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(yùn)動(dòng)的研究 經(jīng)典例題解析例1：圖所示為在直線上運(yùn)動(dòng)的汽車圖線，則下列答案正確的是（）A汽車在4小時(shí)內(nèi)的位移為120千米。B汽車在第2小時(shí)至第5小時(shí)的平均速度為40千米/小時(shí)。C汽車在第1小時(shí)末的的瞬時(shí)速度為60千米/小時(shí)。D汽車在第5小時(shí)末回到原出發(fā)點(diǎn)，其瞬時(shí)速度為120千米/小時(shí)。E汽車在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后10小時(shí)內(nèi)的平均速率為48千米/小時(shí)，平均速率為零。F汽車在第4.5小時(shí)末的位置距出發(fā)點(diǎn)60千米。解析：A車由原點(diǎn)出發(fā)，4小時(shí)末到達(dá)120千米處，故位移為120千米，可見(jiàn)A是正確的。B車在25小時(shí)內(nèi)的平均速度（km/h）（負(fù)號(hào)表示與出發(fā)時(shí)的速度反向），可見(jiàn)B是正確的。C車在02小時(shí)

2、內(nèi)是做勻速運(yùn)動(dòng)，故其在1小時(shí)末的速度等于在02小時(shí)內(nèi)的平均速度（km/h），可見(jiàn)C是正確的。D車在45小時(shí)內(nèi)也是做勻速運(yùn)動(dòng)，故在5小時(shí)末的速度（km/h），可見(jiàn)D正確。E車在10小時(shí)內(nèi)所走路徑為120120120120 = 480（km）位移為0，故平均速率為（km/h），平均速度為零，可見(jiàn)E是正確的。F理由同D，如圖所以（km）?？梢?jiàn)F是正確的。答案：A、B、C、D、E、F均正確。例2：圖所示為一物體沿直線運(yùn)動(dòng)的圖線，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(kāi)始轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。（6）繪

3、出010秒末的圖線及圖線。解析：（1）010秒末圖線下的梯形面積為，1020秒末圖線與時(shí)間軸所圍的三角形面積為，故020秒物體通過(guò)的路程為（m），所通過(guò)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(yùn)動(dòng)，加速度大小等于速度圖線的斜率，為（m/s2）（4）由圖可知，2秒末的物體的即時(shí)速度為10 m/s。（5）10秒末物體速度減為零，開(kāi)始轉(zhuǎn)向。（6）04秒末物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小等于速度圖線的斜率為m/s2，這段時(shí)間內(nèi)的位移大小等于速度圖線下的三角形面積，故為40m。48秒末

4、，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度，位移大小等于速度圖線下的正方形面積，故m。810秒末，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小等于速度圖線的斜率，故m/s2，位移為m。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可繪出圖線及圖線，如圖所示。例3：如圖所示，圖為自地面豎直向上發(fā)射的火箭的圖線。（1）若的面積等于的面積，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？解：（1）圖線時(shí)間軸之間的面積表示位移的大小，的面積與面積相等表示上升與下降的距離相等，火箭總位置為零。（2）K點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為火箭燃燒完畢的瞬間，直線JK為燃燒期

5、內(nèi)的速度圖線，其斜率表示燃燒期內(nèi)加速度的大小，故（米/秒2）。（3）（米）（4）（米/秒2）（5）L點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間表示火箭到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)刻，最大高度與的面積大小相等，故（米）例4：火車勻加速直線前進(jìn)，前端通過(guò)A點(diǎn)的時(shí)速度為，末端通過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度為，則火車中點(diǎn)通過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度為ABCD解：設(shè)火車長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為，加速度為。由任一時(shí)刻火車上各點(diǎn)速度相等，根據(jù)勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得：由兩式聯(lián)立解得。答案：本題答案應(yīng)是C。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(jìn)，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的加速度，為使兩車不致相撞，d的值至少應(yīng)為

6、多少？A3米B9米C16米D20米解析：甲剎車后做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間t二車速度相等且未相撞，則以后永不會(huì)相撞。由勻減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知：Vt=V0a t，解得秒在此時(shí)間內(nèi)甲車前進(jìn)的距離（米），乙車前進(jìn)的距離為（米）可見(jiàn)（米）即不會(huì)相撞。答案：本題答案應(yīng)是B。例6：火車由靜止開(kāi)始以加速度起動(dòng)，由甲站出發(fā)隨后再以加速度運(yùn)動(dòng)而停止于乙站。設(shè)甲、乙兩站間的距離為，則：（1）由甲站到乙站共經(jīng)歷多少時(shí)間？（2）全程的平均速率為多少？（3）車速所能達(dá)到的最大速率是多少？解析：設(shè)運(yùn)動(dòng)最大速度為圖形的斜率表示加速度。即由圖的面積表示位移，即由、得（1）經(jīng)歷時(shí)間（2）平均速率（3）最大速率例7：氣球以1.25米/秒

7、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(jì)空氣阻力，問(wèn)經(jīng)幾秒鐘物體到達(dá)地面？A7秒B8秒C12秒D15秒解析：先求30秒后氣球的速度及高度：（米/秒）（米）物體剛掉下時(shí)，具有豎直向上的初速度為37.5米/秒，由可得：解上式得秒。答案：本題答案應(yīng)是D。例8：下列所描述的運(yùn)動(dòng)的中，可能的有：A速度變化很大，加速度很小；B速度變化方向?yàn)檎铀俣确较驗(yàn)樨?fù)；C速度變化越來(lái)越快，加速度越來(lái)越?。籇速度越來(lái)越大，加速度越來(lái)越小。解析：，盡管很小，只要足夠大，可以很大，則A正確。當(dāng)與同方向時(shí)，質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)，盡管逐漸減小，但與還是同方向，所以還要增大，致使減小到零為止，則D項(xiàng)正確。加速度方向

8、和速度變化方向一定相同，所以B項(xiàng)錯(cuò)了。加速度是描述速度變化的快慢的物理量，速度變化的快，加速度一定大，所以C項(xiàng)錯(cuò)了。答案：A、D例9：甲、乙兩車從同一地點(diǎn)同向行駛，但是甲車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其速度為=20米/秒，乙車在甲車行駛至距離出發(fā)地200米處時(shí)開(kāi)始以初速度為零、加速度為=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(shí)兩車速度必然相等，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：（秒）解法二：兩車間距離與時(shí)間有關(guān)，其關(guān)系式為可見(jiàn)，有最大值：（米）解析：該題中兩汽車運(yùn)動(dòng)，乙車追甲車，開(kāi)始乙車初速度為零，做加速運(yùn)動(dòng)，甲車在前以恒定速度做勻速運(yùn)動(dòng)，在開(kāi)始一段時(shí)間里，甲車速度較乙車速度大，不難想到

9、，只要乙車速度小于甲車速度，兩車間距離必隨時(shí)間延長(zhǎng)而增大。反之，如乙車速度在某時(shí)刻開(kāi)始較甲車速度大，則兩車間距離隨時(shí)間延長(zhǎng)而變小。顯然當(dāng)兩車速度相同時(shí)距離最大?？梢?jiàn)，在追趕過(guò)程中，速度相等是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，要熟記這一條件。在諸多的物理問(wèn)題中存在“隱蔽條件”成為一個(gè)很重要的問(wèn)題，一般是根據(jù)物理過(guò)程確定。該題中“隱蔽條件”就是當(dāng)兩車速度相同時(shí)距離最大。解析后，問(wèn)題就迎刃而解。例10：甲、乙兩車，從同一處，同時(shí)開(kāi)始作同向直線運(yùn)動(dòng)。已知甲車以速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙車以初速度開(kāi)始作勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為。試分析：1、當(dāng)乙車的速度多大時(shí)，乙車落后于甲車的距離為最大？根據(jù)什么進(jìn)行判斷？落后的最大距離是多大？2、當(dāng)乙車的速度多大時(shí)，乙車追上甲車？根據(jù)什么判斷？需要多長(zhǎng)時(shí)間？解：當(dāng)時(shí)，乙車落后于甲車的距離為最大。乙車達(dá)到速度所需時(shí)間為故此時(shí)兩車相距為兩車同時(shí)，以同一處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，再次相遇，它們的運(yùn)動(dòng)路程、運(yùn)動(dòng)時(shí)