2020年高考物理精優(yōu)大一輪復(fù)習(xí)人教版精編講義：第2講勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用含解析

1、第2講勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用教M坦識(shí)施理回扣數(shù)初對(duì)褊利-一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律和重要推論i.基本規(guī)律(1)速度公式：v=;(2)位移公式:x=;(3)速度一位移關(guān)系式：.這三個(gè)基本公式是解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基石，均為矢量式，應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向.2.兩個(gè)重要推論(1)物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，還等于初、末時(shí)刻速度矢量和的一半，即:一=_=.(2)任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔T內(nèi)的位移之差為一包量，即:Ax=X2-X1=X3-X2=Xn-_=.二、自由落體運(yùn)動(dòng)1 .自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)從靜止開始，即初速度為.(2)只受重力作用的直線運(yùn)動(dòng).2 .自由落體運(yùn)

2、動(dòng)的公式(1)速度公式:;(2)位移公式:;(3)速度一位移關(guān)系式:.【辨別明理】(1)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度均勻變化.()(2)一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度為6m/s,1s后速度為反向的10m/s則加速度的大小為4m/s2.()(3)某物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度由0到v時(shí)運(yùn)動(dòng)距離是速度由v到2v時(shí)運(yùn)動(dòng)距離的2倍.()(4)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的速度一定小于該段時(shí)間內(nèi)位移中點(diǎn)的速度.()(5)物體從某高度由靜止下落一定做自由落體運(yùn)動(dòng).()(6)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體在上升過程中，速度變化量的方向是向下的.()(7)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的速度為負(fù)值時(shí)，位移也為負(fù)值.()考點(diǎn)互

3、動(dòng)探究A-U-S)/4_JJH1Td.Ta-fa_J4_-»UU-三一4U4-ST41,74-4一4一、3JMl3-,L.->-414=：。4一一J-l.qa.-8iJ一占;*一±I4一biAfa_Ufa一專向明精講透絡(luò)-?？键c(diǎn)一勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律mra1 .“一畫，二選，三注”解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題根據(jù)墉意憫出他體運(yùn)曲小就較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)一圖,使達(dá)蜀過商直觀清麻/定要陋不意圖勾變遑有蛾運(yùn)動(dòng)雷M一題擊妙用運(yùn)動(dòng)公式會(huì)解，更活透揮合適的公式，事半功倍注意列運(yùn)動(dòng)學(xué)方程時(shí)，方理中拈個(gè)物蔚量均時(shí)府同一劇篇運(yùn)動(dòng)過程.運(yùn)動(dòng)過限/切H亂套公式2 .運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中正、負(fù)號(hào)的規(guī)定直線運(yùn)動(dòng)

4、可以用正、負(fù)號(hào)表示矢量的方向，一般情況下我們規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?，但?dāng)vo=0時(shí),一般以a的方向?yàn)檎较蚶齣一個(gè)物體從靜止開始以加速度ai做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t改為做加速度大小為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過時(shí)間t物體回到初始位置，求兩個(gè)加速度大小之比ai：a2.題根分析1I本題為典型的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題，運(yùn)動(dòng)過程分為兩個(gè)階段，可畫出物體運(yùn)動(dòng)過程示意圖，選取第一段時(shí)間t內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，根?jù)位移公式和速度公式列方程進(jìn)行求解.以本題為題根可以聯(lián)系動(dòng)力學(xué)、能量和動(dòng)量等進(jìn)行知識(shí)層級(jí)上的縱向變式.變式1:用了?；?運(yùn)動(dòng)定掙變式M結(jié)合電碓 學(xué)背景變式工用干功能動(dòng)確末相鼠出的初卷物S草定狀X變

5、式網(wǎng)絡(luò)I為營功應(yīng)注意正方向的做宏和運(yùn)動(dòng)方程的矢應(yīng)性變式題1一個(gè)物體從靜止開始在大小為Fi的恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t改為大小為F2的反方向包力，又經(jīng)過時(shí)間t物體回到初始位置，求兩個(gè)恒力大小之比Fi：F2.變式題2一個(gè)物體從靜止開始在大小為Fi的恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t改為大小為F2的反方向包力，又經(jīng)過時(shí)間t物體回到初始位置，此時(shí)物體的動(dòng)能大小為48J，求兩個(gè)恒力做功大小Wi、W2.變式題3在真空中的光滑絕緣水平面上有一帶電小滑塊，開始時(shí)滑塊靜止.若在滑塊所在空間加一水平勻強(qiáng)電場Ei,持續(xù)一段時(shí)間后立即換成與Ei方向相反的勻強(qiáng)電場E2.當(dāng)電場E2與電場Ei持續(xù)時(shí)間相同時(shí)

6、，滑塊恰好回到初始位置，且具有動(dòng)能Ek.在上述過程中，Ei對(duì)滑塊的電場力做功為Wi,沖量大小為Ii；E2對(duì)滑塊的電場力做功為W2,沖量大小為12,則()A.Ii=l2B.4Ii=l2C.Wi=0.25Ek,W2=0.75EkD.Wi=0.20Ek,W2=0.80Ek?？键c(diǎn)二勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論及其應(yīng)用i.初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)比例關(guān)系(i)T時(shí)刻末、2T時(shí)刻末、3T時(shí)刻末、nT時(shí)刻末的瞬時(shí)速度之比為：Vi：v2V3：vn=(2)T時(shí)間內(nèi)、2T時(shí)間內(nèi)、3T時(shí)間內(nèi)、nT時(shí)間內(nèi)的位移之比為：Xi：x2：x3：xn=.(3)第一個(gè)T時(shí)間內(nèi)、第二個(gè)T時(shí)間內(nèi)、第三個(gè)T時(shí)間內(nèi)、第n個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移之比為

7、：xIxnxwxn=_.(4)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為ti：t2：t3："：tn=.2.兩類特殊的勻減速直線運(yùn)動(dòng)剎車類問題指勻減速到速度為零后立即停止運(yùn)動(dòng)，加速度a突然消失，求解時(shí)要注意確定其實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間雙向可逆類問題如沿光滑斜面上滑的小球，到最高點(diǎn)后仍能以原加速度勻加速卜滑，全過程加速度人小、方向均/、艾，故求解時(shí)口對(duì)全過程列式，但必須注意x、v、a等矢量的正、負(fù)號(hào)及物理意義例2如圖2-1所示，物體以一定的初速度從斜面底端A點(diǎn)沖上固定的光滑斜面，斜面總長度為1,物體到達(dá)斜面最高點(diǎn)C時(shí)速度恰好為零.已知物體運(yùn)動(dòng)到距斜面頂端-1處的B點(diǎn)所用的時(shí)間為t,求物體從B點(diǎn)滑到

8、C點(diǎn)所用的時(shí)間.圖2-1變式題1物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，相繼經(jīng)過兩段距離均為16m的路程，第一段用時(shí)4s，第二段用時(shí)2s，則物體的加速度是（）A.-m/s2Bm/s2C.-m/s2D_m/s2變式題2（多選）某質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，最后停在D點(diǎn)，如圖2-2所示.已知AB=6m,BC=4m，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)和從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)兩個(gè)過程速度變化量都為-2m/s.下列說法正確的是（）圖2-2A.質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為2.55m/sB.質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為2m/s2C.質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間為4sD.A、D兩點(diǎn)間的距離為12.25m?？键c(diǎn)三自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)考向一自由落

9、體運(yùn)動(dòng)應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題時(shí)的兩點(diǎn)注意(1)可充分利用自由落體運(yùn)動(dòng)初速度為零的特點(diǎn)、比例關(guān)系及推論等規(guī)律解題從運(yùn)動(dòng)開始連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之比為1：3：5：7：.一段時(shí)間內(nèi)的平均速度-=-=-=-gt.連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)位移的增加量相等，即Ah=gT2.(2)物體由靜止開始的自由下落過程才是自由落體運(yùn)動(dòng)，從中間截取的一段運(yùn)動(dòng)過程不是自由落體運(yùn)動(dòng)，而是豎直下拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該用初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律去解決豎直下拋運(yùn)動(dòng)問題.圖2-3例3(多選)人教版必修1改編如圖2-3所示，甲同學(xué)用手拿著一把長50cm的直尺，并使其處于豎直狀態(tài)，乙同學(xué)把手放在直尺0刻度線位置做抓尺的準(zhǔn)備.某時(shí)刻甲同學(xué)松開

10、直尺，直尺保持豎直狀態(tài)下落，乙同學(xué)看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值為20cm;重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)乙同學(xué)第二次手抓住直尺位置的刻度值為10cm.直尺下落過程中始終保持豎直狀態(tài).若從乙同學(xué)看到甲同學(xué)松開直尺到他抓住直尺所用時(shí)間叫“反應(yīng)時(shí)間”.重力加速度g取10m/s2.卜列說法中正確的是()A.乙同學(xué)第一次的“反應(yīng)時(shí)間”比第二次長B.乙同學(xué)第一次抓住直尺之前的瞬間，直尺的速度約為4m/sC.若某同學(xué)的“反應(yīng)時(shí)間”大于0.4s,則用該直尺將無法用上述方法測量他的“反應(yīng)時(shí)間”D.若將直尺上原來的長度值改為對(duì)應(yīng)的“反應(yīng)時(shí)間”值，則可用上述方法直接測出“反應(yīng)時(shí)間”圖2-4變式題有一種“傻瓜”相機(jī)的曝

11、光時(shí)間（快門從打開到關(guān)閉的時(shí)間）是固定不變的.為了估測相機(jī)的曝光時(shí)間，有位同學(xué)提出了下述實(shí)驗(yàn)方案：他從墻面上A點(diǎn)的正上方與A相距H=1.5m處使一個(gè)小石子自由落下，在小石子下落通過A點(diǎn)后,按動(dòng)快門，對(duì)小石子照相，得到如圖2-4所示的照片，由于石子的運(yùn)動(dòng)，它在照片上留下一條模糊的徑跡CD.已知每塊磚的平均厚度約為6cm.從這些信息估算該相機(jī)的曝光時(shí)間為（）A.0.5sB.0.06sC.0.02sD.0.008s事內(nèi)金考向二豎直上拋運(yùn)動(dòng)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的兩種研究方法(1)分段法:將全程分為兩個(gè)階段，即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段.(2)全程法:將全過程視為初速度為V。、加速度a=-g的

12、勻變速直線運(yùn)動(dòng)，必須注意物理量的矢量性.習(xí)慣上取V。的方向?yàn)檎较颍瑒tv>0時(shí),物體正在上升;v<0時(shí),物體正在下降；h>0時(shí)，物體在拋出點(diǎn)上方；h<0時(shí)，物體在拋出點(diǎn)下方.例4氣球以10m/s的速度沿豎直方向勻速上升，當(dāng)它上升到離地175m的高處時(shí),一重物從氣球上掉落，則重物需要經(jīng)過多長時(shí)間才能落到地面？到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？(g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力)變式題(多選)某物體以30m/s的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,則5s內(nèi)物體的()A.路程為65mB.位移大小為25m，方向豎直向上C.速度改變量的大小為10m/sD.平均速度大小為13m/s

13、，方向豎直向上單體多過程勻變速直線問題如果一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)包含幾個(gè)階段，就要分段分析，各段交接處的速度往往是聯(lián)系各段的紐帶.可按下列步驟解題：(1)畫:分清各階段運(yùn)動(dòng)過程，畫出草圖；(2)列:列出各運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)方程；(3)找:找出交接處的速度與各段間的位移一時(shí)間關(guān)系；(4)解:聯(lián)立求解，算出結(jié)果.例5（12分）賽車比賽出發(fā)階段，一輛賽車用時(shí)7s跑過了一段200m長的直道,該賽車的運(yùn)動(dòng)可簡化為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段，已知該車在加速階段的第3s內(nèi)通過的距離為25m，求：（1）該賽車的加速度大?。唬?）該賽車在加速階段通過的距離.【規(guī)范步驟】（1）設(shè)賽車在勻加速階段的加速度

14、為a,在前2s和第3s內(nèi)通過的位移分別為xi和X2,單位時(shí)間為to,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得前2s內(nèi)通過的位移xi=（2分）前3s內(nèi)通過的位移xi+X2=（2分）將t0=1s、X2=25m代入，聯(lián)立解得a=10m/s2（1分）（2）設(shè)賽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,勻速運(yùn)動(dòng)的速度為V1,跑完全程的時(shí)間為t,全程的距離為x,依題意及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得加速運(yùn)動(dòng)的位移x'1=（2分）力口速運(yùn)動(dòng)的末速度v1=（1分）勻速運(yùn)動(dòng)的位移x'2=（1分）而t=t1+t2,x=x'1+x'2（2分）聯(lián)立解得x1=80m（1分）變式題如圖2-5甲所示，滑道項(xiàng)目大多建設(shè)在景區(qū)具有一定坡度的山坡間，成為游客的代步工具，又可以增加游玩的趣味性.在某景區(qū)擬建一個(gè)滑道，示意圖如圖乙所示，滑道共分三段，第一段是傾角比較大的加速下坡滑道AB，第二段是傾角比較小的滑道BC,游客在此段滑道恰好做勻