2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第一章運(yùn)動(dòng)的描述探究均變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律核心素養(yǎng)提升學(xué)案粵教版

1、第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 探究均變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.科學(xué)思維(逆向思維法、數(shù)形結(jié)合思想) 逆向思維法很多物理過(guò)程具有可逆性(如運(yùn)動(dòng)的可逆性)，在沿著正向過(guò)程或思維(由前到后或由因到果)分析受阻時(shí)，有時(shí)“反其道而行之”，沿著逆向過(guò)程或思維(由后到前或由果到因)來(lái)思考，可以化難為易、出奇制勝。解決物理問(wèn)題常用的逆向思維有過(guò)程逆向、時(shí)間反演等?！镜淅?】 在高速公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車(chē)速的示意圖如圖1所示，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差可以測(cè)出被測(cè)物體的速度。某時(shí)刻測(cè)速儀發(fā)出超聲波，同時(shí)汽車(chē)在離測(cè)速儀355 m處開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)測(cè)速儀接收到反射回來(lái)的超聲波信號(hào)時(shí)

2、，汽車(chē)在離測(cè)速儀335 m處恰好停下，已知聲速為340 m/s，則汽車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為()圖1a.5 m/s b.10 m/sc.15 m/s d.20 m/s解析汽車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)做的是末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，我們可以把汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)看作逆向初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其在連續(xù)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為13，且汽車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)的位移為355 m335 m20 m，則連續(xù)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為5 m、15 m，從而可以判斷測(cè)速儀發(fā)出的超聲波在離測(cè)速儀355 m15 m340 m處遇到汽車(chē)，即超聲波傳播1 s就遇到汽車(chē)，測(cè)速儀從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收反射回來(lái)的信號(hào)所用時(shí)間為2 s，可得汽

3、車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為10 m/s。答案b提升練1 (多選)(2019山東青島5月二模)幾個(gè)水球可以擋住一顆子彈？國(guó)家地理頻道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，四個(gè)水球足夠！如圖2，完全相同的均勻水球緊挨在一起水平排列，子彈在水球中沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，恰好能穿出第4個(gè)水球，下列說(shuō)法正確的是()圖2a.子彈在每個(gè)水球中的速度變化量相同b.子彈在每個(gè)水球中的動(dòng)能變化量相同c.子彈在每個(gè)水球中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同d.每個(gè)水球?qū)ψ訌椀臎_量不同解析設(shè)子彈穿過(guò)每個(gè)水球的距離為d，子彈在水球中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，穿出第4個(gè)水球時(shí)，其末速度為零，我們可以把子彈的運(yùn)動(dòng)視為反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則子彈穿過(guò)最后1個(gè)、最

4、后2個(gè)、最后3個(gè)、全部的4個(gè)水球的位移大小分別為d、2d、3d、4d，根據(jù)xat2知，這4段位移對(duì)應(yīng)的時(shí)間之比為12，所以子彈在每個(gè)水球中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同，子彈在水球中沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則子彈在每個(gè)水球中加速度相同，受力相同，由vat及子彈在每個(gè)水球中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同可知，子彈在每個(gè)水球中速度的變化量不同，選項(xiàng)a、c錯(cuò)誤；子彈在每個(gè)水球中受力是相同的，運(yùn)動(dòng)的位移相同，所以子彈受到的阻力對(duì)子彈做的功相等，根據(jù)動(dòng)能定理ekwfd，可知子彈在每個(gè)水球中的動(dòng)能變化量相同，選項(xiàng)b正確；子彈在每個(gè)水球中受力是相同的，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同，根據(jù)沖量的定義式ift，可知每個(gè)水球?qū)ψ訌椀臎_量不同，選項(xiàng)d正確。答

5、案bd 數(shù)形結(jié)合思想1.圖象反映了兩個(gè)變量(物理量)之間的函數(shù)關(guān)系，因此要由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出兩個(gè)物理量間的函數(shù)關(guān)系，從而分析圖象的意義。2.(1)vt圖象：圖象與時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移。若此“面積”在時(shí)間軸的上方，表示這段時(shí)間內(nèi)的位移方向?yàn)檎?；若此“面積”在時(shí)間軸的下方，表示這段時(shí)間內(nèi)的位移方向?yàn)樨?fù)。(2)at圖象：由vtv0at可知圖象與時(shí)間軸所圍“面積”表示速度變化量v，如圖3甲所示。圖3(3)t圖象：由sv0tat2可得v0at，圖象的斜率為a，縱截距為v0，如圖3乙所示。(4)v2s圖象：由vv2as可知vv2as，圖象斜率為2a，縱截距為v，如圖4所示。圖4【典例2】 (多選)

6、(2019山東德州模擬)為檢測(cè)某新能源動(dòng)力車(chē)的剎車(chē)性能，現(xiàn)在平直公路上做剎車(chē)實(shí)驗(yàn)，如圖5所示是動(dòng)力車(chē)整個(gè)剎車(chē)過(guò)程中位移與速度平方之間的關(guān)系圖象，下列說(shuō)法正確的是()圖5a.動(dòng)力車(chē)的初速度為20 m/sb.剎車(chē)過(guò)程動(dòng)力車(chē)的加速度大小為5 m/s2c.剎車(chē)過(guò)程持續(xù)的時(shí)間為10 sd.從開(kāi)始剎車(chē)時(shí)計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)6 s，動(dòng)力車(chē)的位移為30 m解析根據(jù)vv2as，得svv，結(jié)合圖象有 s2/m，v40 m，解得a5 m/s2，v020 m/s，選項(xiàng)a、b正確；剎車(chē)過(guò)程持續(xù)的時(shí)間t4 s，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；從開(kāi)始剎車(chē)時(shí)計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)6 s，動(dòng)力車(chē)的位移等于其在前4 s內(nèi)的位移，s4t40 m，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案ab點(diǎn)評(píng)本

7、題以“新能源動(dòng)力車(chē)”為載體，在平直公路上實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)剎車(chē)情境，得出的結(jié)論以sv2圖象呈現(xiàn)，突破st、vt的常規(guī)形式，對(duì)剎車(chē)的實(shí)質(zhì)進(jìn)行創(chuàng)新探究，主要考查對(duì)圖象信息的提取、速度位移關(guān)系式和速度時(shí)間關(guān)系式的應(yīng)用，意在培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的意識(shí)，考查學(xué)生的理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力，體現(xiàn)了對(duì)“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”和“科學(xué)思維”的考查。提升練2 (2019安徽省巢湖市調(diào)研)如圖6所示為從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度一時(shí)間圖象。關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖6a.物體在t6 s時(shí)，速度為0b.物體在t6 s時(shí)，速度為18 m/sc.物體運(yùn)動(dòng)前6 s的平均速

8、度為9 m/sd.物體運(yùn)動(dòng)前6 s的位移為18 m解析at圖象與t軸所圍“面積”為物體速度變化量，則t6 s時(shí)，物體的速度v0v66 m/s18 m/s，選項(xiàng)b正確，a錯(cuò)誤；因物體加速度越來(lái)越小，其vt圖象如圖所示，可知平均速度大于9 m/s，位移大于54 m，故選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤。答案b2.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任生活中的直線運(yùn)動(dòng)(stse問(wèn)題)運(yùn)動(dòng)學(xué)是高中物理的最重要、最基礎(chǔ)的內(nèi)容，是和生活、體育、交通結(jié)合緊密的知識(shí)點(diǎn)，是高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，通過(guò)對(duì)近幾年高考stse熱點(diǎn)問(wèn)題的歸類研究，可歸納出三個(gè)stse高考命題熱點(diǎn)。 結(jié)合汽車(chē)通過(guò)etc通道的情景考查vt圖象【典例1】 為了加快高速公路的通行，許多省

9、市的etc聯(lián)網(wǎng)正式運(yùn)行，etc是電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。假設(shè)減速帶離收費(fèi)島口的距離為50 m，收費(fèi)島總長(zhǎng)度為40 m，如圖7所示。汽車(chē)以大小為72 km/h的速度經(jīng)過(guò)減速帶后，需要在收費(fèi)中心線前10 m處正好勻減速至36 km/h，然后勻速通過(guò)中心線即可完成繳費(fèi)，勻速過(guò)中心線10 m后再以相同大小的加速度勻加速至72 km/h，然后正常行駛。下列關(guān)于汽車(chē)的速度時(shí)間圖象正確的是()圖7解析根據(jù)題述，汽車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 m/s22.5 m/s2，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，經(jīng)過(guò)4 s汽車(chē)速度減小到36 km/h10 m/s，然后勻速運(yùn)動(dòng)到中心線繳費(fèi)。汽車(chē)從開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)到通過(guò)中心線10 m后所

10、用的時(shí)間為 s2 s，隨后汽車(chē)開(kāi)始勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，再經(jīng)過(guò)4 s，汽車(chē)加速至72 km/h20 m/s，然后正常行駛，綜上所述，a正確，b、c、d錯(cuò)誤。答案a 以行車(chē)安全問(wèn)題為背景考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律【典例2】 一橋連三地，天塹變通途。2018年10月24日，港珠澳大橋正式通車(chē)。若大橋上兩輛汽車(chē)行駛的速度均為72 km/h，前車(chē)發(fā)現(xiàn)緊急情況立即剎車(chē)，后車(chē)發(fā)現(xiàn)前車(chē)開(kāi)始剎車(chē)時(shí)，也立刻采取相應(yīng)措施，兩車(chē)剎車(chē)時(shí)的加速度大小相同。通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車(chē)系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和在1.402.00 s之間。為確保兩車(chē)不追尾，兩車(chē)行駛的安全距離應(yīng)為()a.18 m b.28 mc.40 m

11、d.100 m解析由于v72 km/h20 m/s，兩車(chē)剎車(chē)時(shí)的加速度大小相同，在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，后車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，所以兩車(chē)行駛的安全距離為在最大反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離，即安全距離svt202.00 m40 m，選項(xiàng)c正確。答案c【典例3】 為了最大限度地減少道路交通事故，某地開(kāi)始了“集中整治酒后駕駛違法行為”專項(xiàng)行動(dòng)。這是因?yàn)橐话泷{駛員酒后的反應(yīng)時(shí)間比正常時(shí)慢了0.10.5 s，易發(fā)生交通事故。下面是駕駛員守則中的安全距離圖示和部分安全距離表格。車(chē)速v/(km/h)反應(yīng)距離s/m剎車(chē)距離x/m401010601522.580a40圖8請(qǐng)根據(jù)該圖表回答下列問(wèn)題(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)：(1)請(qǐng)根據(jù)表格中

12、的數(shù)據(jù)計(jì)算駕駛員的反應(yīng)時(shí)間；(2)如果駕駛員的反應(yīng)時(shí)間相同，請(qǐng)計(jì)算出表格中a的數(shù)據(jù)；(3)假設(shè)在同樣的路面上，一名飲了少量酒的駕駛員駕車(chē)以72 km/h的速度行駛，在距離一學(xué)校門(mén)前52 m處發(fā)現(xiàn)有一隊(duì)學(xué)生在斑馬線上橫穿馬路，駕駛員的反應(yīng)時(shí)間比正常時(shí)慢了0.2 s，會(huì)發(fā)生交通事故嗎？解析(1)車(chē)速v140 km/h m/s，由于在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車(chē)仍勻速行駛，根據(jù)車(chē)速v和反應(yīng)距離s，可計(jì)算駕駛員的反應(yīng)時(shí)間t s0.90 s，即駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為0.90 s。(2)如果駕駛員的反應(yīng)時(shí)間相同，由可計(jì)算出表格中a的數(shù)據(jù)為s310 m20 m，即表格中數(shù)據(jù)a表示20。(3)車(chē)速v72 km/h20 m/s，

13、反應(yīng)時(shí)間t0.90 s0.2 s1.1 s，駕駛員的反應(yīng)距離svt201.1 m22 m，設(shè)剎車(chē)距離為x，由比例法，即x m32.4 m，停車(chē)距離lsx54.4 m。由于停車(chē)距離l52 m，故會(huì)發(fā)生交通事故。答案(1)0.90 s(2)20(3)會(huì)理由見(jiàn)解析 以體育運(yùn)動(dòng)為背景考查多過(guò)程運(yùn)動(dòng)問(wèn)題【典例4】 如圖9為兩個(gè)足球運(yùn)動(dòng)員在賽前練習(xí)助攻進(jìn)球的過(guò)程，其中bp在一條直線上，假設(shè)甲運(yùn)動(dòng)員在b處將足球以11 m/s的速度沿直線的方向踢出，足球沿著地面向球門(mén)p處運(yùn)動(dòng)，足球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1 m/s2，在a位置的乙運(yùn)動(dòng)員發(fā)現(xiàn)甲運(yùn)動(dòng)員將足球踢出去后，經(jīng)過(guò)1 s的反應(yīng)時(shí)間，開(kāi)始勻加速向連線上的c處奔去，

14、乙運(yùn)動(dòng)員的最大速度為9 m/s，已知b、c兩點(diǎn)間的距離為60.5 m，a、c兩點(diǎn)間的距離為63 m。圖9(1)乙運(yùn)動(dòng)員以多大的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，才能與足球同時(shí)運(yùn)動(dòng)到c位置？(2)乙運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到c處后以一定的速度將足球沿cp方向踢出，已知足球從c向p做勻減速運(yùn)動(dòng)，足球運(yùn)動(dòng)的加速度大小仍然為1 m/s2，假設(shè)c點(diǎn)到p點(diǎn)的距離為9.5 m，守門(mén)員看到運(yùn)動(dòng)員在c處將足球沿cp方向水平踢出后，能夠到達(dá)p處撲球的時(shí)間為1 s，那么乙運(yùn)動(dòng)員在c處給足球的速度至少為多大，足球才能射進(jìn)球門(mén)？解析(1)對(duì)于足球：sbcv0tat2 代入數(shù)據(jù)得t11 s乙運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t乙t1 s10 s乙運(yùn)動(dòng)員的最大速度為9

15、 m/s，乙運(yùn)動(dòng)員先加速后勻速到c處，設(shè)加速時(shí)間為t，則sactvm乙(t乙t)代入數(shù)據(jù)求得t6 s，a乙1.5 m/s2。(2)由題意知，足球從c到p時(shí)間最多為1 s，乙運(yùn)動(dòng)員給足球的速度至少為v，此時(shí)足球位移scpvtat2，代入數(shù)據(jù)可得v10 m/s。答案(1)1.5 m/s2(2)10 m/s【典例5】 足球運(yùn)動(dòng)員常采用折返跑方式訓(xùn)練，如圖10所示，在直線跑道起點(diǎn)“0”的左邊每隔3 m放一個(gè)空瓶，起點(diǎn)“0”的右邊每隔9 m放一個(gè)空瓶，要求運(yùn)動(dòng)員以站立式起跑姿勢(shì)站在起點(diǎn)“0”上，當(dāng)聽(tīng)到“跑”的口令后，全力跑向“1”號(hào)瓶，推倒“1”號(hào)瓶后再全力跑向“2”號(hào)瓶，推倒“2”號(hào)瓶后運(yùn)動(dòng)員做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)可看作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速時(shí)加速度大小為4 m/s2，減速時(shí)加速度大小為8 m/s2，每次推倒瓶子時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度都恰好為零。運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始起跑到推倒“2”號(hào)瓶所需的最短時(shí)間為多少(運(yùn)