高考物理總復(fù)習(xí)第1單元運(yùn)動(dòng)的描述與勻變速直線運(yùn)動(dòng)命題探究素養(yǎng)發(fā)展慧眼識(shí)“材”勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的“形異質(zhì)同”問題

命題探究?素養(yǎng)發(fā)展慧眼識(shí)“材”——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)中的“形異質(zhì)同”問題教師備用習(xí)題

勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題中常常會(huì)有一些遵循的物理規(guī)律相同,但提供的物理情景新穎、信息陌生、物理過程獨(dú)特的一類問題,對(duì)于這類問題往往感覺難度大,束手無策.其實(shí)這類問題看似陌生,實(shí)則與我們平時(shí)練習(xí)的題目同根同源,只不過是命題人將原來的題目進(jìn)行“改頭換面”而已,對(duì)這類問題我們稱之為形異質(zhì)同.應(yīng)用示例考向一

豎直上拋與沿光滑斜面上滑

豎直上拋運(yùn)動(dòng)和沿光滑斜面上滑的運(yùn)動(dòng)規(guī)律類似,物體均先勻減速運(yùn)動(dòng)再反向勻加速運(yùn)動(dòng),且加速度大小和方向均相同.例1將一物體自空中的A點(diǎn)以一定的初速度豎直向上拋出,3s后物體的速率變?yōu)?0m/s,則關(guān)于物體此時(shí)的位置和速度方向的說法可能正確的是(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)(

)

A.在A點(diǎn)上方15m處,速度方向豎直向上B.在A點(diǎn)下方15m處,速度方向豎直向下C.在A點(diǎn)上方75m處,速度方向豎直向上D.在A點(diǎn)上方75m處,速度方向豎直向下C

例1將一物體自空中的A點(diǎn)以一定的初速度豎直向上拋出,3s后物體的速率變?yōu)?0m/s,則關(guān)于物體此時(shí)的位置和速度方向的說法可能正確的是(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)(

)

A.在A點(diǎn)上方15m處,速度方向豎直向上B.在A點(diǎn)下方15m處,速度方向豎直向下C.在A點(diǎn)上方75m處,速度方向豎直向上D.在A點(diǎn)上方75m處,速度方向豎直向下C

變式

[2022·深圳中學(xué)月考]在足夠長(zhǎng)的光滑斜面上,有一物體以10m/s的初速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng),如果物體的加速度始終為5m/s2,方向沿斜面向下,那么經(jīng)過3s時(shí)的速度大小和方向是(

)A.25m/s,沿斜面向上 B.5m/s,沿斜面向下C.5m/s,沿斜面向上 D.25m/s,沿斜面向下B[解析]

取初速度方向?yàn)檎较?則v0=10m/s,a=-5m/s2,由v=v0+at可得,當(dāng)t=3s時(shí),v=-5m/s,“-”表示物體的速度方向沿斜面向下,故選項(xiàng)B正確.考向二

“0-vmax-0”運(yùn)動(dòng)情景的多過程問題

物體初速度為零,先以a1的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)一段距離x1,速度達(dá)到最大值vmax;接著再以大小為a2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一段距離x2后速度減為零.運(yùn)動(dòng)示意圖和v-t圖像如圖所示.例2

[2021·沈陽二中期末]一名消防隊(duì)員在模擬學(xué)習(xí)訓(xùn)練中,沿著長(zhǎng)為12m的豎立在地面上的鋼管從頂端由靜止先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時(shí)速度恰好為零.如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)加速度大小的2倍,下滑的總時(shí)間為3s,那么該消防隊(duì)員(

)

A.下滑過程中的最大速度為4m/sB.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間之比為1∶2C.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程的平均速度之比為2∶1D.加速與減速運(yùn)動(dòng)過程的位移大小之比為1∶4B

變式

[2018·浙江4月選考]如圖所示,豎井中的升降機(jī)可將地下深處的礦石快速運(yùn)送到地面.某一豎井的深度為104m,升降機(jī)運(yùn)行的最大速度為8m/s,加速度大小不超過1m/s2.假定升降機(jī)到井口的速度為0,則將礦石從井底提升到井口的最短時(shí)間是()

A.13s B.16sC.21s D.26sC

B

B

D

3.有一部電梯,啟動(dòng)時(shí)勻加速上升的加速度大小為2m/s2,制動(dòng)時(shí)勻減速上升的加速度大小為1m/s2,中間階段電梯可勻速運(yùn)行,電梯運(yùn)行上升的高度為48m.(1)若電梯運(yùn)行時(shí)最大限速為9m/s,則電梯升到最高處的最短時(shí)間是多少?

(2)如果電梯先加速上升,然后勻速上升,最后減速上升,全程共用時(shí)間為15s,則上升的最大速度是多少?

1.如圖所示為一種叫“控子”的游戲:讓小滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放,游戲者通過控制BC段上的可控區(qū)域的長(zhǎng)度,讓滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度剛好為零,滑塊自由落入洞D中即為成功.已知軌道AB、BC可視為斜面,AB長(zhǎng)25cm,BC長(zhǎng)1m,CD高20cm,滑塊在AB段加速下滑時(shí)加速度大小為a1=2m/s2,在BC段非可控區(qū)域加速下滑時(shí)加速度大小為a2=1m/s2,在可控區(qū)域減速時(shí)的加速度大小為a3=3m/s2,滑塊在B點(diǎn)、可控點(diǎn)前