2021高考物理一輪復習 第1章 運動的描述 勻變速直線運動 第2講 勻變速直線運動的規(guī)律學案

1、2021高考物理一輪復習 第1章 運動的描述 勻變速直線運動 第2講 勻變速直線運動的規(guī)律學案2021高考物理一輪復習 第1章 運動的描述 勻變速直線運動 第2講 勻變速直線運動的規(guī)律學案年級：姓名：- 18 -第2講勻變速直線運動的規(guī)律知識點 勻變速直線運動及其公式1定義和分類(1)勻變速直線運動：沿著一條直線，且加速度不變的運動。(2)分類2三個基本公式(1)速度與時間關系式：vv0at。(2)位移與時間關系式：xv0tat2。(3)速度與位移關系式：v2v2ax。3兩個重要推論(1)物體在一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度，還等于初末時刻速度矢量和的一半，即：v。(2)任

2、意兩個連續(xù)相等的時間間隔t內的位移之差為一恒量，即：xx2x1x3x2xnxn1at2。可以推廣到xmxn(mn)at2。4初速度為零的勻變速直線運動的五個推論(1)1t末、2t末、3t末nt末瞬時速度的比為：v1v2v3vn123n。(2)1t內、2t內、3t內nt內位移的比為：x1x2x3xn122232n2。(3)第一個t內、第二個t內、第三個t內第n個t內位移的比為：x1x2x3xn135(2n1)。(4)從靜止開始運動位移x、2x、3x、nx所用時間的比為：t1t2t3tn1。(5)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時間的比為：t1t2t3tn1(1)()()。知識點 自由落體運動和豎

3、直上拋運動1自由落體運動(1)條件：物體只在重力作用下，從靜止開始的運動。(2)運動性質：初速度v00，加速度為重力加速度g的勻加速直線運動。(3)基本規(guī)律速度與時間關系式：vgt。位移與時間關系式：hgt2。速度與位移關系式：v22gh。(4)伽利略對自由落體運動的研究伽利略通過邏輯推理的方法推翻了亞里士多德的“重的物體比輕的物體下落快”的結論。伽利略對自由落體運動的研究方法是邏輯推理猜想與假設實驗驗證合理外推。這種方法的核心是把實驗和邏輯推理(包括數學演算)和諧地結合起來。2豎直上拋運動(1)運動特點：加速度為g，上升階段做勻減速直線運動，下降階段做自由落體運動。(2)基本規(guī)律速度與時間關

4、系式：vv0gt。位移與時間關系式：hv0tgt2。速度與位移關系式：v2v2gh。上升的最大高度：h。上升到最高點所用時間：t。一 堵點疏通1勻變速直線運動是加速度均勻變化的直線運動。()2勻加速直線運動的位移是均勻增大的。()3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位移中點的速度。()4物體由某高度從靜止下落一定做自由落體運動。()5豎直上拋最高點速度為零而加速度不為零。()6豎直上拋的上升階段速度的變化量的方向是向下的。()答案1.2.3.4.5.6.二 對點激活1(人教版必修1p40t3改編)以18 m/s的速度行駛的汽車，制動后做勻減速運動，在3 s內前進36 m，則汽

5、車在5 s內的位移為()a50 m b.45 m c.40.5 m d.40 m答案c解析根據xv0tat2得36183a32，即a4 m/s2。汽車停止所需時間為t s4.5 s5 s，所以4.5 s末汽車停車，5 s內的位移x m40.5 m，故c正確。2. (人教版必修1p45t3改編)有一種“傻瓜”照相機，其光圈(進光孔徑)隨被攝物體的亮度自動調節(jié)，而快門(曝光時間)是固定不變的。為估測某架“傻瓜”照相機的曝光時間，實驗者從某磚墻前的高處使一個石子自由落下，拍攝石子在空中的照片如圖所示。由于石子的運動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知石子從地面以上2.5 m的高度下落，每塊磚的平均

6、厚度為6 cm，請估算這架照相機的曝光時間為()a0.01 s b.0.02 s c.0.1 s d.0.2 s答案b解析解法一：(公式法)圖中ab的實際長度為ab0.12 m，a到地面的高度h18.56 cm0.51 m。b到地面的高度h26.56 cm0.39 m，則hoahh11.99 m，hobhh22.11 m。由hoagt得t10.63 s，hobgt得t20.65 s。曝光時間tt2t10.02 s，故b正確。解法二：(估算法)自由落體運動到a點的末速度為v6.3 m/s。因為0.12 m遠小于1.99 m，故可以近似地將ab段當做勻速直線運動，故t0.019 s，故b正確。3(

7、人教版必修1p43t3改編)某型號的艦載飛機在航空母艦的跑道上加速時，發(fā)動機產生的最大加速度為5 m/s2，所需的起飛速度為50 m/s，跑道長100 m。設飛機起飛對航空母艦的運動狀態(tài)沒有影響，飛機在跑道上的運動可以看做勻加速直線運動。(1)通過計算判斷，飛機能否靠自身的發(fā)動機從艦上起飛？(3.16)(2)為了使飛機在開始滑行時就有一定的初速度，航空母艦裝有彈射裝置，對于該型號的艦載飛機，彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度？(3.87)答案(1)不能(2)38.7 m/s解析(1)由v2ax得vt10 m/s31.6 m/s。因為vt0時，物體正在上升；v0時，物體在拋出點上方；h0時，物體在

8、拋出點下方。例2將一個物體在t0時刻以一定的初速度豎直向上拋出，t0.8 s時物體的速度大小變?yōu)? m/s(不計空氣阻力，g取10 m/s2)，則下列說法正確的是()a物體一定是在t3.2 s時回到拋出點bt0.8 s時刻物體的運動方向可能向下c物體的初速度一定是20 m/sdt0.8 s時刻物體一定在初始位置的下方(1)0.8 s內物體速度的改變量是多少？提示：vgt8 m/s。(2)t0.8 s時物體的速度大小變?yōu)? m/s，此時速度方向有可能豎直向下嗎？提示：不可能。嘗試解答選a。物體做豎直上拋運動，在0.8 s內的速度變化量vgt8 m/s，因為初速度不為零，可以知道t0.8 s時刻速

9、度的方向一定豎直向上，不可能豎直向下，物體處于拋出點的上方，故b、d錯誤。由vv0gt得v016 m/s，則上升到最高點的時間t11.6 s，則從拋出到回到拋出點的時間t2t13.2 s，故a正確，c錯誤。豎直上拋運動的重要特性(1)對稱性：如圖所示，物體以初速度v0豎直上拋，a、b為途中的任意兩點，c為最高點，則：時間對稱性：物體上升過程中從ac所用時間tac和下降過程中從ca所用時間tca相等，同理有tabtba。速度對稱性：物體上升過程經過a點的速度與下降過程經過a點的速度大小相等，方向相反。能量對稱性：物體從ab和從ba重力勢能變化量的大小相等，均等于mghab。(2)多解性：在豎直上

10、拋運動中，當物體經過拋出點上方某一位置時，可能處于上升階段，也可能處于下落階段，因此這類問題可能造成時間多解或者速度多解，也可能造成路程多解。變式21 科技館中的一個展品如圖所示，在較暗處有一個不斷均勻滴水的水龍頭，在一種特殊的間歇閃光燈的照射下，若調節(jié)間歇閃光間隔時間正好與水滴從a下落到b的時間相同，可以看到一種奇特的現象，水滴似乎不再下落，而是像固定在圖中的a、b、c、d四個位置不動，對出現的這種現象，下列描述正確的是(取g10 m/s2)()a水滴在下落過程中通過相鄰兩點之間的時間滿足tabtbctcdb閃光的間隔時間是 sc水滴在相鄰兩點間的平均速度滿足abbccd149d水滴在各點的

11、速度之比滿足vbvcvd135答案b解析在運動學問題的解題過程中，若多個物體所參與的運動規(guī)律完全相同，可將多個物體的運動轉換為一個物體的連續(xù)運動，解答過程將變得簡單明了。由題圖可知135，水滴做初速度為零的勻加速直線運動，由題意知水滴在下落過程中通過相鄰兩點之間的時間相等，a錯誤；由hgt2可得水滴在下落過程中通過相鄰兩點之間的時間為 s，即閃光的間隔時間是 s，b正確；由知水滴在相鄰兩點間的平均速度滿足abbccd135，c錯誤；由vgt知水滴在各點的速度之比滿足vbvcvd123，d錯誤。變式22如圖所示是一種較精確測重力加速度g值的方法：將下端裝有彈射裝置的真空玻璃直管豎直放置，玻璃管足

12、夠長，小球豎直向上被彈出，在o點與彈簧分離，上升到最高點后返回。在o點正上方選取一點p，利用儀器精確測得op間的距離為h，從o點出發(fā)至返回o點的時間間隔為t1，小球兩次經過p點的時間間隔為t2，求：(1)重力加速度g；(2)當o點距離管底部的距離為l0時，玻璃管的最小長度。答案(1)(2)l0解析(1)小球從o點上升到最大高度過程中h1g2小球從p點上升到最大高度過程中h2g2依據題意得h1h2h，聯立解得g。(2)真空管的最小長度ll0h1，故ll0?？键c3勻變速直線運動問題的求解方法例3目前交警部門開展的“車讓人”活動深入人心，如圖所示，司機發(fā)現前方有行人正通過人行橫道時開始做勻減速直線運

13、動，恰好在停車線處停止運動。汽車經4 s停止，若在第1 s內的位移是14 m，則最后1 s內的位移是()a3.5 m b.2 m c.1 m d.0該題屬于末速度為零的勻減速直線運動，常采用何種方法處理？提示：逆向思維法結合比例法。嘗試解答選b。利用“逆向思維法”，把物體的運動看成逆向的初速度為零的勻加速直線運動，則勻減速直線運動的物體在相等時間內的位移之比為7531，所以，x12 m，故b正確。1“一畫，二選，三注意”解決勻變速直線運動問題2多過程問題的解題方法(1)問題特點一個物體的運動包含幾個階段，各階段的運動性質不同，滿足不同的運動規(guī)律，交接處的速度是連接各階段運動的紐帶。(2)基本思

14、路變式31一個質點正在做勻加速直線運動，用固定的照相機對該質點進行閃光照相，閃光時間間隔為1 s，分析照片得到的數據，發(fā)現質點在第1次、第2次閃光的時間間隔內移動了0.2 m；在第3次、第4次閃光的時間間隔內移動了0.8 m，由上述條件可知()a質點運動的加速度是0.6 m/s2b質點運動的加速度是0.3 m/s2c第1次閃光時質點的速度是0.1 m/sd第2次閃光時質點的速度是0.3 m/s答案b解析由xat2和逐差法可得質點運動的加速度是0.3 m/s2，a錯誤，b正確；第1次、第2次閃光的時間間隔內中間時刻的速度v0.2 m/s，第1次閃光時質點的速度是v1va(0.20.30.5) m

15、/s0.05 m/s，第2次閃光時質點的速度是v2va(0.20.30.5) m/s0.35 m/s，c、d錯誤。變式32(2019西寧第四中學高三一模)跳傘運動員做低空跳傘表演，當直升機懸停在離地面224 m高時，運動員離開飛機做自由落體運動，運動了5 s后，打開降落傘，展傘后運動員減速下降至地面，若運動員落地速度為5 m/s，取g10 m/s2，求運動員勻減速下降過程的加速度大小和時間。答案12.5 m/s23.6 s解析運動員做自由落體運動的位移為hgt21052 m125 m打開降落傘時的速度為：v1gt105 m/s50 m/s勻減速下降過程有：vv2a(hh)將v25 m/s、h2

16、24 m代入上式，解得：a12.5 m/s2勻減速運動的時間為：t s3.6 s。 答卷現場1勻變速直線運動問題(9分)短跑運動員完成100 m賽跑的過程可簡化為勻加速運動和勻速運動兩個階段。一次比賽中，某運動員用11.00 s跑完全程。已知運動員在加速階段的第2 s內通過的距離為7.5 m，求該運動員的加速度及在加速階段通過的距離。試卷抽樣評析指導1.失分點：方程及結果錯誤，扣3分。失分原因：思維不嚴謹，誤將運動員在加速的第2 s內初速度漏掉。補償建議：強化過程分析，明確每個運動過程中的已知量和未知量，選用正確的公式求解。規(guī)范解答：x1atx1x2a(2t0)2t01 s，解得a5 m/s2

17、2失分點：結果錯誤扣2分。失分原因：由于第一步中的a計算錯誤，直接導致該步計算加速時間和位移錯誤。規(guī)范解答：把a5 m/s2代入方程解得t加2 sx加10 m3其他可能失分點：誤將題干中第2 s內當成前2 s得xat2a m/s23.75 m/s24解題過程中繁瑣的數學運算可略去，只剩必要的步驟和結果。高考模擬 隨堂集訓1(2019晉冀魯豫中原名校高三第三次聯考)艦載戰(zhàn)斗機著艦被稱為“在刀尖上跳舞”，指的是艦載戰(zhàn)斗機著艦有很大的風險，一旦著艦不成功，飛行員必須迅速實施“逃逸復飛”，“逃逸復飛”是指制動掛鉤掛攔阻索失敗后飛機的復飛。若某飛行員在一次訓練“逃逸復飛”科目時，艦載戰(zhàn)斗機復飛前的速度為

18、25 m/s，復飛過程中的最大加速度為6 m/s2，航母跑道長為200 m，起飛需要的最小速度為50 m/s。則艦載戰(zhàn)斗機在跑道上復飛過程的最短時間是()a4.2 s b.5.0 sc7.5 s d.8.0 s答案a解析艦載戰(zhàn)斗機在復飛過程中做勻加速直線運動，當加速度最大時復飛時間最短，故戰(zhàn)斗機復飛的最短時間為t s4.2 s。故a正確。2(2019全國卷)如圖，籃球架下的運動員原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為h。上升第一個所用的時間為t1，第四個所用的時間為t2。不計空氣阻力，則滿足()a12 b.23c34 d.45答案c解析空氣阻力不計，運動員豎直上升過程做勻減速直線運動，位

19、移為h時的速度為0。逆向觀察，運動員做初速度為0的勻加速直線運動，則連續(xù)相等位移所用時間之比為1(1)()()。由題意知，2，故34，c正確。3(2019湖北襄陽三模)(多選)物體從a點由靜止出發(fā)，先以大小為a1的加速度做勻加速直線運動到某速度v后，立即以大小為a2的加速度做勻減速直線運動至b點，速度恰好減為零，所用總時間為t。若物體以速度v0勻速通過ab，所用時間也為t，則下列表達正確的是()av2v0 b.c. d.答案ab解析由運動學公式有：xv0tt1t2(t1t2)t，解得v2v0，a正確；由t1，t2得：t，整理得：，b正確，c、d錯誤。4(2019四川自貢高三一診)某汽車在高速公路上行駛的速度為108 km/h，司機發(fā)現前方有障礙物時，立即采取緊急剎車，其制動過程中的加