2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)提升核心素養(yǎng) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用（原卷版）.docx

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1.2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)的基本規(guī)律及應(yīng)用1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)沿著一條直線且加速度不變的運(yùn)動(dòng)．如圖所示，v－t圖線是一條傾斜的直線．2．勻變速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)基本規(guī)律(1)速度與時(shí)間的關(guān)系式：v＝v0＋at.(2)位移與時(shí)間的關(guān)系式：x＝v0t＋at2.3．位移的關(guān)系式及選用原則(1)x＝t，不涉及加速度a；(2)x＝v0t＋at2，不涉及末速度v；(3)x＝，不涉及運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律解題技巧1．基本思路→→→→2．正方向的選定無論是勻加速直線運(yùn)動(dòng)還是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，通常以初速度v0的方向?yàn)檎较?；?dāng)v0＝0時(shí)，一般以加速度a的方向?yàn)檎较颍俣取⒓铀俣?、位移的方向與正方向相同時(shí)取正，相反時(shí)取負(fù)．3．解決勻變速運(yùn)動(dòng)的常用方法(1)逆向思維法：對于末速度為零的勻減速運(yùn)動(dòng)，采用逆向思維法，可以看成反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．(2)圖像法：借助v－t圖像(斜率、面積)分析運(yùn)動(dòng)過程．兩種勻減速直線運(yùn)動(dòng)的比較1．剎車類問題(1)其特點(diǎn)為勻減速到速度為零后停止運(yùn)動(dòng)，加速度a突然消失．(2)求解時(shí)要注意確定實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間．(3)如果問題涉及最后階段(到停止)的運(yùn)動(dòng)，可把該階段看成反向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．2．雙向可逆類問題(1)示例：如沿光滑固定斜面上滑的小球，到最高點(diǎn)后仍能以原加速度勻加速下滑，全過程加速度大小、方向均不變．學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 (2)注意：求解時(shí)可分過程列式也可對全過程列式，但必須注意x、v、a等矢量的正負(fù)號(hào)及物理意義．例題1.以72km/h的速度在平直公路上行駛的汽車,遇到緊急情況而急剎車獲得大小為4m/s2的加速度,則剎車6s后汽車的速度為(　　)A.44m/s　　　　B.24m/s　　　　C.4m/s　　　　D.0一輛汽車在平直公路上勻速行駛,速度大小為v0=10m/s,關(guān)閉油門后汽車的加速度大小為2m/s2。求:(1)關(guān)閉油門后到汽車位移x=24m所經(jīng)歷的時(shí)間t1;(2)關(guān)閉油門后t2=10s內(nèi)汽車滑行的距離。在研究某公交車的剎車性能時(shí)，讓公交車沿直線運(yùn)行到最大速度后開始剎車，公交車開始剎車后位移與時(shí)間的關(guān)系滿足x＝16t－t2(物理量均采用國際制單位)，下列說法正確的是(　　)A．公交車運(yùn)行的最大速度為4m/sB．公交車剎車的加速度大小為1m/s2C．公交車從剎車開始10s內(nèi)的位移為60mD．公交車剎車后第1s內(nèi)的平均速度為15m/s勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論及應(yīng)用(1)平均速度公式：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)初、末時(shí)刻速度矢量和的一半，還等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．即：＝＝.此公式可以求某時(shí)刻的瞬時(shí)速度．(2)位移差公式：連續(xù)相等的相鄰時(shí)間間隔T內(nèi)的位移差相等．即：Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT2.不相鄰相等的時(shí)間間隔T內(nèi)的位移差xm－xn＝(m－n)aT2，此公式可以求加速度．(3)位移中點(diǎn)速度＝.例題2.(多選)固定的光滑斜面的長度為L，一物體自斜面頂端由靜止開始勻加速滑至底端，經(jīng)歷的時(shí)間為t，則下列說法正確的是(　　)A．物體運(yùn)動(dòng)全過程中的平均速度是B．物體在時(shí)的瞬時(shí)速度是C．物體運(yùn)動(dòng)到斜面中點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度是D．物體從頂端運(yùn)動(dòng)到斜面中點(diǎn)所需的時(shí)間是學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 物體以初速度v0做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，第1s內(nèi)通過的位移為x1＝3m，第2s內(nèi)通過的位移為x2＝2m，又經(jīng)過位移x3物體的速度減小為0，則下列說法中不正確的是(　　)A．加速度a的大小為1m/s2B．初速度v0的大小為2.5m/sC．位移x3的大小為mD．位移x3內(nèi)的平均速度大小為0.75m/s一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，先后經(jīng)過相距為x的A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為v和7v，從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則下列說法不正確的是(　　)A．經(jīng)過AB中點(diǎn)的速度為4vB．經(jīng)過AB中間時(shí)刻的速度為4vC．通過前位移所需時(shí)間是通過后位移所需時(shí)間的2倍D．前時(shí)間通過的位移比后時(shí)間通過的位移少1.5vt初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的四個(gè)重要比例式(1)T末、2T末、3T末、…、nT末的瞬時(shí)速度之比為v1∶v2∶v3∶…∶vn＝1∶2∶3∶…∶n.(2)前T內(nèi)、前2T內(nèi)、前3T內(nèi)、…、前nT內(nèi)的位移之比為x1∶x2∶x3∶…∶xn＝1∶4∶9∶…∶n2.(3)第1個(gè)T內(nèi)、第2個(gè)T內(nèi)、第3個(gè)T內(nèi)、…、第n個(gè)T內(nèi)的位移之比為xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xN＝1∶3∶5∶…∶(2n－1)．(4)從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(－1)∶(－)∶…∶(－)．例題3.(多選)如圖所示，光滑斜面AE被分為四個(gè)相等的部分，一物體從A點(diǎn)由靜止釋放，它沿斜面向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，依次通過B、C、D點(diǎn)，最后到達(dá)底端E點(diǎn)．下列說法正確的是(　　)A．物體通過各點(diǎn)的瞬時(shí)速度之比為vB∶vC∶vD∶vE＝1∶∶∶2B．通過各段所用的時(shí)間之比tAB∶tBC∶tCD＝1∶∶C．物體由A點(diǎn)到各點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間之比為tB∶tC∶tD∶tE＝1∶∶∶2D．下滑全程的平均速度＝vB(多選)如圖所示，一冰壺以速度v學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 垂直進(jìn)入三個(gè)完全相同的矩形區(qū)域做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，且剛要離開第三個(gè)矩形區(qū)域時(shí)速度恰好為零，則冰壺依次進(jìn)入每個(gè)矩形區(qū)域時(shí)的速度之比和穿過每個(gè)矩形區(qū)域所用的時(shí)間之比分別是(　　)A．v1∶v2∶v3＝3∶2∶1B．v1∶v2∶v3＝∶∶1C．t1∶t2∶t3＝1∶∶D．t1∶t2∶t3＝(－)∶(－1)∶1如圖為港珠澳大橋上四段110m的等跨鋼箱連續(xù)梁橋，若汽車從a點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過ab段的時(shí)間為t，則(　　)A．通過cd段的時(shí)間為tB．通過ce段的時(shí)間為(2－)tC．a(chǎn)e段的平均速度等于c點(diǎn)的瞬時(shí)速度D．a(chǎn)c段的平均速度等于b點(diǎn)的瞬時(shí)速度自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)1.自由落體運(yùn)動(dòng)(1)條件：物體只受重力，從靜止開始下落.(2)基本規(guī)律①速度公式：v＝gt.②位移公式：x＝gt2.③速度位移關(guān)系式：v2＝2gx.(3)伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究①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(jié)論.②伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法是邏輯推理―→猜想與假設(shè)―→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證―→合理外推.這種方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)結(jié)合起來.2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)(1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：初速度方向豎直向上，加速度為g，上升階段做勻減速運(yùn)動(dòng)，下降階段做自由落體運(yùn)動(dòng).(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻變速直線運(yùn)動(dòng).(3)基本規(guī)律①速度公式：v＝v0－gt；學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 ②位移公式：x＝v0t－gt2.例題4.如圖所示木桿長5m，上端固定在某一點(diǎn)，由靜止放開后讓它自由落下(不計(jì)空氣阻力)，木桿通過懸點(diǎn)正下方20m處的圓筒AB，圓筒AB長為5m，取g＝10m/s2，求：(1)木桿通過圓筒的上端A所用的時(shí)間t1；(2)木桿通過圓筒AB所用的時(shí)間t2.氣球下掛一重物，以v0＝10m/s勻速上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)離地面高175m處時(shí)，懸掛重物的繩子突然斷裂，那么重物再經(jīng)多長時(shí)間落到地面？落地速度多大？(空氣阻力不計(jì)，g取10m/s2)(多選)從高為20m的位置以20m/s的初速度豎直上拋一物體，g取10m/s2，當(dāng)物體到拋出點(diǎn)距離為15m時(shí)，所經(jīng)歷的時(shí)間可能是(　　)A．1sB．2sC．3sD．(2＋)s將“多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)”轉(zhuǎn)化為“一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)”將幾個(gè)物體的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)放在一起進(jìn)行研究，彼此間可能會(huì)產(chǎn)生干擾，這樣遠(yuǎn)沒有研究一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)那么直接明了，如果能將多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)等效為一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，自然會(huì)簡化研究過程．例題5.取一根長2m左右的細(xì)線，5個(gè)鐵墊圈和一個(gè)金屬盤，在線端系上第一個(gè)墊圈，隔12cm再系一個(gè)，以后墊圈之間的距離分別是36cm、60cm、84cm，如圖所示．站在椅子上，向上提起線的上端，讓線自由垂下，且第一個(gè)墊圈緊靠放在地上的金屬盤，松手后開始計(jì)時(shí)，若不計(jì)空氣阻力，則第2、3、4、5各墊圈(　　)學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 A．落到盤上的聲音時(shí)間間隔越來越大B．落到盤上的聲音時(shí)間間隔相等C．依次落到盤上的速率關(guān)系為12D．依次落到盤上的時(shí)間關(guān)系為1(－1)(－)(2－)從斜面上某一位置每隔0.1s釋放一顆小球，在連續(xù)釋放幾顆后，對斜面上正在運(yùn)動(dòng)著的小球拍下部分照片，如圖所示．現(xiàn)測得AB＝15cm，BC＝20cm，已知小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且加速度大小相同．求：(1)小球的加速度大??；(2)拍攝時(shí)B球的速度大??；(3)D、C兩球相距多遠(yuǎn)；(4)A球上面正在運(yùn)動(dòng)著的小球共有幾顆．如圖，滴水法測重力加速度，讓水滴自水龍頭滴下，在水龍頭正下方放一個(gè)深度可忽略不計(jì)的盤，讓水一滴一滴地滴下。調(diào)節(jié)水龍頭，使第一滴水碰到盤的瞬間第二滴水正好從水龍頭口開始下落，并且能依次持續(xù)下去。先用刻度尺測出水龍頭口距盤面的高度h，再測出每滴水下落的時(shí)間。具體方法是：當(dāng)聽到某一滴水滴落在盤上的同時(shí)，開啟停表開始計(jì)時(shí)，之后每落下一滴水依次數(shù)1、2、3……，當(dāng)數(shù)到n時(shí)按下停表停止計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)總時(shí)間為T，忽略空氣阻力則當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椋ā　。〢．B．C．D．1.學(xué)科網(wǎng)（北京）股份有限公司 在研究某公交車的剎車性能時(shí)，讓公交車沿直線運(yùn)行到最大速度后開始剎車，公交車開始剎車后位移與時(shí)間的關(guān)系滿足x＝16t－t2(物理量均采用國際制單位)，下列說法正確的是(　　)A．公交車運(yùn)行的最大速度為4m/sB．公交車剎車的加速度大小為1m/s2C．公交車從剎車開始10s內(nèi)的位移為60mD．公交車剎車后第1s內(nèi)的平均速度為15m/s2.假設(shè)某次深海探測活動(dòng)中，“蛟龍?zhí)枴蓖瓿珊５卓瓶既蝿?wù)后豎直上浮，從上浮速度為v時(shí)開始勻減速并計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t，“蛟龍?zhí)枴鄙细〉胶Ｃ?，速度恰好減為零，則“蛟龍?zhí)枴痹趖0(t0