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1、2022高考物理第一輪復(fù)習(xí) 專題 位移、速度、追擊與相遇問題習(xí)題 魯科版
【本講教育信息】
一. 教學(xué)內(nèi)容:
位移、速度、追擊與相遇問題
(一)位移——時(shí)間圖像
1. 表示物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。
2. 勻速直線運(yùn)動是一條傾斜的直線。
勻變速直線運(yùn)動是一條拋物線。
3. 位移——時(shí)間圖像不是物體的運(yùn)動軌跡。
4. 圖像中斜率表示速度,值為傾角的正切值,若為負(fù)表示v為負(fù)向。
5. 交點(diǎn)表示相遇。
(二)速度——時(shí)間圖像
1. 表示物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。
2. 勻直的圖像為與t軸平行的直線。
勻變直的圖為一傾
2、斜的直線。
3. 斜率表示a,值為夾角的正切值,若為負(fù)則a為負(fù)。
4. 任意運(yùn)動的圖線與t軸所夾面積為其位移,橫軸之下表示位移為負(fù)。
5. 交點(diǎn)表示速度相同。
(三)追擊與相遇問題
最重要的臨界條件是:
(1)兩者速度相同。
(2)相遇時(shí),兩者位移的大小等于開始間距。
即
(3)追上時(shí),
(四)實(shí)驗(yàn):探究勻變速運(yùn)動的規(guī)律
1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:
電磁式:4~6伏低壓交流電源,振針
電火花式:220伏市電
2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
(1)驗(yàn)證是否是勻變速直線運(yùn)動:
方法:①,S
3、5-S4,S4-S3,S3-S2,S2-S1在誤差范圍內(nèi)近似相等。
依據(jù):勻變直在任意相鄰相等時(shí)間的位移差為定值。
方法:②畫圖像
(2)計(jì)算:
①求a,逐差法,
②求某時(shí)刻v,
依據(jù):勻變直中某時(shí)刻的平均速度與這段位移中間時(shí)刻速度相等。
3. 注意T的取值:
(1)每5個(gè)點(diǎn):
(2)每隔5個(gè)點(diǎn):
(3)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn):
4. 若實(shí)際頻率時(shí):
(1)時(shí),,
則,量值偏小
(2)時(shí),同理得測量值偏大
【典型例題】
例1. 一質(zhì)點(diǎn)從靜止開始,先以加速度a1做一段
4、時(shí)間的勻加速直線運(yùn)動,緊接著以大小為a2的加速度做減速直線運(yùn)動,直至靜止。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的總時(shí)間為t,求它運(yùn)動的總路程。
解析:不妨作出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的速度圖線(如圖所示),以便找出解題的方法。質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動的時(shí)間為t1,做減速運(yùn)動的時(shí)間間隔為,運(yùn)動的最大速度為,從圖線入手可引出不少解題方法,我們采用平均速度的方法求解。
從圖中可看出,,t2兩段時(shí)間內(nèi)的平均速度均為,則總路程:
又因?yàn)椋?
將兩式分別乘以a1與a2,后得:
故
代入路程公式得:
例2. 甲、乙兩車,從同一處,同時(shí)開始作同向直線運(yùn)動。已知甲車以速
5、度v做勻速直線運(yùn)動,乙車以初速度開始做勻加速運(yùn)動,加速度為a。試分析:
(1)當(dāng)乙車的速度多大時(shí),乙車落后于甲車的距離為最大?根據(jù)什么進(jìn)行判斷?落后的最大距離是多大?
(2)當(dāng)乙車的速度多大時(shí),乙車追上甲車?根據(jù)什么判斷?需要多長時(shí)間?
解析:當(dāng)時(shí),乙車落后于甲車的距離為最大。
乙車達(dá)到速度v所需時(shí)間為
故此時(shí)兩車相距為
兩車同時(shí)從同一處開始運(yùn)動,經(jīng)一段時(shí)間,再次相遇,它們的運(yùn)動路程、運(yùn)動時(shí)間都相同,那么,它們在這一段時(shí)間內(nèi)的平均速度相同。甲車做勻速直線運(yùn)動,其平均速度為v,乙車做勻加速直線運(yùn)動,其平均速度為:。
由此可知,
6、必須有
即,此時(shí)乙車追上甲車
乙車達(dá)到速度所需時(shí)間為:
例3. 交通警察在處理一起轎車撞倒行人的交通事故,經(jīng)現(xiàn)場勘察,剎車印痕起點(diǎn)在A處,行人在B處被撞,轎車停止在C處,轎車司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人準(zhǔn)備剎車時(shí)行人在D點(diǎn),AB=17.5m,BC=14m,DB=2.6m,如圖所示,一般人的反應(yīng)時(shí)間為0.7s,為了判斷轎車司機(jī)是否違章,警方派一警車以法定最高速度14m/s行駛在同一馬路的同一地段,該警車運(yùn)動的加速度與肇事車輛的加速度相同,該警車在A點(diǎn)緊急剎車,經(jīng)14m后停下,g取10m/s2,試問:
(1)肇事轎車的速度vA為多少?該車是否超速違章?
7、 (2)該行人過馬路的速度為多少?
解析:行人始終做勻速直線運(yùn)動,肇事車在看到行人后的運(yùn)動情況是:先在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)做0.7s的勻速直線運(yùn)動,接下來做勻減速直線運(yùn)動。
(1)根據(jù)警車的模擬運(yùn)動,由公式,可得剎車加速度
肇事車剎車后的位移為
則肇事車在A點(diǎn)剎車時(shí)的速度
所以肇事車違章,超速行駛
(2)設(shè)肇事車從A到B的時(shí)間為
根據(jù)
可得(另一解舍去)
司機(jī)從看到行人到撞上行人經(jīng)歷的總時(shí)間為
所以行人的速度
【模擬試題】(答題時(shí)間:15分鐘)
1. 2006年我國自行研制的“
8、梟龍”,戰(zhàn)機(jī)04架在四川某地試飛成功。假設(shè)該戰(zhàn)機(jī)起飛前從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,達(dá)到起飛速度。所需時(shí)間為t,則起飛前的運(yùn)動距離為( )
A. vt B. C. D. 不能確定
2. a、b兩物體從同一位置沿同一直線運(yùn)動,它們的速度圖象如圖所示,下列說法正確的是( )
A. a、b加速時(shí),物體a的加速度大于物體b的加速度
B. 20s時(shí),a、b兩物體相距最遠(yuǎn)
C. 60s時(shí),物體a在物體b的前方
D. 40s時(shí),a、b兩物體速度相等,相距200m
3. 一雜技演員用一只手拋球、
9、接球,他每隔0.40s拋出一球,接到球便立即把球拋出。已知除拋、接球的時(shí)刻外,空中總有4個(gè)球。將球的運(yùn)動近似看作是豎直方向的運(yùn)動,球到達(dá)的最大高度是(高度從拋球點(diǎn)算起,g取10m/s2。)( )
A. 1.6m B. 2.4m C. 3.2m D. 4.0m
4. 一人看到閃電12.3s后又聽到雷聲,已知空氣中的聲速約為,光速為,于是他用12.3除以3很快估算出閃電發(fā)生位置到他的距離為4.1km,根據(jù)你所學(xué)的物理知識可以判斷( )
A. 這種估算方法是錯(cuò)誤的,不可采用
B. 這種估算方法可以比較準(zhǔn)確地估算出閃電
10、發(fā)生位置與觀察者間的距離
C. 這種估算方法沒有考慮光的傳播時(shí)間,結(jié)果誤差很大
D. 即使聲速增大2倍以上,本題的估算結(jié)果依然正確
5. 以下運(yùn)動物體可以視為質(zhì)點(diǎn)的是( )
A. 裁判眼中的體操運(yùn)動員(正在體操比賽)
B. 火車從上海開往北京,在計(jì)算其行車的時(shí)間時(shí)
C. 火車通過某一路標(biāo),計(jì)算其所用的時(shí)間時(shí)
D. 繞太陽公轉(zhuǎn)的地球,研究其公轉(zhuǎn)時(shí)
6. 科技館中有一個(gè)展品,如圖所示,在較暗處有個(gè)不斷均勻滴水的龍頭,在一種特殊的燈光照射下,可觀察到一個(gè)個(gè)下落的水滴,緩緩調(diào)節(jié)水滴下落的時(shí)間間隔到適當(dāng)情況,可看到一種奇特的現(xiàn)
11、象,水滴似乎不再往下落,而是固定在圖中A、B、C、D四個(gè)位置不動,要出現(xiàn)這種現(xiàn)象,照明光源應(yīng)該滿足(g取10m/s2。)( )
A. 普通光源即可
B. 間歇發(fā)光,間隔時(shí)間為1.4s
C. 間歇發(fā)光,間隔時(shí)間為0.14s
D. 間歇發(fā)光,間隔時(shí)間為0.2s
7. 如圖所示為甲、乙兩物體在同一起跑線上同時(shí)向同一方向做直線運(yùn)動時(shí)的速度時(shí)間圖線,則以下判斷中正確的是( )
A. 甲、乙均做勻速直線運(yùn)動
B. 在時(shí)刻t1,甲、乙兩物體相遇
C. 在t1時(shí)刻之前甲的速度大
D. 甲、乙均做勻加速直線運(yùn)動
12、,乙的加速度大
8. 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的自由落體運(yùn)動,得到如下圖所示的一段紙帶,測得AB=7.65cm,BC=9.17cm,已知交流電的頻率是50Hz,則打B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為_____________________m/s。如果實(shí)驗(yàn)測出的重力加速度值比公認(rèn)值偏小,可能的原因是__________________。
9. “大洋一號”配備有一種聲吶探測系統(tǒng),用它可測量海水的深度,其原理是:用超聲波發(fā)生器垂直向海底發(fā)射超聲波,超聲波在海底會反射回來,若已知超聲波在海水中的波速,通過測量從發(fā)射超聲波到接收到反射波的時(shí)間,就可推算出船所在位置的海水深度?,F(xiàn)已知超聲波在海水中的波速為1500m/s,船靜止時(shí),測量從發(fā)射超聲波到接收到反射波的時(shí)間為8s,試計(jì)算該船所在位置的海水深度。
【試題答案】
1. B 2. C 3. C 4. B 5. BD
6. BC 7. CD
8. 2.10 物體在下落過程中受到阻力
9. 6000m