加速度是高考考試中一個非常重要的物理量,對其考查的知識點的方向也是多方面的,現對其考查的常見情況做一總結。
考點一:對加速概念的理解
例題1.下列關于物體加速度的說法中正確的是 ( )
A.加速度等于增加的速度
B.加速度表示速度變化的快慢
C.加速度為正值時,表示速度的大小一定越來越大
D.加速度等于速度的變化量與所用時間的比值
【解析】加速度是表示速度變化快慢的物理量,等于速度的變化量與發生這一變化所用時間的比值,而速度變化的快慢與速度變化的大小和所用的時間有關,所以答案BD選項正確;加速度為正值,說明加速度的方向與規定的正方向相同,至于速度是變大還是變小與加速度方向無關;速度變大變小只與加速度與速度的方向有關,如果加速度與速度同向,速度越來越大;如果加速度與速度反向,速度越來越小;所以答案AC選項錯誤。
例題2.甲、乙兩個物體沿同一直線向同一方向運動時,取物體的初速度方向為正,甲的加速度恒為2m/s2,乙的加速恒為-3m/s2,則下列說法中正確的是 ( )
A.兩物體都做勻加速直線運動,乙的速度變化快
B.甲做勻加速直線運動,它的速度變化快
C.乙做勻減速直線運動,它的速度變化率大
D.甲的加速度比乙的加速度大
【解析】因為兩物體的運動方向相同,即速度方向相同,加速度一正一負,說明加速度方向相反,兩者只有一個是做加速運動的,所以A錯;加速度的負號是說明加速度的方向與所取的正方向相反,比較加速度大小時,應比較加速度的絕對值,乙的加速度的絕對值大,所以它的速度變化快,B、D錯;而只有C正確。
考點二:求物體運動的加速度
例題3.一物體做勻變速直線運動,某時刻速度的大小為4m/s,1s后速度的大小變為10m/s,在這段時間物體的加速大小可能為多少?
【解析】由于速度、加速度都為矢量,而題目中并沒有指明方向,所以解題時需要分為兩種情況討論;由加速度的定義式
,以初速度的方向為正方向,若末速度的方向與初速度的方向相同,則 ,若末速度的方向與初速度的方向相反,則 ,即加速度的大小為14m/s2,方向與初速度的方向相反。
考點三:從圖像上判斷物體如何運動或者求解加速度的大小
例題4. 分析如圖所示,物體在各個時間段內物體做何種運動?
【解析】v-t圖像的斜率等于加速度的大小,負斜率表示加速度方向與規定的正方向相反。由v-t圖像的意義可知,物體在0~t1 ,t4~t5時間內做勻加速直線運動;t2~t3 ,t6~t7 時間內做勻減速直線運動;在t1~t2 ,t5~t6 時間內做勻速直線運動;
例題5.某軍事實驗場正在平地上試射對空導彈,若某次豎直向上發射導彈時發生事故,造成導彈的v-t圖像如圖所示,則下述說法中正確的是 ( )
A.0~1s內導彈的加速度大于3~5s內的加速度
B.1s末導彈上升的最高點
C.0~1s內導彈的運動方向與2~3s內的運動方向 相反
D.0~1s內導彈運動的加速度方向與2~3s內導彈運動 的加速度方向相反
【解析】由圖可知0~1s內導彈做加速運動,2~3s內導彈做同一方向的勻減速運動,3~5s內做反方向的勻加速運動,而在1~2s內導彈做勻速直線運動;導彈的加速度大小可以根據圖象中的圖線的斜率來表示,由此可知答案A、C錯誤;圖線的斜率的正負表示加速度的方向,所以答案D是正確的;再有圖線與t軸所圍的面積表示物體運動的位移,所以3s末導彈上升最高,因此答案B也是錯誤的。
考點四:與生活、科技相關的試題
例題6.在2009年10月1日“國慶60周年”閱兵式中,某直升機在地面上空某高度A處靜止待命,要求該機10時56分40秒從靜止狀態沿水平方向開始做勻加速直線運動,經過AB加速后進入BC段的勻速受閱區,11時準時通過位置C;已知AB段的距離為5km,BC段的距離為10km,求:AB段做勻加速運動的加速度為多大?
【解析】有題意知,飛機由A到B為勻加速直線運動,由B到C為勻速直線運動,共用3分20秒,即t=200s;設勻速運動的速度為v,AB段用時為t1加速度為a,BC段時為t-t1,則有
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例題7.有些國家的交通管理部門為了交通安全,特制定了死亡加速度為500g這一數值(取g=10m/s2)以醒世人,意思是如果行車加速度超過此值,將有生命危險,這么大的加速度,一般車輛是達不到的,但是如果發生交通事故時,將會達到這一值;若兩輛摩托車以36km/h相向而行發生碰撞,碰撞時間為2×10-3s,你判斷一下駕駛員是否有生命危險?
【解析】根據加速度的定義式 ,其大小達到了死亡加速度的數值,故有生命危險。
試題演練
1.(2010年全國Ⅰ卷)汽車由靜止開始在平直的公路上行駛,0~60s內汽車的加速度隨時間變化的圖線如右圖所示。
(1)畫出汽車在0~60s內的v-t圖線;
(2)求這60s內汽車行駛的路程。
2.(2009年全國Ⅱ卷) 兩物體甲和乙在同一直線上運動,它們在0~0.4s時間內的v-t圖象如圖所示。若僅在兩物體之間存在相互作用,則物體甲與乙的質量之比和圖中時間t1分別為
A. 和0.30s B.3和0.30s
C. 和0.28s D.3和0.28s