内容正文:
2019年人教版高中物理必修一
第二章、匀变速直线运动的研究
专题分析1、初速度为零的匀加速直线运动的规律
信念是人生之车的轮,理想是人生之舟的帆。
专题分析01、 v0=0的匀加速直线运动的比例式
1. 2020年11月10日, 中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10909米.潜水器从海平面由静止开始向下做匀加速直线运动的过程中, 第1个3s、第2个3s和第4个3s内的位移大小之比为( )
A. 1 ∶ 4 ∶ 25 B. 1 ∶ 3 ∶ 7 C. 1 ∶ 9 ∶ 49 D. 1 ∶ 3 ∶ 9
B
v0=0
1
3
5
7
第4个3s
第1个3s
第2个3s
第3个3s
v0=0的匀加速直线运动: 过程按时间等分T=3s
2. 如图所示, 一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动,若到达B点时速度为v, 到达C点时速度为2v, 则AB ∶ BC等于( )
A. 1 ∶ 1 B. 1 ∶ 2 C. 1 ∶ 3 D. 1 ∶ 4
C
A
B
C
v
2v
v0=0的匀加速直线运动: A→B和B→C的速度变化量相同, 说明tAB=tBC . 过程时间等分
3.(多选题)物体从静止开始做匀加速直线运动, 第3s内通过的位移是3m, 则( )
A. 第3s内的平均速度是3m/s B. 第1s内的位移是0.6m
C. 前3s内的位移是6m D. 第2s内的平均速度是1.8m/s
ABD
第3s内的平均速度
v0=0的匀加速直线运动: 时间等分T=1s
前3s内的位移
第3s内的平均速度
比例式:
P
Q
R
v
3v
0
4. P、Q、R三点在同一条直线上, 一物体从P点静止开始做匀加速直线运动, 经过Q点的速度为v, 到R点的速度为3v, 则PQ ∶ QR等于( )
A. 1 ∶ 8 B. 1 ∶ 6 C. 1 ∶ 5 D. 1 ∶ 3
A
点评: 根据匀变速直线运动速度随时间均匀变化特点, 插入K点, 转化为按时间相等分段巧妙利用比例式解题。
1 3 5
等分时间tQR=2tPQ
K
2v
v0=0的匀加速直线运动: 在QR之间插入K点, 其速度为2v→速度与时间成正比v=at→tPQ=tQK=tKR→过程按时间等分
C
第一个T内、第二个T内、第三个T内……的位移之比为
点评: 创造条件转化为按时间相等分段巧妙利用比例式解题
v0=0的匀加速运动: 过程按时间等分
5. 质点从O点由静止开始做匀加速直线运动, 依次通过A、B、C三点, 已知通过OA、AB、BC所用时间之比为1 ∶ 2 ∶ 3, 则OA、AB、BC的距离之比为( )
A. 1 ∶ 4 ∶ 9 B. 1 ∶ 3 ∶ 5 C. 1 ∶ 8 ∶ 27 D. 1 ∶ 2 ∶ 3
11
9
7
5
3
1
t1
t2
t3
A
B
C
6. 如图所示, 一质点由静止开始, 从A到B做匀加速直线运动. 已知质点在第1s内的位移恰好等于它在最后1s内位移的1/4, 则下列物理量中可求出的是( )
A. A、B 两点之间的距离 B. 质点从A 运动到B所用的时间
C. 质点运动的加速度大小 D. 质点到达B点时的速度大小
B
11
9
7
5
3
1
运动时间2.5s
t=2.5s
v0=0
v0=0的匀加速运动: 过程按时间等分T=0.5s
不确定关系: 位移数值未知→速度及加速度无法求出
A
B
7.(多选题)一物体由静止开始做匀加速直线运动, 第4s内的位移是14m, 下列说法中正确的是( )
A. 第5s内的位移为18m B. 前4s内的位移为32m
C. 物体的加速度为4m/s2 D. 物体在前2s内的平均速度为2m/s
ABC
v0=0的匀加速直线运动: 过程按时间等分T=1s
前2s平均速度
前4s位移
第4s位移
第1s
第2s
第3s
分清: 前几段和第几段
8. 图中ae为港珠澳大桥上四段110m的等跨钢箱连续梁桥, 若汽车从a点由静止开始做匀加速运动, 通过ab段的时间为t, 则通过ce段的时间为( )
A. t B.
C. D.
C
tⅠ
tⅡ
tⅢ
tⅣ
1
v0=0的匀加速直线运动: 过程按位移等分
拓展: 求汽车通过b、c、d、e速度之比为
纸带问题求a和v瞬
9. 一辆汽车在平直的公路上做匀加速直线运动, 依次经过公路上A、B、C、D四点, 其中B、C间的距离为14m, C、D间的距离为18m, 已知汽车通过BC段、CD段所用时间相等, 通过AB段的时间是BC段的3倍. 汽车可看作质点, 则A与B间的距离为( )
A. 8m B. 12m C. 16m D. 18m
D
比例法: 五段相等时间间隔, 且x4:x5 = 7:9
v0=0的匀加速运动
位移差推论: 五段相等时间间隔, xn−xn−1=aT2=2m, 可知前三段长度分别为10m、 6m、 2m, 共长18m。
结论: 匀变速直线运动的速度和位移都随时间均匀变化
10. 一列火车从静止开始作匀加速运动, 一人站在车厢旁的前端观察, 第一节车厢通过他历时2s, 全部通过他历时6s, 问:(1)这列火车共有几节车厢?(2)最后2s内通过他的车厢有几节?(3)最后一节车厢通过他需多长时间?
第一节车厢通过他历时2s即火车第1个2s内通过位移为L0
T
T
T
xⅠ
xⅡ
xⅢ
tⅠ
tⅡ
tⅢ
L0
L0
L0
v0=0的匀加速直线运动: 过程按时间等分T=2s
v0=0的匀加速直线运动: 过程按位移等分L0
题型02、逆向思维法
将匀减速直线运动视为反向的匀加速运动处理. 例如汽车刹车问题中, 以末速度为初速度反向计算位移, 显著简化公式推导过程
1. 滑块以某一速度冲上斜面作匀减速直线运动, 到达斜面顶端时速度恰好降为零. 已知滑块通过斜面中点时的速度为v, 则滑块在头一半路程中的平均速度为( )
A. B. C. D.
A
逆向思维: 向右v末=0匀减速看成向左v0=0匀加速
过程按位移相等分段
v0
v=0
v
平均速度公式
2. 汽车以20m/s的速度开始刹车, 经过4s停止. 求从开始刹车1s内、2s内、3s内、4s内位移之比.
A B C D E
vA=20m/s
vE=0
7:12 :15 :16
图像法: 画出v-t图象, 每个小三角形面积为一份, 由图象下面积可得结果.
t/s
v/ms−1
4
3
2
1
0
20
10
7 5 3 1
逆向思维: v末=0的匀减速运动→v0=0的匀加速运动
过程按时间等分, T=1s
3. 一辆公共汽车进站后开始刹车, 做匀减速直线运动. 开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m. 则刹车后6s内的位移是( )
A. 20m B. 24m C. 25m D. 75m
C
刹车后6s内位移
第1s内
v0
v=0
9 7 5 3 1
第2s内
每份x0=1m
汽车5s末速度为零
逆向思维: v末=0的匀减速运动→v0=0的匀加速运动
过程按时间等分, T=1s
4.(多选题)一物体以某一初速度在粗糙的水平面上做匀减速直线运动, 最后静止下来.若物体在最初5s内通过的位移与最后5s内通过的位移之比为x1 ∶ x2=11 ∶ 5, 物体运动的加速度大小为a=1m/s2, 则( )
A. 物体运动的时间可能大于10s
B. 物体在最初5s内与最后5s内通过的位移之差为x1−x2=15m
C. 物体运动的时间为8s D. 物体的初速度为10m/s
BC
17
5. 一颗子弹垂直射向并排靠在一起且固定的三块等厚的木板,射穿最后一块时速度恰好减为零,若子弹匀变速通过这三块木板,它通过这三块木板所用时间之比为( )
D
A. B. C. D.
v0
t1
t2
t3
v0=0
t1'
t2'
t3'
把比值顺序倒过来就是所求
逆向思维: v末=0的匀减速运动→v0=0的匀加速运动→过程按位移等分d
6. 2019年亚太冰壶锦标赛中, 中国女队摘得桂冠. 如图所示, 一冰壶以速度v垂直进入三个矩形区域做匀减速运动, 且刚要离开第3个矩形区域时速度恰好为零, 冰壶穿过1号矩形区域所用的时间为t1,冰壶穿过2号矩形区域所用的时间为t2,不计冰壶本身大小, 则t2/t1满足( )
A. B. C. D.
B
t1
t2
t3
点评: 逆向思维比例法→别把顺序弄反了
逆向思维: v末=0的匀减速运动→v0=0的匀加速运动→过程按时间等分T=1s
7.(多选题)如图所示, 水平地面上有固定两块木板AB、BC, 紧挨在一起, 木板AB的长度是BC的三倍, 一颗子弹以初速度v0从A端射入木板, 并恰能从C端射出, 所用时间为t, 子弹在木板中的运动可以看成是匀变速运动, 下列说法中正确的是( )
A. 子弹到B点的速度为v0/4 B. 子弹到B点的速度为v0/2
C. 子弹从A到B的时间为t/4 D. 子弹从A到B的时间为 t/2
BD
逆向思维: v末=0匀减速运动看成v0=0,反向匀加速运动→过程按时间等分
v0
A
B
C
8. 一个小物块以一定的初速度冲上一倾角为θ的斜面, 最后静止在斜面上, 如图所示.已知物体在第1s内位移为6m, 停止运动前的最后1s内位移为2m, 求:(1)在整个减速运动过程中物体的位移大小;(2)整个减速过程所用的时间.
最后1s内:
第1s内:
全程:
θ
v0
全程:
逆向思维: v末=0的匀减速运动→v0=0的匀加速运动→过程按时间等分T=1s
9. 假设某次深海探测活动中, “蛟龙号”完成海底科考任务后竖直上浮, 从上浮速度为v时开始匀减速并计时, 经过时间t, “蛟龙号”上浮到海面, 速度恰好减为零, 则“蛟龙号”在t0(t0<t)时刻距离海面的深度为( )
A. B. C. D.
B
联解
逆向思维: v末=0的匀减速运动→v0=0的匀加速(加速度不变)运动
位移公式
速度公式
10.(多选题)一物块以一定的初速度从光滑斜面底端a点上滑, 最高可滑至b点, 后又滑回至a点, c是ab的中点, 如图所示, 已知物块从a上滑至b所用时间为t, 下列分析正确的是( )
A. 物块从c运动到b所用的时间等于从b运动到c所用的时间
B. 物块上滑过程的加速度与下滑过程的加速度等大反向
C. 物块下滑时从b运动至c所用时间为
D. 物块上滑通过c点时的速度大小等于整个上滑过程中平均速度的大小
AC
类竖直上抛运动: a=gsinθ 时间对称→
逆向思维: v末=0的匀减速运动→v0=0的匀加速运动
比例法: 过程按位移等分
联解
中时速和中位速推论
θ
a
c
b
$$