20xx高考物理知识点:匀变速直线运动的规律
一、匀变速直线运动的规律
1.条件:物体受到的合外力恒定,且与运动方向在一条直线上.
2.特点:a恒定,即相等时间内速度的变化量恒定.
3.规律:
(1)vt=v0+at
(2)s=v0t+at2
(3)vt2-v02=2as
4.推论:
(1)匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间里的位移之差是个恒量,即
Δs=si+1-si=aT2=恒量.
(2)匀变速直线运动的物体,在某段时间内的平均速度等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即vt/2==
以上两个推论在测定匀变速直线运动的加速度等学生实验中经常用到,要熟练掌握.
(3)初速度为零的匀加速直线运动(设T为等分时间间隔):
①1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比为:
v1∶v2∶v3∶……∶vN=1∶2∶3∶…∶n
②1T内、2T内、3T内……位移的比为:
s1∶s2∶s3∶…∶sN=12∶22∶32∶…∶n2
③第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移的比为:
sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…∶sN=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
④从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比:
t1∶t2∶t3∶…∶tN=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-)
5.自由落体运动是初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动,初速度为零的匀加速运动的所有规律和比例关系均适用于自由落体运动
二.解题方法指导
(1)要养成根据题意画出物体运动示意图的习惯.特别对较复杂的运动,画出草图可使运动过程直观,物理图景清晰,便于分析研究。
(2)要注意分析研究对象的运动过程,搞清整个运动过程按运动性质的转换可分为哪几个运动阶段,各个阶段遵循什么规律,各个阶段间存在什么联系。
(3)由于本章公式较多,且各公式间有相互联系,因此,本章的题目常可一题多解。解题时要思路开阔,联想比较,筛选最简捷的解题方案。解题时除采用常规的公式解析法外,图象法、比例法、极值法、逆向转换法(如将一匀减速直线运动视为反向的匀加速直线运动)等也是本章解题中常用的方法。
三.跟踪练习
1.一质点由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a1,经时间t后做匀减速直线运动,加速度大小为a2。若再经时间t恰好能回到出发点,则a1∶a2应为()
A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4
2.马路旁每两根电线杆间的距离都是60m,坐在汽车里的乘客,测得汽车从第1根电线杆驶到第2根电线杆用了5s,从第2根电线杆驶到第3根电线杆用了3s。如果汽车是匀加速行驶的,求汽车的加速度和经过这三根电线杆时的瞬时速度。
3.为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。已知某高速公路的最高限速v=120km/h。假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t=0.50s。刹车时汽车受到的阻力的大小为汽车重力的0.40倍。该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?取重力加速度为10m/s2。
4.如图所示,光滑斜面AE被均分成四段,一物体由A点静止释放,则()
⑴物体到达各点速度之比vB:vC:vD:vE=1:::2
⑵物体到达各点所经历的时间tE=2tB=tC=2tD/
⑶物体从A到E的平均速度等于vB
⑷通过每一段时,其速度增量均相等
A.只有⑴B.⑴⑵⑶C.⑵⑷D.⑶⑷
5.由于十字路中一个方向有红灯,一侧已停有20辆汽车,平均每辆汽车占道路长度为5m,绿灯亮起时假设每辆汽车都以0.8m/s2的加速度起动,速度达到4m/s后改为匀速度行驶。如果十字路口宽度为70m,那么,一次绿灯亮多长时间才能让全部停着的车辆都穿过马路?
6.升降机从静止开始上升,先做匀加速运动,经过4s速度达到4m/s,然后匀速上升2s,最后3s做匀减速运动直到停止,求升降机上升的总高度。
7.物体沿某一方向做匀变速直线运动,在时间t内通过的路程为s,它在处的速度为,在中间时刻的速度为.则和的关系是()
A.当物体做匀加速直线运动时,
B.当物体做匀减速直线运动时,
C.当物体做匀速直线运动时,
D.当物体做匀减速直线运动时,
8.质点以加速度a从静止出发做匀加速直线运动,在时刻t加速度变为2a,时刻2t加速度变为3a……,求质点在开始的nt时间内通过的总位移。
9.物体从静止开始作匀加速直线运动,第3s内通过的位移是3m,则()
A.第3s内的平均速度是3m/sB.物体的加速度是1.2m/s2
C.前3s内的位移是6mD.3s末的速度是3.6m/s
10.如图1-2-2所示的光滑斜面上,一物体以4m/s的初速度由斜面底端的A点匀减速滑上斜面,途经C和B,C为AB中点,已知vA∶vC=4∶3,从C点到B点历时()S,试求:
(1)到达B点的速度?
(2)AB长度?
11.匀变速直线运动的物体,初速度为10m/s,方向沿x轴正方向,经过2s,末速度变为10m/s,方向沿x轴负方向,则其加速度和2s内的平均速度分别是().
A.10m/s2;0B.0;10m/sC.-10m/s2;0D.-10m/s2;10m/s
12.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,1s后速度大小为10m/s,在这1s内该物体的()
A.位移的大小可能小于4mB.位移的大小可能大于10m
C.加速度的大小可能小于4m/s2D.加速度的大小可能大于10m/s2
13.有一个物体开始时静止在O点,先使它向东作匀加速直线运动,经过5秒钟,使它的加速度方向立即改为向西,加速度的大小不改变,再经过5秒钟,又使它加速度方向改为向东,但加速度大小不改变,如此重复共历时20秒,则这段时间内()
A.物体运动方向时而向东时而向西B.物体最后静止在O点
C.物体运动时快时慢,一直向东运动D.物体速度一直在增大
14.汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度为5m/s2,那么刹车后2S与刹车后6S汽车通过的位移之比为()
A.1∶1B.3∶1C.3∶4D.4∶3
15.物体沿光滑斜面匀减速上滑,加速度大小为4m/s2,6s后又返回原出发点.那么下述结论正确的是().
A.物体开始沿斜面上滑时速度为12m/sB.物体开始沿斜面上滑时速度是10m/s
C.物体沿斜面上滑的最大位移是18mD.物体沿斜面上滑的最大位移是15m
16.在正常情况下,火车以54km/h作匀速直线运动。火车在经过某小站时要作短暂停留。火车将要到小站时以-0.5m/s2的加速度作匀减速直线运动,停留2分钟后,又以0.3m/s2的加速度驶出小站直到恢复原来的速度,求:火车因停靠小站而延误的时间。
17.某人以接近于竖直方向从地面朝天开枪,子弹的初速度大小为30m/s,每隔1s时间发射一颗子弹,在发射了许多颗子弹后(子弹仍在发射中),问:
(1)在任一时刻空中有几颗子弹?
(2)对任一颗子弹,在空中可遇到多少颗子弹从它边上擦过?
(不计空气阻力,g取10m/s2)
一、实验目的
1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动.
2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法.
3.测定匀变速直线运动的加速度.
二、实验原理
1.打点计时器
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.它每隔0.02s打一次点(交流电频率为50Hz)。电磁打点计时器的工作电压是4~6V,电火花打点计时器的工作电压是220V。
2.纸带上打的点的意义
纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体的运动情况.
3.分析纸带可判断物体运动的性质:
①若相等时间内的位移相等,则物体做匀速直线运动;
②若相等时间内的位移不相等,则物体做变速直线运动;
③若连续相等时间内的位移差为恒量,则物体做匀变速直线运动,并可由△x=aT2求出加速度(为了减小误差常用逐差法或v-t图象法求加速度).
4.求加速度的方法:
①用逐差法求加速度
②用v-t图象法
先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度
③"平均速度法"求加速度:
即利用已求出的瞬时速度值,按加速度的定义式求加速度值,为了充分利用所有实验数据,减小误差,同样采用逐差法进行数据处理.
三、实验器材
电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.
四、实验步骤
⑴、把附有滑轮的长木板平放在实验桌上并使滑轮伸出桌面。
⑵、把打点计时器固定在木板上无滑轮的一端,如右图。
⑶、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当的数量钩码。
点拨:吊适当数量的钩码是为小车的加速度适当大些,减小长度测量的相对误差,并能在纸带上长约50厘米的范围内取出7-8个计数点为宜。
⑷、把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。
⑸、先使小车依靠在打点计时器处,接通电源后再释放小车让其运动。
⑹、断开电源取下纸带。
⑺、换上新纸带再做两次。
点拨:再做两次的目的是为了在点子已打出的纸带中选出两条无"漏点"、无"双点",点距正常清晰的纸带,一条作逐差法用,一条作图象法用。
⑻、在选出的一条纸带上测量每个计数点与起始计数点的距离d1、d2、d3……如右图。
点拨:测长度时,不要用短尺一段一段地测量后相加,以免误差积累,测量时要估计到最小分度的一半(0.5毫米),纸带上开头过于密集的点应甩掉不用,并且不直接测量打点间隔,而采取计数点进行测量,旨在减小测量中的相对误差。
五、误差分析
1.纸带的测量误差.
2.打点计时器计时误差.
六、注意事项
⑴、计时器打出的点不清晰,可能是电压偏低或振针位置不合适。
⑵、打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如果打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一些。
⑶、计时器打点时,应先接通电源,待打点稳定后,再拉动纸带。
⑷、拉动纸带前,应使拉动端停靠在靠近打点计时器的位置。
⑸、小车的加速度应适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出7~8个计数点为宜。
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20xx高考物理《研究平抛运动》材料分析
实验6研究平抛运动
1.实验目的
(1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹.
(2)用实验轨迹求解平抛物体的初速度.
2.实验原理
使小球做平抛运动,利用描迹法描绘小球的运动轨迹,建立坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,由公式:x=v0t和y=gt2,可得v0=x.
3.实验器材(以斜槽法为例)
斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.
4.实验步骤(以斜面小槽法为例)
图1(1)按实验原理图1所示安装实验装置,使斜槽末端水平.
(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.
(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法,在小球运动路线上描下若干点.
(4)将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线.
1.实验注意事项
(1)固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度水平.
(2)固定木板时,木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.
(3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放,为此,可在斜槽上某一位置固定一个挡板.
(4)要在斜槽上适当高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由木板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差.
(5)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.
(6)计算小球的初速度时,应选距抛出点稍远一些的点为宜.以便于测量和计算.
2.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
(1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后,轨迹上各点的坐标具有y=ax2的关系,且同一轨迹上a是一个特定的值.
(2)验证方法
方法一:代入法
用刻度尺测量几个点的x、y坐标,分别代入y=ax2中求出常数a,看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数.
方法二:图象法
建立yx2坐标系,根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值,在yx2坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a值.
3.计算平抛运动的初速度
(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)
在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,就可求出初速度v0.因x=v0t,y=gt2,故v0=x.
图2
(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)
如图2所示,由轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,A、B间与B、C间所用时间相等,设为t,则Δh=hBC-hAB=gt2
所以t=,所以初速度v0==x.
1.[实验原理及实验操作]在做研究平抛物体的运动的实验中,在调整斜槽时,必须使斜槽末端切线方向水平,这样做的目的是()
A.为了使小球初速度每次都相同
B.为了使小球运动轨迹是抛物线
C.为了使小球飞出时,初速度方向水平
D.为了使小球在空中运动时间每次都相等
C[小球平抛的初速度大小与释放点高度有关,运动轨迹是否是抛物线与斜槽末端的切线水平无关,小球在空中运动的时间主要由高度决定,故选项A、B、D错误;只有斜槽末端切线水平,才能保证小球离开槽口后做平抛运动.]
2.[实验数据的处理]如图3甲所示是“研究平抛运动”的实验装置图.图乙是实验后记录的数据,其中O点为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为________m/s.
图3
【解析】由平抛运动的规律知,在水平方向上小球做匀速直线运动,则x=v0t①竖直方向上小球做自由落体运动,则y=gt2②将其中一组数据如x=32.0cm,y=19.6cm代入①②式得v0=1.6m/s.【答案】1.6
文章来源:http://m.jab88.com/j/68631.html
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