2024-2025學(xué)年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題01勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律知識點(diǎn)講解含解析

專題1勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律高考風(fēng)向標(biāo)高考風(fēng)向標(biāo)近3年考綱及考情分析考點(diǎn)內(nèi)容等級要求考題統(tǒng)計命題點(diǎn)202420242024參考系、質(zhì)點(diǎn)Ⅰ卷ⅠT225分卷ⅡT226分卷ⅢT2520分卷ⅢTT156分卷ⅡT156分卷ⅠT156分卷ⅡT2515分(1)勻變速直線運(yùn)動公式的敏捷運(yùn)用(2)自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動(3)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律在生活中的應(yīng)用位移、速度和加速度Ⅱ勻變速直線運(yùn)動及其公式、圖象Ⅱ第一部分：考點(diǎn)梳理考點(diǎn)一、運(yùn)動學(xué)各參數(shù)的理解與辨析考點(diǎn)二、解決運(yùn)動學(xué)問題的基本思路及留意細(xì)微環(huán)節(jié)考點(diǎn)三、解決勻變速直線運(yùn)動問題常用的六種方法考點(diǎn)四、自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動考點(diǎn)一、運(yùn)動參數(shù)的精確理解與辨識1．參考系(1)定義：在描述物體運(yùn)動時，用來作參考的物體。(2)選?。嚎呻S意選取，但對同一物體的運(yùn)動，所選的參考系不同，運(yùn)動的描述可能會不同，通常以地面為參考系。2．質(zhì)點(diǎn)(1)定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。(2)把物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形態(tài)對探討問題的影響可以忽視不計。典例1下列關(guān)于物體是否可以被看作質(zhì)點(diǎn)的說法正確的有()A．探討奧運(yùn)游泳名將傅園慧的游泳技術(shù)時，傅園慧可以被看成質(zhì)點(diǎn)B．探討飛行中直升機(jī)上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動狀況時，直升機(jī)可以被看作質(zhì)點(diǎn)C．視察航空母艦上的艦載飛機(jī)起飛時，可以把航空母艦看作質(zhì)點(diǎn)D．在作戰(zhàn)地圖上確定航空母艦的精確位置時，可以把航空母艦看作質(zhì)點(diǎn)【解析】：探討奧運(yùn)游泳名將傅園慧的游泳技術(shù)時，是有不同的動作的，所以此時的傅園慧不能被看作是質(zhì)點(diǎn)，故A錯誤；探討直升機(jī)螺旋槳的轉(zhuǎn)動狀況時，不行以把直升機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)，否則就無轉(zhuǎn)動可言，故B錯誤；飛機(jī)在航空母艦上起飛時，航空母艦的大小不能被忽視，不能被看作質(zhì)點(diǎn)，故C錯誤；在作戰(zhàn)地圖上確定航空母艦的精確位置時，航空母艦的大小和形態(tài)可以忽視不計，航空母艦可以被看作質(zhì)點(diǎn)，故D正確?！敬鸢浮浚篋3.位移和路程辨析位移路程物理意義描述物體位置的變更描述物體運(yùn)動軌跡的長度確定因素由物體的初、末位置確定由物體的運(yùn)動路徑確定矢量標(biāo)量矢量，既有大小又有方向標(biāo)量，只有大小沒有方向聯(lián)系在單向直線運(yùn)動中，位移的大小等于路程；其他狀況下，位移的大小小于路程。典例22024年杭州G20峰會于9月4－5日在杭州奧體博覽城召開，每天都有多個議程。從蕭山國際機(jī)場到博覽城打車約23.5km，下列說法正確的是()A．9月4－5日指時刻，23.5km指路程B．9月4－5日指時間，23.5km指路程C．9月4－5日指時間，23.5km是位移大小D．9月4－5日指時刻，23.5km是位移大小【解析】：9月4－5日對應(yīng)的是時間軸上的兩天的時間，所以是時間；23.5km是運(yùn)動軌跡的長度，是路程，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯誤?！敬鸢浮浚築典例3物體沿兩個半徑為R的圓弧由A到C，則它的位移和路程分別為()A.R，A指向C；R B.R，A指向C；RC.R，A指向C；R D.R，A指向C；R【解析】：物體的位移大小為AC的長度，依據(jù)幾何關(guān)系可知：xAC＝＝R，方向由A指向C，路程為一個半圓周長和一個四分之三圓周長之和，即s＝＋×2πR＝R，故C正確?！敬鸢浮浚篊4.平均速度和瞬時速度典例4(多選)如圖所示，某賽車手在一次野外訓(xùn)練中，先用地圖計算出動身地A和目的地B的直線距離為9km，實(shí)際從A運(yùn)動到B用時5min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15km。當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)C時，車內(nèi)速度計指示的示數(shù)為150km/h，那么可以確定的是()A．整個過程中賽車的平均速度為180km/hB．整個過程中賽車的平均速度為108km/hC．賽車經(jīng)過路標(biāo)C時的瞬時速度為150km/hD．賽車經(jīng)過路標(biāo)C時速度方向?yàn)橛葾指向B【解析】：從A到B位移為9km，用時h，由平均速度定義式可得整個過程的平均速度為108km/h，故A錯，B對；速度計顯示的是瞬時速度大小，故C對；經(jīng)過C時速度的方向沿C點(diǎn)切線指向運(yùn)動方向，故D錯。【答案】：BC5.速度、速度變更量和加速度典例5(多選)若汽車的加速度方向與速度方向一樣，當(dāng)加速度減小時，則()A．汽車的速度也減小B．汽車的速度仍在增大C．當(dāng)加速度減小到零時，汽車靜止D．當(dāng)加速度減小到零時，汽車的速度達(dá)到最大【解析】：汽車的加速度方向與速度方向一樣，汽車在做加速運(yùn)動，故A錯誤，B正確。加速度減小，汽車速度的增加由快變慢，但速度仍在增加，當(dāng)加速度為零時，汽車做勻速運(yùn)動，速度達(dá)到最大，故C錯誤，D正確?！敬鸢浮浚築D考點(diǎn)二、解決運(yùn)動學(xué)問題的基本思路及留意細(xì)微環(huán)節(jié)1.勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律、公式和推論1．解決運(yùn)動學(xué)問題的基本思路化過程示意圖→推斷運(yùn)動性質(zhì)→選取正方向→選公式列方程→解方程并探討2.留意運(yùn)動學(xué)公式中正方向的規(guī)定一般規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颍c初速度同向的物理量取正值，反向的物理量取負(fù)值。若v0＝0，一般以a的方向?yàn)檎较?。典?如圖所示，光滑斜面AE被分成四個相等的部分，一物體從A點(diǎn)由靜止釋放，下列結(jié)論中正確的是()A．物體到達(dá)各點(diǎn)的速率:B．物體到達(dá)各點(diǎn)所經(jīng)驗(yàn)的時間比為:C．物體從A到E的平均速度:物體通過每一部分時，其速度增量是相等的。E.物體通過每一部分時，其速度增量是相等的。【答案】：ABC【解析】：假設(shè)物體運(yùn)動的加速度大小為，AB=BC=CD=DE=，A選項(xiàng)，分別選擇AB、AC、AD、AE作為探討過程，結(jié)合速位公式求物體經(jīng)過各點(diǎn)的速度大小。AB過程：AC過程：AD過程：AE過程:故：，A選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯誤。B選項(xiàng)，分別選擇AB、AC、AD、AE作為探討過程，假設(shè)物體從A運(yùn)動到B、C、D、E的時間分別為,選擇位移公式求的時間的大小關(guān)系。AB過程：AC過程：AD過程：AE過程：所以B選項(xiàng)正確。C選項(xiàng)：通過B選項(xiàng)的分析,可知B為AE段位移的中間時刻，中間時刻的瞬時速度等于物體的平均速度。方法總結(jié)：1、處理勻變速直線運(yùn)動的相關(guān)問題一般要依據(jù)先選擇合理的探討過程，再選擇合適的運(yùn)動學(xué)公式，兩步走的基本原則完成；2、在探討過程的選擇上要留意，假如物體做的是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動探討過程的選擇要充分利用物體初速度為0的這個特點(diǎn)進(jìn)行選擇；因此探討過程的選擇一般依據(jù)如圖所示的形式進(jìn)行選擇：即每一個探討過程要以初始點(diǎn)作為起點(diǎn)，這樣能簡化數(shù)學(xué)運(yùn)算過程；例2、某物塊由靜止起先以大小為a1的加速度做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過一段時間t0后，其加速度突然反向，且大小變?yōu)閍2；再經(jīng)過相同的時間t0,物塊恰好回到動身點(diǎn),且速度大小v2＝5m/s。求：(1)物塊的加速度變更時，其速度大小v1；(2)的大??；【答案】：2.51/3【解析】：如圖所示物體的運(yùn)動過程如圖所示：將AB作為探討過程結(jié)合平均速度公式得：將BCA作為探討過程結(jié)合平均速度公式得：聯(lián)立1、2式可得：V1=2.5m/s依據(jù)加速度的定義式：方法總結(jié)：當(dāng)物體經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)動是多個過程，而且每一個運(yùn)動過程的加速度大小和方向都是不同的；在探討過程的選擇上肯定要以加速度作為探討過程的分隔點(diǎn)進(jìn)行分段；這里講一點(diǎn)，不是以物體的速度作為過程的分割點(diǎn)；過程的選擇如圖所示；處理勻變速直線運(yùn)動的留意事項(xiàng)：1、解決勻變速直線運(yùn)動的問題的基本思路是先確定探討過程，再選擇合適的運(yùn)動學(xué)公式；2、在探討過程的選擇上肯定要留意依據(jù)物體的運(yùn)動特點(diǎn)不同而選擇合適的探討過程是特別關(guān)鍵的；典例1、2分別介紹兩種分段法是解決運(yùn)動學(xué)問題常見的分段模式；3、在對運(yùn)動學(xué)公式進(jìn)行選擇時，留意平均速度公式解題時是優(yōu)于其它的運(yùn)動學(xué)公式的，所以在條件允許的狀況下，一般優(yōu)先運(yùn)用平均速度公式；4、在對運(yùn)動學(xué)公式進(jìn)行應(yīng)用時，尤其是物體做往復(fù)運(yùn)動時，肯定要留意各物理量的矢量性；這一點(diǎn)在典例2中特別關(guān)鍵；考點(diǎn)三、解決勻變速直線運(yùn)動問題常用的六種方法典例應(yīng)用物體以肯定的初速度沖上固定的光滑斜面，斜面總長度為4m，到達(dá)斜面最高點(diǎn)C時速度恰好為零，如圖。已知物體運(yùn)動到距斜面底端3m處的B點(diǎn)時，所用時間為2s，求物體從B滑到C所用的時間?！窘馕觥浚悍椒ㄒ荒嫦蛩季S法物體向上勻減速沖上斜面，相當(dāng)于向下勻加速滑下斜面。設(shè)t＝2s故xBC＝eq\f(at\o\al(2,BC),2)，xAC＝eq\f(at＋tBC2,2)，又xBC＝eq\f(xAC,4)，由以上三式解得tBC＝t＝2s方法二基本公式法因?yàn)槲矬w沿斜面對上做勻減速運(yùn)動，設(shè)物體從B滑到C所用的時間為tBC，由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律可得veq\o\al(2,0)＝2axAC①veq\o\al(2,B)＝veq\o\al(2,0)－2axAB②xAB＝eq\f(3,4)xAC③由①②③解得vB＝eq\f(v0,2)④又vB＝v0－at⑤vB＝atBC⑥由④⑤⑥解得tBC＝t＝2s方法三位移比例法對于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，在連續(xù)相等的時間里通過的位移之比為x1∶x2∶x3∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)。因?yàn)閤CB∶xBA＝eq\f(xAC,4)∶eq\f(3xAC,4)＝1∶3，而通過xBA的時間為t，所以通過xBC的時間tBC＝t。方法四時間比例法對于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，通過連續(xù)相等的各段位移所用的時間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(eq\r(2)－1)∶(eq\r(3)－eq\r(2))∶…∶(eq\r(n)－eq\r(n－1))?，F(xiàn)將整個斜面分成相等的四段，如圖所示，設(shè)通過BC段的時間為tx，那么通過BD、DE、EA的時間分別為tBD＝(eq\r(2)－1)tx，tDE＝(eq\r(3)－eq\r(2))tx，tEA＝(2－eq\r(3))tx，又tBD＋tDE＋tEA＝t，解得tx＝t＝2s方法五中間時刻速度法利用推論：中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度，eq\x\to(v)AC＝eq\f(v0＋v,2)＝eq\f(v0,2)。又veq\o\al(2,0)＝2axAC，veq\o\al(2,B)＝2axBC，xBC＝eq\f(xAC,4)。由以上三式解得vB＝eq\f(v0,2)?？梢钥闯蓈B正好等于AC段的平均速度，因此B點(diǎn)是這段位移的中間時刻，因此有tBC＝t＝2s。方法六圖象法依據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，作出v-t圖象，如圖所示。利用相像三角形的規(guī)律，面積之比等于對應(yīng)邊平方比，得eq\f(S△AOC,S△BDC)＝eq\f(CO2,CD2)，且eq\f(S△AOC,S△BDC)＝eq\f(4,1)，OD＝t，OC＝t＋tBC。所以eq\f(4,1)＝eq\f(t＋tBC,t\o\al(2,BC))2，解得tBC＝t＝2s。答案：2s考點(diǎn)四、自由落體運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動1.三種常見運(yùn)動的規(guī)律分析2.豎直上拋運(yùn)動的兩種處理方法(1)分段法：上升過程的勻減速直線運(yùn)動和下降過程的自由落體運(yùn)動。(2)全程法：將全過程看成是初速度為v0，加速度a＝－g的勻變速直線運(yùn)動。3.豎直上拋運(yùn)動的三個對稱性(1)速度對稱：上升和下降過程經(jīng)過同一位置時速度等大反向。(2)時間對稱：上升和下降過程經(jīng)過同一段高度的上升時間和下降時間相等。(3)能量的對稱性：豎直上拋運(yùn)動物體在上升和下降過程中經(jīng)過同一位置時的動能、重力勢能及機(jī)械能分別相等。典例某校一課外活動小組自制一枚火箭，設(shè)火箭從地面放射后，始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動?；鸺c(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過4s到達(dá)離地面40m高處時燃料恰好用完，若不計空氣阻力，取g＝10m/s2，求：(1)燃料恰好用完時火箭的速度；(2)火箭上升離地面的最大高度；(3)火箭從放射到殘骸落回地面過程的總時間?！窘馕觥吭O(shè)燃料用完時火箭的速度為v1，所用時間為t1?；鸺纳仙\(yùn)動分為兩個過程，第一個過程為做勻加速直線運(yùn)動，其次個過程為做豎直上拋運(yùn)動至最高點(diǎn)。(1)對第一個過程有h1＝eq\f(v1,2)t1，代入數(shù)據(jù)解得v1＝20m/s。(2)對其次個過程有h2＝eq\f(veq\o\al(2,1),2g)，代入數(shù)據(jù)解得h2＝20m所以火箭上升離地面的最大高度h＝h1＋h2＝40m＋20m＝60m。(3)思路一分段法從燃料用完到運(yùn)動至最高點(diǎn)的過程中，由v1＝gt2，得t2＝eq\f(v1,g)＝eq\f(20,10)s＝2s從最高點(diǎn)落回地面的過程中h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,3)，而h＝60m，代入得t3＝2eq\r(3)s故總時間t總＝t1＋