20xx高考物理大一轮复习实验01研究匀变速直线运动学案新人教版。
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实验01研究匀变速直线运动一、实验目的
1．练习正确使用打点计时器．
2．会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度．
3．会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v－t图象，根据图象求加速度．
二、实验原理
从纸带上确定计数点和两计数点间隔的时间，量出相邻计数点间的距离，利用平均速度求出瞬时速度；计算相邻计数点距离之差，看其是否是一个常数来确定运动性质．
三、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细线、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．
四、实验步骤
1．按照实验原理图，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源．
2．把一细线系在小车上，细线绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面．
3．把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车．
4．小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带．
5．换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．
某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．
实验步骤如下：
A．安装好实验器材；
B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；
C．测出x1、x2、x3…．
结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列仪器和器材中，必须使用的有__________(填选项代号)
A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源
C．秒表D．刻度尺
E．天平F．重锤
G．弹簧测力计
(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是____________________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是__________
(3)如果小车做匀加速直线运动，测出前六段相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则小车的加速度a的表达式为：__________
答案：(1)AD(2)x3－x2＝x2－x1x2＋x310t
(3)a＝x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3225t2
(1)两种打点计时器的不同
①电磁打点计时器使用6V以下低压50Hz交流电源，用振针打点，每隔0.02s打一次点．
②电火花计时器使用220V50Hz交流电源，电火花打点，每隔0.02s打一次点．
(2)匀变速直线运动的判断：连续相等时间内的位移之差为恒量，即x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…＝恒量，物体做匀变速直线运动．
[跟踪训练]
1．(20xx佛山模拟)某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．
(1)电磁打点计时器是一种使用____________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，它的工作电压是4～6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔____________s打一次点．
(2)使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动，这两个操作过程的操作顺序应该是()
A．先接通电源，后释放纸带
B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源
D．哪个先，哪个后都可以
(3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出，用尺子测得相邻各点间的距离为x1＝3.62cm，x2＝4.75cm，x3＝5.88cm．
根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________．
(请用文字描述)；在计数点C所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度是__________m/s，小车的加速度是____________m/s2.(以上两空小数点后保留两位数字)
解析：(1)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点．
(2)在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，A正确．
(3)当相邻相等时间内的位移之差都相等时，小车做匀加速直线运动．vC＝x2＋x32T，T＝0.1s
可求得vC＝0.53m/s
由Δx＝x2－x1＝x3－x2＝aT2可得：a＝1.13m/s2．
答案：(1)交流0.02(2)A(3)相邻相等时间内的位移差相等0.531.13
(对应学生用书P12)
一、数据处理
1．利用逐差法求平均加速度
a1＝x4－x13T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2，
a＝a1＋a2＋a33．
2．利用平均速度求瞬时速度
vn＝xn＋xn＋12T＝dn＋1－dn－12T．
3．利用速度－时间图象求加速度：作出速度－时间图象，通过图象的斜率求物体的加速度．
二、注意事项
1．平行：纸带、细线要和木板平行．
2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带．
3．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞．
4．减小误差：小车的加速度要适当大些，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6～7个计数点为宜．
5．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线．
三、误差分析
1．使用刻度尺测计数点的距离时有误差．
2．作v－t图象时出现作图误差．
3．电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同．
4．长木板粗糙程度不均匀，小车运动时加速度有变化造成误差．
(20xx上高二中月考)在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源
他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：
对应点BCDEF
速度(m/s)0.1410.1800.2180.2620.301
(1)设电火花计时器的周期为T，计算vF的公式为vF＝____________；
(2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t＝0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图象。
(3)利用该图象求物体t＝0时刻的速度v＝____________m/s.(结果保留两位有效数字)
(4)利用该图象求物体的加速度a＝____________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(5)如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比__________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
解析：(1)每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，所以相邻两个计数点间的时间间隔T′＝5T，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，得：
vF＝d6－d410T
(2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t＝0，作出v－t图象．
(3)利用该图象求物体t＝0时刻的速度v＝0.10m/s．
(4)由速度—时间图象的斜率表示加速度，得：a＝0.3－0.10.5m/s2＝0.40m/s2
(5)电网电压变化，并不改变打点的周期，故测量值与实际值相比不变．
答案：(1)d6－d410T(2)如图所示
(3)0.10(4)0.40(5)不变
[跟踪训练]
2．在做“研究匀变速直线运动”的实验中：
(1)实验室提供了以下器材：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、交流电源、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是__________________．
(2)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm．
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度.
位置BCDEF
速度(ms－1)0.7370.8010.994
(3)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度－时间关系图线．
(4)根据你画出的小车的速度－时间关系图线计算出的小车的加速度a＝____________m/s2．
(5)如果当时电网中交变电流的频率是f＝49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏__________(选填“大”或“小”)
解析：(1)本实验中不需要测量力的大小，因此不需要的器材是弹簧测力计．
(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：
vD＝x3＋x42t＝8.33＋8.95×10－2m2×0.1s＝0.864m/s
同理可得vE＝0.928m/s．
(3)小车的速度－时间关系图线如图所示．
(4)小车的加速度
a＝ΔvΔt＝1.00－0.700.52－0.04m/s2＝0.63m/s2．
(5)当交变电流的频率f＝49Hz时，实际周期大于0.02s，根据运动学公式Δx＝aT2得，测量的加速度值与实际值相比是偏大的．
答案：见解析
(对应学生用书P13)
从原理迁移和数据处理技巧上进行创新
1．复习启示
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景．因此，要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题．
2．情景拓展
3．数据处理
(1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度．
(2)速度的测量方法：由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光时间Δt，由v＝dΔt求速度．
(3)加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度．
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，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤．实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s．用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度d，其示数如图丙所示．
(1)滑块的宽度d＝____________cm．
(2)滑块通过光电门1时的速度v1＝____________m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝____________m/s.(结果保留两位有效数字)．
(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的____________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将____________的宽度减小一些．
解析：(1)d＝10mm＋0.05mm×2＝10.10mm＝1.010cm．
(2)v1＝dt1＝1.010×10－21.0×10－2m/s≈1.0m/s，
v2＝dt2＝1.010×10－24.0×10－3m/s≈2.5m/s．
(3)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．
答案：(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块
本实验用光电计时器代替打点计时器来测量速度和加速度，是对原有实验条件、实验器材的迁移和改进，不脱离教材而又不拘泥于教材，仍属于纸带问题的延伸．
精选阅读
20xx高考物理大一轮复习：第1章-运动的描述、匀变速直线运动（8份打包）
第1节描述运动的基本概念
一、质点、参考系和坐标系
1．质点：用来代替物体的有质量的点．它是一种理想化模型．
2．参考系：为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体．参考系可以任意选取．通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动．
3．坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系．
二、位移和路程
位移路程
定义位移表示质点的位置变动，它是质点由初位置指向末位置的有向线段路程是质点运动轨迹的长度
区别①位移是矢量，方向由初位置指向末位置
②路程是标量，没有方向
联系①在单向直线运动中，位移的大小等于路程
②其他情况下，位移的大小小于路程
三、速度和速率
1．平均速度：运动物体的位移和运动所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度，即v－＝ΔxΔt，平均速度是矢量，其方向跟位移的方向相同．
2．瞬时速度：运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度，叫做瞬时速度．瞬时速度能精确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢．
3．平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小．
4．瞬时速率：简称速率，等于瞬时速度的大小，是标量．
四、加速度
1．定义式：a＝ΔvΔt；单位是m/s2.
2．物理意义：描述速度变化的快慢．
3．方向：与速度变化的方向相同．
4．物体加、减速的判定
(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体加速．
(2)当a与v垂直时，物体速度大小不变．
(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速．
[自我诊断]
1．判断正误
(1)研究物体的运动时，只能选择静止的物体作为参考系．(×)
(2)“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”只是诗人的一种臆想，没有科学道理．(×)
(3)研究花样游泳运动员的动作时，不能把运动员看做质点．(√)
(4)电台报时说“现在是北京时间8点整”，这里的“8点整”实际上指的是时刻．(√)
(5)平均速度的方向与位移方向相同．(√)
(6)子弹击中目标的速度属于瞬时速度．(√)
(7)物体的速度很大，加速度不可能为零．(×)
(8)甲的加速度a甲＝2m/s2，乙的加速度a乙＝－2m/s2，a甲＞a乙．(×)
2．下列说法正确的是()
A．参考系必须是固定不动的物体
B．参考系可以是变速运动的物体
C．地球很大，又因有自转，研究地球公转时，地球不可视为质点
D．研究跳水运动员转体动作时，运动员可视为质点
解析：选B.参考系是为了描述物体的运动而人为选定作为参照的物体，参考系可以是不动的物体，也可以是运动的物体，A错误，B正确；地球的公转半径比地球半径大得多，在研究地球公转时，可将地球视为质点，C错误；在研究跳水运动员身体转动时，运动员的形状和大小对研究结果的影响不可忽略，不能被视为质点，D错误．
3．关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是()
A．加速度方向为正时，速度一定增加
B．速度变化得越快，加速度就越大
C．加速度方向保持不变，速度方向也保持不变
D．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小
解析：选B.速度是否增加，与加速度的正负无关，只与加速度与速度的方向是否相同有关，A错误；“速度变化得越快”是指速度的变化率ΔvΔt越大，即加速度a越大，B正确；加速度方向保持不变，速度方向可能变，也可能不变，当物体做减速直线运动时，v＝0以后就反向运动，C错误；物体在运动过程中，若加速度的方向与速度方向相同，尽管加速度在变小，但物体仍在加速，直到加速度a＝0，速度达到最大值，D错误．
考点一对质点和参考系的理解
1．建立质点模型的两个关键点
(1)明确题目中要研究的问题是什么．质点是对实际物体科学地抽象，是研究物体运动时对实际物体进行的近似，质点实际上并不存在．
(2)物体的大小和形状对所研究的问题能忽略不计时，可将物体视为质点，并非依据物体自身大小来判断．
2．参考系的选取
(1)参考系可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体，我们假定它是静止的．
(2)比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系．
(3)选参考系的原则是观测运动方便和描述运动尽可能简单．
1．关于质点，下列说法正确的是()
A．只有体积很小的物体，才能被看成质点
B．质点是用一个点来代表整个物体，不包括物体的质量
C．在研究地球绕太阳公转时，可以把地球看做质点
D．在研究地球自转时，可以把地球看做质点
解析：选C.质点是一个有质量的点，将物体看做质点的条件是物体的形状或大小对研究的问题没有影响，或者对研究问题的影响可以忽略，并不是根据本身体积大小来判断，选项A、B错误；在研究地球自转时，不能把地球看做质点，选项D错误，C正确．
2．甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动．甲说：“它在做匀速运动．”乙说：“它是静止的．”丙说：“它在做加速运动．”这三个人的说法()
A．在任何情况下都不对
B．三人中总有一人或两人的说法是错误的
C．如果选择同一参考系，那么三个人的说法都对
D．如果各自选择自己的参考系，那么三个人的说法就可能都对
解析：选D.如果被观察物体相对于地面是静止的，甲、乙、丙相对于地面分别是匀速运动、静止、加速运动，再以他们自己为参考系，则三个人的说法都正确，A、B错误，D正确；在上面的情形中，如果他们都选择地面为参考系，三个人的观察结果应是相同的，因此C错误．
“质点模型”的三点感悟
(1)物体能否看做质点并非以体积的大小为依据，体积大的物体有时也可看成质点，体积小的物体有时不能看成质点．
(2)质点并不是质量很小的点，它不同于几何图形中的“点”．
(3)同一物体，有时可看成质点，有时不能．
考点二对平均速度和瞬时速度的理解
1．平均速度与瞬时速度的区别与联系
(1)区别：平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度．
(2)联系：①瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．②在匀速直线运动中，瞬时速度等于任意一段时间内的平均速度．
2．平均速度与平均速率的区别
平均速度的大小不能称为平均速率，因为平均速率是路程与时间的比值，它与平均速度的大小没有对应关系．
1.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx，用ΔxΔt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度．为使ΔxΔt更接近瞬时速度，正确的措施是()
A．换用宽度更窄的遮光条
B．提高测量遮光条宽度的精确度
C．使滑块的释放点更靠近光电门
D．增大气垫导轨与水平面的夹角
解析：选A.由v＝ΔxΔt可知，当Δt→0时，ΔxΔt可看成物体的瞬时速度，Δx越小，Δt也就越小，ΔxΔt越接近瞬时速度，A正确；提高测量遮光条宽度的精确度，只能提高测量平均速度的准确度，不能使平均速度更接近瞬时速度，B错误；使滑块的释放点更靠近光电门，滑块通过光电门的速度更小，时间更长，因此C错误；增大气垫导轨与水平面的夹角，如果滑块离光电门近，也不能保证滑块通过光电门的时间短，D错误．
2.(多选)如图所示，某赛车手在一次野外训练中，先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9km，实际从A运动到B用时5min，赛车上的里程表指示的里程数是15km，当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为150km/h，那么可以确定的是()
A．整个过程中赛车的平均速度为180km/h
B．整个过程中赛车的平均速度为108km/h
C．赛车经过路标C时的瞬时速度为150km/h
D．赛车经过路标C时速度方向为由A指向B
解析：选BC.赛车运动的位移为9km，赛车运动的路程为15km.赛车在整个运动过程中的平均速度计算公式为v＝xt＝108km/h；指针显示赛车经过路标C时瞬时速度的大小为150km/h，方向应沿C点切线而非A→B.
平均速度和瞬时速度的三点注意
(1)求解平均速度必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度．
(2)v＝ΔxΔt是平均速度的定义式，适用于所有的运动．
(3)粗略计算时我们可以用很短时间内的平均速度来求某时刻的瞬时速度．
考点三对速度、速度变化和加速度的理解
1．速度、速度变化量和加速度的对比
名称
项目速度速度变化量加速度
物理意义描述物体运动的快慢和方向，是状态量描述物体速度的变化，是过程量描述物体速度变化快慢，是状态量
定义式v＝xt
Δv＝v－v0a＝ΔvΔt＝v－v0Δt
方向与位移x同向，即物体运动的方向由v与v0的矢量差或a的方向决定与Δv的方向一致，由F的方向决定，而与v0、v方向无关
2.a＝ΔvΔt是加速度的定义式，加速度的决定式是a＝Fm，即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决定，加速度的方向由合力的方向决定．
[典例](多选)有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断的正确说法()
①点火后即将升空的火箭②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车③运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶④太空的空间站在绕地球匀速转动
A．①因火箭还没运动，所以加速度一定为零
B．②轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C．③高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度很大
D．④尽管空间站匀速转动，但加速度不为零
解析点火后虽然火箭速度为零，但由于气体的反冲力很大而使火箭具有很大的加速度，A错误；加速度表示速度变化的快慢，速度变化越快，加速度越大，B正确；一个物体运动速度大，但速度不发生变化，如做匀速直线运动，则它的加速度为零，C错误；曲线运动的速度方向发生了变化，速度就发生了变化，所以一定有加速度，D正确．
答案BD
1．(多选)下面所说的物体运动情况中，可能出现的是()
A．物体在某时刻运动速度很大，而加速度为零
B．物体在某时刻运动速度很小，而加速度很大
C．运动的物体在某时刻速度为零，而其加速度不为零
D．做变速直线运动的物体，加速度方向与运动方向相同，当物体加速度减小时，它的速度也减小
解析：选ABC.物体以很大的速度做匀速运动时，加速度为零，A可能；火箭开始发射时速度很小，而加速度很大，B可能；竖直上抛到最高点的物体速度为零，而其加速度不为零，C可能；物体加速度方向与运动方向相同时，物体做加速运动，D不可能．
2．如图所示，小球以v1＝3m/s的速度水平向右运动，碰一墙壁经Δt＝0.01s后以v2＝2m/s的速度沿同一直线反向弹回，小球在这0.01s内的平均加速度是()
A．100m/s2，方向向右B．100m/s2，方向向左
C．500m/s2，方向向左D．500m/s2，方向向右
解析：选C.设水平向左为正方向，由a＝ΔvΔt得，a＝v2－－v1Δt＝2－－30.01m/s2＝500m/s2，方向与v2方向相同，水平向左，故C正确．
课时规范训练
[基础巩固题组]
1．下列说法正确的是()
A．对运动员“大力扣篮”过程进行技术分析时，可以把运动员看做质点
B．“和谐号”动车组行驶313km从成都抵达重庆，这里的“313km”指的是位移大小
C．高台跳水运动员腾空至最高位置时，速度和加速度均为零
D．绕地球做匀速圆周运动且周期为24h的卫星，不一定相对于地面静止
解析：选D.在对运动员“大力扣篮”过程进行技术分析时，运动员的动作特别关键，不能把运动员看成质点，A错误；313km指的是路程，B错误；高台跳水腾空至最高位置时，速度为零但加速度不为零，C错误；绕地球做匀速圆周运动且周期为24h的卫星不一定是同步卫星，所以不一定相对地面静止，D正确．
2．飞机着地后还要在跑道上滑行一段距离，机舱内的乘客透过窗户看到树木向后运动，乘客选择的参考系是()
A．停在机场的飞机B．候机大楼
C．乘客乘坐的飞机D．飞机跑道
解析：选C.飞机着地后在跑道上滑行时，乘客以自己乘坐的飞机为参考系，会看到窗外的树木向后运动，C正确．
3．根据材料，结合已学的知识，判断下列说法正确的是()
A．图甲为我国派出的军舰护航线路图，总航程4500海里，总航程4500海里指的是位移
B．图甲为我国派出的军舰护航线路图，总航程4500海里，总航程4500海里指的是路程
C．如图乙所示是奥运火炬手攀登珠峰的线路图，由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬手的位移
D．如图丙所示是高速公路指示牌，牌中“25km”是指从此处到下一个出口的位移是25km
解析：选B.军舰航程是指其运动路径的总长度，指路程，A错误，B正确；奥运火炬手所走线路的总长度是火炬手的路程，C错误；高速公路指示牌中“25km”是指从此处至下一个出口的路程为25km，D错误．
4．(多选)科学研究表明，在太阳系的边缘可能还有一颗行星——幸神星．这颗可能存在的行星是太阳系现有的质量最大的行星，它的质量是木星质量的4倍，它的轨道与太阳的距离是地球与太阳的距离的几千倍．根据以上信息，下列说法正确的是()
A．幸神星质量太大，不能看做质点
B．研究幸神星绕太阳运动时，可以将其看做质点
C．比较幸神星运行速度与地球运行速度的大小关系时，可以选择太阳为参考系
D．幸神星运行一周的位移要比地球运行一周的位移大
解析：选BC.物体能否看做质点与物体的质量无关，A错误；幸神星的形状和大小相对其到太阳的距离来说属于次要的因素，因此可以看做质点，B正确；比较两个物体运动的快慢，要选择同一参考系，C正确；幸神星运行一周的位移和地球运行一周的位移均为零，D错误．
5．(多选)三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是()
A．三个质点从N点到M点的平均速度相同
B．三个质点任意时刻的速度方向都相同
C．三个质点任意时刻的位移方向都相同
D．三个质点从N点到M点的位移相同
解析：选AD.位移是指从初位置指向末位置的有向线段，在任意时刻，三个质点的位移方向不同，只有均到达M点时，位移方向相同，C错误，D正确；根据平均速度的定义式v＝xt可知三个质点从N点到M点的平均速度相同，A正确；质点任意时刻的速度方向沿轨迹的切线方向，故三个质点的速度方向不会在任意时刻都相同，B错误．
6．下列说法正确的是()
A．加速度增大，速度一定增大
B．速度改变量Δv越大，加速度就越大
C．物体有加速度，速度就增加
D．速度很大的物体，其加速度可以很小
解析：选D.加速度是速度的变化量Δv与所用时间Δt的比值，描述的是速度变化的快慢．加速度的大小只反映速度变化的快慢，不能反映速度的大小，故加速度大，速度可能很小；加速度小，速度可能很大，A错误，D正确；当速度的变化量Δv很大时，若时间Δt也很大，由a＝ΔvΔt可知a不一定大，B错误；物体有加速度，只表明其速度在变化，它可以变大，也可以变小，也可以只有速度的方向改变而大小不变，C错误．
7．甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动，a甲＝4m/s2，a乙＝－4m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是()
A．甲的加速度大于乙的加速度
B．甲做加速直线运动，乙做减速直线运动
C．甲的速度比乙的速度变化快
D．甲、乙在相等时间内速度变化可能相等
解析：选B.两物体加速度大小相等，故速度变化快慢相同，A、C均错误；由Δv＝aΔt可知，两物体在相等时间内速度变化大小相等，但方向相反，D错误；由于甲物体的加速度与速度方向相同，乙物体加速度与速度方向相反，故甲做加速直线运动，乙做减速直线运动，B正确．
[综合应用题组]
8．为提高百米赛跑运动员的成绩，教练员分析了运动员跑百米全程的录像带，测得：运动员在前7s跑了61m,7s末到7.1s末跑了0.92m，跑到终点共用10.8s，则下列说法不正确的是()
A．运动员在百米全过程的平均速度大小是9.26m/s
B．运动员在前7s的平均速度大小是8.71m/s
C．运动员在7s末的瞬时速度大小为9.2m/s
D．无法精确知道运动员在7s末的瞬时速度大小
解析：选C.根据平均速度公式v＝xt可知选项A、B正确；根据瞬时速度定义v＝ΔxΔt可知选项C错误，选项D正确．
9．研究表明：加速度的变化率能引起人的心理效应，车辆的平稳加速(即加速度基本不变)使人感到舒服，否则感到不舒服．关于“加速度的变化率”，下列说法正确的是()
A．从运动学角度的定义，“加速度的变化率”的单位应是m/s2
B．加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动
C．若加速度与速度同方向，如图所示的a－t图象，表示的是物体的速度在减小
D．若加速度与速度同方向，如图所示的a－t图象中，已知物体在t＝0时速度为5m/s，则2s末的速度大小为8m/s
解析：选D.类比可知，加速度的变化率为ΔaΔt，单位为m/s3，A错；加速度的变化率为零，就是加速度恒定，是匀变速运动，B错；加速度与速度同向，速度增大，C错；a－t图象中图线与坐标轴所围面积表示增加的速度，故D对．
10．如图所示，一小球在光滑的V形槽中由A点释放，经B点(与B点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点，设A点的高度为1m，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为()
A.233m，233m
B.233m，433m
C.433m，233m
D.433m,1m
解析：选C.小球通过的路程为小球实际运动轨迹的长度，则小球的路程为s＝2lAB＝2×1sin60°m＝433m；位移是由初位置指向末位置的有向线段，则小球的位移大小为x＝lAC＝1sin60°m＝233m．选项C正确．
11．(多选)一物体做匀变速直线运动，当t＝0时，物体的速度大小为12m/s，方向向东，当t＝2s时，物体的速度大小为8m/s，方向仍向东，则当t为多少时，物体的速度大小变为2m/s()
A．3sB．5s
C．7sD．9s
解析：选BC.物体的加速度a＝ΔvΔt＝v－v0t＝8－122m/s2＝－2m/s2，且t′＝v′－v0a，当v′＝2m/s时，t1＝5s；当v′＝－2m/s时，t2＝7s，B、C正确．
12．一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的关系为x＝5＋2t3(m)，它的速度随时间t变化关系为v＝6t2(m/s)．该质点在t＝0到t＝2s间的平均速度和t＝2s到t＝3s间的平均速度大小分别为()
A．12m/s,39m/sB．8m/s,38m/s
C．12m/s,19.5m/sD．8m/s,12m/s
解析：选B.平均速度v＝ΔxΔt，t＝0时，x0＝5m；t＝2s时，x2＝21m；t＝3s时，x3＝59m，故v1＝x2－x02s＝8m/s，v2＝x3－x21s＝38m/s，B正确．
13．(多选)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和v2，v1、v2在各个时刻的大小如表所示，从表中数据可以看出()
t/s01234
v1/(ms－1)18.017.517.016.516.0
v2/(ms－1)9.811.012.213.414.6
A.火车的速度变化较慢
B．汽车的加速度较小
C．火车的位移在减小
D．汽车的位移在增加
解析：选AD.由表中数据可得，火车的加速度大小a1＝0.5m/s2，汽车的加速度大小为a2＝1.2m/s2，故A正确、B错误；因火车和汽车的速度方向均不变，它们的位移均随时间增加，D正确、C错误．
14．(多选)如图所示是某质点运动的速度图象，由图象得到的正确结果是()
A．0～1s内的平均速度是2m/s
B．0～2s内的位移大小是3m
C．0～1s内的加速度大于2～4s内的加速度
D．0～1s内的运动方向与2～4s内的运动方向相反
解析：选BC.根据v－t图象可知，质点在0～1s内的位移x1＝12×2×1m＝1m,1～2s内的位移x2＝2×1m＝2m，故0～1s内的平均速度v1＝x1t1＝1m/s,0～2s内的位移x＝x1＋x2＝3m，A错误、B正确；0～1s内的加速度a1＝2－01m/s2＝2m/s2,2～4s内的加速度a2＝0－22m/s2＝－1m/s2，负号表示a2和v方向相反，故a1＞|a2|，C正确；0～1s内与2～4s内的速度均为正值，表示物体都沿正方向运动，D错误．
第2节匀变速直线运动的规律
一、匀变速直线运动的基本规律
1．匀变速直线运动
(1)定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动．
(2)分类：匀加速直线运动：a与v同向.匀减速直线运动：a与v反向.
2．速度与时间的关系式：v＝v0＋at.
3．位移与时间的关系式：x＝v0t＋12at2.
4．位移与速度的关系式：v2－v20＝2ax.
二、匀变速直线运动的推论
1．平均速度公式：v－＝v＝v0＋v2.
2．位移差公式：Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT2.可以推广到xm－xn＝(m－n)aT2.
3．初速度为零的匀加速直线运动比例式
(1)1T末、2T末、3T末……的瞬时速度之比为：v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n.
(2)1T内，2T内，3T内……位移之比为：x1∶x2∶x3∶…∶xn＝1∶22∶32∶…∶n2.
(3)第一个T内，第二个T内，第三个T内，……，第n个T内位移之比为：
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)．
(4)通过连续相等的位移所用时间之比为：t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(2－1)∶(3－2)∶…∶(n－n－1)．
三、自由落体运动和竖直上拋运动的规律
1．自由落体运动规律
(1)速度公式：v＝gt.
(2)位移公式：h＝12gt2.
(3)速度—位移关系式：v2＝2gh.
2．竖直上拋运动规律
(1)速度公式：v＝v0－gt.
(2)位移公式：h＝v0t－12gt2.
(3)速度—位移关系式：v2－v20＝－2gh.
(4)上升的最大高度：h＝v202g.
(5)上升到最大高度用时：t＝v0g.
[自我诊断]
1．判断正误
(1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的直线运动．(×)
(2)匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动．(√)
(3)匀变速直线运动的位移是均匀增加的．(×)
(4)在匀变速直线运动中，中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度．(√)
(5)物体由某高度由静止下落一定做自由落体运动．(×)
(6)竖直上抛运动的物体，上升阶段与下落阶段的加速度方向相反．(×)
2．滑板爱好者由静止开始沿一斜坡匀加速下滑，经过斜坡中点时的速度为v，则到达斜坡底端时的速度为()
A.2vB．3v
C．2vD.5v
解析：选A.由匀变速直线运动的中间位置的速度公式
vx2＝v20＋v22，有v＝0＋v2底2，得v底＝2v，所以只有A项正确．
3．(多选)在某一高度以v0＝20m/s的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力)，当小球速度大小为10m/s时，以下判断正确的是(g取10m/s2)()
A．小球在这段时间内的平均速度大小可能为15m/s，方向向上
B．小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m/s，方向向下
C．小球在这段时间内的平均速度大小可能为5m/s，方向向上
D．小球的位移大小一定是15m
解析：选ACD.规定竖直向上为正方向，当小球的末速度大小为10m/s、方向向上时，vt＝10m/s，由v＝v0＋vt2得v＝15m/s，方向向上，A正确．当小球的末速度大小为10m/s、方向向下时，vt＝－10m/s，由v＝v0＋vt2得v＝5m/s，方向向上，B错误，C正确．由于末速度大小为10m/s时，球的位置一定，距起点的位移x＝v20－v2t2g＝15m，D正确．
考点一匀变速直线运动的基本规律
1．运动公式中符号的规定
一般规定初速度的方向为正方向，与初速度同向的物理量取正值，反向的物理量取负值．若v0＝0，一般以a的方向为正方向．
2．多过程问题
如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，各段交接处的速度往往是连接各段的纽带，应注意分析各段的运动性质．
3．解决运动学问题的基本思路
画过程示意图→判断运动性质→选取正方向→选公式列方程→解方程并讨论
1．如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5s和2s．关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是()
A．关卡2B．关卡3
C．关卡4D．关卡5
解析：选C.关卡刚放行时，该同学加速的时间t＝va＝1s，运动的距离x1＝12at2＝1m，然后以2m/s的速度匀速运动，经4s运动的距离为8m，因此第1个5s内运动距离为9m，过了关卡2，到关卡3时再用时3.5s，大于2s，因此能过关卡3，运动到关卡4前共用时12.5s，而运动到第12s时，关卡关闭，因此被挡在关卡4前，C正确．
2．一旅客在站台8号车厢候车线处候车，若动车一节车厢长25米，动车进站时可以看做匀减速直线运动．他发现第6节车厢经过他用了4s，动车停下时旅客刚好在8号车厢门口，如图所示．则该动车的加速度大小约为()
A．2m/s2B．1m/s2
C．0.5m/s2D．0.2m/s2
解析：选C.设第6节车厢刚到达旅客处时，车的速度为v0，加速度为a，则有L＝v0t＋12at2
从第6节车厢刚到达旅客处到列车停下来，有
0－v20＝2a2L，
解得a≈－0.5m/s2或a＝－18m/s2(舍去)，则加速度大小约为0.5m/s2，故C正确．
3．短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段．一次比赛中，某运动员用11.00s跑完全程．已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离．
解析：根据题意，在第1s和第2s内运动员都做匀加速运动．设运动员在匀加速阶段的加速度为a，在第1s和第2s内通过的位移分别为x1和x2，由运动学规律得x1＝12at20①
x1＋x2＝12a(2t0)2②
式中t0＝1s，联立①②两式并代入已知条件，得
a＝5m/s2③
设运动员做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v；跑完全程的时间为t，全程的距离为x.依题意及运动学规律，得t＝t1＋t2④
v＝at1⑤
x＝12at21＋vt2⑥
设加速阶段通过的距离为x′，则x′＝12at21⑦
联立③④⑤⑥⑦式，并代入数据得x′＝10m
答案：5m/s210m
求解多阶段运动问题的三点注意
(1)画过程示意图时，应标明各已知量、中间量及待求未知量．
(2)选定正方向后，应标明各物理量的正、负号．
(3)计算结果中如果出现负值，应说明负号的物理意义．
考点二解决匀变速直线运动的六种方法
1．(多选)物体做匀加速直线运动，在时间T内通过位移x1到达A点，接着在时间T内又通过位移x2到达B点，则物体()
A．在A点的速度大小为x1＋x22T
B．在B点的速度大小为3x2－x12T
C．运动的加速度为2x1T2
D．运动的加速度为x1＋x2T2
解析：选AB.根据匀变速直线运动规律可知，该物体在A点的瞬时速度大小等于物体运动的平均速度大小，即vA＝x1＋x22T，选项A正确；设物体加速度大小为a，有x2－x1＝aT2，则a＝x2－x1T2，选项C、D错误；物体在B点的速度大小为vB＝vA＋aT＝3x2－x12T，选项B正确．
2．质点由A点出发沿直线AB运动，行程的第一部分是加速度大小为a1的匀加速运动，接着做加速度大小为a2的匀减速运动，到达B点时恰好速度减为零．若AB间总长度为s，则质点从A到B所用时间t为()
A.sa1＋a2a1a2B.2sa1＋a2a1a2
C.2sa1＋a2a1a2D.a1a22sa1＋a2
解析：选B.设第一阶段的末速度为v，则由题意可知：v22a1＋v22a2＝s，解得：v＝2a1a2sa1＋a2；而s＝0＋v2t1＋v＋02t2＝v2t，由此解得：t＝2sa1＋a2a1a2，所以选B.
3．物体以一定的初速度从斜面底端A点冲上固定的光滑斜面，斜面总长度为l，到达斜面最高点C时速度恰好为零，如图所示，已知物体运动到距斜面底端34l处的B点时，所用时间为t，求物体从B滑到C所用的时间．
解析：方法一：逆向思维法
物体向上匀减速冲上斜面，其逆过程为由静止开始向下匀加速滑下斜面．设物体从B到C所用的时间为tBC.
由运动学公式得xBC＝at2BC2，xAC＝at＋tBC22，
又xBC＝xAC4，
由以上三式解得tBC＝t.
方法二：基本公式法
因为物体沿斜面向上做匀减速运动，设初速度为v0，物体从B滑到C所用的时间为tBC，由匀变速直线运动的规律可得v20＝2axAC①
v2B＝v20－2axAB②
xAB＝34xAC③
由①②③解得vB＝v02④
又vB＝v0－at⑤
vB＝atBC⑥
由④⑤⑥解得tBC＝t.
方法三：比例法
对于初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间内通过的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)．
因为xCB∶xBA＝xAC4∶3xAC4＝1∶3，而通过xBA的时间为t，所以通过xBC的时间tBC＝t.
方法四：中间时刻速度法
利用推论：匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度，vAC＝v0＋02＝v02.又v20＝2axAC，v2B＝2axBC，xBC＝xAC4.由以上三式解得vB＝v02.可以看成vB正好等于AC段的平均速度，因此B点是这段位移的中间时刻，因此有tBC＝t.
方法五：图象法
根据匀变速直线运动的规律，画出v－t图象．如图所示，利用相似三角形的规律，面积之比等于对应边的平方比，得S△AOCS△BDC＝CO2CD2，且S△AOCS△BDC＝41，OD＝t，OC＝t＋tBC.所以41＝t＋tBC2t2，解得tBC＝t.
答案：t
考点三自由落体运动和竖直上抛运动
1．应用自由落体运动规律解题时的两点注意
(1)可充分利用自由落体运动初速度为零的特点、比例关系及推论等规律解题．
(2)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，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决问题．
2．竖直上抛运动的处理方法
(1)两种方法
①“分段法”就是把竖直上抛运动分为上升阶段和下降阶段，上升阶段物体做匀减速直线运动，下降阶段物体做自由落体运动．下落过程是上升过程的逆过程．
②“全程法”就是把整个过程看成是一个匀减速直线运动过程．从全程来看，加速度方向始终与初速度v0的方向相反．
(2)符号法则：应用公式时，要特别注意v0、v、h等矢量的正负号，一般选向上为正方向，v0总是正值，上升过程中v为正值，下降过程中v为负值，物体在抛出点以上时h为正值，在抛出点以下时h为负值．
(3)巧用竖直上抛运动的对称性
①速度对称：上升和下降过程经过同一位置时速度等大反向．
②时间对称：上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等．
[典例]气球下挂一重物，以v0＝10m/s的速度匀速上升，当到达离地高度h＝175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多长时间落到地面？落地时的速度多大？空气阻力不计，g取10m/s2.
解析解法一：分成上升阶段和下落阶段两个过程处理．
绳子断裂后重物要继续上升的时间t1和上升的高度h1分别为
t1＝v0g＝1s
h1＝v202g＝5m
故重物离地面的最大高度为H＝h1＋h＝180m
重物从最高处自由下落，落地时间和落地速度分别为
t2＝2Hg＝6s
v＝gt2＝60m/s
所以从绳子突然断裂到重物落地共需时间为
t＝t1＋t2＝7s.
解法二：取全过程作为一个整体考虑，从绳子断裂开始计时，经时间t后重物落到地面，规定初速度方向为正方向，则重物在时间t内的位移h′＝－175m，由位移公式有：
h′＝v0t－12gt2
即－175＝10t－12×10t2＝10t－5t2
t2－2t－35＝0
解得t1＝7s，t2＝－5s(舍去)
所以重物落地速度为：
v＝v0－gt＝10m/s－10×7m/s＝－60m/s
其中负号表示落地速度，与初速度方向相反，方向竖直向下．
答案见解析
处理竖直上抛运动的两点注意
(1)用全过程解决竖直上抛运动问题时，一定要先规定好正方向(一般以初速度方向为正)，公式h＝v0t＋12gt2中各符号的意义必须明确．
(2)在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下降阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解．
1．一小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力．经过b点时速度为v，经过c点时速度为3v，则ab段与ac段位移之比为()
A．1∶3B．1∶5
C．1∶8D．1∶9
解析：选D.物体做自由落体运动，
2ghab＝v2①
2ghac＝(3v)2②
由①②得habhac＝19，故D正确．
2．(多选)某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2,5s内物体的()
A．路程为65m
B．位移大小为25m，方向竖直向上
C．速度改变量的大小为10m/s
D．平均速度大小为13m/s，方向竖直向上
解析：选AB.
解法一：分阶段法．
物体上升的时间t上＝v0g＝3010s＝3s，物体上升的最大高度h1＝v202g＝3022×10m＝45m．物体从最高点自由下落2s的高度h2＝12gt2下＝12×10×22m＝20m．运动过程如图所示，则总路程为65m，A正确.5s末物体离抛出点的高度为25m，即位移的大小为25m，方向竖直向上，B正确.5s末物体的速度v＝gt下＝10×2m/s＝20m/s，方向竖直向下，取竖直向上为正方向，则速度改变量Δv＝(－v)－v0＝(－20m/s)－30m/s＝－50m/s，即速度改变量的大小为50m/s，方向竖直向下，C错误．平均速度v＝h1－h2t＝255m/s＝5m/s，方向竖直向上，D错误．
解法二：全过程法．
由竖直上抛运动的规律可知：物体经3s到达最大高度h1＝45m处．将物体运动的全程视为匀减速直线运动，则有v0＝30m/s，a＝－g＝－10m/s2，故5s内物体的位移h＝v0t＋12at2＝25m＞0，说明物体5s末在抛出点上方25m处，故路程为65m，位移大小为25m，方向竖直向上，A、B正确．速度的变化量Δv＝aΔt＝－50m/s，C错误.5s末物体的速度v＝v0＋at＝－20m/s，所以平均速度v＝v0＋v2＝5m/s＞0，方向竖直向上，D错误．
考点四两类匀减速直线运动
1．刹车类问题
汽车匀减速到速度为零后即停止运动，加速度a突然消失，求解时要注意确定其实际运动时间．如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动，可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度大小不变的匀加速直线运动．
2．双向可逆类问题
如果物体先做匀减速直线运动，减速为零后又反向做匀加速直线运动，且全过程加速度大小、方向均不变，故求解时可对全过程列式，但必须注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义．
1．以36km/h的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为a＝4m/s2的加速度，刹车后第三个2s内，汽车运动的位移为()
A．12.5mB．2m
C．10mD．0
解析：选D.设汽车从刹车到停下的时间为t，则由v＝v0＋at得t＝v－v0a＝0－10－4s＝2.5s，所以第三个2s汽车早已停止，所以第三个2s位移为零，D正确．
2．(多选)一物体以5m/s的初速度在光滑斜面上向上运动，其加速度大小为2m/s2，设斜面足够长，经过t时间物体位移的大小为4m．则时间t可能为()
A．1sB．3s
C．4sD.5＋412s
解析：选ACD.当物体的位移为4m时，根据x＝v0t＋12at2得，4＝5t－12×2t2，解得t1＝1s，t2＝4s；当物体的位移为－4m时，根据x＝v0t＋12at2得，－4＝5t－12×2t2，解得t3＝5＋412s，故A、C、D正确，B错误．
课时规范训练
[基础巩固题组]
1．物体从静止开始做匀加速直线运动，在第2s内的位移为xm，则物体运动的加速度大小是()
A.3x2m/s2B．2x3m/s2
C.x2m/s2D.x4m/s2
解析：选B.由位移公式x＝v0t＋12at2得物体在第2s内的位移x＝12a×22－12a×12，解得a＝2x3m/s2，B正确．
2．小球由斜面底端以一定初速度滑上光滑斜面，在第2s和第4s内位移的大小均为5m，则物体的加速度大小为()
A．0B．2m/s2
C．5m/s2D．6m/s2
解析：选C.由题意知，小球第2s处于上滑阶段，第4s处于下滑阶段，以沿斜面向上为正，则由xm－xn＝(m－n)aT2得a＝5－－52－412m/s2＝－5m/s2，C正确．
3．一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以T为时间间隔，在第三个T时间内位移是3m，第三个T时间末的瞬时速度为3m/s，则()
A．物体的加速度是1m/s2
B．第一个T时间末的瞬时速度为0.6m/s
C．时间间隔T＝1s
D．物体在第1个T时间内的位移为0.6m
解析：选D.初速度为0的匀加速直线运动，连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5，据此判断第一个T时间内的位移x1＝15×3m＝0.6m，选项D正确；第二个T时间内的位移x2＝35×3m＝1.8m，由v23－0＝2a(x1＋x2＋x3)得a＝56m/s2，选项A错误；由Δx＝aT2得1.8m－x1＝aT2，解得T＝65s，选项C错误；第一个T时间末的瞬时速度v1＝aT＝1m/s，选项B错误．
4．在离地高h处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为()
A.2vgB.vg
C.2hvD.hv
解析：选A.以竖直向下为正方向，对向上和向下抛出的两个小球，分别有h＝－vt1＋12gt21，h＝vt2＋12gt22，Δt＝t1－t2，解以上三式得两球落地的时间差Δt＝2vg，故A正确．
5．(多选)一物体以初速度v0做匀减速直线运动，第1s内通过的位移为x1＝3m，第2s内通过的位移为x2＝2m，又经过位移x3物体的速度减小为0，则下列说法正确的是()
A．初速度v0的大小为2.5m/s
B．加速度a的大小为1m/s2
C．位移x3的大小为1.125m
D．位移x3内的平均速度大小为0.75m/s
解析：选BCD.由Δx＝aT2可得加速度的大小a＝1m/s2，则选项B正确；第1s末的速度v1＝x1＋x22T＝2.5m/s，则v0＝v1＋at1＝3.5m/s，选项A错误；物体的速度由2.5m/s减速到0所需时间t＝0－v1－a＝2.5s，经过位移x3的时间t′＝1.5s，故x3＝12at′2＝1.125m，选项C正确；位移x3内的平均速度v＝x3t′＝0.75m/s，则选项D正确．
6．我国已完成了舰载机阻拦着舰试验．与陆上基地飞机着陆时可缓慢减速平飞不同，舰载机着舰必须加速，一旦舰载机尾钩未能挂住阻拦索，必须能快速拉升逃逸．假设“歼－15”战机着舰速度为30m/s，钩住阻拦索减速滑行45m停下．若没有钩住阻拦索，必须加速到50m/s才能安全飞离航母，航母甲板上可用于战机加速的长度仅有200m．求：
(1)“歼－15”战机钩住阻拦索减速过程中的加速度大小和滑行时间；
(2)“歼－15”战机在甲板上加速飞行的加速度至少是多少？
解析：(1)“歼－15”战机钩住阻拦索后做匀减速运动，则有加速度a1＝0－v202x1＝－10m/s2
由x1＝12(v0＋0)t
代入数据解得t＝3s
(2)若未钩住阻拦索，“歼－15”战机加速飞行的加速度
a2＝v21－v202x2＝4m/s2
答案：(1)－10m/s23s(2)4m/s2
[综合应用题组]
7．A、B两小球从不同高度自由下落，同时落地，A球下落的时间为t，B球下落的时间为t2，当B球开始下落的瞬间，A、B两球的高度差为()
A．gt2B.38gt2
C.34gt2D.14gt2
解析：选D.hA＝12gt2，hB＝12gt22＝18gt2，所以B刚下落瞬间，A、B间距离为Δh＝hA－12gt22－hB＝14gt2，故D对．
8．假设某无人机靶机以300m/s的速度匀速向某个目标飞来，在无人机离目标尚有一段距离时发射导弹，导弹以80m/s2的加速度做匀加速直线运动，以1200m/s的速度在目标位置击中该无人机，则导弹发射后击中无人机所需的时间为()
A．3.75sB．15s
C．30sD．45s
解析：选B.导弹由静止做匀加速直线运动，即v0＝0，a＝80m/s2，据公式v＝v0＋at，有t＝va＝120080s＝15s，即导弹发射后经15s击中无人机，选项B正确．
9．一辆汽车在平直公路上做刹车实验，若从0时刻起汽车在运动过程中的位移与速度的关系式为x＝(10－0.1v2)m，则下列分析正确的是()
A．上述过程的加速度大小为10m/s2
B．刹车过程持续的时间为5s
C．0时刻的初速度为10m/s
D．刹车过程的位移为5m
解析：选C.由v2－v20＝2ax可得x＝12av2－12av20，对照x＝(10－0.1v2)m，可知a＝－5m/s2，v0＝10m/s，选项A错误，C正确；由v＝v0＋at可得刹车过程持续的时间为t＝2s，由v2－v20＝2ax可得刹车过程的位移x＝10m，选项B、D错误．
10．(多选)在一次救灾活动中，一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动，刚运动了8s，由于前方突然有巨石滚下，堵在路中央，所以又紧急刹车，匀减速运动经4s停在巨石前．则关于汽车的运动情况，下列说法正确的是()
A．加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2等于2∶1
B．加速、减速中的平均速度大小之比v1∶v2等于1∶1
C．加速、减速中的位移大小之比x1∶x2等于2∶1
D．加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2不等于1∶2
解析：选BC.汽车由静止运动8s，又经4s停止，加速阶段的末速度与减速阶段的初速度相等，由v＝at，知a1t1＝a2t2，a1a2＝12，A、D错；又由v2＝2ax知a1x1＝a2x2，x1x2＝a2a1＝21，C对；由v＝v2知，v1∶v2＝1∶1，B对．
11．一质点以一定的初速度冲上一倾角为θ的斜面，结果最后静止在斜面上，如图所示，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质点的位移大小；
(2)整个减速过程共用的时间．
解析：(1)设质点做匀减速运动的加速度大小为a，初速度为v0.由于质点停止运动前的最后1s内位移为2m，对整个过程逆向考虑，则x2＝12at22
所以a＝2x2t22＝4m/s2
质点在第1s内位移为6m，由x1＝v0t1－12at21
所以v0＝2x1＋at212t1＝8m/s
在整个减速运动过程中质点的位移大小x＝v202a＝8m
(2)对整个过程逆向考虑，有x＝12at2
所以t＝2xa＝2s
答案：(1)8m(2)2s
第3节运动图象追及和相遇问题
一、x－t、v－t图象
1．对x－t图象的理解
(1)物理意义：反映了做直线运动的物体位移随时间变化的规律．
(2)图线斜率的意义
①图线上某点切线的斜率大小表示速度的大小．
②图线上某点切线的斜率正负表示速度的方向．
2．对v－t图象的理解
(1)物理意义：反映了做直线运动的物体速度随时间变化的规律．
(2)图线斜率的意义
①图线上某点切线的斜率大小表示物体运动的加速度的大小．
②图线上某点切线的斜率正负表示加速度的方向．
(3)图线与坐标轴围成的“面积”的意义
①图线与坐标轴围成的“面积”表示位移的大小．
②若此面积在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正；若此面积在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负．
二、追及、相遇问题
1．追及与相遇问题的概述
当两个物体在同一直线上运动时，由于两物体的运动情况不同，所以两物体之间的距离会不断发生变化，两物体间距越来越大或越来越小，这时就会涉及追及、相遇和避免碰撞等问题．
2．追及问题的两类情况
(1)若后者能追上前者，则追上时，两者处于同一位置，后者的速度一定不小于前者的速度．
(2)若后者追不上前者，则当后者的速度与前者的速度相等时，两者相距最近．
[自我诊断]
1．判断正误
(1)无论是x－t图象还是v－t图象都只能描述直线运动．(√)
(2)x－t图象上两图线的交点表示两物体相遇．(√)
(3)x－t图象与时间轴围成的面积表示物体运动的路程．(×)
(4)两条v－t图象的交点表示两个物体相遇．(×)
(5)两个物体在追及过程中，物体之间的距离总是逐渐减小．(×)
2．物体运动的速度—时间图象如图所示，该质点做直线运动时()
A．在第1秒末速度方向发生了改变
B．在第2秒末加速度方向发生了改变
C．在第2秒内发生的位移为零
D．第3秒末和第5秒末的位置相同
解析：选D.A.在第1秒末质点的加速度方向发生改变，速度方向未改变，A错误．B.在第2秒末质点的速度方向发生改变，加速度方向未改变，B错误．C.在第2秒内质点一直沿正方向运动，位移不为零，C错误．D.从第3秒末到第5秒末质点的位移为零，故两时刻质点的位置相同，D正确．
3．(20xx湖北二模)如图所示，为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图象，已知甲做匀变速直线运动，乙做匀速直线运动，则0～t2时间内，下列说法正确的是()
A．两物体在t1时刻速度大小相等
B．t1时刻乙的速度大于甲的速度
C．两物体的平均速度大小相等
D．甲的平均速度小于乙的平均速度
解析：选C.根据位移图象的斜率表示速度，则在t1时刻，甲图线的斜率大于乙图线的斜率的绝对值，所以甲的速度大于乙的速度，故A、B错误；坐标的变化量等于位移，根据图象可知，甲、乙位移大小相等，方向相反，而时间相等，则平均速度的大小相等，故C正确、D错误.
考点一两类运动图象的比较
x－t图象和v－t图象的比较
x－t图象v－t图象
图象
物
体
的
运
动
性
质①表示从位置坐标为正处开始一直做反向匀速直线运动并越过位置坐标为零处表示先正向做匀减速直线运动，再反向做匀加速直线运动
②表示物体静止不动表示物体做正向匀速直线运动
③表示物体从位置坐标为零处开始做正向匀速直线运动表示物体从静止做正向匀加速直线运动
④表示物体做正向匀加速直线运动表示物体做加速度增大的正向加速运动
1．(20xx山东济南一模)(多选)一质点做直线运动的v－t图象如图所示，下列选项正确的是()
A．在2～4s内，质点所受合外力为零
B．质点在0～2s内的加速度比4～6s内的加速度大
C．在第4s末，质点离出发点最远
D．在0～6s内，质点的平均速度为5m/s
解析：选AD.由图可知，在2～4s内，质点做匀速直线运动，所以所受合外力为零，A对．由图可知，质点在0～2s内加速度大小为5m/s2,4～6s内加速度大小为10m/s2，B错．由图可知，在第5s末，质点离出发点最远，C错．在0～6s内，质点的平均速度v＝xt＝5m/s，D对．
2．(20xx内蒙古呼伦贝尔一模)在珠海的航展中，中国展出了国产运－20和歼－31等最先进飞机．假设航展中有两飞机甲、乙在平直跑道上同向行驶，0～t2时间内的v－t图象如图所示，下列说法正确的是()
A．飞机乙在0～t2内的平均速度等于v22
B．飞机甲在0～t2内的平均速度比乙的大
C．两飞机在t1时刻一定相遇
D．两飞机在0～t2内不可能相遇
解析：选B.因为飞机乙做变减速运动，故平均速度不等于v22，故A错误；由于图线与时间轴所围成的图形的面积表示位移，在0～t2时间内，飞机甲的位移大于飞机乙，由v＝xt可知，飞机甲的平均速度大于飞机乙的，故B正确；由于不知道甲、乙两飞机初始位置，所以无法判断两飞机在t1时刻和0～t2时间内能不能相遇，故C、D错误．
3．甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1小时内的位移—时间图象如图所示．下列表述正确的是()
A．0.2～0.5小时内，甲的加速度比乙的大
B．0.2～0.5小时内，甲的速度比乙的大
C．0.6～0.8小时内，甲的位移比乙的小
D．0.8小时内，甲、乙骑行的路程相等
解析：选B.0.2～0.5小时内，甲、乙两人均做匀速直线运动，加速度均为零，选项A错误；位移—时间图象的斜率表示直线运动的速度，0.2～0.5小时内，v甲v乙，B正确；位移—时间图象中，某段时间内的位移等于末位置坐标减初位置坐标，所以0.6～0.8小时内，甲的位移比乙的大，C错误；0.8小时内，甲的路程比乙的大，D错误．
图象问题的三个提醒
(1)x－t图象、v－t图象都不是物体运动的轨迹，图象中各点的坐标值x、v与t一一对应．
(2)x－t图象、v－t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定．
(3)无论是x－t图象还是v－t图象，所描述的运动情况都是直线运动．
考点二运动图象问题的解题思路
用图象来描述两个物理量之间的关系，是物理学中常用的方法．它运用数和形的巧妙结合，恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律．运用图象解题的能力可归纳为以下两个方面：
1．读图
即从图象中获取有用信息作为解题的条件，弄清试题中图象所反映的物理过程及规律，从中获取有效信息，一般需要关注的特征量有三个：
第一：关注横、纵坐标
(1)确认横、纵坐标对应的物理量各是什么．
(2)注意横、纵坐标是否从零刻度开始．
(3)坐标轴物理量的单位也不能忽视．
第二：理解斜率、面积、截距的物理意义
(1)图线的斜率：通常能够体现某个物理量的大小、方向及变化情况．
(2)面积：由图线、横轴，有时还要用到纵轴及图线上的一个点或两个点到横轴的垂线段，所围图形的面积，一般都能表示某个物理量，如v－t图象中的面积表示位移．
(3)截距：图线在纵轴上以及横轴上的截距．
第三：分析交点、转折点、渐近线
(1)交点：往往是解决问题的切入点．
(2)转折点：满足不同的函数关系式，对解题起关键作用．
(3)渐近线：往往可以利用渐近线求出该物理量的极值或确定它的变化趋势．
2．作图和用图
依据物体的状态或物理过程所遵循的物理规律，作出与之对应的示意图或数学函数图象来研究和处理问题．
[典例1](20xx山东威海模拟)小明同学利用传感器绘出了一个沿直线运动的物体在不同运动过程中加速度a、速度v、位移x随时间变化的图象，如图所示．若该物体在t＝0时刻，初速度为零，则表示该物体沿单一方向运动的图象是()
解析选项A所描述的运动在0～2s内，位移先增大再减小，知运动的方向发生改变，故A错误；选项B所描述的运动在0～2s内速度为正值，向正方向运动，在2s～4s内速度为负值，向负方向运动，运动方向发生改变，故B错误；对于选项C,0～1s内加速度不变，做匀加速直线运动，1s～2s内加速度方向改变，大小不变，向正方向做匀减速直线运动，2s末速度为零，在一个周期内速度的方向不变，故C正确；对于选项D，在0～1s内，向正方向做匀加速直线运动，1s～2s内加速度方向改变，大小不变，向正方向做匀减速直线运动，2s末速度为零，2s～3s内向负方向做匀加速直线运动，运动的方向发生变化，故D错误．
答案C
1．甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶．在t＝0到t＝t1的时间内，它们的v－t图象如图所示．在这段时间内()
A．汽车甲的平均速度比乙大
B．汽车乙的平均速度等于v1＋v22
C．甲、乙两汽车的位移相同
D．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大
解析：选A.根据匀变速直线运动的规律，v＝v1＋v22，由所给v－t图象可知，v甲＞v1＋v22，v乙＜v1＋v22，所以汽车甲的平均速度比乙的大，A正确、B错误．v－t图线与时间轴所围的面积表示位移，故甲的位移大于乙的位移，C错误．v－t图线的斜率的大小表示加速度大小，由图象知，甲、乙的加速度均逐渐减小，D错误．
2．A、B两质点在同一直线上运动，t＝0时刻，两质点从同一地点运动的x－t图象如图所示，则下列说法正确的是()
A．A质点以20m/s的速度匀速运动
B．B质点先沿正方向做直线运动，后沿负方向做直线运动
C．经过4s，B质点的位移大于A质点的位移
D．在图示的运动过程中，A、B两质点之间的距离在0～4s内某一时刻达到最大
解析：选B.x－t图象的斜率大小表示质点运动速度的大小，正负表示速度的方向，由x－t图象可知，A质点沿正方向做匀速直线运动，其速度v＝xt＝404m/s＝10m/s，A错误；B质点最初4s沿正方向做减速运动，4～8s沿负方向做加速运动，B正确；4s末，A、B两质点到达同一位置，两质点相遇，C错误；0～4s内，A、B间的距离先增大后减小，4s末A、B相遇，之后B质点反向运动，两质点间的距离继续增大，显然D错误．
考点三追及、相遇问题
1．分析追及问题的方法技巧可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”．
(1)一个临界条件：速度相等．它往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件，也是分析判断问题的切入点；
(2)两个等量关系：时间关系和位移关系，通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口．
2．能否追上的判断方法
物体B追赶物体A：开始时，两个物体相距x0.若vA＝vB时，xA＋x0＜xB，则此时能追上；若vA＝vB时，xA＋x0＝xB，则此时恰好不相撞；若vA＝vB时，xA＋x0＞xB，则此时不能追上．
3．若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意判断追上前该物体是否已经停止运动．
[典例2](20xx高考全国乙卷)(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v－t图象如图所示．已知两车在t＝3s时并排行驶，则()
A．在t＝1s时，甲车在乙车后
B．在t＝0时，甲车在乙车前7.5m
C．两车另一次并排行驶的时刻是t＝2s
D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
解析选BD.由题图知，甲车做初速度为0的匀加速直线运动，其加速度a甲＝10m/s2.乙车做初速度v0＝10m/s、加速度a乙＝5m/s2的匀加速直线运动.3s内甲、乙车的位移分别为：
x甲＝12a甲t23＝45m
x乙＝v0t3＋12a乙t23＝52.5m
由于t＝3s时两车并排行驶，说明t＝0时甲车在乙车前，Δx＝x乙－x甲＝7.5m，选项B正确；t＝1s时，甲车的位移为5m，乙车的位移为12.5m，由于甲车的初始位置超前乙车7.5m，则t＝1s时两车并排行驶，选项A、C错误；甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为52.5m－12.5m＝40m，选项D正确．
答案BD
[典例3](20xx江西八校联考)春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0＝9m区间的速度不超过v0＝6m/s.现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲＝20m/s和v乙＝34m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后．甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲＝2m/s2的加速度匀减速刹车．
(1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章？
(2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s，乙车司机在发现甲车刹车时经t0＝0.5s的反应时间后开始以大小为a乙＝4m/s2的加速度匀减速刹车．为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？
解析(1)对甲车速度由20m/s减速至6m/s过程中的位移x1＝v2甲－v202a甲＝91m
x2＝x0＋x1＝100m
即：甲车司机需在离收费站窗口至少100m处开始刹车
(2)设甲刹车后经时间t，甲、乙两车速度相同，由运动学公式得：v乙－a乙(t－t0)＝v甲－a甲t，
解得t＝8s
相同速度v＝v甲－a甲t＝4m/s＜6m/s，即v＝6m/s的共同速度为不相撞的临界条件
乙车从34m/s减速至6m/s的过程中的位移为
x3＝v乙t0＋v2乙－v202a乙＝157m
所以要满足条件甲、乙的距离至少为x＝x3－x1＝66m
答案(1)100m(2)66m
解追及、相遇类问题的思路和技巧
(1)解题思路和方法
分析物体运动过程―→画运动示意图―→找两物体位移关系―→列位移方程
(2)解题技巧
①紧抓“一图三式”，即：过程示意图，时间关系式、速度关系式和位移关系式．
②审题应抓住题目中的关键字眼，充分挖掘题目中的隐含条件，如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等，它们往往对应一个临界状态，满足相应的临界条件．
1．(20xx武汉武昌区调研)两个质点A、B放在同一水平面上，由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动，其运动的v－t图象如图所示．对A、B运动情况的分析，下列结论正确的是()
A．A、B加速时的加速度大小之比为2∶1，A、B减速时的加速度大小之比为1∶1
B．在t＝3t0时刻，A、B相距最远
C．在t＝5t0时刻，A、B相距最远
D．在t＝6t0时刻，A、B相遇
解析：选D.由v－t图象可知，通过斜率可计算加速度大小，加速时A、B的加速度大小之比为10∶1，减速时A、B的加速度大小之比为1∶1，选项A错误；由A、B的运动关系可知，当A、B速度相同时距离最大，故选项B、C错误；由题意可知A、B是从同一位置同时开始运动的，由速度—时间图象可以算出运动位移，可知6t0时刻，A、B位移相同，因此在此时刻A、B相遇，选项D正确．
2．因受台风“苏迪罗”影响，浙江多地暴雨，严重影响了道路交通安全．某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车，其速度大小分别为v1＝40m/s，v2＝25m/s，轿车在与货车距离s0＝22m时才发现前方有货车，若此时轿车只是立即刹车，则轿车要经过s＝160m才停下来．两车可视为质点．
(1)若轿车刹车时货车以v2匀速行驶，通过计算分析两车是否会相撞？
(2)若轿车在刹车的同时给货车发信号，货车司机经t0＝2s收到信号并立即以加速度大小a2＝2.5m/s2加速前进，通过计算分析两车会不会相撞？
解析：(1)由v21＝2a1s得轿车刹车加速度大小为
a1＝5m/s2.
两车恰好不相撞时速度相等，即v1－a1t1＝v2，
得t1＝v1－v2a1＝3s.
轿车前进的距离s1＝v1＋v22t1＝97.5m，
货车前进的距离s2＝v2t1＝75m，
因为s1－s2＝22.5ms0，故两车会相撞．
(2)假设经过时间t后，两车的速度相等，
即v1－a1t＝v2＋a2(t－t0)，
此时轿车前进的距离s1′＝v1t－12a1t2，
货车前进的距离s2′＝v2t＋12a2(t－t0)2，
解得s1′＝8009m，s2′＝6059m，因为s1′－s2′＝21.7m＜s0，两车不会相撞．
答案：见解析
课时规范训练
[基础巩固题组]
1．(多选)物体甲的位移与时间图象和物体乙的速度与时间图象分别如图甲、乙所示，则这两个物体的运动情况是()
A．甲在整个t＝6s时间内有来回运动，它通过的总位移为零
B．甲在整个t＝6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4m
C．乙在整个t＝6s时间内有来回运动，它通过的总位移为零
D．乙在整个t＝6s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4m
解析：选BC.甲图象中的直线的斜率表示速度，速度方向不变，没有来回运动，只是相对于原点的位移，一开始为负，后来为正，选项B正确．乙图象中直线的斜率表示加速度，速度先是负向变小，后正向增大，有来回运动，C项正确．
2．一辆电动小车由静止开始沿直线运动，其v－t图象如图所示，则汽车在0～1s和1～3s两段时间内，下列说法中正确的是()
A．运动方向相反
B．平均速度相同
C．加速度相同
D．位移相同
解析：选B.由图象知速度始终为正，故车的运动方向不变，A项错误；由v＝v1＋v22知，两时间段的平均速度相同，B项正确；由两段图象的斜率比较知加速度不同，C项错；由v－t图象与横轴所围面积的物理意义知位移不相同，D项错误．
3．物体A、B的x－t图象如图所示，由图可知()
A．从第3s起，两物体运动方向相同，且vA＞vB
B．两物体由同一位置开始运动，但物体A比B迟3s才开始运动
C．在5s内物体的位移相同，5s末A、B相遇
D．5s内A、B的平均速度相等
解析：选A.x－t图象斜率的大小表示物体速度的大小，斜率的正负表示物体运动的方向，由题图可知，A正确；B物体的出发点在离原点5m处，A物体的出发点在原点处，B错误；物体B在5s内的位移为10m－5m＝5m，物体A在3～5s内的位移为10m，故C、D均错误．
4．国产歼15舰载战斗机在航母甲板上加速起飞过程可看做匀变速直线运动，在某段时间内的x－t图象如图所示，视歼15舰载战斗机为质点，根据图中所给数据判断该机加速起飞过程中，下列选项正确的是()
A．经过图线上M点所对应位置时的速度小于20m/s
B．在t＝2.5s时的速率等于20m/s
C．在2s～2.5s这段时间内位移等于10m
D．在2.5s～3s这段时间内位移等于10m
解析：选B.由题图可知，在2s～3s这段时间内该机的平均速度v＝xt＝20m/s，又匀变速直线运动的中间时刻速度等于这段时间内的平均速度，故在t＝2.5s时的速度等于20m/s，选项B正确；结合图象可知M点位于t＝2.5s时刻之后，其速度大于20m/s，选项A错误；该机在2s～2.5s这段时间内的平均速度小于20m/s，所以位移小于10m，选项C错误；而在2.5s～3s这段时间内，平均速度大于20m/s所以位移大于10m，选项D错误．
5．两个完全相同的物块A、B，在同一粗糙水平面上以不同的初速度从同一位置开始运动．图中两条直线分别表示物块受到水平拉力作用和不受拉力作用的v－t图象，求：
(1)从开始到两物块第一次间距最远的时间；
(2)8s末物块A、B之间的距离x.
解析：(1)设A、B两物块的加速度大小分别为a1，a2，根据速度时间公式，有：
a1＝Δv1Δt1＝12－38＝98m/s2①
a2＝Δv2Δt2＝96＝1.5m/s2②
设经过时间t，AB速度相等，则有：
vB0－a2t＝vA0＋a1t
解得：t＝167s
当速度相等时，两物块第一次间距最远，即经过时间167s，两物块第一次间距最远．
(2)设A、B两物块8s内的位移分别为x1、x2，由图象得：
x1＝12×(3＋12)×8m＝60m，
x2＝12×9×6m＝27m
所以有：x＝x1－x2＝60m－27m＝33m
即8s末物块A、B之间的距离x为33m.
答案：(1)从开始到两物块第一次间距最远的时间为167s.
(2)8s末物块A、B之间的距离x为33m.
[综合应用题组]
6．一汽车沿直线运动的速度—时间(v－t)图象如图所示，则下列关于该汽车运动情况的说法中正确的是()
A．第4s末，汽车的运动方向发生变化
B．6～10s内，汽车一直处于静止状态
C．汽车在0～6s内的位移大小为24m
D．第12s末，汽车的加速度为－1m/s2
解析：选D.由v－t图象可以看出，4s末，汽车的速度由6m/s开始减小，但汽车的运动方向并没有发生变化，选项A错误；6～10s内，汽车的速度为4m/s，选项B错误；汽车在0～6s内的位移为22m，选项C错误；汽车在10s～14s内做匀减速直线运动，减速运动的加速度为a＝－1m/s2，选项D正确．
7．甲、乙两辆汽车在一条平直的单行道上同向行驶，乙在前、甲在后．t＝0时刻，两车同时刹车，结果发生了碰撞．如图所示为两车刹车后的v－t图象，下列说法正确的是()
A．两车刹车时的距离一定小于90m
B．两车刹车时的距离一定等于112.5m
C．两车一定是在t＝20s之前的某时刻发生相撞的
D．两车一定是在t＝20s之后的某时刻发生相撞的
解析：选C.v－t图象给定了两车的初速度和加速度，不确定值是刹车前两车间距离．由两车的v－t图象可知，两车不相撞的最小距离Δxmin＝5＋252－5＋152×20m＝100m，即当Δx＜100m时两车必相撞，A、B均错误；两车相撞一定发生在甲车速度大于乙车速度时，即t＝20s之前，C正确，D错误．
8．将一弹性塑料球从距地面高度为h1处由静止释放，小球与地面碰撞后弹回到高度为h2处．设这一过程中空气阻力的大小恒定，不考虑小球与地面碰撞的时间及损失的动能，以向下为正方向，图中大致能反映该过程的是()
解析：选B.弹性塑料球下落过程的加速度小于上升过程的加速度，且上升和下落过程的加速度方向相同，C、D错误；弹性塑料球下落和上升过程的速度方向相反，A错误，B正确．
9．(多选)甲、乙两物体由同一位置出发沿同一直线运动，其速度—时间图象如图所示，下列说法正确的是()
A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动
B．两物体两次相遇的时刻分别是在2s末和6s末
C．乙在前2s内做匀加速直线运动，2s～6s做匀减速直线运动
D．2s后，甲、乙两物体的速度方向相反
解析：选BC.由图象知，v甲＝2m/s，故甲物体做匀速直线运动，乙物体在0～2s内沿正向做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，在2s～6s内沿正向做匀减速直线运动，加速度大小为1m/s2，乙物体做的不是匀变速直线运动，A错误，C正确；在2s末，甲物体的位移x甲＝2×2m＝4m，乙物体的位移x乙＝12×(2×4)m＝4m，两物体在2s末相遇，在6s末，甲物体的位移x甲′＝2×6m＝12m，乙物体的位移x乙′＝12×(6×4)m＝12m，故两物体在6s末相遇，B正确；在0～6s内，甲、乙两物体始终沿正方向运动，D错误．
10．小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动．取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向．下列速度v和位置x的关系图象中，能描述该过程的是()
解析：选A.设小球从H高处由静止下落，则下降过程距原点的距离x＝H－h(h为下落的高度)，由v2－v20＝2ax
有v2＝2g(H－x)
得v2＝2gH－2gx，式中v的方向竖直向下
小球落地时速度为v0，则v20＝2gH
上升阶段：v2－v20＝－2gx
得v2＝2gH－2gx，式中v的方向竖直向上
因此上升和下降阶段速度大小随x的变化规律相同，速度方向相反，且v与x的关系不是线性关系，故A项正确．
11．如图所示，直线MN表示一条平直公路，甲、乙两辆汽车原来停在A、B两处，A、B间的距离为85m，现甲车先开始向右做匀加速直线运动，加速度a1＝2.5m/s2，甲车运动6s时，乙车立即开始向右做匀加速直线运动，加速度a2＝5m/s2，求两辆汽车相遇处距A处的距离．
解析：甲车运动6s的位移为x0＝12a1t20＝45m，尚未追上乙车，设此后经过时间t与乙车相遇，则有：
12a1(t＋t0)2＝12a2t2＋85
将上式代入数据并展开整理得
t2－12t＋32＝0.
解得t1＝4s，t2＝8s.
t1、t2都有意义，t1＝4s时，甲车追上乙车；
t2＝8s时，乙车追上甲车再次相遇．
第一次相遇地点距A的距离
x1＝12a1(t1＋t0)2＝125m.
第二次相遇地点距A的距离
x2＝12a1(t2＋t0)2＝245m.
答案：125m或245m
实验一研究匀变速直线运动
一、实验目的
1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动情况．
2．会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度．
3．利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v－t图象，根据图象求加速度．
二、实验原理
1．打点计时器
(1)作用：计时仪器，交流电频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点．
(2)工作条件电磁打点计时器：4V～6V交流电源电火花计时器：220V交流电源
(3)纸带上点的意义：
①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置．
②通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况．
③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔．
2．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法
设x1、x2、x3、x4…为纸带上相邻两个计数点之间的距离，假如Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…＝常数，即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动．
3．由纸带求物体运动速度的方法
根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度vn＝(xn＋xn＋1)/2T.
4．由纸带求物体运动加速度的方法
(1)逐差法：即根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔)，求出a1＝x4－x13T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2，再算出a1、a2、a3的平均值a＝a1＋a2＋a33＝x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x39T2，即为物体的加速度．
(2)图象法：求出打各个计数点时纸带的瞬时速度，再作出v－t图象，图象的斜率即为物体做匀变速直线运动的加速度．
三、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．
四、实验步骤
1．仪器安装
(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．
(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面．实验装置见下图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．
2．测量与记录
(1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次．
(2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T＝0.1s．正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中．
(3)利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度．
(4)增减所挂钩码数，再重复实验两次．
五、数据处理及实验结论
1．由实验数据得出v－t图象
(1)根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如右图所示可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．
(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v－t图象，它是一条倾斜的直线．
2.由实验得出的v－t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律，有两条途径进行分析
(1)分析图象的特点得出：小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt时，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．
(2)通过函数关系进一步得出：既然小车的v－t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化．
六、注意事项
1．平行：纸带、细绳要和木板平行．
2．两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带．
3．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞．
4．减小误差：小车的加速度宜适当大些，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6～7个计数点为宜．
5．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度．
6．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度．
七、误差分析
1．小车运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起的系统误差．
2．纸带上计数点间距测量以及作v－t图象引起的偶然误差．
考点一实验原理及操作
[典例1]在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有
________________________________________________
________________________________________________
________________________________________________.
(指出错误并改正，遗漏步骤可编上序号G、H、…)
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．取下纸带
E．将平板无滑轮的一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后按合理顺序填写在横线上________．
解析A中应先接通电源，再放开纸带，C中应调整滑轮的高度，使细绳与平板平行，D中应先断开电源，使打点计时器停止工作再取下纸带，E属于多余步骤．应补充G，换上新纸带，重复操作两次．H，断开电源，整理好器材．正确合理的顺序应为B、F、C、A、D、G、H.
答案见解析
考点二实验数据处理
[典例2]实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s.
(1)根据纸带可判定小车做____________________运动．
(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD＝________m/s，vC＝________m/s，vB＝________m/s.在如图所示坐标中作出小车的v－t图线，并根据图线求出纸带的加速度a＝________.
(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________m/s，此速度的物理意义是______________________________．
解析(1)根据纸带提供的数据可知xBC－xAB＝xCD－xBC＝xDE－xCD＝12.60cm，故小车做匀加速直线运动．
(2)根据vt2＝v可知
vD＝xAE－xAC2T＝105.60－27.60×10－20.2m/s＝3.90m/s
vC＝xAD－xAB2T＝60.30－7.50×10－20.2m/s＝2.64m/s
vB＝xAC2T＝27.60×10－20.2m/s＝1.38m/s
如图所示描点连线得v－t图线，由图线斜率知纸带的加速度a＝12.60m/s2.
(3)由图知交点的速度约为0.12m/s，表示小车经过A点的速度．
答案(1)匀加速直线(或匀加速)(2)3.902.641.3812.60m/s2见解析图(3)0.12表示小车经过A点的速度
考点三实验改进拓展创新
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，即所谓情境新而知识旧．因此做实验题应注重迁移创新能力的培养，用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题．
1．实验器材的改进
↓↓
由遮光片的宽度d和遮光片
挡光时间Δt求速度v＝dΔt由纸带求速度
2．获得加速度方法的改进
长木板倾斜靠重力获得加速度，如图甲、乙所示――→替代靠重物的拉力获得加速度．
[典例3]某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离．
(1)物块下滑时的加速度a＝________m/s2，打C点时物块的速度v＝________m/s；
(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号)．
A．物块的质量
B．斜面的高度
C．斜面的倾角
解析(1)打点计时器的打点周期T＝0.02s，根据纸带数据可知，加速度a＝xCD＋xDE－xAB＋xBC4T2＝3.25m/s2；打C点时物块的速度vC＝xBD2T＝1.79m/s.
(2)由牛顿第二定律得加速度a＝gsinθ－μcosθ，所以要求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是斜面的倾角．
答案(1)3.251.79(2)C
1．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，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤．实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s．用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度d，其示数如图丙所示．
(1)滑块的宽度d＝________cm.
(2)滑块通过光电门1时的速度v1＝________m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s.(结果保留两位有效数字)
(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．
解析：(1)d＝10mm＋0.05mm×2＝10.10mm＝1.010cm.
(2)v1＝dt1＝1.010×10－21.0×10－2m/s≈1.0m/s
v2＝dt2＝1.010×10－24.0×10－3m/s≈2.5m/s.
(3)v1、v2实质上是通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．
答案：(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块
2．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记时点未画出．
(1)部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是：________(用字母填写)．
(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝________s.
(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝________.
(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝________.
解析：(1)实验步骤的正确顺序是D、C、B、A.
(2)电源的工作频率f＝50Hz，所以打点周期T0＝1f＝150s＝0.02s，相邻两计数点的时间间隔T＝5T0＝0.1s.
(3)计数点5对应的瞬时速度等于计数点4、6间的平均速度，故v5＝x4＋x52T.
(4)为了减小误差，计算小车的加速度利用逐差法，即
x4－x1＝3a1T2，x5－x2＝3a2T2，x6－x3＝3a3T2，
a＝a1＋a2＋a33＝x6＋x5＋x4－x3＋x2＋x19T2.
答案：(1)DCBA(2)0.1(3)x4＋x52T
(4)x6＋x5＋x4－x3＋x2＋x19T2
高效演练跟踪检测
1．如图所示是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．
(1)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．
(2)A、B、C、D是纸带上4个计数点，每两个相邻计数点间有4个点没有画出．从图中读出A、B两点间距s＝________；C点对应的速度是________．(计算结果保留3位有效数字)
解析：(1)打点计时器电源频率50Hz，故打相邻两点的时间间隔T0＝1f＝0.02s.
(2)相邻两计数点间的时间间隔T＝0.02×5s＝0.1s，由图读出s＝0.70cm.C点对应的速度vC＝sBD2T＝2.002×0.1cm/s＝0.100m/s.
答案：(1)0.02s(2)0.68～0.72cm0.100m/s
2．如图所示是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上6个计数点．加速度大小用a表示．
(1)OD间的距离为________cm.
(2)下图是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示____________，其大小为________m/s2(保留3位有效数字)
解析：物体做的是匀变速直线运动，物体从某一点开始运动的位移s＝v0t＋12at2，s－t2图线是一条过原点的倾斜直线，因此v0＝0，得s＝12at2，所以s－t2图线的斜率为12a，通过图线可求得斜率为0.460.
答案：(1)1.18～1.22(2)12a0.458～0.464
3．图甲是某同学探究小车的速度和加速度的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，A、B两点间的距离为12.50cm.用重物通过细线拉小车，让小车做直线运动．
(1)若用游标卡尽测出遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________cm.
(2)实验时将小车从图甲中位置A处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝2.28×10－2s，则小车经过光电门时的速度为________m/s，小车的加速度为________m/s2.(保留2位有效数字)
解析：(1)主尺上的读数为1.1cm，游标尺上第8条刻线与主尺刻线对齐，故游标尺上读数为8×0.05mm＝0.40mm＝0.040cm，所以两部分之和为1.140cm.
(2)小车通过光电门时的速度可近似认为不变，则v＝dΔt＝1.140×10－22.28×10－2m/s＝0.50m/s，由v2＝2ax得，a＝v22x＝0.5022×12.50×10－2m/s2＝1.0m/s2.
答案：(1)1.140(2)0.501.0
4．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．
实验步骤如下：
A．安装好实验器材．
B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点．
C．测出x1、x2、x3….
结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
(1)(多选)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列仪器和器材中，必须使用的有________．(填选项代号)
A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源
C．秒表D．刻度尺
E．天平F．重锤
G．弹簧测力计
(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是________．
解析(1)实验中打点计时器要使用50Hz的低压交流电源；测量x1、x2、x3要使用刻度尺；实验中无需使用秒表、天平、重锤和弹簧测力计，故选A、D.
(2)因小车做匀加速直线运动，所以相邻相等时间内的位移之差是恒量，故x3－x2＝x2－x1；c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度，即vc＝x2＋x32×5t＝x2＋x310t.
答案(1)AD(2)x3－x2＝x2－x1x2＋x310t
5．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、50Hz交流电源．他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：
对应点BCDEF
速度(ms－1)0.1410.1850.2200.2540.301
(1)设电火花计时器的周期为T，计算vF的公式为vF＝________；
(2)根据(1)中得到的数据，以A点对应的时刻为t＝0，试在图乙所示坐标系中合理地选择标度，作出v－t图象．
(3)利用该图象求得物体的加速度a＝________m/s2；(结果保留2位有效数字)
(4)如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________．(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
解析：(1)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，电火花计时器的周期为T，所以从E点到G点时间为10T，有vF＝d6－d410T.
(2)根据表中数据，利用描点法作出图象如图所示：
(3)图象斜率大小等于加速度大小，故a＝ΔvΔt＝0.40m/s2.
(4)打点计时器的打点频率与交流电源的频率相同，电源电压降低不改变打点计时器打点周期，所以对测量结果没有影响．
答案：(1)d6－d410T(2)图见解析(3)0.40(4)不变
6.
利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示.
s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950
t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4
st/(ms－1)
1.711.621.551.451.341.22
完成下列填空和作图：
(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是________________________________________________；
(2)根据表中给出的数据，在图给出的坐标纸上画出st－t图线；
(3)由所画出的st－t图线，得出滑块加速度的大小为a＝________m/s2.(保留两位有效数字)
解析(1)滑块沿斜面向下做匀加速运动，其逆过程为初速度为vt、加速度为a的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有s＝vtt－12at2，也可表示为st＝－12at＋vt.
(2)根据表中数据描点连线可得st－t图线，如图所示．
(3)由关系式st＝－12at＋vt可得，图线的斜率k＝－a2，由图线求出k＝－1.0，故a＝－2k＝2.0m/s2.
答案(1)st＝－12at＋vt或s＝－12at2＋vtt
(2)见解析(3)2.0(在1.8～2.2范围内都可)
章末检测一
运动的描述匀变速直线运动
(时间：60分钟满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，1～5题每小题只有一个选项正确，6～8小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)
1．一质点在A、B两点之间做匀变速直线运动，加速度方向与初速度方向相同，当在A点初速度为v时，从A点到B点所用的时间为t，当在A点初速度为2v时，保持其他量不变，从A点到B点所用时间为t′，则()
A．t′t2B．t′＝t2
C．t′t2D．t′＝t
解析：A.设A、B两点间位移为x，初速度为v时，x＝vt＋12at2，解得：t＝v2＋2ax－va，初速度为2v时，x＝2vt′＋12at′2，解得：t′＝4v2＋2ax－2va，所以t′t2，A项正确．
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xAB∶xBC等于()
A．1∶1B．1∶2
C．1∶3D．1∶4
解析：选C.由位移－速度公式可得v2B－v2A＝2axAB，v2C－v2B＝2axBC，将各瞬时速度代入可知选项C正确．
3．一个物体沿直线运动，从t＝0时刻开始，物体的v－t图象如图所示，图线与纵、横坐标轴的交点分别为0.5m/s和－1s，由此可知()
A．物体做匀速直线运动
B．物体做变加速直线运动
C．物体的初速度大小为0.5m/s
D．物体的初速度大小为1m/s
解析：选C.根据v－t图象，可知物体的速度均匀增大，做匀加速直线运动，故A、B错误．图线纵轴截距表示初速度，则知物体的初速度大小为0.5m/s，故C正确，D错误．
4．不计空气阻力，以一定的初速度竖直上抛一物体，从抛出至回到抛出点的时间为t，现在物体上升的最大高度的一半处设置一块挡板，物体撞击挡板前、后的速度大小相等、方向相反，撞击所需时间不计，则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()
A．0.5tB．0.4t
C．0.3tD．0.2t
解析：选C.将物体的上升过程分成位移相等的两段，设下面一段位移所用时间为t1，上面一段位移所用时间为t2，根据逆向思维可得：t2∶t1＝1∶(2－1)，又知，物体撞击挡板后以原速度大小弹回(撞击所需时间不计)，物体上升和下降的总时间t′＝2t1且t1＋t2＝t2，由以上几式可得：t′＝2－1t2≈0.3t，正确答案为C.
5．一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍．该质点的加速度为()
A.st2B.3s2t2
C.4st2D.8st2
解析：选A.质点在时间t内的平均速度v＝st，设时间t内的初、末速度分别为v1和v2，则v＝v1＋v22，故v1＋v22＝st.由题意知：12mv22＝9×12mv21，则v2＝3v1，进而得出2v1＝st.质点的加速度a＝v2－v1t＝2v1t＝st2.故选项A正确．
6．一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A、B，A在西B在东，一辆匀速行驶的汽车自东向西经过B路牌时，一只小鸟恰自A路牌向B匀速飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A，过一段时间后，汽车也行驶到A.以向东为正方向，它们的位移－时间图象如图所示，图中t2＝2t1，由图可知()
A．小鸟的速率是汽车速率的两倍
B．相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3∶1
C．小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍
D．小鸟和汽车在0～t2时间内位移相等
解析：选BC.设A、B之间的距离为x.由t2＝2t1，结合图象可知，小鸟与汽车相遇时，汽车的位移大小为x4，小鸟的位移大小为34x，故选项A错误，B正确；小鸟飞行的总路程为64x＝1.5x，选项C正确；小鸟在0～t2时间内的位移为零，而汽车在0～t2时间内位移大小为x，故选项D错误．
7．如图所示，在足够高的空间内，小球位于空心管的正上方h处，空心管长为L，小球球心与管的轴线重合，并在竖直线上．当释放小球，小球可能穿过空心管，不计空气阻力，则下列判断正确的是()
A．两者同时无初速度释放，小球在空中不能穿过管
B．两者同时释放，小球具有竖直向下的初速度v0，管无初速度，则小球一定能穿过管，且穿过管的时间与当地重力加速度无关
C．两者同时释放，小球具有竖直向下的初速度v0，管无初速度，则小球一定能穿过管，但穿过管的时间与当地重力加速度有关
D．两者均无初速度释放，但小球提前了Δt时间释放，则小球一定能穿过管，但穿过管的时间与当地重力加速度无关
解析：选AB.两者同时无初速度释放，均做自由落体运动，球不能穿过管，A正确；两者同时释放，小球具有竖直向下的初速度v0，以管为参考系，则小球匀速穿过管，时间为t＝Lv0，B正确，C错误；小球提前Δt时间释放，相当于获得了初速度v0＝gΔt，与当地重力加速度有关，D错误．
8．在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为23a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()
A．8B．10
C．15D．18
解析：选BC.设该列车厢与P相连的部分为P部分，与Q相连的部分为Q部分．设该列车厢有n节，Q部分为n1节，每节车厢质量为m，当加速度为a时，对Q有F＝n1ma；当加速度为23a时，对P有F＝(n－n1)m23a，联立得2n＝5n1.当n1＝2、n1＝4、n1＝6时，n＝5、n＝10、n＝15，由题中选项得该列车厢节数可能为10或15，选项B、C正确．
二、非选择题(共4小题，52分)
9．(10分)如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s，其中x1＝7.05cm，x2＝7.68cm，x3＝8.33cm，x4＝8.95cm，x5＝9.61cm，x6＝10.26cm，则打A点时小车的瞬时速度大小是________m/s，计算小车运动的加速度的表达式为a＝________，加速度大小是________m/s2.(计算结果均保留两位有效数字)
解析：由匀变速直线运动平均速度的推论可知，打计数点A时小车的速度为vA＝x3＋x42T＝8.33＋8.950.2×10－2m/s≈0.86m/s；由匀变速直线运动相等时间位移差的推论可知，小车的加速度为a＝x4＋x5＋x6－x1－x2－x39T2，代入数据可得a＝0.64m/s2.
答案：0.86x4＋x5＋x6－x1－x2－x39T20.64
10．(12分)某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2.
(1)通过两个光电门的瞬时速度分别为v1＝________，v2＝________.在计算瞬时速度时应用的物理方法是________(填“极限法”“微元法”或“控制变量法”)．
(2)滑块的加速度可以表示为a＝________(用题中所给物理量表示)．
解析：(1)滑块通过两个光电门的速度等于滑块通过光电门这极短时间内的平均速度，故瞬时速度分别为dt1和dt2，时间取的越短，瞬时速度越接近平均速度，故采用了极限法．
(2)根据运动学公式2aL＝v22－v21，代入可求得加速度a＝d22L1t22－1t21.
答案：(1)dt1dt2极限法(2)d22L1t22－1t21
11．(15分)如图所示，一辆长为12m的客车沿平直公路以8.0m/s的速度匀速向北行驶，一辆长为10m的货车由静止开始以2.0m/s2的加速度由北向南匀加速行驶，已知货车刚启动时两车相距180m，求两车错车所用的时间．
解析：设货车启动后经过时间t1时两车开始错车，则有
s1＋s2＝180m，
其中s1＝12at21，
s2＝vt1，
联立可得t1＝10s.
设货车从开始运动到两车错车结束所用时间为t2，在数值上有
s1′＋s2′＝(180＋10＋12)m＝202m.
其中s1′＝12at22，
s2′＝vt2，
解得t2＝10.8s.
故两车错车时间Δt＝t2－t1＝0.8s.
答案：0.8s
12．(15分)20xx年世界中学生五人制足球锦标赛落下帷幕，代表中国参赛的河南男队和河北女队取得了优异成绩．五人制足球的赛场长40m，宽20m，如图所示．在比赛中，攻方队员在中线附近突破防守队员，将足球沿边路向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为v1＝6m/s的匀减速直线运动，加速度大小为a1＝1m/s2.该队员将足球踢出后立即由静止启动追赶足球，他的运动可看做是匀加速直线运动，最大加速度为a2＝1m/s2，能达到的最大速度为v2＝4m/s.该队员至少经过多长时间能追上足球？
解析：设足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为x1，则x1＝v212a1
解得x1＝18m，
足球匀减速运动时间为t1＝v1a1＝6s
前锋队员以最大加速度加速t2＝v2a2＝4s
在此过程中的位移x2＝v222a2＝8m
之后前锋队员做匀速直线运动，到足球停止运动时，其位移为
x3＝v2(t1－t2)＝8m
由于x2＋x3＜x1，故足球停止运动时，前锋队员没有追上足球，然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球，由匀速运动公式得x1－(x2＋x3)＝v2t3
代入数据解得t3＝0.5s
前锋队员追上足球的时间t＝t1＋t3＝6.5s
答案：6.5s
高考物理第一轮能力提升复习:实验：研究匀变速直线运动
第五课时实验：研究匀变速直线运动
【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．学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
【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（由于电源频率是50Hz），因此，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，就可以了解物体运动的情况。
2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法
如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
3．由纸带求物体运动加速度的方法
（1）用“逐差法”求加速度：
根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔），求出、、，再算出a1、a2、a3的平均值，即为物体运动的加速度。
（2）用v-t图法：
先根据，求出打第n点时纸带的瞬时速度，后作出v-t图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。
知识点一测定匀变速直线运动的加速度
1．把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示。
2．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。
3．把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。
4．选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子，确定好计数始点0，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度，作v-t图线，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。
【应用1】（盐城市08届高三六所名校联考）某同学用如图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如题图所示。
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)：
方法A：
由……，取平均值g=8.667m/s2;
方法B：
由取平均值g=8.673m/s2。
（1）从实验装置看,该同学所用交流电的电压为______伏特,操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是______________________。
（2）从数据处理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，对实验结果起作用的，方法A中有__________;方法B中有______________________________。
因此，选择方法______（A或B）更合理，这样可以减少实验的________(系统或偶然)误差。
（3）本实验误差的主要来源有：
______________________________________（试举出两条）。
导示:（1）从实验装置看,交流电的电压为_220伏特，操作步骤中释放纸带和接通电源的先后顺序应该是：_先接通电源后释放纸带。
(2)从数据处理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，对实验结果起作用的，方法A中有_S1、S6;方法B中有S1、S2、S3、S4、S5、S6。因此，选择方法_B（A或B）更合理，这样可以减少实验的_偶然(系统或偶然)误差。
(3)本实验误差的主要来源有：重物下落过程中受到阻力；S1、S2、S3、S4、S5、S6长度测量；交流电频率波动；数据处理方法等。
1．纸带打完后及时断开电源；
2．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜；
3．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个；
4．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。
知识点二数据的记录与处理
【应用2】（启东08届高三调研测试）在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中，打点计时器接在50Hz的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）．从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v-t关系的图线，从而求出加速度的大小．
（1）请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在右图上)，并指出哪个轴相当于v轴？答：；
（2）从第一个计数点开始计时，为求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答：；
（3）若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则可求出加速度的大小为m/s2．
导示:（1）v－t图线如图所示；y轴相当于v轴
（2）b（3）2.0
知识点二拓展与延伸
【应用3】（07年苏锡常镇四市二模。12）如图（甲）所示，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器当烧断悬挂圆柱棒的线后，在圆柱棒竖直下落的过程中，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图（乙）所示，
设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为26.0mm、41.0mm、56.0mm、71.0mm、86.0mm、101.0mm，已知电动机铭牌上标有“1500r／min”字样，由此研究圆柱棒的运动情况。
（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T＝s，图（乙）中的圆柱棒的（选填“左”或“右”）端是悬挂端．
（2）根据图（乙）所给的数据，计算毛笔画下记号C时圆柱棒下落的速度Vc=m/s,圆柱棒竖直下落的加速度a＝m/s2.
导示：（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔应该等于电动机转动一周的时间即T＝0.04s；重物下落速度越来越大，故相邻的两条线之间的间隔也越大，故圆柱棒左端是悬挂端；
（2）根据纸带上的数据计算可得毛笔画下记号C时圆柱棒下落的速度Vc=1.2m/s；圆柱棒竖直下落的加速度a＝9.4m/s2
1．一个质点正在做匀加速直线运动，现用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1s。分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2m；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m，由此可求得（）
A．第1次闪光时质点的速度
B．质点运动的加速度
C．第2次闪光到第3次闪光时间内质点的位移
D．质点运动的初速度
2．（2007年高考天津理综卷．22）某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为________m／s，小车运动的加速度大小为___________m／s2，AB的距离应为____________cm。（保留三位有效数字）
3．（如皋市08届高三一轮复习测试卷）2007年10月24日，中国用长征运载火箭成功的发射了“嫦娥一号”卫星．右图是某监测系统每隔2.5s拍摄的，是关于起始匀加速阶段火箭的一组照片．已知火箭的长度为40m，用刻度尺测量照片上的长度，结果如图所示．火箭的加速度a=______m/s2，火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小υ=_______m/s．
4．（广东东莞中学07届高三模拟试题。11）某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D……等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……，如图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的.
○1在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是
○2打A纸带时，物体的加速度大小是m/s2
答案：1．ABC2．0.986，2.58，5.99；
3．8、424．丙、3.33m/s2
高考物理第一轮匀变速直线运动专项复习
§2匀变速直线运动
知识要点梳理
1．常用公式有以下四个
Vt=s=vt2-v02=v平均＝
2．匀变速直线运动中几个常用的结论
①Δs=，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到sm-sn=
②vt/2=________=___________，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。
Vs/2=_______________，某段位移的中间位置的即时速度公式（不等于该段位移内的平均速度）。
4．初速为零的匀变速直线运动
①前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为
②第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为
③前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为
④第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为对末速为零的匀变速直线运动，可以相应的运用这些规律。
要点讲练：
1，公式的选取及方法的选择：
【例1】一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站，起动加速度为2m/s2，加速行驶5秒，后匀速行驶2分钟，然后刹车，滑行50m，正好到达乙站，求汽车从甲站到乙站的平均速度？|
【例2】汽车以加速度为2m/s2的加速度由静止开始作匀加速直线运动，求汽车第5秒内的平均速度？
【例3】一物体由斜面顶端由静止开始匀加速下滑，最初的3秒内的位移为s1，最后3秒内的位移为s2，若s2-s1=6米，s1∶s2=3∶7，求斜面的长度为多少？
【例4】物块以v0=4米/秒的速度滑上光滑的斜面，途经A、B两点，已知在A点时的速度是B点时的速度的2倍，由B点再经0.5秒物块滑到斜面顶点C速度变为零，A、B相距0.75米，求斜面的长度及物体由D运动到B的时间？
【例5】一质点沿AD直线作匀加速直线运动，如图，测得它在AB、BC、CD三段的时间均为t，测得位移AC=L1，BD=L2，试求质点的加速度？
【例6】一质点由A点出发沿直线AB运动，行程的第一部分是加速度为a1的匀加速运动，接着做加速度为a2的匀减速直线运动，抵达B点时恰好静止，如果AB的总长度为s，试求质点走完AB全程所用的时间t？
【例7】一个做匀加速直线运动的物体，连续通过两段长为s的位移所用的时间分别为t1、t2，求物体的加速度？
2、重力作用下的匀变速直线运动的处理
自由落体运动
竖直上抛运动
(1)处理方法:
一是将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理，要注意两个阶段运动的对称性。
二是将竖直上抛运动全过程视为初速度为v0，加速度为-g的匀减速直线运动
综合应用例析
例8、（镇江市2008届调研二）小明摇动苹果树，从同一高度有一个苹果和一片树叶同时从静止下落，发现苹果先落地，则以下说法正确的是（）
（A）苹果和树叶都是自由落体运动
（B）苹果和树叶的运动都不能近似看成自由落体运动
（C）苹果的运动可以近似看成自由落体运动，树叶的运动则不能看作自由落体运动
（D）假如地球上没有空气，则苹果和树叶也不会同时落地
例9、（镇江市2008届调研二）给滑块一初速v0使它沿光滑斜面向上作匀减速运动，加速度大小为，当滑块速度大小减为时，所用时间可能是（）
（A）（B）（C）（D）
【例11】（1999年高考全国卷）一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是______s。（计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g取10m/s2，结果保留二位数）
20xx高考物理知识点：匀变速直线运动的规律
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)
