高考總復(fù)習(xí)物理隨堂課件與課后習(xí)題第一章運動的描述勻變速直線運動的研究第2節(jié)勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用

高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第2節(jié)勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用第一章2023內(nèi)容索引0102強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略增素能精準(zhǔn)突破強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、勻變速直線運動的規(guī)律1.基本公式(1)速度公式:v=v0+at。(2)位移公式:x=v0t+at2。

用微元法推導(dǎo)(3)速度—位移關(guān)系式:v2-=2ax。2.重要推論(1)平均速度:,即一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間

時刻的瞬時速度,也等于這段時間初、末時刻速度矢量和的

。

(2)任意兩個連續(xù)相等時間間隔(T)內(nèi)的位移之差

,即Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2。

可以延伸為xm-xn=(m-n)aT2

中間一半相等(4)初速度為零的勻加速直線運動的比例①1T末,2T末,3T末,…,nT末的瞬時速度之比:v1∶v2∶v3∶…∶vn=

。

②第1個T內(nèi),第2個T內(nèi),第3個T內(nèi),…,第n個T內(nèi)的位移之比:x1∶x2∶x3∶…∶xn=

。

③通過連續(xù)相等的位移所用時間之比:1∶2∶3∶…∶n1∶3∶5∶…∶(2n-1)易錯辨析

(1)勻加速直線運動的位移是均勻增加的。(

)(2)在勻變速直線運動中,中間時刻的速度一定小于該段時間內(nèi)位移中點的速度。(

)×√應(yīng)用提升1.(人教版教材必修第一冊P44習(xí)題改編)在某城市的一條水平道路上,規(guī)定車輛行駛速度不得超過30km/h。在一次交通事故中,肇事車是一輛卡車,測得這輛卡車緊急剎車(車輪被抱死)時留下的剎車痕跡長為6.25m,經(jīng)歷時間為1.25s。判斷該車是否超速。答案

超速

2.(人教版教材必修第一冊P44習(xí)題改編)航空母艦的戰(zhàn)斗力主要依靠艦載機(jī),假設(shè)航空母艦靜止在海面上,艦載機(jī)在航母跑道上由靜止開始以5m/s2的加速度做勻加速直線運動。(1)求滑行至第4s末(艦載機(jī)還未升空),艦載機(jī)的速度大小;(2)求滑行的前4s內(nèi)艦載機(jī)的位移大小;(3)一般情況下艦載機(jī)需要達(dá)到50m/s的速度才可升空,假如艦載機(jī)開始時獲得30m/s的初速度,求航母跑道的最短長度。答案

(1)20m/s

(2)40m

(3)160m二、自由落體和豎直上拋運動

靜止

gt2gh向上

重力v0-gt-2gh易錯辨析

(3)物體做自由落體運動的加速度一定等于9.8m/s2。(

)(4)做豎直上拋運動的物體到達(dá)最高點時處于靜止?fàn)顟B(tài)。(

)(5)豎直上拋運動的上升階段和下落階段速度變化的方向都是向下的。(

)××√應(yīng)用提升3.小區(qū)高樓下一轎車被某層樓陽臺上自由落下的石塊砸壞,民警在尋找肇事者的過程中,得到了安裝在5樓的監(jiān)控相機(jī)水平向外拍到的石頭下落的照片,如圖所示,照片中石塊留下一條模糊的徑跡,已知該相機(jī)曝光時間設(shè)置為0.01s,每塊磚的厚度為7cm,每層樓高約為3.1m,g取10m/s2,請你幫助民警判斷,石塊是從幾樓落下的?答案

8樓

旁欄邊角

人教版教材必修第一冊P47閱讀“做一做”——用手機(jī)測自由落體加速度,完成下面題目。小明同學(xué)在家自主開展實驗探究。用手機(jī)拍攝物體自由下落的視頻,得到分幀圖片,利用圖片中小球的位置來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?實驗裝置如圖甲所示。甲

乙(1)家中有乒乓球、小塑料球和小鋼球,其中最適合用作實驗中下落物體的是

。

(2)下列主要操作步驟的正確順序是

。(填寫各步驟前的序號)

①把刻度尺豎直固定在墻上②捏住小球,從刻度尺旁由靜止釋放③手機(jī)固定在三腳架上,調(diào)整好手機(jī)鏡頭的位置④打開手機(jī)攝像功能,開始攝像(3)停止攝像,從視頻中截取三幀圖片,圖片中的小球和刻度如圖乙所示,已知所截取的圖片相鄰兩幀之間的時間間隔為

s,刻度尺的分度值是1

mm,由此測得重力加速度為

m/s2。

(4)在某次實驗中,小明釋放小球時手稍有晃動,視頻顯示小球下落時偏離了豎直方向,從該視頻中截取圖片,

(選填“仍能”或“不能”)用(3)問中的方法測出重力加速度。

答案

(1)小鋼球

(2)①③④②

(3)9.6(9.5~9.7均可)

(4)仍能解析

(1)為使物體的運動盡可能地接近自由落體運動,應(yīng)該盡量減小空氣阻力的影響,故下落物體應(yīng)該選小鋼球。(2)實驗步驟要本著先安裝器材,再進(jìn)行實驗的原則,具體步驟為①③④②。(3)刻度尺讀數(shù)時應(yīng)讀球心對應(yīng)的刻度,把圖中三幅圖依次連接起來即為常見的紙帶問題,根據(jù)逐差法可得重力加速度為(4)小球下落時偏離了豎直方向,是因為釋放小球的手稍有晃動使小球在下落時有一個較小的初速度,但是小球在豎直方向的運動加速度仍為重力加速度,截取圖片對應(yīng)的豎直方向位移,結(jié)合運動時間,仍能測出重力加速度。增素能精準(zhǔn)突破考點一勻變速直線運動規(guī)律的理解與應(yīng)用[自主探究]1.選用合適公式

2.思維流程審題→畫出示意圖→判斷運動性質(zhì)→選取正方向→選用公式列方程→求解方程【對點演練】

1.(2021河北衡水武強(qiáng)中學(xué)月考)某汽車正以72km/h的速度在公路上行駛,若某一時刻開始,該汽車以5m/s2的加速度剎車,則以下說法錯誤的是(

)A.剎車后2s時的速度大小為10m/sB.汽車滑行40m停下C.剎車后6s內(nèi)的位移大小為30mD.剎車后5s時的速度大小為0答案

C解析

根據(jù)題意可知,汽車初速度v0=72

km/h=20

m/s,剎車后t1=2

s時的速度大小為v1=v0-at1=10

m/s,A正確;根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有-2ax=0-,解得車停下時滑行距離為x=40

m,B正確;剎車時間為t==4

s,則剎車后6

s內(nèi)的位移大小為40

m,剎車后5

s時的速度大小為0,C錯誤,D正確。2.(多選)(2021湖南婁底高三模擬)檢測某品牌汽車剎車性能時,讓某汽車沿直線先加速到一定速度,然后急剎車,測得從剎車開始汽車相繼通過兩段距離都為12m的路程,所用的時間分別為0.4s、0.6s。設(shè)汽車剎車過程做勻減速運動,則(

)A.剎車的加速度大小為10m/s2B.剎車的初速度大小為30m/sC.剎車的距離為28.9mD.剎車的時間為1.7s答案

CD3.(多選)一物體以5m/s的初速度在光滑斜面上向上運動,其加速度大小為2m/s2,設(shè)斜面足夠長,經(jīng)過t時間物體位移的大小為4m,則時間t可能為(

)答案

ACD考點二勻變速直線運動推論及應(yīng)用[師生共研]解決勻變速直線運動問題常用的“六法”【典例突破】

典例1.圖甲為游客排隊滑冰滑梯的場景,在工作人員的引導(dǎo)下,每間隔相同時間從滑梯頂端由靜止開始滑下一名游客,將某次拍到的滑梯上同時有多名游客的照片簡化為如圖乙所示,已知A、B和B、C間的距離分別為2.5m和3.5m,若游客在滑梯上做勻加速直線運動,求:(1)C、D間的距離;(2)此刻A的上端滑道上還有幾個人;(3)此時A距滑道頂端的距離。思維點撥

轉(zhuǎn)化研究對象——將多名游客的運動轉(zhuǎn)化為一個游客在運動,ABCD可看成其不同時刻的位置。答案

(1)4.5m

(2)2人

(3)2m解析

解法一

(推論法)(1)游客在滑梯上做勻加速直線運動,根據(jù)勻加速運動的規(guī)律可知,在相鄰相等時間內(nèi)位移差相等,即Δs=lCD-lBC=lBC-lAB=1

m解得lCD=4.5

m。(2)因為Δs=1

m,所以此刻A的上端滑道上還有2個人。(3)設(shè)相鄰兩名游客(兩點)的時間間隔為T,下滑的加速度為a,則有Δs=lCD-lBC=aT2即aT2=1

m解法二

(基本公式法)設(shè)相鄰兩名游客(兩點)的時間間隔為T,下滑的加速度為a,A點的速度為vA,則有考題點睛

考點考向點睛勻變速直線運動公式的應(yīng)用規(guī)律:兩個基本公式共5個量,知道三個量(或三個獨立的關(guān)系)就可求解其他量模型:對于連續(xù)相等時間內(nèi)位移問題,可由Δx=aT2或平均速度公式分析方法:對于初速度為零的勻加速直線運動(或可用逆向思維法看成勻加速直線運動的勻減速運動)常常用比例法求解易錯:對于剎車類問題或雙向運動類問題,要弄清速度變?yōu)榱闱昂蟮倪\動情況【對點演練】

答案

C考點三自由落體和豎直上拋運動[師生共研]1.自由落體運動問題的解決方法勻變速直線運動的公式對自由落體運動都成立,解題時一般取開始下落時為時間起點,采用基本公式求解,必要時采用比例關(guān)系求解。2.豎直上拋運動的解題方法(1)全過程法將豎直上拋運動視為初速度豎直向上、加速度豎直向下的勻變速直線運動,取向上為正,a=-g,則v=v0-gt,,在拋出點上方,h>0,在拋出點下方,h<0。(2)分階段法將全程分為兩個階段,即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段。上升過程:做勻減速直線運動,最終速度減為零,上升到最高點的時間,上升的最大高度

。下落過程:做自由落體運動。(3)用好豎直上拋運動的兩類對稱

時間對稱物體上升到最高點所用時間與物體從最高點落回到原拋出點所用時間相等,即t上=t下=物體在上升過程中經(jīng)過某兩點之間所用的時間與下降過程中經(jīng)過該兩點之間所用的時間相等速度對稱物體上拋時的初速度與物體落回原拋出點時的速度大小相等、方向相反物體在上升階段和下降階段經(jīng)過同一個位置時的速度大小相等、方向相反【典例突破】

典例2.(2021重慶月考)從地面上將一個小球豎直上拋,經(jīng)t時間小球經(jīng)過空中的某點A,再經(jīng)過t時間小球又經(jīng)過A點。不計空氣阻力,下列說法正確的是(

)答案

D考題點睛

考點考向點睛豎直上拋運動規(guī)律:豎直上拋運動遵循勻變速直線運動規(guī)律方法:應(yīng)用“全程法”或“分段法”處理,注意“對稱”特性易錯:明確如果有空氣阻力,上升和下降階段加速度不同【對點演練】

5.(2021河北保定二模)某居民樓某樓層的窗臺上掉下一蘋果(禁止高空拋物),目測落地前最后一秒的位移約為10m,設(shè)每層樓高約2.5m,忽略空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。則蘋果掉下時的樓層為(

)A.第三層B.第四層C.第五層D.第六層答案

C6.(2021河北宣化一中階段測試)一名航天員在某星球上完成自由落體運動實驗,讓一個質(zhì)量為2kg的小球從一定的高度自由下落,測得在第5s內(nèi)的位移是18m,則(

)A.物體在2s末的速度是20m/sB.物體在第5s內(nèi)的平均速度是3.6m/sC.物體在5s內(nèi)的位移是50mD.物體在第2s內(nèi)的位移是20m答案

C7.(2021上海寶山區(qū)高三二模)將一物體自空中A點以一定的初速度豎直向上拋出,不計空氣阻力,g取10m/s2,2s后物體的速率變?yōu)?0m/s,則該物體此時(

)A.一定在A點上方,且向上運動B.可能在A點下方C.一定在A點上方,但向下運動D.可能在A點答案

D解析

2

s后物體的速度可能為v=10

m/s或-10

m/s,根據(jù)v=v0-gt,可解得v0=30

m/s或10

m/s。若v0=30

m/s,則2

s后物體在A點上方;若v0=10

m/s,則2

s后物體回到A點。故選D?？键c四運動多過程問題[名師破題]【問題特點】

一個物體的運動過程包含幾個階段,各階段的運動性質(zhì)不同,滿足不同的運動規(guī)律,交接處的速度是連接各階段的橋梁?！窘鉀Q思路】

1.“合”——初步了解全過程,構(gòu)建大致運動圖景。2.“分”——將全過程進(jìn)行分解,分析每個過程的規(guī)律。3.“合”——找到子過程的聯(lián)系,尋找解題方法?！痉治鲆c】1.題目中有多少個物理過程?2.每個過程物體做什么運動?3.每種運動滿足什么物理規(guī)律?4.運動過程中的一些關(guān)鍵位置(時刻)是哪些?【典例突破】典例3.(人教版教材必修第一冊P53習(xí)題改編)ETC是電子不停車收費系統(tǒng)的簡稱,汽車分別通過ETC通道和人工收費通道的流程如圖所示。假設(shè)汽車以v1=12m/s的速度沿直線朝收費站行駛,如果過ETC通道,需要在距收費站中心線d=10m處正好勻減速至v2=4m/s,勻速通過中心線后,再勻加速至v1正常行駛;如果過人工收費通道,需要恰好在中心線處勻減速至零,經(jīng)過t0=20s繳費成功后,再啟動汽車勻加速至v1正常行駛,設(shè)汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1m/s2。求:(1)汽車過ETC通道時,從開始減速到恢復(fù)正常行駛過程中的位移大小;(2)汽車通過人工收費通道時,應(yīng)在離收費站中心線多遠(yuǎn)處開始減速;(3)汽車通過ETC通道比通過人工收費通道節(jié)約的時間。答案

(1)138m

(2)72m

(3)25s審題指導(dǎo)

關(guān)鍵詞句獲取信息設(shè)汽車以v1=12

m/s的速度沿直線朝收費站行駛開始汽車勻速正常行駛過ETC通道,需要在距收費站中心線d=10m處正好勻減速至v2=4m/s,勻速通過中心線收費站前勻減速,然后勻速運動10m再勻加速至v1正常行駛先加速運動后勻速如果過人工收費通道……勻減速到速度為零,停20s,再勻加速設(shè)汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1m/s2加速度大小已知思路突破1.根據(jù)獲取的信息畫出各階段運動示意圖。(1)過ETC通道時經(jīng)歷三個運動階段(2)過人工收費通道經(jīng)歷兩個運動階段

2.明確過兩種通道中各階段的運動性質(zhì),弄清已知量、未知量。3.選取合適的公式,分階段求解(或列出各階段的運動方程,并根據(jù)階段點速度或位移關(guān)系,把這些方程關(guān)聯(lián)起來)?？碱}點睛

考點考向點睛多過程中勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用模型:本題是兩個多過程問題的比較問題——ETC通道(減速、勻速、加速);人工收費(減速、停止、加速)方法:根據(jù)勻變速運動特點,分階段選用合適公式求解易錯:應(yīng)用公式時要注意物理量與階段的對應(yīng)關(guān)系【對點演練】8.(2021山東棗莊第八中學(xué)月考)目標(biāo)停車可考驗駕車能力,其過程可簡化為如圖所示的模型:在一條平直公路上有A、B、C、D四個停車標(biāo)志桿,設(shè)相鄰兩個停車標(biāo)志桿之間的距離為Δx=16m,某次測試時,學(xué)員甲以v0=20m/s的速