高考物理-专题1-质点的直线运动(含解析)

1专题1质点的直线运动【2015年高考命题预测】质点的直线运动不但是动力学的入门和基础，而且贯穿整个高中物理的知识网络，既是基础知识的热门考点，也是物理复杂模型的基础。2014年高考命题相当一部分涉及到图像的考察，包括分析图像和根据过程绘制图像，多涉及基础知识，但也有部分试题有拔高有创新有综合。结合2014年高考试题的命制特点，以下几个命题动向值得我们复习过程中参考和警觉。1.作为基础知识和基本能力的考察对象，考点多集中在速度时间图像和位移时间图像，而根据图像的斜率和面积所表示的物理意义引申出对位移路程和加速度以及合力等物理概念的考察和识别。这是整个高中物理的入门知识，也是复习过程中经常一笔带过的知识，需要考生和老师反复确认本知识点的掌握程度。2.变换考察模式，设置全新的情景题目，结合匀变速直线运动的部分规律比如平均速度等于中间时刻的瞬时速度，等于位移与时间的比值等，在具体的情景分析中，把物理规律和数据分析结合起来，把数量关系和图像结合起来，需要我们备考中放宽视野，提高分析问题解决问题的能力，做到临阵不乱，运筹帷幄。3.质点的直线运动不一定都是选择题，计算题也会涉及，而且计算题考察重在多过程的分析和比较，备考中必须培养细化过程，强化练习的做题方式，及时发现解决问题的关联信息，切中要害。【2015年高考考点定位】高考试题命制中对该考点的考察并不只是我们所看到的单纯直线运动的考察，还涉及到各种复杂过程的运动分析。直观的考题大部分以选择题的形式呈现，主要考察描述运动的相关物理量的大小方向及变化以及相互关系，但是根据直线运动总结出的相关的规律、推论的考察隐含在各种动力学和电磁学的运动过程分析中。对这些规律、推论的考察其实更加体现出该考点的重要性。【考点pk】名师考点透析考点一、描述运动相关概念【名师点睛】1.质点模型的建立和参考系的选取：质点是一个理想化的模型，之所以说质点是理想化的，是因为质点是没有大小性质而只有质量的点，现实中不存在。只有当物体的大小性质对我们所研究的问题没有影响或者影响比较小可以忽略不计时才可以把其看做质点；参考系是为了描述研究对象的机械运动而假定不动的物体，参考系的选取是任意的，但不能使研究对象本身。2．描述运动过程的相关物理量：○1位移和路程位移是初位置指向末位置的有向线段，既有大小又有方向，是矢量，而路程是运动轨迹的长度，只有大小没有方向，只有单方向直线运动时，位移大小才等于路2程，其他情况下，位移大小小于路程。○2速度和加速度速度是描述物体运动快慢的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量，二者都是矢量，位移时间图像的斜率的大小代表速度大小，斜率的正负代表速度的方向，速度时间图像的斜率大小代表加速度大小，斜率的正负代表加速度的方向。○3平均速度和速率平均速率平均速度是矢量，大小等于位移与时间的比值，方向与位移同，平均速率等于路程和时间的比值，没有方向为标量。速率是速度的大小，为标量，没有方向。考点二、匀变速直线运动的规律【名师点睛】1．匀变速直线运动相关公式：○1基本公式加速度0vvat，瞬时速度0vvat，位移公式2012xvtat○2推导公式初末速度加速度位移关系2202vvax，平均速度的表达式02vvxvt。2.匀变速直线运动相关推论：○1中间时刻的瞬时速度022tvvv，位移中点的瞬时速度22022xvvv，任何情况下都是中间时刻的瞬时速度小于位移中点的瞬时速度，○2连续相等时间间隔内通过的位移差都相等即2xat，可进一步推广位2()mnSSmnaT。○3初速度0的匀变速直线运动连续通过相等时间间隔内位移之比为1:3:5:79：，连续通过相等位移所用时间比为1:(21):(32):(43)……考点三、自由落体运动【名师点睛】1．自由落体运动：只受重力作用，初速度等于0，也是一个理想化模型，加速度恒等于重力加速度ag，基本公式gtVt；221gtH；gHVt22，所有的匀变速直线运动相关公式推论都适用于自由落体运动，只不过加速度换为重力加速度。2.竖直上抛运动是一个匀减速直线运动，位移公式2012xvtgt，同一个位移会对于两个运动时间，一个是上抛的时间一个是返回下落的时间。与此不同的是汽车刹车等现实生活的实例中，匀减速直线运动一般不会减速到0再返回运动。【试题演练】1．【2014·湖北重点中学高三联考】如图所示的x—t图象和v—t图象中，给出四条曲线1、2、3、4代3表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是：A．x—t图象中图线1表示物体1做曲线运动B．x—t图象中时刻物体1的速度大于物体2的速度C．v—t图象中0至时间内物体3和物体4的平均速度大小相等D．v—t图象中4t时刻物体4的速度改变方向2．【2014·郑州高三第一次质量预测】甲物体从高处自由下落时间t后，乙物体从同一位置自由下落，在甲乙都未落地前，以甲为参照物，乙物体的运动状态是A．相对静止B．向上做匀速直线C．向下做匀速直线运动D．向上做匀变速直4【三年高考】12、13、14高考试题及其解析2014年高考试题及解析1．【2014·天津卷】质点做直线运动的速度—时间图象如图所示，该质点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．在前2秒内发生的位移为零D．第3秒和第5秒末的位置相同【考点定位】运动学图象2.【2014·广东卷】如图所示是物体做直线运动的v-t图象，由图可知，该物体A.第1s内和第3s内的运动方向相反B.第3s内和第4s内的加速度相同C.第1s内和第4s内的位移大小不相等D.0-2s和0-4s内的平均速度大小相等53．【2014·新课标全国卷Ⅱ】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221vv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64.【2014·山东卷】一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图。在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有A．1tB．2tC．3tD．4t5．【2014·全国大纲卷】—质点沿x轴做直线运动，其v-t图象如图所示。质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正向运动。当t＝8s时，质点在x轴上的位置为（）A．x＝3mB．x＝8mC．x＝9mD．x＝14m76．【2014·江苏卷】一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止。下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是（）7．【2014·海南卷】将一物体以某一初速度竖直上抛。物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0。则A．t1t0，t2t1B．t1t0，t2t1C．t1t0，t2t1D．t1t0，t2t1【答案】B88.【2014·上海卷】如图，两光滑斜面在B处链接，小球由A处静止释放，经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s，AB=BC。设球经过B点前后的速度大小不变，则球在AB、BC段的加速度大小之比为，球由A运动到C的过程中平均速率为m/s。9．【2014·江苏卷】为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有（）A．两球的质量应相等B．两球应同时落地C．应改变装置的高度，多次实验D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动【答案】BC910．【2014·海南卷】短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀减速运动两个阶段。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。21ttt○41atv○522121vtats○610设加速阶段通过的距离为s'，则2121'ats○7联立○3○4○5○6○7式，并代入数据得m10's考点：匀变速直线运动的规律及其应用2013年高考试题及解析1.【2013·新课标Ⅰ卷】右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是A．物体具有惯性B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关C．物体运动的距离与时间的平方成正比D．物体运动的加速度与重力加速度成正比2.【2013·广东理综】图7，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道。甲、乙两小孩沿着不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有11A．甲的切向加速度始终比乙大B．甲、乙在同一高度的速度大小相等C．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D．甲比乙先到达B处3.【2013·新课标Ⅰ卷】如图，直线a和曲线b分别是在平直公路上形式的汽车a和b的位置一时间（x-t）图线，由图可知A．在时刻t1，a车追上b车B．在时刻t2，a、b两车运动方向相反C．在t1到t2这段时间内，b车的速率先减少后增大12D．在t1到t2这段时间内，b车的速率一直不a车大4.【2013·年四川理综】甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动，其v-t图像如图所示。则A．甲、乙在t=0s到t=1s之间沿同一方向运动B．乙在t=0到t=7s之间的位移为零C．甲在t=0到t=4s之间做往复运动D．甲、乙在t=6s时的加速度方向相同5.【2013·四川理综】近来，我国多个城市开始重点治理“中国式过马路”行为。每年全国由于行人不遵守交通规则而引发的交通事故上万起，死亡上千人。只有科学设置交通管制，人人遵守交通规则，才有保证行人的生命安全。如右图所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m。质量8t、车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯。13（1）若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抡先过马路，卡车司机发现行人，立即制动，卡车受到的阻力为3×104N。求卡车的制动距离？（2）若人人遵守交通规则，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD。为确保行人安全，D处人行横道信号灯应该在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？2012年高考试题及解析1.【2012·海南卷】.一物体自t=0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项正确的是()14A.在0～6s内，物体离出发点最远为30mB.在0～6s内，物体经过的路程为40m[C.在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/sD.5～6s内，物体所受的合外力做负功2.【2012·山东卷】将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v－t图象如图所示．以下判断正确的是()A．前3s内货物处于超重状态B．最后2s内货物只受重力作用C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒【答案】AC【解析】试题分析：从图象可以看出前3s货物加速向上运动，加速度向上，处于超重状态，故A对．最后2s加速度大小为3m/s2，所以货物受除了受到重力还受到拉力，故B错．前3s和后2s内货物的平均速度都是3m/s，故C对．第3s末至第5秒末货物匀速上升，除了受到重力，货物还受到拉力，拉力做正功，机械能不守恒，故D错．15【考点定位】速度时间图像3.【2012·江苏物理】将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是4.【2012·上海】小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为（取