高一物理：運(yùn)動(dòng)學(xué)專(zhuān)題訓(xùn)練(勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、平拋、圓周運(yùn)動(dòng))練習(xí)題及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上運(yùn)動(dòng)學(xué)專(zhuān)題訓(xùn)練（勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、平拋、圓周運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)的分類(lèi)：一、變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：三個(gè)基本公式：1、2、3、兩個(gè)重要推論：4、5、；（）四個(gè)關(guān)于v0=0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論（要求會(huì)推導(dǎo)）：初速度為零的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)T為相等的時(shí)間間隔，則有：6、T末、2T末、3T末的瞬時(shí)速度之比為：v1:v2:v3:vn=1:2:3:n7、T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)的位移之比為：s1:s2:s3: :sn=1:4:9:：n28、第一個(gè)T內(nèi)、第二個(gè)T內(nèi)、第三個(gè)T內(nèi)的位移之比為：s:s:s:：sN=1:3:5: :（2N-1） 9、初速度為零的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)s為相等的位移間隔，則有：第一個(gè)

2、s、第二個(gè)s、第三個(gè)s所用的時(shí)間t、t、t tN之比為：t：t：t ：tN =1：自由落體的相關(guān)公式推導(dǎo)：（令v00，a=g）豎直上拋運(yùn)動(dòng)相關(guān)公式推導(dǎo)： 上升過(guò)程是勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下落過(guò)程是勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。全過(guò)程是初速度為v0、加速度為-g的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。1、適用全過(guò)程的公式： （s、vt的正、負(fù)號(hào)的理解） 2、上升最大高度： 3、上升的時(shí)間：4、上升、下落經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)的加速度相同，而速度等值反向5、上升、下落經(jīng)過(guò)同一段位移的時(shí)間相等。 從拋出到落回原位置的時(shí)間：例1、一個(gè)物體從H高處自由落下，經(jīng)過(guò)最后196m所用的時(shí)間是4s，求物體下落H高度所用的總時(shí)間T和高度H是多少？取g=9.8m/

3、s2，空氣阻力不計(jì).分析：根據(jù)題意畫(huà)出小球的運(yùn)動(dòng)示意圖（圖1）其中t=4s， h=196m. 解：方法1：根據(jù)自由落體公式式（1）減去式（2），得方法2：利用勻變速運(yùn)動(dòng)平均速度的性質(zhì)由題意得最后4s內(nèi)的平均速度為因?yàn)樵趧蜃兯龠\(yùn)動(dòng)中，某段時(shí)間中的平均速度等于中點(diǎn)時(shí)刻的速度，所以下落至最后2s時(shí)的瞬時(shí)速度為由速度公式得下落至最后2s的時(shí)間方法3：利用vt圖象畫(huà)出這個(gè)物體自由下落的vt圖，如圖2所示.開(kāi)始下落后經(jīng)時(shí)間（Tt）和T后的速度分別為g（Tt）、gT。圖線(xiàn)的AB段與t軸間的面積表示在時(shí)間t內(nèi)下落的高度h。由二、平拋運(yùn)動(dòng)：（1）定義：v0水平，只受重力作用的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：加速度為g的勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

4、（2）特點(diǎn)：水平方向不受外力，做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；在豎直方向上物體的初速度為0，且只受到重力作用，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)。既然平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，我們就可以分別算出平拋物體在任一時(shí)刻t的位置坐標(biāo)x和y以及任一時(shí)刻t的水平分速度vx和豎直分速度vy（3）規(guī)律方向 ： 合位移大?。簊= 方向：=由中的tan、tan關(guān)系得tan2 tan時(shí)間由y=得t=（由下落的高度y決定）豎直方向?yàn)関o=0的勻變速運(yùn)動(dòng)，勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律在豎直方向上都成立。例2、如下圖所示，以9.8m/s的水平初速度v0拋出的物體，飛行一段時(shí)間后，垂直地撞在傾角為=30°的斜面

5、上，則物體完成這段飛行的時(shí)間為多少？解：vx=v0 vy=gt 例、如圖所示，從傾角為的斜面上的A點(diǎn)，以水平速度v0拋出一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，它落到斜面上B點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間為（ ）解析：設(shè)小球從拋出至落到斜面上的時(shí)間為t，在這段時(shí)間內(nèi)球的水平位移和豎直位移分別為x=v0t，如圖所示由幾何關(guān)系知所以小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間答案：B說(shuō)明：上面是從常規(guī)的分運(yùn)動(dòng)方法去研究斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)，還可以變換一個(gè)角度去研究。如圖所示，把初速度v0、重力加速度g都分解成沿著斜面和垂直斜面的兩個(gè)分量。在垂直斜面方向上，小球做的是以v0y為初速、gy為加速度的豎直上拋運(yùn)動(dòng)。小球“上、下”一個(gè)來(lái)回的時(shí)間等于它從拋出至落到斜面上的

6、運(yùn)動(dòng)時(shí)間，于是立即可得采用這種觀(guān)點(diǎn)，還很容易算出小球在斜面上拋出后，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離斜面的最大距離，從拋出到離斜面最大距離的時(shí)間、斜面上的射程等問(wèn)題，有興趣的同學(xué)請(qǐng)自行研究。三、勻速圓周運(yùn)動(dòng)（1）描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量線(xiàn)速度：大小v=；單位 ： m/s角速度：大小= ； 單位：rad/s周期：運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間 單位：s 頻率f=：每秒鐘轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù) 單位：Hz（2）v、T、 f之間的關(guān)系:（3）向心力：大小 （4）向心加速度：大小 （5）勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：v的大小不變而方向時(shí)刻在變化；a的大小不變而方向時(shí)刻也在變，是變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。例4、用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，

7、則下列說(shuō)法中，正確的是（ ）A. 小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子中張力可以為零B. 小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零C. 小球剛好能過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度是D. 小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子對(duì)小球的作用力可以與球所受的重力方向相反解析：像該題中的小球、沿豎直圓環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體等沒(méi)有支承物的物體做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)有下列幾種情況：加速度恰好等于重力加速度，物體恰能過(guò)最高點(diǎn)繼續(xù)沿圓周運(yùn)動(dòng)這是能通過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件；軌道，做拋體運(yùn)動(dòng)；Fmv2/R，其中F為繩子的拉力或環(huán)對(duì)物體的壓力而值得一提的是：細(xì)繩對(duì)由它拴住的、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體只可能產(chǎn)生拉力，而不可能產(chǎn)生支撐力，因而小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩對(duì)小球的作用力不會(huì)與重力

8、方向相反。所以，正確選項(xiàng)為A、C。點(diǎn)撥：這是一道豎直平面內(nèi)的變速率圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。當(dāng)小球經(jīng)過(guò)圓周最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)，其重力和繩子拉力的合力提供向心力；當(dāng)小球經(jīng)過(guò)圓周的其它位置時(shí)，其重力和繩子拉力的沿半徑方向的分力（法向分力）提供向心力。【問(wèn)題討論】：1、該題中，把拴小球的繩子換成細(xì)桿，則問(wèn)題討論的結(jié)果就大相徑庭了有支承物的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，過(guò)最高點(diǎn)時(shí)：（4）當(dāng)v0時(shí)，支承物對(duì)小球的支撐力等于小球的重力mg，這是有支承物的物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件2、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)：豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)處的受力特點(diǎn)及分類(lèi)：物體做圓周運(yùn)動(dòng)的速率時(shí)刻在改變，物體在最高點(diǎn)處的速率最

9、小，在最低點(diǎn)處的速率最大。物體在最低點(diǎn)處向心力向上，而重力向下，所以彈力必然向上且大于重力；而在最高點(diǎn)處，向心力向下，重力也向下，所以彈力的方向就不能確定了，要分三種情況進(jìn)行討論。1）繩與圓筒內(nèi)部彈力只可能向下，如繩拉球。這種情況下有 即，否則不能通過(guò)最高點(diǎn)。2）桿與圓管彈力既可能向上又可能向下，如管內(nèi)轉(zhuǎn)（或桿連球、環(huán)穿珠）。這種情況下，速度大小v可以取任意值。但可以進(jìn)一步討論：當(dāng)時(shí)物體受到的彈力必然是向下的；當(dāng)時(shí)物體受到的彈力必然是向上的；當(dāng)時(shí)物體受到的彈力恰好為零。當(dāng)彈力大小F<mg時(shí)，向心力有兩解：mg±F；當(dāng)彈力大小F>mg時(shí)，向心力只有一解：F +mg；當(dāng)彈力F

10、=mg時(shí)，向心力等于零。3）汽車(chē)過(guò)拱橋彈力只可能向上，如車(chē)過(guò)橋。在這種情況下有：，否則車(chē)將離開(kāi)橋面，做平拋運(yùn)動(dòng)。例5、如圖所示，一飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做勻速率特技飛行。已知飛行員得質(zhì)量為m，飛機(jī)速度，試分析飛行員A、B、C、D四個(gè)位置受力情況分析：該題應(yīng)首先從A、B、C、D四點(diǎn)的位置、狀態(tài)及所需向心力情況入手，再根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析各點(diǎn)受力情況分析的難點(diǎn)在于B點(diǎn)和D點(diǎn)。解：以飛行員為研究對(duì)象在A點(diǎn)受力情況如圖所示，其中FN表示座椅對(duì)飛行員的支持力。依牛頓運(yùn)動(dòng)定律力不足以提供所需向心力，飛行員有離心趨勢(shì)，故由椅子提供向下的壓力P，如圖（B）所示。在C點(diǎn)（此時(shí)飛行員頭向下，椅子在其上方）受力情況如圖（

11、C）所示，其中T表示安全帶對(duì)飛行員向上的拉力并有在D點(diǎn)，情況與B點(diǎn)相近，飛行員重力不足以提供所需向心力，有離心趨勢(shì)故將由安全帶提供向下的壓力Q，如圖（D）所示小結(jié)：（1）物體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不是平衡狀態(tài)。它所需要的向心力應(yīng)恰好由物體所受的合外力來(lái)提供，由受力分析入手，正確使用動(dòng)力學(xué)求解，是分析這類(lèi)問(wèn)題的主要方法。（2）“離心”與“向心”現(xiàn)象的出現(xiàn)，是由于提供的合外力與某狀態(tài)下所需的向心力之間出現(xiàn)矛盾，當(dāng)“供”大于“需”時(shí)，將出現(xiàn)“向心”。例：如果當(dāng)水流星在豎直面最高點(diǎn)的速度時(shí)，水將落下。當(dāng)“供”小于“需”時(shí)，物體將遠(yuǎn)離圓心被甩出，例如甩干機(jī)就是這個(gè)道理。練習(xí)題1、下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.

12、 物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，加速度也一定越大B. 物體的加速度越大，它的速度一定越大C. 加速度就是“加出來(lái)的速度”D. 加速度反映速度變化的快慢，與速度無(wú)關(guān)2、一輛載重卡車(chē)，在丘陵地上以不變的速率行駛，地形如圖所示由于輪胎已舊，途中爆了胎，你認(rèn)為在圖中A、B、C、D四處中，爆胎的可能性最大的一處是（ ）3、如圖所示，在電動(dòng)機(jī)距轉(zhuǎn)軸O為r處固定一個(gè)質(zhì)量為m的鐵塊啟動(dòng)后，鐵塊以角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的最大壓力與最小壓力之差為A. m（g2r） B. m（g22r）C. 2m（g2r） D. 2mr24、氣球上系一重物，以4m/s的速度勻速上升，當(dāng)離地9m時(shí)繩斷了，求重物的落地時(shí)間t？（g10m/s2）5、豎直上拋物體的初速度是42米/秒，物體上升的最大高度是多少？上升到最大高度用多長(zhǎng)時(shí)間？由最大高度落回原地的速度是多大？用了多長(zhǎng)時(shí)間？6、一輛沿平直路面行駛的汽車(chē)，速度為36km/h.剎車(chē)后獲得加速度的大小是4m/s2，求：（1）剎車(chē)后3s末的速度；（2）從開(kāi)始剎車(chē)至停止，滑行一半距離時(shí)的速度.7、如圖所示，用細(xì)繩一端系著的質(zhì)量為M=0.6kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，細(xì)繩另一端通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)中