專題（04）勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和圖象（解析版）-2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)全攻關(guān)

2021年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)全攻關(guān)專題（04）勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和圖象（解析版）對(duì)物理量概念的理解1．對(duì)一物理量，應(yīng)確定其是矢量還是標(biāo)量，是過(guò)程量還是狀態(tài)量。解題時(shí)，要注意給出的物理量所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻、位置和時(shí)間、位移，要注意要求的結(jié)果是矢量還是標(biāo)量，矢量應(yīng)給出方向。2．區(qū)分名稱相似的概念，如（瞬時(shí)）速度、（瞬時(shí)）速率、平均速度、平均速率、速度變化量、速度變化率、加速度的關(guān)系。二、物理規(guī)律和公式的使用1．運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：速度時(shí)間公式，位移時(shí)間公式，速度位移公式，均適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即a=C的運(yùn)動(dòng)，包括中間發(fā)生往返過(guò)程的運(yùn)動(dòng)。2．運(yùn)動(dòng)學(xué)公式在使用前，首先應(yīng)規(guī)定正方向，反向要前加負(fù)號(hào)。學(xué)，科網(wǎng)3．平均速度公式為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)出公式，其他運(yùn)動(dòng)形式未必適用。4．對(duì)變加速直線運(yùn)動(dòng)，有時(shí)對(duì)一過(guò)程可根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出平均加速度，也能運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想作出運(yùn)動(dòng)圖象進(jìn)行分析。三、運(yùn)動(dòng)圖象問(wèn)題的常見錯(cuò)誤1．看錯(cuò)坐標(biāo)系的橫、縱坐標(biāo)的物理量，導(dǎo)致對(duì)圖象的坐標(biāo)、截距、斜率等的分析錯(cuò)誤。2．對(duì)坐標(biāo)正負(fù)的理解出現(xiàn)問(wèn)題，不能區(qū)分圖象中方向的正負(fù)和加速減速的正負(fù)；v–t圖象中對(duì)圖線與時(shí)間軸所圍面積的理解不當(dāng)，會(huì)錯(cuò)誤地計(jì)算圖線與v軸所圍的面積；當(dāng)v–t圖線經(jīng)過(guò)t軸時(shí)，對(duì)總位移的計(jì)算和理解不清，不能認(rèn)識(shí)到t軸上下的面積代表相反方向的位移。3．不能進(jìn)行兩個(gè)運(yùn)動(dòng)圖象之間的轉(zhuǎn)化。4．不能根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析特殊的運(yùn)動(dòng)學(xué)圖象。四、臨界條件和多解問(wèn)題1．追及相遇問(wèn)題多臨界條件就是速度相等，但可能對(duì)應(yīng)的情況是距離最大或最小。2．剎車問(wèn)題中臨界條件是減速到零的情況，此后若車就此停止，則位移不變。3．豎直上拋運(yùn)動(dòng)中加速度始終不變，出現(xiàn)的多解情況，要根據(jù)具體問(wèn)題具體分析。五、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶的分析問(wèn)題1．分不清電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、所用電源的區(qū)別。2．混淆打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)際打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)和為實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x出的計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)算錯(cuò)誤打點(diǎn)間隔。3．不理解逐差法公式，中xi、Δx和T的實(shí)際意義。課時(shí)精練：1、一輛小汽車以18m/s的速度直線行駛，通過(guò)某路段時(shí)，發(fā)現(xiàn)正前方濃霧中一輛卡車，卡車正以6m/s的速度同向勻速行駛，小汽車立即減速，兩車恰好沒有追尾，該過(guò)程用時(shí)3s且視小汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在這3s內(nèi)()A．小汽車的平均速度為9m/sB．小汽車的平均速度為12m/sC．小汽車的加速度大小為6m/s2D．小汽車的加速度大小為8m/s2【答案】B解析小汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)追及勻速的卡車，恰好沒有追尾，則表明在時(shí)間t＝3s時(shí)兩車速度剛好相等，有v卡＝v汽－at，解得a＝eq\f(18－6,3)m/s2＝4m/s2，故C、D錯(cuò)誤；小汽車的速度從18m/s減為6m/s，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(18＋6,2)m/s＝12m/s，故A錯(cuò)誤，B正確．2、如圖1所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移－時(shí)間圖象，其中OP段為曲線，PQ段為直線．下列說(shuō)法正確的是()圖1A．0～8s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)一直做加速運(yùn)動(dòng)B．4s末質(zhì)點(diǎn)的速度大于8s末的速度C．4s末質(zhì)點(diǎn)的加速度大于8s末的加速度D．4～6s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度大于6～8s時(shí)間內(nèi)的平均速度【答案】C解析x－t圖象的斜率等于速度，可知0～8s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度先增加后不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；x－t圖象的斜率等于速度，可知4s末質(zhì)點(diǎn)的速度小于8s末的速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；4s末質(zhì)點(diǎn)的加速度不為零，而8s末的加速度為零，可知4s末質(zhì)點(diǎn)的加速度大于8s末的加速度，選項(xiàng)C正確；4～6s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為6m,6～8s時(shí)間內(nèi)的位移為8m，時(shí)間相同，則4～6s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度小于6～8s時(shí)間內(nèi)的平均速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3、如圖2所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象．已知t0時(shí)刻的速度為v0,2t0時(shí)刻的速度為2v0，圖中OA與AB是關(guān)于A點(diǎn)中心對(duì)稱的曲線，由圖可得()圖2A．0～t0時(shí)間內(nèi)的位移為eq\f(1,2)v0t0B．0～2t0時(shí)間內(nèi)的位移為2v0t0C．t0時(shí)刻的加速度為eq\f(v0,t0)D．2t0時(shí)刻的加速度為eq\f(v0,t0)【答案】B解析根據(jù)v－t圖象與時(shí)間軸所圍“面積”表示位移，所以0～t0時(shí)間內(nèi)的位移大于eq\f(1,2)v0t0，A錯(cuò)誤；根據(jù)v－t圖象與時(shí)間軸所圍“面積”表示位移，因?yàn)閳D中OA與AB是關(guān)于A點(diǎn)中心對(duì)稱的曲線，所以0～2t0時(shí)間內(nèi)的“面積”為2v0t0，即0～2t0時(shí)間內(nèi)的位移為2v0t0，B正確；根據(jù)v－t圖象斜率表示加速度，t0時(shí)刻、2t0時(shí)刻的斜率均無(wú)法求解，即無(wú)法求解t0、2t0時(shí)刻的加速度，C、D錯(cuò)誤．4、某物體沿一直線運(yùn)動(dòng)，其v－t圖象如圖3所示，下列說(shuō)法中正確的是()圖3A．第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的速度方向相反B．第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的加速度方向相反C．第3s內(nèi)物體的速度方向和加速度方向相反D．第2s末物體的加速度為零【答案】B解析第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的速度均為正值，方向相同，A錯(cuò)誤；第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的v－t圖線斜率一正一負(fù)，即加速度方向相反，B正確；第3s內(nèi)物體的速度方向和加速度方向均沿負(fù)方向，方向相同，C錯(cuò)誤；第2s末物體的速度為0，v－t圖線在該點(diǎn)的斜率與1～3s內(nèi)的斜率相同，均為－2m/s2，加速度不為0，D錯(cuò)誤．5、(多選)甲、乙兩物體沿同一直線做減速運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻，兩物體同時(shí)經(jīng)過(guò)同一位置，最后又停在同一位置，它們的速度—時(shí)間圖象如圖4所示，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()圖4A．t1時(shí)刻甲和乙相距最遠(yuǎn)B．甲、乙的平均速度相等C．在某時(shí)刻甲、乙的加速度可能相等D．甲的加速度逐漸減小，乙的加速度大小不變【答案】CD解析甲、乙兩物體速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；甲、乙的位移相同，但是甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)，則甲的平均速度較小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；v－t圖象的斜率表示加速度，由圖象可知，在某時(shí)刻甲的加速度可能等于乙的加速度，選項(xiàng)C正確；v－t圖象的斜率表示加速度，由題圖圖象可知，甲的加速度逐漸減小，乙的加速度大小不變，選項(xiàng)D正確．6、瑞士阿爾卑斯山的勞特布倫嫩跳傘區(qū)是全球最美的跳傘地之一，每年都吸引了無(wú)數(shù)跳傘愛好者匯聚此地．某日一跳傘愛好者以5m/s的速度豎直勻速降落，在離地面h＝10m時(shí)掉了一顆扣子，則跳傘愛好者比扣子晚著陸的時(shí)間為(扣子受到的空氣阻力可忽略，g取10m/s2)()A．2sB.eq\r(2)sC．1sD．(2－eq\r(2))s【答案】C解析由題意知，扣子做初速度為5m/s、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)位移為10m，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，代入數(shù)據(jù)有：10m＝5m/s×t1＋eq\f(1,2)×10m/s2×teq\o\al(12,)，解得扣子落地時(shí)間：t1＝1s；跳傘愛好者勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系知，跳傘愛好者落地時(shí)間t2＝eq\f(h,v)＝eq\f(10,5)s＝2s，所以跳傘愛好者比扣子晚著陸的時(shí)間為Δt＝t2－t1＝1s，故選C.7、一小球從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第15s內(nèi)的位移比第14s內(nèi)的位移多0.2m，則下列說(shuō)法中正確的是()A．小球前15s內(nèi)的平均速度為3m/sB．小球的加速度為0.1m/s2C．小球第15s初的速度為2.8m/sD．小球第15s內(nèi)的平均速度為0.2m/s【答案】C解析由Δx＝aT2得a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(0.2,12)m/s2＝0.2m/s2，第15s末的速度為v15＝at15＝0.2×15m/s＝3m/s，則小球前15s內(nèi)的平均速度為v＝eq\f(v15,2)＝eq\f(3,2)m/s＝1.5m/s，故A、B錯(cuò)誤；小球第15s初的速度即為第14s末的速度，v14＝at14＝0.2×14m/s＝2.8m/s，故C正確；小球第15s內(nèi)的平均速度為14.5s的瞬時(shí)速度，v14.5＝at14.5＝0.2×14.5m/s＝2.9m/s，故D錯(cuò)誤．8、(多選)一物體以初速度v0做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，第1s內(nèi)通過(guò)的位移為x1＝3m，第2s內(nèi)通過(guò)的位移為x2＝2m，又經(jīng)過(guò)位移x3物體的速度減小至零，則下列說(shuō)法中正確的是()A．初速度v0的大小為2.5m/sB．加速度a的大小為1m/s2C．位移x3的大小為eq\f(9,8)mD．位移x3內(nèi)的平均速度大小為0.75m/s【答案】BCD解析根據(jù)公式Δx＝aT2得a＝eq\f(Δx,T2)＝－1m/s2，第1s內(nèi)通過(guò)的位移為x1＝3m，由公式x1＝v0t＋eq\f(1,2)at2，可得v0＝3.5m/s，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)公式v2＝v0＋at2，可得第2s末的速度v2＝(3.5－1×2)m/s＝1.5m/s，經(jīng)過(guò)位移x3這一過(guò)程的初速度為v2，根據(jù)公式2ax3＝0－veq\o\al(22,)，可得x3＝eq\f(0－v\o\al(22,),2a)＝eq\f(9,8)m，C正確；位移x3內(nèi)的平均速度大小eq\x\to(v)＝eq\f(v2,2)＝0.75m/s，D正確9、如圖所示是甲、乙、丙三個(gè)物體相對(duì)同一位置的位移圖象，它們向同一方向開始運(yùn)動(dòng)，則在時(shí)間t0內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是A．它們的平均速度相等B．甲的平均速度最大C．它們的平均速率相等D．乙的平均速度最小【答案】A解析：平均速度定義式，其中x代表位移。從圖中可以看出在相等時(shí)間t0內(nèi)運(yùn)動(dòng)走過(guò)的位移相等，所以三者的平均速度相等，故A正確，BD錯(cuò)誤；平均速率的公式是，其中s是走過(guò)的路程，從圖象上可以看出在相同時(shí)間t0內(nèi)的路程關(guān)系，所以甲的平均速率較大，而乙和丙的平均速率相等，故C錯(cuò)誤。10、自然界中某個(gè)量D的變化量，與發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間的比值，叫做這個(gè)量D的變化率。下列說(shuō)法正確的是A．若D表示某質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的速度，則是恒定不變的B．若D表示某質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量，則是恒定不變的C．若D表示某質(zhì)點(diǎn)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)離拋出點(diǎn)的高度，則一定變大。D．若D表示某質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能，則越大，質(zhì)點(diǎn)所受外力做的總功就越多【答案】A解析：若D表示某質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的速度，則表示加速度，恒定不變，故A正確；若D表示某質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)量，則，表示向心力，大小不變，方向不斷改變，故B錯(cuò)誤；若D表示某質(zhì)點(diǎn)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)離拋出點(diǎn)的高度，則表示平均速度，平均速度在減小，故C錯(cuò)誤；若D表示某質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能，則所受外力的功率，表示做功的快慢，不是做功的多少，故D錯(cuò)誤。11、t=0時(shí)，甲、乙兩車同時(shí)同向行駛，其位移時(shí)間圖象分別為圖中直線甲和曲線乙。已知乙車的加速度恒定，且大小為4m/s2，t=3s時(shí)，直線甲和曲線乙剛好相切，則t=0時(shí)甲車和乙車的距離為A．16mB．18m C．20m D．22m【答案】B解析：由圖可知，甲車的速度為，3s時(shí)，直線甲和曲線乙剛好相切，即此時(shí)乙車的速度，由圖可知乙車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，即，設(shè)乙車的初速度為，由，得，由圖可知甲車的位移為，乙車的位移為，t=3s時(shí)，甲車和乙車到達(dá)同一位置，則。12、利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度時(shí)，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示。設(shè)各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為s1，s2，s3，s4，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T。則下列關(guān)系中正確的是A．s2–s1=aT2 B．s4–s1=3aT2C．與計(jì)數(shù)點(diǎn)2對(duì)應(yīng)的速度為v2= D．s1=【答案】ABC解析：勻變速直線運(yùn)動(dòng)在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，則s2–s1=aT2，s4–s1=3aT2，故A、B正確；根據(jù)平均速度推論知，計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度等于1、3兩點(diǎn)間的平均速度，則，故C正確；因?yàn)槌跛俣炔灰欢榱?，則s1不一定等于，故D錯(cuò)誤。13、酒后駕車嚴(yán)重威脅公共交通安全。若將駕駛員從視覺感知前方危險(xiǎn)到汽車開始制動(dòng)的時(shí)間稱為反應(yīng)時(shí)間，將反應(yīng)時(shí)間和制動(dòng)時(shí)間內(nèi)汽車行駛的總距離稱為感知制動(dòng)距離?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)時(shí)間和感知制動(dòng)距離在駕駛員飲酒前后會(huì)發(fā)生明顯變化。一般人正常駕車的反應(yīng)時(shí)間為t0=0.5s，在一次酒駕的測(cè)試中，志愿者少量飲酒之后駕車以v1=72km/h的速度在試驗(yàn)場(chǎng)水平路面上沿直線做勻速運(yùn)動(dòng)，從發(fā)現(xiàn)制動(dòng)信號(hào)到最終停下來(lái)，其整個(gè)感知制動(dòng)距離為s=53m。通過(guò)查閱志愿者所駕車型資料，得知該汽車從v2=28m/s制動(dòng)減速到零所需時(shí)間為t2=3.5s，求：(1)該汽車制動(dòng)過(guò)程中的加速度a的大小?(2)飲酒之后志愿者的反應(yīng)時(shí)間是多少?【答案】(1)8m/s2，(2)1.4s解