2022屆高考物理一輪復習1.2勻變速直線運動的規(guī)律學案新人教版

第2講勻變速直線運動的規(guī)律知識點一勻變速直線運動的規(guī)律1．定義和分類(1)定義：沿著一條直線，且________不變的運動叫做勻變速直線運動．(2)分類：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(勻加速直線運動：a、v方向.,勻減速直線運動：a、v方向.))2．根本規(guī)律(1)速度公式：v＝________.(2)位移公式：x＝________.(3)速度位移關(guān)系式：v2－v03．兩個重要推論(1)物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間________的瞬時速度，還等于初末時刻速度矢量和的________，即v＝vt2＝v(2)任意兩個連續(xù)相等的時間間隔T內(nèi)的位移之差為一恒量，即：Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝________.可以推廣到xm－xn＝(m－n)aT2.4．初速度為零的勻變速直線運動的四個推論知識點二自由落體運動和豎直上拋運動思考辨析(1)做勻變速直線運動的物體的速度均勻變化．()(2)一物體做勻變速直線運動，某時刻的速度為6m/s,1s后速度為反向的10m/s，那么加速度的大小為4m/s2.()(3)某物體從靜止開始做勻加速直線運動，速度由0到v時運動距離是速度由v到2v時運動距離的2倍．()(4)物體從某高度由靜止下落，一定做自由落體運動．()(5)做豎直上拋運動的物體在上升過程中，速度變化量的方向是向下的．()教材改編[人教版必修1P43T3改編]某型號的航載飛機在航空母艦的跑道上加速時，發(fā)動機產(chǎn)生的最大加速度為5m/s2，所需的起飛速度為50m/s，跑道長100m．設(shè)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？(10≈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，對于該型號的航載飛機，彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度？(15≈3.87)考點一勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用師生共研題型1根本公式的應(yīng)用1．運動學公式中正、負號的規(guī)定(1)除時間t外，x、v0、v、a均為矢量，所以需要確定正方向，一般以v0的方向為正方向．與初速度同向的物理量取正值，反向的物理量取負值，當v0＝0時，一般以加速度a的方向為正方向．(2)五個物理量t、v0、v、a、x必須針對同一勻變速運動過程．2．解題的根本思路例1出租車載客后，從10時10分55秒開始做初速度為零的勻加速直線運動，經(jīng)過10s時，速度計顯示速度為54km/h.求：(1)這時出租車離出發(fā)點的距離；(2)出租車繼續(xù)做勻加速直線運動，當速度計顯示速度為108km/h時，出租車開始做勻速直線運動.10時12分35秒時計價器里程表示數(shù)應(yīng)為多少千米？(車啟動時，計價器里程表示數(shù)為零)[教你解決問題]→畫運動過程示意圖，呈現(xiàn)運動情景題型2平均速度公式的應(yīng)用(1)定義式v＝△x(2)v＝12(v0＋(3)中間時刻速度公式vt2＝△例2一輛汽車在平直公路上做勻變速直線運動，公路邊每隔x0＝15m有一棵樹，如下圖，汽車通過A、B兩相鄰的樹用了t1＝3s，通過B、C兩相鄰的樹用了t2＝2s，求汽車的加速度大小和通過B樹時的速度大小分別為()A．0.5m/s25.5m/sB．1m/s26.5m/sC．0.5m/s26.5m/sD．1m/s25.5m/s題型3推論Δx＝aT2的應(yīng)用例3如下圖，物體從O點由靜止開始做勻加速直線運動，途徑A、B、C三點，其中|AB|＝2m，|BC|＝3m．假設(shè)物體通過AB和BC這兩段位移的時間相等，那么O、A兩點之間的距離等于()A.98mB.89mC.題型4比例法的應(yīng)用例4質(zhì)點從靜止開始做勻加速直線運動，在第1個2s、第2個2s和第5s內(nèi)三段位移比為()A．2：6：5B．2：8：7C．4：12：9D．2：2：1題型5逆向思維法例5(多項選擇)如下圖，一冰壺以速度v垂直進入三個完全相同的矩形區(qū)域做勻減速直線運動，且剛要離開第三個矩形區(qū)域時速度恰好為零，那么冰壺依次進入每個矩形區(qū)域時的速度之比和穿過每個矩形區(qū)域所用的時間之比分別是()A．v1：v2：v3＝3：2：1B．v1：v2：v3＝3：2：1C．t1：t2：t3＝1：2：3D．t1：t2：t3＝(3－2)：(2－1)：1題后反思解決勻變速直線運動問題常用的幾種物理思維方法：練1如下圖，一物體由斜面底端上滑到頂端恰好靜止，歷時2s，那么它從斜面中點到頂端所用的時間為()A.22sB．0.5sC.考點二自由落體和豎直上拋運動多維探究題型1自由落體運動例6如下圖，屋檐上水滴下落的過程可以近似地看做是自由落體運動．假設(shè)水滴從10m高的屋檐上無初速度滴落，水滴下落到地面時的速度大約為(g取10m/s2)()A．20m/sB．14m/sC．2m/sD．1.4m/s[考法拓展]在[例6]中水滴下落過程中經(jīng)2m高的窗戶所需時間為0.2s．那么窗戶上沿到屋檐的距離為多少？題型2豎直上拋運動例7一個物體從地面上豎直上拋，它兩次經(jīng)過一個較低點A的時間間隔是5s，兩次經(jīng)過一個較高點B的時間間隔是3s，不計空氣阻力，g取10m/s2，那么A、B之間的距離是()A．80mB．40mC．20mD．無法確定例8(多項選擇)一物體以5m/s的初速度在光滑斜面上向上做勻減速運動，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，那么時間t可能為()A．1sB．3sC．4sD．5+拓展點剎車類問題和雙向可逆類問題1．剎車類問題中的兩點提醒(1)分清運動時間與剎車時間之間的大小關(guān)系．(2)確定能否使用逆向思維法，所研究階段的末速度為零，一般都可應(yīng)用逆向思維法．2．雙向可逆運動的特點這類運動的速度減到零后，以相同加速度反向加速．如豎直上拋、沿光滑斜面向上滑動．練2[2021·吉林大學附中模擬](多項選擇)車讓人是一種社會的文明．假設(shè)某車以10m/s的速度從遠處駛向校門口，此時有一群小學生正在過人行橫道，司機立即以5m/s2的加速度剎車行駛，車剛好在停車線處停下，假設(shè)司機的反響時間為0.5s，那么以下說法中正確的選項是()A．司機從看到小學生到汽車停止的時間為2sB．汽車在整個剎車過程中的平均速度為6m/sC．司機看到小學生時車頭前端距離停車線15mD．司機看到小學生時車頭前端距離停車線10m練3[2021·全國卷Ⅰ，18]如圖，籃球架下的運發(fā)動原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為H.上升第一個H4所用的時間為t1，第四個H4所用的時間為t2.不計空氣阻力，那么A．1<t2t1C．3<t2t1思維拓展勻變速直線運動中的STSE問題題型1結(jié)合汽車通過ETC通道的情景，考查直線運動中的臨界問題典例1[2021·廣州一模]高速公路的ETC電子收費系統(tǒng)如下圖，ETC通道的長度是識別區(qū)起點到自動欄桿的水平距離．某汽車以21.6km/h的速度勻速進入識別區(qū)，ETC天線用了0.3s的時間識別車載電子標簽，識別完成后發(fā)出“滴〞的一聲，司機發(fā)現(xiàn)自動欄桿沒有抬起，于是采取制動剎車，汽車剛好沒有撞桿．司機的反響時間為0.7s，剎車的加速度大小為5m/s2，那么該ETC通道的長度約為()A．4.2mB．6.0mC．7.8mD．9.6m題型2以“酒駕〞為背景考查勻變速直線運動規(guī)律典例2(多項選擇)酒后駕駛會導致許多平安隱患，這是因為駕駛員的反響時間變長．反響時間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間．下表中“思考距離〞是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車的行駛距離，“制動距離〞是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離．(假設(shè)汽車制動加速度都相同)速度(m/s)思考距離(m)制動距離(m)正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.72512.525.054.266.7分析上表可知，以下說法正確的選項是()A．駕駛員正常情況下反響時間為0.5sB．駕駛員酒后反響時間比正常情況慢0.5sC．駕駛員采取制動措施后汽車加速度大小為3.75m/s2D．當車速為25m/s時，發(fā)現(xiàn)前方60m處有險情，酒駕者不能平安停止題型3以體育運動為背景考查多過程運動問題典例3如下圖，甲、乙兩個同學在直跑道上練習4×100m接力，他們在奔跑時有相同的最大速度．乙從靜止開始全力奔跑需跑出25m才能到達最大速度，這一過程可看成勻變速直線運動．現(xiàn)在甲持棒以最大速度向乙奔來，乙在接力區(qū)伺機全力奔出．假設(shè)要求乙接棒時奔跑到達最大速度的80%，那么：(1)乙在接力區(qū)需跑出多少距離？(2)乙應(yīng)在距離甲多遠時起跑？題后反思解決STSE問題的方法在解決生活和生產(chǎn)中的實際問題時：(1)根據(jù)所描述的情景分析物理過程建構(gòu)物理模型(2)分析各階段的物理量(3)選取適宜的勻變速直線運動規(guī)律求解．練1為了平安，學校校門前馬路一般有限速標志．如下圖，為一學校門口前面馬路的俯視圖．綠燈時，在十字路口A線處有一轎車(可視為質(zhì)點)從靜止開始做勻加速直線運動，轎車的最大啟動加速度為10m/s2.距A線l1＝500m處有一減速區(qū)，減速區(qū)寬度l2＝15m，在減速區(qū)能到達的加速度數(shù)值足夠大．設(shè)學校門口限速36km/h，市區(qū)內(nèi)轎車限速72km/h.要求轎車從進入減速區(qū)時開始減速，減速時視為做勻減速直線運動．在不違規(guī)的情況下，試求轎車從A開始啟動到學校門口B的最短時間．練2[2021·吉林長春摸底考試]強行超車是道路交通平安的極大隱患之一．以下圖是汽車超車過程的示意圖，汽車甲和貨車均以36km/h的速度在路面上勻速行駛，其中甲車車身長L1＝5m、貨車車身長L2＝8m，貨車在甲車前s＝3m處．假設(shè)甲車司機開始加速從貨車左側(cè)超車，加速度大小為2m/s2.假定貨車速度保持不變，不計車輛變道的時間及車輛的寬度．(1)甲車完成超車至少需要多長時間？(2)假設(shè)甲車開始超車時，看到道路正前方的乙車迎面駛來，此時二者相距110m，乙車速度為54km/h.甲車超車的整個過程中，乙車速度始終保持不變，請通過計算分析甲車能否平安超車．第2講勻變速直線運動的規(guī)律根底落實知識點一1．(1)加速度(2)相同相反2．(1)v0＋at(2)v0t＋12at2(3)23．(1)中間時刻一半(2)aT24．(1)1：2：3：…：n(2)12：22：32：…：n2(3)1：3：5：…：(2n－1)(2)1：(2－1)：(3－2)：…：(n－n-1)知識點二靜止gt12gt22gh向上重力v0－gtv0t－12gt2思考辨析(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√教材改編答案：(1)不能(2)38.7m/s考點突破例1解析：(1)由題意中知經(jīng)過10s時速度計上顯示的速度為v1＝15m/s，由速度公式v＝v0＋at得a＝v-v0t＝v由位移公式得x1＝12at12＝1這時出租車離出發(fā)點的距離為75m.(2)當速度計上顯示的速度為v2＝108km/h＝30m/s時，由v22＝2ax2，得x2＝v222a＝300m，這時出租車從靜止載客開始，已經(jīng)經(jīng)歷的時間為t2，可根據(jù)速度公式得t2＝v2a＝301.5s＝20s，這時出租車時間表應(yīng)顯示10時11分15秒．出租車繼續(xù)勻速運動，勻速運動時間t3為80s，通過位移x＝x2＋x3＝(300＋2400)m＝2700m＝2.7km.答案：(1)75m(2)2.7km例2解析：設(shè)汽車加速度大小為a，經(jīng)過樹B時速度大小為vB，汽車經(jīng)過A和B的中間時刻的瞬時速度v1等于汽車經(jīng)過A、B間的平均速度，故v1＝x0t1，同理經(jīng)過B和C的中間時刻的瞬時速度v2＝x0t2，由速度公式可得v2＝v1＋at1+t22，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得a＝1m/s2，又v答案：B例3解析：設(shè)物體通過AB、BC所用時間均為T，那么B點的速度為：vB＝SAC2T＝52T，根據(jù)Δs＝aT2得：a＝ΔST2＝1T2，那么有：vA＝vB－aT＝52T－1T2·T＝32T，根據(jù)速度位移公式得，O答案：A例4解析：質(zhì)點在從靜止開始運動的前5s內(nèi)的每1s內(nèi)位移之比應(yīng)為1：3：5：7：9，因此第1個2s內(nèi)的位移為(1＋3)＝4份，第2個2s內(nèi)的位移為(5＋7)＝12份，第5s內(nèi)的位移即為9份，C正確．答案：C例5解析：因為冰壺做勻減速直線運動，且末速度為零，故可以看成反向勻加速直線運動來研究．初速度為零的勻加速直線運動中通過連續(xù)三段相等位移的時間之比為1：(2－1)：(3－2)，故所求時間之比為(3－2)：(2－1)：1，所以選項C錯誤，D正確；由v2－v02＝2ax可得，初速度為零的勻加速直線運動中通過連續(xù)相等位移的速度之比為1：2：3，那么所求的速度之比為3：2答案：BD練1解析：研究該運動的逆運動即初速度為零的勻加速直線運動．設(shè)斜面長為x，從頂端滑到底端的時間為t，從頂端到斜面中點的時間為t′，那么：從C→A的過程中有：x＝12at從C→B的過程中有：x2＝12at由以上兩式代入數(shù)據(jù)得：t′＝1s，故D正確．答案：D例6解析：根據(jù)公式v2＝2gh得v＝2×10×10答案：B[考法拓展]解析：設(shè)水滴下落到窗戶上沿時的速度為v0，那么由h＝v0t＋12gt2得，2＝v0×0.2＋12解得v0＝9m/s根據(jù)v2＝2gh得窗戶上沿到屋檐的距離h＝v022答案：4.05m例7解析：物體做豎直上拋運動，根據(jù)運動的對稱性可知，物體從最高點自由下落到A點的時間為tA2，從最高點自由下落到B點的時間為tB2，A、B間距離為hAB＝12gtA2答案：C例8解析：以沿斜面向上為正方向，當物體的位移為4m時，根據(jù)x＝v0t＋12at2得4＝5t－12×2解得t1＝1s，t2＝4s當物體的位移為－4m時，根據(jù)x＝v0t＋12at2得－4＝5t－12×2解得t3＝5+41答案：ACD練2解析：司機反響時間為0.5s，從開始剎車到停止的時間為t＝v0a＝2s，所以從司機看到小學生到汽車停止的時間為2.5s，A項錯誤；整個剎車過程，汽車的位移為x＝v0t0＋v022a＝15m，C項正確，D項錯誤；汽車在整個剎車過程的平均速度為v答案：BC練3解析：此題考查了勻變速直線運動中通過連續(xù)相鄰相等位移所用時間的關(guān)系和考生的邏輯推理能力，表達了科學思維素養(yǎng)中模型建構(gòu)、科學論證要素．運發(fā)動離地后做豎直上拋運動，那么可以按其逆過程——自由落體運動計算，將H分為相等的4段，通過各段所用時間由上至下分別為T1、T2、T3、T4，那么滿足T1：T2：T3：T4＝1：(2－1)：(3－2)：(2－3)，那么t2t1＝12-3答案：C思維拓展典例1解析：此題考查直線運動中的臨界問題．汽車的速度21.6km/h＝6m/s，汽車在前0.3s＋0.7s內(nèi)做勻速直線運動，位移為x1＝v0(t1＋t2)＝6×(0.3＋0.7)m＝6m，隨后汽車做勻減速運動，位移為x2＝v022a＝622×5m＝3.6m，所以該ETC通道的長度為L＝x答案：D典例2解析：反響時間＝思考距離÷車速，因此正常情況下反響時間為0.5s，酒后反響時間為1s，故A、B正確；設(shè)汽車從開始制動到停車的位移為x，那么x＝x制動－x思考，根據(jù)勻變速直線運動公式v2＝2ax，解得a＝7.5m/s2，C錯誤；根據(jù)表格知，車速為25m/s時