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查补易混易错02 匀变速直线运动
匀变速直线运动是必修一主要内容,也是高中物理的基础内容,是学习整个高中物理的基础;要求考生理解匀变速直线运动的三大关系式,会应用此关系式分析和计算有关匀变速直线运动问题;用速度公式解决匀变速直线运动的问题刹车问题;理解自由落体和竖直上抛运动的区别和关系;了解利用极限思想推导位移公式的方法.
本考点是高考常考考点,2019年-2021年高考全国卷和浙江卷都会涉猎……
1.匀变速直线运动的三大关系式
易错点1:关系式的应用
(1)所谓匀变速直线运动是指加速度不变的运动,运动过程中加速度的大小和方向都不能变化。
(2)除时间t外,x、v0、v、a均为矢量,所以需要确定正方向,一般以v0的方向为正方向。与正方向同向的物理量取正值,与正方向反向的物理量取负值
(3)五个物理量t、x、v0、v、a必须针对同一过程,一一对应;
易错点2:对刹车类匀减速运动处理不当。
所谓刹车类问题是指匀减速到速度为0后即停止的运动,加速度a突然消失。求解时要注意确定实际运动时间,刹车时间之外,运动性质变化,公式不再适用。
2.自由落体和竖直上抛运动
(1)自由落体
初速为零,只受重力;a=g
(2)竖直上抛
以v0的初速度竖直上抛,只受重力;a=-g(默认初速度的方向为正方向)
最高点:末速度为零
易错点1:对自由落体运动理解不清。
(1)物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动,从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动而是竖直下抛运动,应该用初速度不为0的匀变速直线运动的规律解决竖直下抛运问题
(2)自由落体运动的时间由下落高度决定。自由落体运动下落的高度与离地高度是两个不同的概念。
(3)可充分利用自由落体运动初速度为0的特点,比例关系及推论等规律进行解题。
易错点2:竖直上抛运动的主要特性
(1)对称性:
①速度对称:上升和下降阶段经过同一位置时的速度等大、反向。
②时间对称:上升和下降阶段经过同一段高度所用的时间相等。
(2)多解性:当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,从而产生多解。在解决问题时要注意这一特性。
1.(2018年浙江卷(4月选考))如图所示,竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度为104m,升降机运行的最大速度为8m/s,加速度大小不超过1m/s2 。假定升降机到井口的速度为0,则将矿石从井底提升到井口的最短时间是( C )
A.13s B.16s
C.21s D.26s
解析:升降机先加速上升,再做匀速运动,最后匀减速运动到井口的速度为0,,
加速运动时间t1=v/a=8s,距离为h1=v2/2a=32m;
匀减速运动时间t3=v/a=8s,匀减速距离h3=h1=32m,
故中间匀速阶段h2=104-32-32=40m,匀速阶段的时间t2=h2/v=5s,
所以t=t1+t2+t3=8+5+8=21s,选项C正确。
2.(多选)(2021届新疆巴音郭楞蒙古自治州第二中学高三(上)第一次摸底考试物理试题)9. 某物体以的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取内物体的
A. 速度改变量的大小为
B. 平均速度大小为,方向向上
C. 路程为65m
D. 位移大小为25m,方向向上
【答案】CD
【解析】
选取向上的方向为正方向,5s内速度的变化量:△v=gt=-10×5=-50m/s,负号表示方向向下.故A错误;物体在5s内的位移:h=v0t-gt2=30×5-×10×52=25m;方向与初速度的方向相同,向上.则5s内的平均速度:,选项B错误,D正确;物体上升的最大高度:,物体上升的时间:,所以物体的路程:s=2H-h=45×2-25=65m.故C正确;故选CD.
【点睛】本题考查竖直上抛运动的规律,对于竖直上抛运动,通常有两种处理方法,一种是分段法,一种是整体法,两种方法可以交叉运用.
3.(多选)(2021届海南省高三(下)第一次模拟考试物理试题)11. 将小球从如图所示的阶梯状平台上以一定的水平初速度v0水平抛出,所有台阶的高度和宽度均为1.0 m,取g=10 m/s2,要使小球抛出后落到第三级台阶上,则v0可能为:
A. m/s B. 3.5m/s C. 4m/s D. m/s
【答案】AB
【解析】
【分析】
小球抛出后越过第二台阶,根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动知
,
小球抛出后不会越过第三台阶,根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动知
,
解得
故选AB。
4.(2021届山东省日照市高三(下)第一次模拟考试物理试题) 一辆客车以v0=36km/h的速度在平直的公路上匀速行驶。因意外急刹车,刹车的加速度大小为5m/