高一物理必修一自由落體計算題解題方法

時間 2021-10-14 23:03:19

1樓:

二某物體做自由落體運動,從起點氣向下將其分為三段,使物體通過三段位移的時間之比為1:2:3,則此三段位移之比為多少?

解:h1=0.5gt^2,第一段位移s1=h1

t2=(1+2)t=3t,h2=0.5g(3t)^2=9h1,第二段位移s2=h2-h1=8h1

t3=(1+2+3)t=6t,h3=0.5g(6t)^2=36h1,第三段位移s3=h3-h2=27h1

s1:s2:s3=1:8:27

三物體從樓頂處自由下落(不計空氣阻力),落到地面的速度為v,那麼物體從樓頂落到樓高一半處所經歷的時間為

a v/2 b v/(2g) c 根號2v/(2g) d (2-根號2)v/(2g)

解:v^2=2gh

v1^2=2g(h/2)

兩式相比得

v1=v/(2^1/2)

v1=gt

t=v1/g=v/[g*根號2]=v*根號2/(2g)

選c 四

勻速直線運動就是瞬時速度保持不變的直線運動,那可不可以說勻速直線運動就是平均速度保持不變的直線運動?

答:不確切,如果是全程的平均速度,那只有乙個"平均速度",不存在變不變的問題。

如果要用平均速度來描述勻速直線運動,可以這樣表述:勻速直線運動是運動過程中任意時間段的平均速度都相等的直線運動。

五乙個物體作勻加速直線運動 它在第3s內走了3m 第7s內走了7m 則物體的初速度是多少?

解: 設初速度為vo,加速度為a

第3s內的平均速度為

v=[(vo+3a)+(vo+2a)]/2=vo+2.5a,

第3s內的位移為

s=v*1

3=vo+2.5a.......................................<1>

第7s內的平均速度和位移分別為

v'=vo+6.5a

7=vo+6.5a.......................................<2>

由<1>和<2>式得

vo=0.5m/s

六做勻加速直線運動的物體,速度從v增加至2v是其位移為x,求它速度從2v增至4v是發生的位移。

解:2ax=(2v)^2-v^2=3v^2

2ax'=(4v)^2-(2v)^2=12v^2

下式比上式,得所求位移為

x'=4x

七做勻加速直線運動的物體,在a點時速度為va,在b點時速度為vb,則物體在a b 中點時速度?在a b中間時刻的速度

解:設在位置中點c的速度為v1

2a*ac=v1^-va^2

2a*cb=vb^2-v1^2

ac=cb

v1^2-va^2=vb^2-v1^2

v1=[(va^2+vb^2)/2]^1/2

設在時間中點的速度為v2,a-->b 共用時為2t

前半時,v2=va+at

後半時,vb=v2+at

上式-下式 得

v2-vb=va-v2

v2=(va+vb)/2

八一物體作初速度為零的勻加速直線運動,在前4秒內的位移為s,最後2秒內的位移為2s,求:該物體運動的加速度大小?在這段時間內的總位移?

解:前4秒內:

s=(1/2)at^2=0.5a*4*4=8a

a=s/8

設這段時間為t,總位移為x,

最後2秒內的位移為

(1/2)at^2-(1/2)a(t-2)^2

=(0.5*s/8)([t^2-(t^2-4t+4)]

=s(4t-4)/16=s(t-1)/4

故 2s=s(t-1)/4

t=9s

總位移x=(1/2)at^2=(1/2)*(s/8)*9^2=(81/16)s

九磁懸浮列車的最高時速為430km/h,從張江至上海浦東國際機場總路程為29.863km,乘客僅7分鐘就可以從浦東機場到張江。假設啟動和剎車的加速度相等,其以最高時速行駛的時間為( ),加速度是( )

解:s=29.863km=29863m,t=7min=420s,vm=430km/h=119.44m/s

設啟動和剎車的加速度的大小為a,時間都為t,顯然 at=vm

s=2*(1/2)at^2+vm*(t-2t)=at*t+vm(t-2t)=vm*t+vmt-2tvm=vm(t-t)

29863=119.44(420-t)

t=420-29863/119.44=170s

以最高時速行駛的時間為

t'=t-2t=420-2*170=250s,即4min10s

加速度a=vm/t=119.44/170=0.703m/s^2

十乙個滑塊沿斜面加速度滑下,依次通過a、b、c三點,已知ab=6m,bc=10m,滑過ab、bc兩段位移的時間都是2s,求

(1)滑塊的加速度

(2)滑塊在a、c的瞬時速度

解:(1)設滑塊的加速度為a,vb=va+2a,vc=va+4a

在ab段:

平均速度v1'=sab/2=3m/s

而v1'=(va+vb)/2=[va+(va+2a)]/2=va+a

故va+a=3 ................................<1>

對ac,

平均速度v2'=sac/(2+2)=(6+10)/4=4m/s

而v2'=(va+vc)/2=[va+(va+4a)]/2=va+2a

故 va+2a=4 ..............................<2>

由<2>-<1>得

a=1m/s^2

(2)由<1>知 va=3-a=3-1=2m/s

vb=va+2a=2+2*1=4m/s

vc=va+4a=2*4*1=6m/s

十-怎樣推出物理公式半程=2v1v2/(v1+v2)與半時=(v1+v2)/2

解:1)半程

設全程位移為2x,則半程為x

前丶後半程用時分別為 t1=x/v1,t2=x/v2

共用時 t=t1+t2=x/v1+x/v2=x(1/v1+1/v2)=x(v1+v2)/(v1*v2)

全程平均速度v=2x/t=2v1v2/(v1+v2)

2)半時

設運動總時間為t=2t,則半時為t

s1=v1*t,s2=v2*t

s=s1+s2=(v1+v2)t

總平均速度v=s/t=s/(2t)=[(v1+v2)t]/(2t)=(v1+v2)/2

十二乙個物體運動時,路程總是大於或等於位移的大小。這句話對嗎?說出理由。

解:對單向直線運動中,二者相等

雙向直線運動(如彈簧振動)中,仼一段路程都等於或大於位移的大小

曲線運動中,路程=弧長,位移大小=弦長,弧長大於弦長

十三汽車從靜止開始以a1的加速度做勻加速直線運動,經過一段時間後以a2的加速度做勻減速直線運動,它一共前進了l的距離後靜止,求汽車運動的總時間

解:設加速時間為t1,減速時為t2

a1*t1=a2*t2

a1/a2=t2/t1

(a1+a2)/a2=(t1+t2)/t1=t/t1,t為運動總時間

t1=ta2/((a1+a2)

平均速度v'=l/t=a1*t1/2

t=2l/(a1t1)=2l(a1+a2)/(t*a1*a2)

t=[2l(a1+a2)/(a1*a2)]^1/2

十三一物體作勻加速運動,初速為v0,末速為v1,通過前2/3位移的速度為多大?經過前2/3時的速度為多大?

解:v1^2-vo^2=2as................................................<1>

過前2/3位移的速度設為v

v^2-vo^2=2a(2/3)s...........................................<2>

由<1>和<2>得

v=[(vo^2+2v1^2)/3]^1/2

經過前2/3時的速度設為v'

v1-vo=at

v'-vo=a(2/3)t

由上兩式得

v'=(vo+2v1)/3

十四乙個物體作勻加速直線運動,在最初的兩個連線相同的時間間隔內通過的位移分別是24m和64m,每一時間間隔為4s,求:1.初速度2.

加速度3.第3s內位移4.第5s末的速度

解:勻變速運動中,平均速度=時間中點瞬時速度

t1=2s的瞬時速度v1=第乙個4s內平均速度=24m/4s=6m/s

t2=6s的瞬時速度v2=第二個4s內平均速度=64m/4s=16m/s

加速度為

a=(v2-v1)/(t2-t1)=(16-6)/(6-2)=2.5m/s^2

由v1=vo+at1

得初速度為

vo=v1-at1=6-2.5*2=1m/s

第3s內平均速度v=2.5s時瞬時速度=v1+0.5a=6+0.5*2.5=7.25m/s

第3s內位移s=v*1=7.25*1=7.25m

第5s末的速度 v'=vo+5a=1+5*2.5=13.5m/s

十五一列火車由靜止從車站出發做勻加速直線運動,一觀察者站在這列火車第一節車廂的前端,經10s第一節車廂全部通過,則前九節車廂經過_____時間可從觀察者身邊全部通過,第九節車廂經過觀察者所需的時間是__________?

解:設一節車廂長l

l=(1/2)at1^2.........................................<1>

8l=(1/2)at2^2........................................<2>

9l=(1/2)at3^2........................................<3>

<2>/<1>得 t2=(根號8)t1=2.828*10=28.25s

<3>/<1>得前九節車廂全部經過觀察者所需時間為

t3=3t1=30s

第九節車廂經過觀察者所需的時間是

t3-t2=30-28.28=1.72s

十六一球滑行,一次通過長度都為l的兩段距離,並繼續向前運動。通過第一段為t,第二段為時間是2t。可看作勻變速運動。求第一段末的速度

解:平均速度=時間中點瞬時速度

設進入第一段前運動的時間為t

在 t1=t+t/2時,v1=l/t

在第二段時間中點,即 t2=t+2t時,v2=l/2t

加速度 a=(v2-v1)/(t2-t1)=[-l/(2t)]/[(3/2)t=-l/(3t^2)

第一段末的速度為

v=v1+a(t/2)=l/t-[l/(3t^2)*t/2=l/t-l/(6t)=(5/6)l/t

十七汽車正常行駛速率為120km/h。剎車產生的最大加速度為8m/s,司機反應時間(從意識到應該停車到操作剎車的時間)是0.6秒。如果能見度為40m,為安全行駛,行駛速度應如何限制

解:反應時間內位移s1=vt=0.6v

開始剎車後位移s2=v^2/2a=v^2/(2*8)=v^2/16

s=s1+s2

40=0.6v+v^2/16

v^2+9.6v-640=0

所求行駛速度應不大於

v=20.95m/s =75.42km/h

另-解法:

減速段位移s=40-0.6v

0-v^2=2as

-v^2=2*(-8)(40-0.6v)

v^2=16(40-0.6v)

...十八

證明做自由落體運動的物體從靜止開始連續的相等的間隔內的位移之比為1:3:5

解:0-->t內位移,h1=0.5gt^2

t--2t內位移,h2=0.5g(2t)^2-h1=2gt^2-0.5gt^2=1.5gt^2

2t-->3t內位移,h3=0.5g(3t)^2-h1-h2=4.5gt^2-0.5gt^2-1.5gt^2=2.5gt^2

h1:h2:h3=1:3:5

十九一質點由a點靜止出發做勻加速直線運動,4秒末到達b點,立即做勻減速直線運動,再經過6秒到達c點,停止,已知ac=30m,求到達b點的速度,ab段的平均速度和bc段的位移

解: a-->b,

勻加速,加速度a,時間t=4s,

在b點速度最大,為 vb=at,平均速度v'=vb/2=at/2=4a/2=2a

b-->c,

由vb減速至0,勻減速,時間t'=6s,

減速段平均速度也為v'=at/2,故全程的平均速度也為v'=at/2=2a

a-->c

位移=平均速度*時間

30=2a*(4+6)=20a

a=30/20=1.5m/s^2

ab段的平均速度v'=2a=2*1.5=3m/s

bc段的位移sbc=v't'=3*6=12m

二十跳傘運動員從296m的高空跳下,他自由下落一段距離後開啟傘,已2m/二次方秒的加速度勻減速下降,到達地面的速度為4m/s。求:運動員在空中下落的時間

解:設自由下落的時間為t1

則自由下落的高度為 h1=(1/2)gt1^2=5t1^2

開啟傘後減速下落的初速度v1=自由下落末速度=gt1=10t1

減速下落高度h2=h-h1=296-5t1^2

減速下落末速v2=4m/s,加速度a=-2m/s^2

v2^2-v1^2=2ah2

4*4-(10t1)^2=2*(-2)*(296-5t1^2)

t1^2=10

t1=根號10=3.16s

v1=gt1=10*3.16=31.6m/s

t2=(v2-v1)/a2=(4-31.6)/(-2)=13.8s

運動員在空中下落的時間 為

t=t1+t2=3.16+13.8=16.96s

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