内容正文:
章末素养能力提升
运动的描述
知识导航 理想化模型 变化量 变化率 速度 极限(微元) 比值
探究1 加速度
典例1 关于加速度,下列说法正确的是 ( )
A. 加速度越大,表示物体的速度变化越大
B. 加速度越大,表示物体的速度变化越快
C. 物体运动的加速度为0,它的速度也一定为0
D. 加速度的方向和速度方向一定在同一直线上
必备知识 加速度的定义、表达式、单位及物理意义,速度、速度变化量和加速度的区别.
关键能力
【答案】B
【解题思路】
对标训练1 小明将小球以10 m/s的速度从距地面2 m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.6 m高的B点时,向上的速度为6 m/s,小球由A点落地后反弹到B点共用时0.4 s,则此过程中 ( )
对标训练1
A. 小球的位移大小为0.4 m,方向竖直向上
B. 小球平均速度的大小为1 m/s,方向竖直向下
C. 小球速度变化量的大小为4 m/s,方向竖直向上
D. 小球平均加速度的大小约为40 m/s2,方向竖直向下
【答案】B
【解题思路】
对标训练2 质点做直线运动过程中某时刻的速度v=-5 m/s,加速度a=-3 m/s2,且加速度逐渐减小到0.下列说法正确的是 ( )
A. 质点做加速直线运动,当加速度减小到0时,速度达到最大值
B. 因为质点加速度逐渐减小,所以质点做减速直线运动
C. 因为质点的加速度为负,所以质点做减速直线运动
D. 质点做减速直线运动,当加速度减小为0时,速度可能为最小值
【答案】A
【解题思路】
易错提醒 注意变化大小和变化快慢的区别.
探究2 两类图像
典例2 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动.t=0时刻起,甲车从静止出发做加速运动,乙车做匀速运动,各自的位置随时间的变化情况如图所示,两条图线相切于P(t1,x1),其中t2=2t1.则 ( )
典例2
A. 在0~t1这段时间内,甲车位移等于乙车位移
B. 在t1时刻,甲车的瞬时速度大小是
C. 在t2时刻,甲车的瞬时速度大小是
D. 在t2时刻,乙车的瞬时速度大小是
必备知识 瞬时速度,x-t图像交点、切线斜率的物理意义.
关键能力
【答案】D
【解题思路】
1. 两类图像相互转化时要充分利用斜率、面积等相关信息.
2. 速度—时间(v- t)图像中不能读出运动物体出发点的相关信息.
对标训练3 (教材改编题)甲、乙两物体从同一地点开始沿一直线运动,甲的x-t图像和乙的v-t图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
对标训练3
A. 甲在3 s末回到出发点,甲运动过程中,距出发点的最大距离为6 m
B. 0~6 s内,甲、乙两物体位移大小都为0
C. 第3 s内甲、乙两物体速度方向相同
D. 第2 s末到第4 s末甲的位移大小为8 m,乙的位移大小为4 m
【答案】B
【解题思路】
对标训练4 某同学从距离地面H高度处将一小球由静止开始释放,小球与地面撞击后弹起的最大高度为h.小球在此过程的速度—时间图像如图所示,不计空气阻力的影响,不计小球与地面撞击过程的时间,下列选项中正确的是 ( )
对标训练4
A. 小球在下落和上升阶段具有的加速度都是9.8 m/s2
B. H的大小是1.25 m
C. 小球与地面撞击前、后速度的变化量的大小是1.96 m/s
D. H和h的差值是1.666 m
【答案】A
【解题思路】
易错提醒 两类图像都只能表示直线运动;两类图像的斜率、截距、交点、拐点所表示的物理量或意义均不同.
探究3 实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度
典例3 3(1) 电火花计时器的示意图如图甲所示.电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用 (选填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔 s打一次点.其工作时的基本步骤如下:
甲
典例3
A. 当纸带完全通过电火花计时器后,立即关闭电源
B. 将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座
C. 将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器
D. 接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是 (填写步骤编号).
(2) 在“用打点计时器测速度”实验中,下列仪器或器材需要用到的有 (多选).
A. B. C. D.
(3) 某同学用打点计时器记录了被做加速直线运动的小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图乙所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出.
乙
典例3
① 小车向 (选填“左”或“右”)运动.
② 试根据纸带上合适的计数点间的距离,计算B点的瞬时速度: m/s(保留3位有效数字).
③ 以打下A点的时刻为计时起点,在直角坐标系中描出B点的瞬时速度,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.
丙
典例3
④ 如果当时电源的频率是f=60 Hz,而计算时仍按f=50 Hz,那么速度的测量值 (选填“偏大”“偏小”或“相等”).
必备知识 打点计时器的工作原理、打点计时器的操作步骤、打点计时器的种类及构造、实验数据处理.
关键能力
【答案】(1) 交流 0.02 CBDA (2) ACD(或ABD)
(3) ① 左 ② 0.400 ③ ④ 偏小
【解题思路】
(1)
(2) 略
(3)
1. 打点计时器和光电门是最常用的实验室测速度的仪器,两种器材都是利用极限思想,当Δt非常非常小时,平均速度近似等于瞬时速度的原理.
2. 图像法较公式法更能减小偶然误差.
对标训练5 像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示.a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门,用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d,示数如图丙所示,则:
对标训练5
(1) 本实验利用光电门测滑块的速度,所应用的物理方法是 .
A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 极限思维法
(2) 读出挡光片的宽度d= cm.
(3) 滑块通过光电门,配套的数字毫秒计记录了它通过光电门的时间为t,挡光片的宽度为d,则滑块通过光电门的速度v= .但实质上v是滑块通过光电门的 (选填“平均速度”或“瞬时速度”),要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将挡光片的宽度 (选填“增大”或“减小”)一些.
【答案】(1) C (2) 1.20 (3) 平均速度 减小
【解题思路】
(1)
(2)
(3)
易错提醒 在实验中测量的都是平均速度,只是当时间间隔非常小时,可以近似看作瞬时速度.
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