高三物理二轮复习 第一篇 专题通关一 力与直线运动 1 匀变速直线运动课件.ppt

专题一力与直线运动第1讲匀变速直线运动 高考这样考 1 2013 广东高考 某航母跑道长200m 飞机在航母上滑行的最大加速度为6m s2 起飞需要的最低速度为50m s 那么 飞机在滑行前 需要借助弹射系统获得的最小初速度为 a 5m sb 10m sc 15m sd 20m s 解析 选b 对飞机的起飞过程 由运动学公式v2 v02 2ax 得v0 10m s b正确 2 2014 天津高考 质点做直线运动的速度 时间图像如图所示 该质点 a 在第1s末速度方向发生了改变b 在第2s末加速度方向发生了改变c 在前2s内发生的位移为零d 第3s末和第5s末的位置相同 解析 选d 由v t图像可以看出前2s内速度都为正值 说明速度的方向没有改变 a错误 1 3s内图线为一直线 说明质点的加速度不变 b错误 v t图像中图线与t轴包围的面积表示质点运动的位移 在前2s内发生的位移为2m 3 5s内合位移为0 表示第3s末和第5s末的位置相同 c错误 d对 3 多选 2013 新课标全国卷 如图 直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置 时间 x t 图线 由图可知 a 在时刻t1 a车追上b车b 在时刻t2 a b两车运动方向相反c 在t1 t2这段时间内 b车的速率先减少后增加d 在t1 t2这段时间内 b车的速率一直比a车的大 解析 选b c 由x t图像中直线a和曲线b的斜率及变化可知汽车a一直沿正方向做匀速直线运动 汽车b先沿正方向做速度越来越小的变速直线运动 速度为零以后再向负方向做速度越来越大的变速直线运动 其中t1 t2时刻a b两车处于同一位置 且在t1时刻 b车追上a车 所以选项a错 选项b对 t1 t2时间内汽车a一直做匀速运动 汽车b先减速后加速 故选项c对 选项d错 4 2015 山东高考 距地面高5m的水平直轨道上a b两点相距2m 在b点用细线悬挂一小球 离地高度为h 如图 小车始终以4m s的速度沿轨道匀速运动 经过a点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下 小车运动至b点时细线被轧断 最后两球同时落地 不计空气阻力 取重力加速度的大小g 10m s2 可求得h等于 a 1 25mb 2 25mc 3 75md 4 75m 解析 选a 小车由a运动到b的时间s 0 5s 两小球都做自由落体运动 5m gt2 h g t 0 5s 2 联立解得h 1 25m a正确 考情分析 主要题型 选择题计算题命题特点 1 考查角度 匀变速直线运动规律的应用能力 应用图像描述物体运动过程的能力 应用图像分析物体运动规律的能力 2 考查方式 一是以选择题的形式单独考查 二是融合在综合题中进行考查 主干回顾 要素扫描 1 匀变速直线运动规律 速度公式 位移公式 速度位移公式 中间时刻速度公式 v v0 at v2 v02 2ax 中间位置速度公式 相邻等时间段的位移差公式 初速度为零的匀变速直线运动的比例公式 x at2 2 运动图像 v t图像 纵坐标 表示 的大小和方向斜率 表示 的大小和方向与横轴围成的面积 表示 的大小和方向 x t图像 纵坐标 表示 的大小和方向斜率 表示 的大小和方向 速度 加速度 位移 位移 速度 热点考向1运动图像的应用 典例1 2015 孝感一模 物体由静止开始沿直线运动 其加速度随时间的变化规律如图所示 取开始运动方向为正方向 则物体运动的v t图像中正确的是 名师解读 1 命题立意 考查利用v t图像描述物体运动过程的能力 2 关键信息 由静止开始沿直线运动 a t关系图像 3 答题必备 根据加速度判断物体的运动性质 v v0 at 4 易错警示 加速度的方向周期性变化 误认为速度方向也是周期性变化而错选b 解析 选c 在0 1s内 a1 1m s2 物体从静止开始正向匀加速运动 速度图像是一条直线 1s末速度v1 a1t 1m s 在1 2s内 a2 1m s2 物体将仍沿正方向运动 但要减速 2s末时速度v2 v1 a2t 0 2 3s内重复0 1s内运动情况 3 4s内重复1 2s内运动情况 综上 选项c正确 典例2 2015 广东高考 甲 乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动 前1小时内的位移 时间图像如图所示 下列表述正确的是 a 0 2 0 5小时内 甲的加速度比乙的大b 0 2 0 5小时内 甲的速度比乙的大c 0 6 0 8小时内 甲的位移比乙的小d 0 8小时内 甲 乙骑行的路程相等 解题探究 1 位移 时间图像中 纵坐标之差表示 2 位移 时间图像中 斜率表示 3 位移 时间图像中 倾斜直线表示 运动 位移 速度 匀速直线 解析 选b 题图为s t图像 图像的斜率表示速度 根据图像可知0 2 0 5小时内 甲 乙都做匀速直线运动 加速度都为0 甲的斜率比乙大 所以甲的速度大于乙的速度 a错误 b正确 0 6 0 8小时内 甲的位移是 5km 乙的位移是 3km c错误 0 8小时内甲 乙的位移相同 但是路程不一样 d错误 规律总结 图像问题要四看一注意 1 看坐标轴 看清坐标轴所表示的物理量 明确因变量 纵轴表示的量 与自变量 横轴表示的量 之间的制约关系 2 看图像 识别两个相关量的变化趋势 从而分析具体的物理过程 3 看纵坐标 斜率 和 面积 v t图像中根据坐标值 斜率 和 面积 可分析速度 加速度和位移的大小 方向特点 x t图像中根据坐标值 斜率 可分析位移 速度的大小 方向特点 4 看交点 明确图线与图线的交点 图线与坐标轴的交点的物理意义 5 一注意 利用v t图像分析两个物体的运动时 要注意两个物体的出发点 即注意它们是从同一位置出发 还是从不同位置出发 若从不同位置出发 要注意出发时两者的距离 题组过关 1 2015 怀化二模 以相同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时 一个物体所受空气阻力可以忽略 另一个物体所受空气阻力大小恒定不变 下列用虚线和实线描述两物体运动过程的v t图像可能正确的是 解析 选b 不计空气阻力时 物体的加速度恒定 物体先向上做匀减速运动 然后向下做匀加速运动 加速度相等 图线为一倾斜直线 考虑空气阻力时 物体上升的加速度大小a 下降时的加速度大小a 可知a g a 则下落的加速度小于上升的加速度 则上升时图线的斜率绝对值大于下落时图线的斜率绝对值 故b正确 a c d错误 2 2015 乐山一模 甲 乙两质点同时沿同一直线运动 速度随时间变化的v t图像如图所示 关于两质点的运动情况 下列说法正确的是 a 在t 0时 甲 乙的运动方向相同b 在0 t0内 乙的加速度先增大后减小c 在0 2t0内 乙的平均速度等于甲的平均速度d 若甲 乙从同一位置出发 则t0时刻相距最远 解析 选d t 0时 甲沿正方向运动 乙沿负方向运动 甲 乙运动方向相反 选项a错误 0 t0内 乙的斜率逐渐减小 所以乙的加速度逐渐减小 选项b错误 在0 2t0内 甲的平均速度等于v0 乙的平均速度小于v0 选项c错误 若甲 乙从同一位置出发 甲 乙先做相背运动 而后乙反向追赶甲 t0时刻之前 甲快乙慢 相距越来越远 t0时刻之后 乙快甲慢 越追越近 所以t0时刻相距最远 选项d正确 3 多选 2013 四川高考 甲 乙两物体在t 0时刻经过同一位置沿x轴运动 其v t图像如图所示 则 a 甲 乙在t 0到t 1s之间沿同一方向运动b 乙在t 0到t 7s之间的位移为零c 甲在t 0到t 4s之间做往复运动d 甲 乙在t 6s时的加速度方向相同 解析 选b d 在t 0到t 1s之间 甲沿正方向运动 而乙先沿负方向运动 再沿正方向运动 故选项a错误 在t 0到t 7s之间 乙在t上方所围面积与下方所围面积相等 则t 0到t 7s之间的位移为零 故选项b正确 甲在t 0到t 4s之间速度是正值 则甲沿正方向运动 故选项c错误 甲 乙在t 6s时的加速度方向都与正方向相反 故选项d正确 加固训练 将一弹性塑料球从距地面高度为h1处由静止释放 小球与地面碰撞后弹回到高度为h2处 设这一过程中空气阻力的大小恒定 不考虑小球与地面碰撞的时间及损失的动能 以向下为正方向 下列图像大致能反映该过程的是 解析 选b 弹性塑料球下落过程的加速度小于上升过程的加速度 且上升和下落过程的加速度方向相同 选项c d错误 弹性塑料球下落和上升过程的速度方向相反 选项a错误 b正确 热点考向2匀变速直线运动规律的应用 典例3 9分 2014 海南高考 短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段 一次比赛中 某运动员用11 00s跑完全程 已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7 5m 求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离 拿分策略 1 加速度的计算 2 加速阶段通过距离的计算 抓住关键信息 寻求突破 围绕两条信息列方程 按照过程列方程 就能拿到7分 若能正确解方程求出结果再拿下2分 则得满分9分 解析 根据题意 在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动 设运动员在匀加速阶段的加速度为a 在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2 由运动学规律得 s1 1分 s1 s2 a 2t0 2 2分 t0 1s 求得a 5m s2 1分 设运动员做匀加速运动的时间为t1 匀速运动的时间为t2 匀速运动的速度为v 跑完全程的时间为t 全程的距离为s 依题意及运动学规律 得 t t1 t2 1分 v at1 1分 s 2分 设匀加速阶段通过的距离为s 则s 求得s 10m 1分 答案 5m s210m 典例4 2015 宁波一模 倾角为 30 的长斜坡上有c o b三点 co ob s 在o点竖直地固定一长为s的直杆ao a端与c点间和坡底b点间各连有一光滑的钢绳 且各穿有一钢球 视为质点 将两球从a点同时由静止释放 分别沿两钢绳滑到钢绳末端 如图所示 不计一切阻力影响 则小球在钢绳上滑行的时间tac tab为 a 1 1b 1c 1 d 1 解题探究 1 两小球沿钢绳滑下 做 运动 2 根据x at2计算小球的运动时间需首先确定两个量 初速度为零的匀加速直线 位移 加速度 解析 选a 由几何知识可知 oac 60 oab 30 xac s xab s 钢球在ac上运动时 加速度aac gcos oac g 在ab上运动时 加速度aab gcos oab g 根据xac aactac2 xab aabtab2 可得 tac tab 1 1 选项a正确 迁移训练 迁移1 改变轨道 典例4 中 若将直杆竖直固定在水平面上 保持两钢绳与直杆的夹角不变 两球仍从a点同时由静止释放 沿钢绳滑到钢绳末端 则小球在钢绳上滑行的时间tac tab为多少 解析 由题意 仍有 oac 60 oab 30 ao的长度为s 则xac 2s xab 钢球在ac上运动时 加速度aac gcos oac g 在ab上运动时 加速度aab gcos oab g 根据可得tac tab 1答案 1 迁移2 改变小球受力情况 典例4 中若两小球质量相等且均带上电量为q的正电荷 并在其运动的空间加上场强为e的竖直向下的匀强电场 则小球在钢绳上滑行的时间tac tab为多少 解析 加电场后 仍有 oac 60 oab 30 xac s xab s钢球在ac上运动时aac 在ab上运动时aab 根据可得tac tab 1 1答案 1 1 迁移3 改变考查角度在 典例4 中 画出两个小球的运动的v t图像 解析 沿ac绳下滑的小球 根据vc2 2aacxac 末速度 vc 运动时间 tac 沿ab绳下滑的小球 根据vb2 2aabxab 末速度 vb 运动时间 tb 它们的v t图像如图所示 答案 见解析 加固训练 多选 小明同学在某时刻开始计时 观察一个正在做匀加速直线运动的物体 现只测出了该物体在第1个t秒内及第n个t秒内的位移 则下列说法正确的是 a 能求出物体任一时刻的速度b 不能求出物体任一时刻的速度c 能求出物体任一时间内的位移d 能求出物体的加速度 解析 选a c d 设第1个t秒内的位移为x1 第n个t秒内的位移为xn 则由xn x1 n 1 at2可求得a d正确 第1个t秒中间时刻的速度为 再由v v0 at可求得任一时刻的速度 a正确 b错误 由x v0t at2可以求出物体在任一时间内的位移 c正确 热点考向3刹车和追及相遇问题 典例5 2015 黄石一模 目前我国高铁常使用自动闭塞法行车 自动闭塞法是通过信号机将行车区间划分为若干个闭塞分区 每个闭塞分区的首端设有信号灯 如图所示 列车向右行驶 当前一闭塞分区有列车b停车时信号灯显示红色 表示此闭塞分区有车辆停车 后一个闭塞分区显示黄色 表示要求车辆制动减速 其他闭塞分区显示绿色 表示车辆可以正常运行 假设列车a制动时所受总阻力为重力的0 1倍 不考虑反应时间 g取10m s2 求 1 如果信号系统发生故障 列车a的运行速度是30m s 司机看到停在路轨上的列车b才开始刹车 要使列车不发生追尾 则列车a的司机可视距离不得少于多少 2 如果信号系统正常 司机可视距离取问题 1 中的可视距离 列车设计运行速度为252km h 当司机看到黄灯开始制动 到红灯处停车 则每个闭塞分区至少需多长 解题探究 1 问题 1 中 刹车距离与可视距离之间有什么关系 提示 可视距离应大于刹车距离 2 问题 2 中 刹车距离与闭塞分区长度之间有什么关系 提示 刹车距离应小于闭塞分区长度与可视距离的和 解析 1 列车a制动时所受总阻力为重力的0 1倍 由牛顿第二定律得 加速度大小为 a 1m s2 如果发生信号故障 要使列车不发生追尾 则列车制动距离不得大于可视距离 由运动学公式得 x 450m 即列车a的司机可视距离不得少于450m 2 当运行速度为 v 252km h 70m s时 制动距离为 x 2450m 信号正常 当司机看到黄灯开始制动 到红灯处停车 每个闭塞分区的最小长度为 x x 2450m 450m 2000m 答案 1 450m 2 2000m 题组过关 1 多选 甲 乙两辆汽车从同一地点出发 向同一方向行驶 它们的v t图像如图所示 下列判断正确的是 a 在t1时刻前 乙车始终在甲车的前面b 在t1时刻前 乙车的速度始终比甲车的大c 在t1时刻前 乙车的速度始终比甲车增加得快d 在t1时刻两车第一次相遇 解析 选a b 两车从同一地点出发 在t1时刻前的各个时刻 乙车的速度大于甲车的速度 故乙车始终在甲车的前面 选项a b正确 d错误 在两车开始运动后的一段时间内 乙车的速度增加得比甲车的快 后来乙车的速度增加得比甲车的慢 选项c错误 2 多选 一只气球以10m s的速度匀速上升 某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石子以20m s的初速度竖直上抛 若g取10m s2 不计空气阻力 则以下说法正确的是 a 石子一定能追上气球b 石子一定追不上气球c 若气球上升速度等于9m s 其余条件不变 则石子在抛出后1s末追上气球d 若气球上升速度等于7m s 其余条件不变 则石子在到达最高点时追上气球 解析 选b c 以气球为参考系 石子的初速度为10m s 石子做匀减速运动 当速度减为零时 石子与气球之间的距离缩短了5m 还有1m 石子追不上气球 故a错误 b正确 若气球上升速度等于9m s 其余条件不变 1s末石子与气球之间的距离恰好缩短了6m 石子能追上气球 所以c正确 若气球上升速度等于7m s 9m s 石子会在1s内追上气球 而石子要在2s末才会到达最高点 故d错误 3 2015 中山二模 足球比赛中 经常使用 边路突破 下底传中 的战术 即攻方队员带球沿边线前进 到底线附近进行传中 某足球场长90m 宽60m 攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出 足球的运动可视为在地面上做初速度为12m s的匀减速直线运动 加速度大小为2m s2 试求 1 足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大 2 足球开始做匀减速直线运动的同时 该前锋队员沿边线向前追赶足球 他的启动过程可以视为初速度为0 加速度为2m s2的匀加速直线运动 他能达到的最大速度为8m s 该前锋队员至少经过多长时间能追上足球 解析 1 已知足球的初速度为v1 12m s 加速度大小为a1 2m s2 根据v12 2a1x1 位移为 x1 36m 足球做匀减速运动的时间为 t1 6s 2 已知前锋队员的加速度为a2 2m s2 最大速度为v2 8m s 前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为 t2 4s x2 t2 16m 之后前锋队员做匀速直线运动 到足球停止运动时 其位移为 x3 v2 t1 t2 16m 由于x2 x3 x1 故足球停止运动时 前锋队员没有追上足球 然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球 利用公式x1 x2 x3 v2t3 得 t3 0 5s 前锋队员追上足球的时间t t1 t3 6 5s 答案 1 36m 2 6 5s 加固训练 一步行者以6 0m s的速度跑去追赶被红灯阻停的公交车 在跑到距公交车25m处时 绿灯亮了 公交车以1 0m s2的加速度匀加速启动前进 则 a 人能追上公交车 追赶过程中人跑了36mb 人不能追上公交车 人 车最近距离为7mc 人能追上公交车 追上车前人共跑了43md 人不能追上公交车 且车开动后 人车距离越来越远 解析 选b 在人跑到距公交车25m处时 绿灯亮了 公交车以1 0m s2的加速度匀加速启动前进 当公交车加速到6 0m s时二者相距最近 公交车加速到6 0m s所用时间t 6s 人运动距离为6 6m 36m 公交车运动距离为 6m