2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第2講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第2講 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用一、勻變速直線運(yùn)動(dòng)1定義：沿著一條直線，且加速度不變的運(yùn)動(dòng)叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)2分類：3勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(1)三個(gè)基本公式速度公式：vv0at位移公式：xv0tat2位移速度關(guān)系式：v2v2ax(2)三個(gè)推論任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔(T)內(nèi)，位移之差是一個(gè)恒量，即xxxxxNxN1xaT2某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度：v.某段位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根，即.(3)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：(設(shè)T為等分時(shí)間間隔)1T末、2T末、3T末瞬時(shí)速度的比為：v1v2v3vn123n.1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)位移的比為：x1x2x3xn122232n2.第一個(gè)T內(nèi)、第二個(gè)T內(nèi)、第三個(gè)T內(nèi)位移的比為：xxxxN135(2N1)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間的比t1t2t3tn1(1)()()二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用1自由落體運(yùn)動(dòng)(1)定義：初速度為零，只在重力作用下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：vgt；hgt2v22gh2豎直上拋運(yùn)動(dòng)(1)定義：物體以初速度v0豎直向上拋出后，只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)(2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：vv0gthv0tgt2v2v2gh1(xx江蘇淮安市質(zhì)檢)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，在第5 s末的速度為10 m/s，則()A前10 s內(nèi)位移一定是100 mB前10 s內(nèi)位移不一定是100 mC加速度一定是2 m/s2D加速度不一定是2 m/s2解析：質(zhì)點(diǎn)在第5 s末的速度為瞬時(shí)速度，因不知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初速度，故無(wú)法確定其加速度大小，C錯(cuò)誤，D正確；質(zhì)點(diǎn)在前10 s內(nèi)一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，則前10 s內(nèi)的平均速度等于5 s未瞬時(shí)速度為10 m/s，前10 s內(nèi)的位移為100 m，故A正確，B錯(cuò)誤答案：AD2一個(gè)向正東方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在第3 s內(nèi)發(fā)生的位移為8 m，在第5 s內(nèi)發(fā)生的位移為5 m，則關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)加速度的描述正確的是()A大小為3 m/s2，方向?yàn)檎龞|方向B大小為3 m/s2，方向?yàn)檎鞣较駽大小為1.5 m/s2，方向?yàn)檎龞|方向D大小為1.5 m/s2，方向?yàn)檎鞣较蚪馕觯涸O(shè)第3 s內(nèi)、第5 s內(nèi)的位移分別為x3、x5，則：x5x32aT2，582a12， a1.5 m/s2，加速度的方向?yàn)檎鞣较?，D正確答案：D3一個(gè)物體從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)它在第1 s內(nèi)與第2 s內(nèi)的位移之比為x1x2，在走完第1 m時(shí)與走完第2 m時(shí)的速度之比為v1v2.以下說法正確的是()Ax1x213，v1v212Bx1x213，v1v21Cx1x214，v1v212Dx1x214，v1v21解析：由xxxxn135(2n1)知x1x213，由xat2知t1t21，又vat可得v1v21，B正確答案：B42011年11月29日上午，中國(guó)航母平臺(tái)第二次出海測(cè)試假設(shè)艦載飛機(jī)起跑時(shí)速度達(dá)到80 m/s就可以起飛，若要飛機(jī)在7.5 s內(nèi)達(dá)到起飛速度，則在理想狀況下飛機(jī)在航空母艦跑道上滑跑的加速度和甲板長(zhǎng)度大約分別是()A10.67 m/s2，150 mB10.67 m/s2，300 mC5.33 m/s2，300 m D5.33 m/s2，600 m解析：在理想狀態(tài)下飛機(jī)起飛前的加速運(yùn)動(dòng)可以理解為初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，由a10.67 m/s2，根據(jù)v2v2ax得x300 m，B正確答案：B5(xx武昌調(diào)研)一個(gè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在第3 s內(nèi)的位移為5 m，則下列說法正確的是()A物體在第3 s末的速度一定是6 m/sB物體的加速度一定是2 m/s2C物體在前5 s內(nèi)的位移一定是25 mD物體在第5 s內(nèi)的位移一定是9 m解析：考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段的平均速度，根據(jù)第3 s內(nèi)的位移為5 m，則2.5 s時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v5 m/s，2.5 s時(shí)刻即為前5 s的中間時(shí)刻，因此前5 s內(nèi)的位移為xvt5 m/s5 s25 m，C項(xiàng)對(duì)；由于無(wú)法確定物體在零時(shí)刻的速度以及勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度，故A、B、D項(xiàng)均錯(cuò)答案：C隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍愛生命某路段機(jī)動(dòng)車限速為15 m/s，一貨車嚴(yán)重超載后的總質(zhì)量為5.0104 kg，以15 m/s的速度勻速行駛發(fā)現(xiàn)紅燈時(shí)司機(jī)剎車，貨車即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為5 m/s2.已知貨車正常裝載后的剎車加速度大小為10 m/s2.(1)求此貨車在超載及正常裝載情況下的剎車時(shí)間之比(2)求此貨車在超載及正常裝載情況下的剎車距離分別是多大？(3)若此貨車不僅超載而且以vc20 m/s的速度超速行駛，則剎車距離又是多少？設(shè)此情形下剎車加速度大小仍為5 m/s2.解題的關(guān)鍵：求剎車時(shí)間和剎車距離其中的隱含條件是貨車的末速度為零規(guī)范解答： (1)此貨車在超載及正常裝載情況下的剎車時(shí)間之比為t1t2a2a121(2)方法一：設(shè)剎車時(shí)間為t，則t超載時(shí)：t1 s3 s正常裝載時(shí)：t2 s1.5 s設(shè)剎車距離為x，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式得xv0tat2超載時(shí)：x1v0t1a1t153 m532 m22.5 m正常裝載時(shí)：x2v0t2a2t151.5 m101.52 m11.25 m方法二：汽車剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至速度為零，可反向看成初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則超載時(shí)：x1a1t532 m22.5 m正常裝載時(shí)：x2a2t101.52 m11.25 m.方法三：設(shè)剎車距離為x，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式得0v2ax解得x超載時(shí)：x1 m22.5 m正常裝載時(shí)：x2 m11.25 m.(3)貨車在超載情況下又超速行駛，則剎車距離為x3 m40 m.利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式求解問題的技巧(1)正確判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)抓住一段運(yùn)動(dòng)過程，尋找x、x0、vt、a、t五個(gè)物理量中的已知量、相關(guān)量與待求量：解題的基本步驟：11：汽車從甲地由靜止出發(fā)，沿平直公路駛向乙地.010 s內(nèi)，汽車先以加速度a12 m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，2 s后汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，6 s時(shí)制動(dòng)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，10 s時(shí)恰好停止求：(1)汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小(2)10 s內(nèi)汽車運(yùn)行的位移(3)在滿足(1)、(2)問的加速度和位移的條件下、汽車從甲地到乙地的最短時(shí)間及運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度解析：(1)在2 s末由v1a1t1，解得v14 m/s，由v1a2t3，解得a21 m/s2.(2)由x1t1，解得x14 m，由x2v1t2，解得x216 m，由x3t3，解得x38 m，所以xx1x2x328 m.(3)汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，緊接著做勻減速運(yùn)動(dòng)，時(shí)間最短，速度最大，由a1t4a2t5，xtt解得tt4t52 s，vm m/s答案：(1)1 m/s2(2)28 m(3)2 s m/s(1)剎車類問題做勻減速運(yùn)動(dòng)到速度為零時(shí)，即停止運(yùn)動(dòng)，其加速度a也突然消失求解此類問題時(shí)應(yīng)先確定物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)間注意題目中所給的時(shí)間與實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系對(duì)末速度為零的勻減速運(yùn)動(dòng)也可以按其逆過程即初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)處理，切忌亂套公式(2)雙向可逆類的運(yùn)動(dòng)例如：一個(gè)小球沿光滑斜面以一定初速度v0向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后就會(huì)以原加速度勻加速下滑，整個(gè)過程加速度的大小、方向不變，所以該運(yùn)動(dòng)也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此求解時(shí)可對(duì)全過程列方程，但必須注意在不同階段v、x、a等矢量的正負(fù)號(hào)一輛汽車以10 m/s的速度沿平直的公路勻速前進(jìn)，因故緊急剎車，加速度大小為0.2 m/s2，則剎車后汽車在1 min內(nèi)通過的位移大小為()A240 mB250 mC260 m D90 m解析：因汽車剎車后一直做勻減速直到運(yùn)動(dòng)速度為零為止，所以t50 s，所以汽車剎車后在1 min內(nèi)通過的位移為xt250 m.答案：B找準(zhǔn)方法，遠(yuǎn)離剎車問題陷阱求解汽車剎車類問題時(shí)，一定要認(rèn)真分析清楚汽車的運(yùn)動(dòng)過程，一般都是先判斷剎車時(shí)間或剎車位移，即判定汽車在給定時(shí)間內(nèi)或位移內(nèi)是否已停止，千萬(wàn)不能亂套公式21：一質(zhì)點(diǎn)以一定初速度自一光滑斜面底端a點(diǎn)上滑，最高可到達(dá)b點(diǎn)，c是ab的中點(diǎn)，如圖所示，已知質(zhì)點(diǎn)從a至c需要的時(shí)間為t0，問它從c經(jīng)b再回到c，需要多少時(shí)間？解析：可將質(zhì)點(diǎn)看做由b點(diǎn)開始下滑的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知通過第二段相等位移ca的時(shí)間，求經(jīng)過位移bc所需時(shí)間的2倍則由v00的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在通過連續(xù)相等位移的時(shí)間比公式：tbctca1(1)得：tbc(1)t0，2tbc2(1)t0.答案：2(1)t0氣球以10 m/s的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個(gè)物體，經(jīng)17 s到達(dá)地面求物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度(g10 m/s2)甲解析：法一：(全程法)可將物體的運(yùn)動(dòng)過程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)題意畫出運(yùn)動(dòng)草圖如圖甲所示規(guī)定向下方向?yàn)檎?，則v010 m/s，g10 m/s2據(jù)hv0tgt2，則有h1017 m10172 m1 275 m所以物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度為 1 275 m.乙法二：(分段法)如圖乙將物體的運(yùn)動(dòng)過程分為AB和BD兩段來(lái)處理AB為豎直上拋運(yùn)動(dòng)，BD為自由落體運(yùn)動(dòng)在AB段，據(jù)豎直上拋規(guī)律可知此階段運(yùn)動(dòng)段時(shí)間為tAB s1 s由題意知tBD(171)s 16 s由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律hBDgt10162 m1 280 mhBCgt1012 m5 mhCDhBDhBC1 275 m.(1)自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律均可適用(2)豎直上拋問題的處理方法全程法將豎直上拋運(yùn)動(dòng)視為豎直向上的加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)分段法將全程分為兩個(gè)階段，即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段31：一礦井深為125 m，在井口每隔一定時(shí)間自由下落一個(gè)小球，當(dāng)?shù)?1個(gè)小球剛從井口下落時(shí)，第1個(gè)小球恰好到井底求：(1)相鄰兩個(gè)小球開始下落的時(shí)間間隔(2)這時(shí)第3個(gè)小球和第5個(gè)小球相隔的距離(g取10 m/s2)解析：小球下落的情況如圖所示(1)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，由開始起相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)位移比為135(2n1)，自由落體運(yùn)動(dòng)符合這一規(guī)律如圖所示，11個(gè)小球?qū)?25 m分成10段，設(shè)由上至下為x1、x2x10.hgt2t5 st0.5 s，又因?yàn)閠1t.(2)x1h1gt100.25 m1.25 m.第3個(gè)球與第5個(gè)球之間的距離為h7h8，而根據(jù)比例：h713x1，h815x1hh7h828h1281.25 m35 m.答案：0.535解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的常用方法運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的求解一般有多種方法，可從多種解法的對(duì)比中進(jìn)一步明確解題的基本思路和方法，從而提高解題能力.方法分析說明一般公式法一般公式法指速度公式、位移公式及推論三式它們均是矢量式，要注意方向平均速度法定義式對(duì)任何性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都適用，而(v0v)只適用勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度法利用“任一時(shí)間t中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間t內(nèi)的平均速度”即v只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)比例法對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)與末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，可利用比例關(guān)系求解逆向思維法把運(yùn)動(dòng)過程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”的反向研究問題的方法，一般用于末態(tài)已知的情況圖象法應(yīng)用vt圖象，可把較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問題解決，尤其是用圖象定性分析推論法xn1xnaT2T為連續(xù)相等的時(shí)間物體以一定的初速度沖上固定的光滑斜面，斜面總長(zhǎng)度為l，到達(dá)斜面最高點(diǎn)C時(shí)速度恰好為零，如圖已知物體運(yùn)動(dòng)到距斜面底端l處的B點(diǎn)時(shí)，所用時(shí)間為t，求物體從B滑到C所用的時(shí)間解析：方法一：逆向思維法物體向上勻減速?zèng)_上斜面，相當(dāng)于向下勻加速滑下斜面故xBC，xAC，又xBC，由以上三式解得tBCt.方法二：基本公式法因?yàn)槲矬w沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)物體從B滑到C所用的時(shí)間為tBC，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得v2axAC vv2axAB xABxAC 由解得vB 又vBv0at vBatBC由解得tBCt.方法三：比例法對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)相等的時(shí)間里通過的位移之比為x1x2x3xn135(2n1)因?yàn)閤CBxBA13，而通過xBA的時(shí)間為t，所以通過xBC的時(shí)間tBCt.方法四：中間時(shí)刻速度法利用推論：中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段位移的平均速度，AC.又v2axAC，v2axBC，xBC.由以上三式解得vB.可以看成vB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(shí)刻，因此有tBCt.方法五：圖象法根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，作出vt圖象，如圖所示利用相似三角形的規(guī)律，面積之比等于對(duì)應(yīng)邊平方比，得，且，ODt，OCttBC.所以，解得tBCt.答案： t1.關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的下列說法，正確的是()A勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度一定與時(shí)間成正比B勻減速直線運(yùn)動(dòng)就是加速度為負(fù)值的運(yùn)動(dòng)C勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間均勻變化D速度先減小再增大的運(yùn)動(dòng)一定不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)答案：C2運(yùn)動(dòng)著的汽車制動(dòng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)3.5 s停止，試問它在制動(dòng)開始后的1 s內(nèi)、2 s內(nèi)、3 s內(nèi)通過的位移之比為()A135B357C123 D356解析：畫示意圖如圖所示，把汽車從AE的末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，逆 過來(lái)轉(zhuǎn)換為從EA的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，來(lái)等效處理，由于逆過來(lái)前后，加速度相同，故逆過來(lái)前后的運(yùn)動(dòng)位移、速度時(shí)間均具有對(duì)稱性所以知汽車在相等時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移之比為135，把時(shí)間間隔分為0.5 s所以xDExCDxBCxAB181624，所以xABxACxAD356.故選項(xiàng)D正確答案：D3(xx上海單科)小球每隔0.2 s從同一高度拋出，做初速為6 m/s的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它們?cè)诳罩胁幌嗯龅谝粋€(gè)小球在拋出點(diǎn)以上能遇到的小球數(shù)為(取g10 m/s2)()A三個(gè) B四個(gè)C五個(gè) D六個(gè)解析：小球在拋點(diǎn)上方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t s1.2 s因每隔0.2 s在拋點(diǎn)拋出一個(gè)小球，因此第一個(gè)小球在1.2 s的時(shí)間內(nèi)能遇上n15個(gè)小球，故只有選項(xiàng)C正確答案：C4(xx黃岡質(zhì)檢)一質(zhì)量為m的滑塊在粗糙水平面上滑行，通過頻閃照片分析得知，滑塊在最開始2 s內(nèi)的位移是最后2 s內(nèi)位移的兩倍，且已知滑塊最開始1 s內(nèi)的位移為2.5 m，由此可求得()A滑塊的加速度為5 m/s2B滑塊的初速度為5 m/sC滑塊運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為3 sD滑塊運(yùn)動(dòng)的總位移為4.5 m解析：根據(jù)題意可知，滑塊做末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其逆運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t，加速度為 a，設(shè)逆運(yùn)動(dòng)最初2 s內(nèi)位移為x1，最后2 s內(nèi)位移為x2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x1a22；x2at2a(t2)2；且x22x1；2.5at2a(t1)2.聯(lián)系以上各式并代入數(shù)據(jù)可解得正確選項(xiàng)為C、D.答案：CD5(xx西安期終考試)酒后駕駛會(huì)導(dǎo)致許多安全隱患，是因?yàn)轳{駛員的反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)，反應(yīng)時(shí)間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間下表中“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離，“制動(dòng)距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設(shè)汽車制動(dòng)時(shí)的加速度大小都相同).速度(m/s)思考距離/m制動(dòng)距離/m正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.72512.525.054.2x分析上表可知，下列說法不正確的是()A駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況下多0.5 sB若汽車以20 m/s的速度行駛時(shí)，發(fā)現(xiàn)前方40 m處有險(xiǎn)情，酒后駕駛不能安全停車C汽車制動(dòng)時(shí)，加速度大小為10 m/s2D表中x為66.7解析：由表中數(shù)據(jù)，駕駛員正常反應(yīng)時(shí)間為0.5 s，酒后反應(yīng)時(shí)間為1.0 s，A正確；若汽車以20 m/s的速度行駛時(shí)，酒后制動(dòng)的距離為x146.7 m>40 m，B正確；由公式x1，a7.5 m/s2，C錯(cuò)誤；xvt(25) m66.7 m，D正確；本題選C.