高中物理必修一第二章經(jīng)典例題解析

1、第二章勻變速直線運動的研究經(jīng)典例題解析例1:圖所示為在直線上運動的汽車 s t圖線，則下列答案正確的是()a.汽車在4小時內(nèi)的位移為120千米。b.汽車在第2小時至第5小時的平均速度為一40千米/小時。c.汽車在第1小時末的的瞬時速度為 60千米/小時。d.汽車在第5小時末回到原出發(fā)點，其瞬時速度為一120千米/小時。e.汽車在開始運動后10小時內(nèi)的平均速率為 48千米/小時，平均速率為零。f.汽車在第4.5小時末的位置距出發(fā)點 60千米。解析：a.車由原點出發(fā)，4小時末到達120千米處，故位移為120千米，可見a是正確的。b.車在25小時內(nèi)的平均速度012040 (km/h)(負號表示與出發(fā)

2、時的速度反向),可見5 202小時內(nèi)的平均速度b是正確的。c.車在02小時內(nèi)是做勻速運動，故其在 1小時末的速度等于在120 0 上60 (km/h),可見c是正確的。2 0120 ( km/h )，可見 d0 120d.車在45小時內(nèi)也是做勻速運動，故在 5小時末的速度 5 4480 _故平均速率為48正確。e.車在10小時內(nèi)所走路徑為 120+120+120+120 = 480 (km)位移為0,10(km/h ),平均速度為零，可見 e是正確的。f.理由同d,如圖0 1200 x5 45 4.5所以x 60 (km)。可見f是正確的答案：a、b、c、d、e、f均正確。例2:圖所示為一物體

3、沿直線運動的v t圖線，則(1) 020秒物體的位移為 ,所行的路程為 (2) 020秒物體的平均速率為 ,平均速度為 (3) 2秒末的加速度為。(4) 2秒末的速度為.(5)在第秒末，物體開始轉(zhuǎn)向運動。1解析：(1)010秒末圖線下的梯形面積為 -(4 10) 20140, 1020秒末圖線與時間軸所1圍的三角形面積為一15 10 75,故020秒物體通過的路程為 2140 75215 (m),所通過的位移為140-75=65m。(2) 020秒物體的平均速率為 215/20=10.75 (m/s),平均速度為 65/20=3.25 (m/s)(3) 04秒物體做勻加速直線運動，加速度大小等

4、于速度圖線的斜率，為(4)由圖可知，2秒末的物體的即時速度為 10 m/s。2045 (m/s2)(5) 10秒末物體速度減為零，開始轉(zhuǎn)向a15m/s2,這段時間內(nèi)的位移大810秒末，物體做勻減速直線運動，加速度大小等于速度圖線的斜率,故a30 2010m/s2,(6) 04秒末物體做勻加速運動，加速度大小等于速度圖線的斜率為-1小等于速度圖線下的三角形面積，故為s14 20 40m。248秒末，物體做勻速直線運動，加速度a2 0 ,位移大小等于速度圖線下的正方形面積，故$20 (8 4) 80 m。-1位移為 s3- 20 2 20 m。2例3:如圖所示，圖為自地面豎直向上發(fā)射的火箭的v t

5、圖線(d若 jkl的面積等于 lmn的面積，這表示什么意義?(2)火箭燃燒期內(nèi)加速度大小為多少?(3)火箭燃燒完畢瞬間的高度是多少？(4)火箭燃燒完畢后加速度大小是多少?(5)火箭上升的最大高度是多少?jkl的面積與 lmn面積相等表示上解：(1) v t圖線時間軸之間的面積表示位移的大小,升與下降的距離相等，火箭總位置為零。(2) k點所對應(yīng)的時間為火箭燃燒完畢的瞬間，直線jk為燃燒期內(nèi)的速度圖線，其斜率表示燃燒期10302內(nèi)加速度的大小，故10a 100 （米/秒 2）。,1“3”（3）h101035500（米）2（4）a0 103110 1010 （米/秒2）jkl的面積大小相等，故a.

6、v1v22v2v1b.2c.v12v22222v2v12解:設(shè)火車長為l,通過a點時的速度為v ,加速度為a o由任一時刻火車上各點速度相等，根據(jù)(5) l點所對應(yīng)的時間表示火箭到達最高點的時刻，最大高度與13h 110 103 55000 （米） 2例4:火車勻加速直線前進，前端通過 a點的時速度為v1,末端通過a點時速度為v2 ,則火車中點通過a點時速度為勻加速運動規(guī)律可得:2v22v12al2v12a由兩式聯(lián)立解得22v1v22答案：本題答案應(yīng)是co例5:甲車以10米/秒，乙車以4米/秒的速率在同一直車道中同向前進，若甲車駕駛員在乙車后方距離d處發(fā)現(xiàn)乙車，立即踩剎車使其車獲得-2米/秒2

7、的加速度，為使兩車不致相撞，d的值至少應(yīng)為多少?a. 3米 b. 9米c. 16米d. 20米解析：甲剎車后做勻減速運動，設(shè)經(jīng)時間t二車速度相等且未相撞，則以后永不會相撞。由勻減速運動規(guī)律可知：vt=v。 a t4 10 2t,解彳導t 3秒在此時間內(nèi)甲車前進的距離d110 4 c 321 (米)，乙車前進的距離為d2 vot 4 3 12 (米)可見d 21 129 (米)即不會相撞。答案：本題答案應(yīng)是bo例6:火車由靜止開始以加速度起動，由甲站出發(fā)隨后再以加速度運動而停止于乙站。設(shè)甲、乙兩站間的距離為d,則:o(d由甲站到乙站共經(jīng)歷多少時間？(2)全程的平均速率為多少?(3)車速所能達到的

8、最大速率是多少?解析：設(shè)運動最大速度為vm, v t圖形的斜率表示加速度。vm即由tivmt2tit2vmvmt圖的面積表示位移，即d 2(t1t2)vm由、得(1)經(jīng)歷時間tit2)d(2)平均速率(3)最大速率vm例7:氣球以1.25米/秒2的加速度豎直上升，離地 30秒后，從氣球上掉下一物體，不計空氣阻力， 問經(jīng)幾秒鐘物體到達地面？a. 7 秒b. 8 秒c, 12 秒d. 15 秒解析：先求30秒后氣球的速度及高度：vt at 125 30 37.5 （米/秒）1 21.2h -at2 125 302 562.5 （米）2 2142 一,口物體剛掉下時，具有豎直向上的初速度為37.5米

9、/秒，由h v1t - gt可得：212562.5 37.5t9.8t22解上式得t 15秒。答案：本題答案應(yīng)是d。例8:下列所描述的運動的中，可能的有：a.速度變化很大，加速度很?。籦.速度變化方向為正，加速度方向為負；c.速度變化越來越快，加速度越來越??；d.速度越來越大，加速度越來越小。解析： v a - t,盡管a很小，只要 t足夠大，v可以很大，則 a正確。當a與v同方向時，質(zhì)點做加速運動，盡管a逐漸減小，但a與 v還是同方向，所以v還要增大，致使a減小到零為止， 則d項正確。加速度方向和速度變化方向一定相同，所以b項錯了。加速度a v / t是描述速度變化的快慢的物理量，速度變化的

10、快，加速度一定大，所以 c項錯 了。答案：a、d例9:甲、乙兩車從同一地點同向行駛，但是甲車做勻速直線運動，其速度為v=20米/秒，乙車在甲車行駛至距離出發(fā)地 200米處時開始以初速度為零、加速度為a =2米/秒2追甲。求乙車追上甲車前兩車間的最大距離。解法一：兩車相遇前距離最大時兩車速度必然相等，則運動時間t為：t - 20 10 （秒）a 212sm 20 v t a t2200 20 10 - 2 1022300 (米)解法二：兩車間距離s與時間有關(guān)，其關(guān)系式為ss020020 20020t12-a - t2t - 2 t22t2可見，s有最大值:sm 300(米)解析：該題中兩汽車運動

11、，乙車追甲車，開始乙車初速度為零，做加速運動，甲車在前以恒定速度做 勻速運動，在開始一段時間里，甲車速度較乙車速度大，不難想到，只要乙車速度小于甲車速度，兩車間 距離必隨時間延長而增大。反之，如乙車速度在某時刻開始較甲車速度大，則兩車間距離隨時間延長而變 小。顯然當兩車速度相同時距離最大?？梢?，在追趕過程中，速度相等是一個轉(zhuǎn)折點，要熟記這一條件。在諸多的物理問題中存在“隱蔽條 件”成為一個很重要的問題，一般是根據(jù)物理過程確定。該題中“隱蔽條件”就是當兩車速度相同時距離v作勻速直線運動，乙車最大。解析后，問題就迎刃而解。例10：甲、乙兩車，從同一處，同時開始作同向直線運動。已知甲車以速度 以初速度v0(v0 v)開始作勻加速運動，加速度為 a 。試分析:1、當乙車的速度多大時,乙車落后于甲車的距離為最大？根據(jù)什么進行判斷？落后的最大距離是多大？2、當乙車的速度多大時,乙車追上甲車？根據(jù)什么判斷？需要多長時間?解：當v乙時，乙車落后于甲車的距離為最大。乙車達到速度v所需時間為vv0故此時兩車相距為(v v0)22a1 -2、s v t (v0t -at )2兩車同時，以同一處開始運動，經(jīng)一段時間，再次相遇，它們的運動路程、運動時間都相同，那么,它們在這一段時間內(nèi)的平均速度相同。甲車作