng)的加速度相同,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
B.A上升的最大高度小于B開始下落時(shí)的高度X
C.兩物體在空中同時(shí)達(dá)到的同一高度的位置h一定在B開始下落時(shí)高度〃的中點(diǎn)下方
D.A上拋的初速度與B落地時(shí)速度大小均為2V
【變式演練3】如圖所示,從空中將小球尸從。點(diǎn)豎直向上拋出的同時(shí),將小球。從。點(diǎn)由靜止釋放,一段
時(shí)間后。在。點(diǎn)正下方的6點(diǎn)時(shí)追上尸,此過程中兩小球均末落地且末發(fā)生碰撞。若縱人兩點(diǎn)間的高度差
為〃,&。兩點(diǎn)間的高度差為2打。不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn),則小球尸相對(duì)
拋出點(diǎn)上升的最大高度為()
CRQ
aip
b,?
hhh3
A.—B.-C.—D.—7h
6324
題型四多過程問題
【解題指導(dǎo)】1.多過程問題一般情景復(fù)雜、條件多,可畫運(yùn)動(dòng)草圖或作v—f圖像形象地描述運(yùn)動(dòng)過程,這
有助于分析問題,也往往能從中發(fā)現(xiàn)解決問題的簡單方法.
2.多過程運(yùn)動(dòng)中各階段運(yùn)動(dòng)之間的“連接點(diǎn)”的速度是兩段運(yùn)動(dòng)共有的一個(gè)物理量,用它來列方程能減小復(fù)雜
程度.
【必備知識(shí)與關(guān)鍵能力】
1.一般的解題步驟
(1)準(zhǔn)確選取研究對(duì)象,根據(jù)題意畫出物體在各階段運(yùn)動(dòng)的示意圖,直觀呈現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)的全過程.
(2)明確物體在各階段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),找出題目給定的已知量、待求未知量,設(shè)出中間量.
(3)合理選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,列出物體在
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