求十道高一必修一物理计算题,不要太简单,附答案和解答过程。谢了。

如题所述

题1 在同一高度处间隔时间t先后自由释放两小球A和B,不计空气阻力( )
A. 两球落地时间间隔为t
B. 在空中运动时两球速度差越来越大
C. 在空中运动时两球间距越来越大
D. 在空中运动时两球间距保持不变
亮点 涉及两球在空中的相对运动,是一道可采用多种解法的运动学问题。
解析 这里提供三种解法。
解法一(公式法,以地面为参考系):
B球释放后t时刻,A球已运动时间t+t0,此时A、B两球的速度和位移分别为 , , , 。
所以, 恒量; ,与t有关。
故在空中运动时,两球速度差不变而距离增大。由于高度一样,落地所需时间一样,故落地时间间隔为t。正确选项为A、C。
解法二(图象法):
作出两球的速度图象如图2-34所示,两球加速度相等,故两直线平行。由图线可以看出,在t0~t时间段,两球速度差恒定。由于起点位置不同,各时刻vA>vB。t0~t时间段内两图线间包围面积越来越大,即两球间距离越来越大。显然,下落高度相同,两图线与t轴包围面积应相等,落地时间间隔为t0。正确选项为A、C。
解法三(公式法,以B为参考系):
以B为参考系,则在两球运动过程中,A球的相对加速度

相对速度 ,不变。
即A相对于B做匀速运动,相对位移越来越大。所以,A、B速度差保持gt0恒定不变,而距离越来越大。下落高度相同,故两球落地时间间隔为t0。正确选项为A、C。
联想 方法一通过研究任意时刻物体的运动情况来研究运动全过程,这种研究方法值得借鉴;方法二利用图象分析,直观明了;方法三从相对运动出发考虑问题,分析巧妙简捷。从不同角度运用多种方法求解物理问题,有利于培养自己的发散思维能力。
题2 如图2-所示,AB、CO为互相垂直的丁字形公路,CB为一斜直小路,CB与CO成60°角,CO间距300m。一逃犯骑着摩托车以45km/h的速度正沿AB公路逃窜。当逃犯途径路口O处时,守候在C处的公安干警立即以1.2m/s2的加速度启动警车,警车所能达到的最大速度为120km/h。
(1)若公安干警沿COB路径追捕逃犯,则经过多长时间在何处能将逃犯截获?
(2)若公安干警抄CB近路到达B处时,逃犯又以原速率掉头向相反方向逃窜,公安干警则继续沿BA方向追赶,则总共经多长时间在何处能将逃犯截获?(不考虑摩托车和警车转向的时间)
亮点 本题将运动学中的追及问题创设在公安干警追截逃犯的情景之中,令人耳目一新。
解析 (1)摩托车的速度 m/s=15m/s,
警车的最大速度 m/s≈33.33m/s。
警车达最大速度的时间 ≈27.78s,行驶的距离 ≈462.95m。
在t1时间内摩托车行驶的距离
=15×27.78m=416.7m。
因为 =162.95m< ,故警车在t1时间内尚未追上摩托车,相隔距离
=253.75m。
设需再经时间t2,警车才能追上摩托车,则
≈13.84s。
从而,截获逃犯总共所需时间 =41.6s, 截获处在OB方向距O处距离为
=624m。
(2)由几何关系可知, =600m,因 < ,故警车抄CB近路达最大速度时尚未到达B点。设再经过 时间到达B点,则
≈4.11s。
在( )时间内摩托车行驶的距离
=478.35m,
此时摩托车距B点 ≈41.27m。
此后逃犯掉头向相反方向逃窜.设需再经时间 警车才能追上逃犯,则
≈2.25s。
从而,截获逃犯总共所需时间
≈34.1s。
截获处在OB间距O处
=444.6m。
联想 本题涉及摩托车的匀速运动,以及警车的匀加速运动和匀速运动。仔细分析警车和摩托车的运动过程,寻找两者在运动时间和路程上的联系,此类问题就不难得到顺利解决。
题3 甲、乙两个同学在直跑道上练习4 100m接力,他们在奔跑时有相同的最大速度。乙从静止开始全力奔跑需跑出25m才能达到最大速度,这一过程可看作匀变速运动。现甲持棒以最大速度向乙奔来,乙在接力区伺机全力奔出。若要求乙接棒时奔跑达到最大速度的80%,则
(1)乙在接力区须奔出多大距离?
(2)乙应在距离甲多远时起跑?
亮点 本题创设了一个接力赛跑的物理情景,紧密联系同学们的生活实际。
解析 (1)设两人奔跑的最大速度为v0,则在乙从静止开始全力奔跑达到最大速度的过程,以及乙接棒时奔跑达到最大速度的80%的过程,分别应用匀变速直线运动速度—位移关系式,有 v2=2ax,(0.80v)2=2ax’,
由以上两式可解得乙在接力区须奔出的距离
x’=0.64x=0.64×25m=16m。
(2)设乙在距甲为x0处开始起跑,到乙接棒时跑过的距离为x’,所经历的时间为t,则甲、乙两人在时间t内通过的位移有如下关系:
vt=x0+x’,
又由平均速度求位移的公式可知乙的位移

从而由以上两式可解得 x0=1.5 x’=1.5×16m=24m。
联想 求解本题首先要熟悉接力赛跑中棒的传接过程,寻找两人运动的联系。体育运动中有许多问题涉及运动学内容,要注意观察生活,善于建立物理模型。
题4 羚羊从静止开始奔跑,经过s1=50m的距离能加速到最大速度v1=25m/s,并能维持一段较长的时间。猎豹从静止开始奔跑,经过s2=60m的距离能加速到最大速度v2=30m/s,以后只能维持这个速度4.0s。设猎豹距离羚羊x时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后1.0s开始奔跑,假设羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线奔跑,问:
(1) 猎豹要在达最大速度且未减速前追到羚羊,x值应在什么范围?
(2) 猎豹要在其加速阶段追上羚羊,x值应在什么范围?
亮点 问题联系实际,富于生活气息。猎豹追上羚羊时,羚羊的运动情况有待确定。
解析 (1) 猎豹在达最大速度且尚未减速前追到羚羊,即猎豹的运动只能是先匀加速运动后匀速运动。设猎豹在维持最大速度的时间t内追到羚羊,由题意知t≤4.0s。
现在我们首先探索的问题是:当猎豹追上羚羊时,羚羊的运动情况如何?为此,我们可先分别求出羚羊和猎豹做加速运动的加速度和时间。
羚羊做加速运动的加速度为
m/s2=6.25m/s2,
羚羊做加速运动的时间为 s=4.0s;
而猎豹做加速运动的加速度为
m/s2=7.5m/s2,
猎豹做加速运动的时间为 s=4.0s。
①若猎豹刚达到最大速度时追上羚羊,则羚羊只加速了t’=3s,有
m m=32m;
②若猎豹刚要减速时追上羚羊,则有
m m m=55m。
由此可知,猎豹要在达最大速度且未减速前追到羚羊,x值应为
32m≤x≤55m。
(2) 羚羊刚要开始奔跑时,猎豹已前进的距离
m=3.75m。
由此可知。猎豹要在其加速阶段追上羚羊,x值应为
3.75m≤x≤32m。
联想 本题的求解告诉我们,研究物体的运动,首先要分析清楚物体的运动过程。特别是当物体有多个运动阶段时,必须明确问题所研究的是运动的哪一个阶段。当问题涉及多个物体的运动时,应先分别独立研究各个物体的运动,然后找出它们之间的联系。
题5 在某市区内,一辆小汽车在公路上以速度v1向东行驶,一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路。汽车司机发现游客途径D处时,经过0.7s作出反应紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下,如图2-36所示。为了判断汽车司机是否超速行驶以及游客横穿马路的速度是否过快,警方派一警车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经14.0m后停下来。在事故现场测得 =17.5m, =14.0m, =2.6m。肇事汽车的刹车性能良好,问:
(1)该肇事汽车的初速度vA是多大?
(2)游客横过马路的速度是多大?
亮点 本题涉及交通事故的认定,物理情景紧密联系生活实际,主要训练学生的信息汲取能力和分析推理能力。
解析 (1)警车和肇事汽车刹车后均做匀减速运动,其加速度大小

与车子的质量无关,可将警车和肇事汽车做匀减速运动的加速度a的大小视作相等。
对警车,有 ;对肇事汽车,有 ,则
,即 ,
故 =21m/s。
(2)对肇事汽车,由 得

故肇事汽车至出事点B的速度为
=14.0m/s。
肇事汽车从刹车点到出事点的时间
=1s,
又司机的反应时间t0=0.7s,故游客横过马路的速度
m/s≈1.53m/s。
联想 从上面的分析求解可知,肇事汽车为超速行驶,而游客的行走速度并不快。你能进一步求出,在题给情况下汽车安全行驶的最高限速吗?
题6 甲、乙两车相距为s,同时同向运动,乙在前面做加速度为a1、初速度为零的匀加速运动,甲在后面做加速度为a2、初速度为v0的匀加速运动,试讨论两车在运动过程中相遇次数与加速度的关系。
亮点 涉及两车相遇次数的条件型讨论题,需具备较强的分析综合能力。
解析 这里提供两种解法。
解法一(物理方法):
由于两车同时同向运动,故有
v甲= v0+ a2t,v乙= a1t。
(1)当a1<a2时,a1t< a2t,可得两车在运动过程中始终有v甲> v乙.。由于原来甲车在后,乙车在前,所以甲、乙两车的距离在不断缩短,经过一段时间后甲车必然追上乙车。由于甲车追上乙车时v甲> v乙,所以甲超过乙后相距越来越大,因此甲、乙两车只能相遇一次。
(2)当a1= a2时,a1t= a2t,v甲> v乙,因此甲、乙两车也只能相遇一次。
(3)当a1>a2时,a1t>a2t,v甲和v乙的大小关系会随着运动时间的增大而发生变化.。刚开始a1t和a2t相差不大且甲有初速度v0,所以v甲> v乙.。随着时间的推移,a1t和a2t相差越来越大,当a1t-a2t= v0时,v甲= v乙,接下来a1t-a2t> v0,则有v甲<v乙。
若在v甲= v乙之前,甲车还没有超过乙车,随后由于v甲<v乙,甲车就没有机会超过乙车,即两车不相遇;
若在v甲= v乙时,两车刚好相遇,随后由于v甲<v乙,甲车又要落后乙车,这样两车只能相遇一次;
若在v甲= v乙之前,甲车已超过乙车,即已相遇一次,随后由于v甲<v乙,甲、乙距离又缩短,直到乙车反超甲车时,再相遇一次,则两车能相遇两次。
方法二(数学方法):
设经过时间t两车能够相遇,由于
, ,
相遇时有 ,则 ,
所以 。
(1)当a1<a2时,t只有一个解,则相遇一次。
(2)当a1= a2时, ,所以 .。t只有一个解,则相遇一次。
(3)当a1>a2时,若 ,t无解,即不相遇;
若 ,t只有一个解,即相遇一次;
若 ,t有两个正解,即相遇两次。
联想 以上两种解法,正好体现了解答物理问题的两种典型思路。方法一从比较两车的速度关系和位移关系出发,经过仔细而严密的逻辑推理,得出了不同条件下的不同结果。这种解法注重物理过程的分析,物理情景比较清楚。方法二先假设两车相遇,由两车位移之间的关系列出求解相遇时间的方程,然后再对方程解的个数展开讨论。这种解法的特点是将物理问题转化为数学问题,充分运用数学规律和技巧使问题得以解决,论述简洁明了。
题7 在水平直轨道上有两列火车A和B相距s。A车在后面做初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动;而B车同时做初速度为0、加速度大小为a的匀加速直线运动,两车运动方向相同。要使两车不相撞,求A车的初速度v0应满足的条件。
亮点 两车相撞临界条件的分析,采用多种分析方法。
解析 要使两车不相撞,A车追上B车时其速度最多只能与B车速度相等。设A、B两从相距s到A车追上B车时,A车的位移为xA,末速度为vA,所用时间为t;B车的位移为xB,末速度为vB,运动过程如图2-37所示。
现用四种方法求解。
解法一(利用位移公式和速度公式求解):
对A车有 , 。
对B车有 , 。
两车有 ,
追上时,两车刚好不相撞的条件是 ,
由以上各式联立解得 。
故要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件是
v0≤ 。
解法二(利用速度公式和速度—位移关系式求解):
两车刚好不相撞的临界条件是:即将追上时两车速度相等。设此速度为v,A车追上B车前,A车运动的时间为 ,
B车运动的时间为 ,
因为 ,所以 ,
即 。 ①
A车的位移 ,
B车的位移 ,
因为 ,所以 。
即 。 ②
①②两式联立解得 。
故要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件是
v0≤ 。
解法三(利用判别式解):
由解法一可知 ,即

整理得 。
这是一个关于时间t的一元二次方程,当根的判别式 <0时,t无实数解,即两车不相撞。
故要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件是
v0≤ 。
解法四(用速度图象解):
如图2-38所示,先作A、B两车的速度图象。设经过时间t两车刚好不相撞,则对A车有

对B车有 ,
由以上两式联立解得 。
经时间t两车的位移之差,即为原来两车间的距离s,它可用速度图象中阴影部分的面积表示,由速度图象可知 。
故要使两车不相撞,A车的初速度v0应满足的条件是
v0≤ 。
联想 分析解决两物体的追及、相遇类问题,应首先在理解题意的基础上,认清两物体在位移、速度、时间等方面的关联,必要时须画出运动关联的示意图。这类问题的特殊之处是常与极值条件或临界条件相联系。分析解决这类问题的方法有多种,无论哪一种方法,分析临界条件、解决相关的临界条件方程或用数学方法找出相关的临界值,是解决这类问题的关键和突破口。
题8 甲、乙两车在同一条平直公路上行驶,甲车以v1=10m/s的速度做匀速运动,经过车站A时关闭油门以a1=4m/s2的加速度匀减速前进。2s后车与甲车同方向以a2=1m/s2的加速度从同一车站A出发,由静止开始做匀加速直线运动。问乙车出发后经多长时间追上甲车?
亮点 被追的物体做匀减速直线运动,被追上前已停止运动,求解时容易出错。
解析 这里提供两种解法。
解法一(公式法):
甲、乙两车自同一地点于不同时刻开始运动,乙车出发时甲车具有的速度为
m/s m/s=2 m/s,
此时离甲车停止运动的时间 s=0.5s。
根据题设条件,乙车在0.5s内追不上甲车,也就是说乙车追上甲车时,甲车已经停止了运动。
甲车停止时离车站A的距离 m=12.5m,
设乙走完这段路程所需的时间为t,由 得
s=5s。
故乙车出发后经过5s追上甲车。
解法二(图象法):
甲、 乙两车运动的速度图象如图2-39所示。乙车追上甲车的条件是它们离开车站A的距离相等,即图线和时间轴所围的面积相等,加速度可用直线的斜率表示。由图象可得
,t=5s。
故乙车出发后经过5s追上甲车。
联想 求解本题最易犯的错误是:根据追上的条件 ,有

代入数据可得t=2.6s。错误的原因在于对汽车等运输工具做减速运动的实际规律理解不深。本题中甲车在被乙车追上前已停止运动。上述计算的实质是认为甲车速度减为0后又反向加速运动,所以计算出与乙车相遇的时间就短了。
对于匀减速运动,一定要注意物体的速度减为0后是静止不动还是又反向加速了。对于汽车刹车、飞机着陆等依靠运动阻力减速的物体而言,末速度为0;对于竖直上抛运动而言,物体上升过程做匀减速直线运动,待速度减为0后,不会停在最高点不动,还要反向加速做自由落体运动。
题9 离地20m高处有一小球A做自由落体运动,此时其正下方地面上有另一个小球B以20m/s的初速度竖直上抛,求:
(1) 经多长时间两球在空中相遇?
(2) 若要使两球在空中相遇,B球上抛的速度最小应满足什么条件?
亮点 涉及自由落体运动和竖直上抛运动的综合性条件讨论题。
解析 (1) 设A、B 两球经过时间t相遇,由题意知A下落的位移和B 上升的位移分别为 , ,
而 ,
由以上三式联立解得 s=1s。
(2) A球落地时间为 ,
B球在空中的运动时间为 。
当tA<tB时,两球才能在空中相遇,否则在地面相遇,所以有
< ,
即 vB> m/s=10m/s。
故若要使两球在空中相遇,B球上抛的速度最小应满足vB>10m/s。
联想 本题第(2)问也可以这样分析:
A、B两球相遇可能有两个时刻,即 B球上升过程中与A相遇,或B上升到最高点后,在下落过程中A从B后面追上B相遇。若要使A、B两球在空中相遇,则相遇时间应小于A球下落高h的时间。设能在空中相遇的球的初速度为vB,则A、B两球相遇的时间为

而A球下落高h的时间 。
要使两球空中相遇,必有t1<tA,即 < ,
故 vB> m/s=10m/s。
你能分别求出要使两球在B球上升阶段相遇、在B球上升至最高点时相遇、在B球下落阶段相遇以及在落地点相遇,B球上抛的初速度必须满足的条件吗?
题10 利用打点计时器研究一个约1. 4高的商店卷帘窗的运动。将纸带粘在卷帘底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动。打印后的纸带如图2-40所示,数据如表格所示。纸带中AB、BC、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度 。可以将 近似地作为该间距中间时刻的即时速度v。
(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的v-t图线。
(2) AD段的加速度为 m/s2,AK段的平均速度为 m/s。

亮点 将利用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”实验原理,应用于对商店卷帘窗运动的研究,增加了实验的实用性。
解析 (l)根据题意,算出各时刻的瞬时速度,可绘出卷帘窗运动的v-t图线如图2-41所示。
(2)AD段的加速度为
aAD m/s2=5m/s2,
AK段的平均速度为
m/s=1.39m/s。
联想 本题为对教材中实验的拓展应用。在牢固掌握实验原理和数据处理方法的基础上,弄清问题的物理情景,充分利用题给条件,正确应用所学知识,问题便能迎刃而解。图象法是科学研究中的一种常用方法,要注意培养应用图象分析研究物理问题的能力。追问

谢谢啊,你有没有对这些题的详细解答过程,题目很好但我不会做啊。尽量是解答题。

参考资料:都是关于自由落体的,不过都还挺不多的。希望能对你有所帮助。

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