高考物理 艺体生文化课百日冲刺 专题1 直线运动.doc

专题1 直线运动【命题趋势探秘】命题规律考查内容运动学图象匀变速直线运动规律及应用自由落体与竖直上抛运动追及与相遇问题考查热度考查题型选择题、填空题选择题、填空题、计算题选择题选择题所占分值46分410分46分46分命题趋势1. 考查对对速度时间图象和位移时间图象的理解及速度时间图象的应用2. 考查对匀变速直线运动公式规律的理解和应用，并应用这些规律解决追及和相遇问题3.考查匀变速直线运动规律在自由落体和竖直上抛运动中的应用【高频考点聚焦】考点1 运动学图象【基础知识梳理】1位移时间图象（1）图象的意义反映了做直线运动的物体随变化的规律。（2）两种特殊的图象图象是一条平行于时间轴的直线，说明物体处于状态。图象是一条倾斜直线，说明物体处于状态。2.速度时间图象（1）图象的意义反映了做直线运动的物体的随时间变化的规律。（2）两种特殊的图象若图象是与横轴平行的直线，说明物体做。若图象是一条倾斜的直线，说明物体做。【参考答案】位置坐标 时间 静止 匀速直线运动 速度 匀速直线运动 匀变速直线运动 【核心考点讲练】相同的图线在不同性质的运动图象中含义截然不同，下面我们做一全面比较(见下表)。图象图象图象图象图象实例图线含义图线表示质点做匀速直线运动(斜率表示速度v)图线表示质点做匀加速直线运动(斜率表示加速度a)图线表示质点做加速度逐渐增大的直线运动图线表示质点静止图线表示质点做匀速直线运动图线表示质点做匀变速直线运动图线表示质点向负方向做匀速直线运动图线表示质点做匀减速直线运动图线表示质点做加速度减小的直线运动交点表示此时三个质点相遇交点表示此时三个质点有相同的速度交点表示此时三个质点有相同的加速度点表示时刻质点位移为(图中阴影部分的面积没有意义)点表示时刻质点速度为(图中阴影部分面积表示质点在0时间内的位移)点表示时刻质点加速度为(图中阴影部分面积表示质点在0时间内的速度变化量)【典例1】（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3所示。下列表述正确的是a0.2-0.5小时内，甲的加速度比乙的大b0.2-0.5小时内，甲的速度比乙的大c0.6-0.8小时内，甲的位移比乙的小d0.8小时内，甲、乙骑行的路程相等【解析】该题图像为位移-时间图像，图像斜率大小代表速度大小，分析各段甲乙运动情况：00.2h内均做匀速直线运动，速度相等，加速度均为0，选项a错误 ；在0.20.5h内做匀速直线运动，甲的速度大于乙的速度，加速度均为0 ，选项b正确；在0.50.6h内均静止，在0.60.8h内均做匀速直线运动，但甲的速度大于乙的速度，加速度均为0，甲的位移是-5km，大小是5km,乙的位移是-3km，大小为3km，选项c错误 ；整个0.8h内，甲的路程是15km ,乙的路程是11km , 选项d错误。【答案】b【典例2】（2015福建高考）一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的v-t图像如图所示，求：（1） 摩托车在0-20s这段时间的加速度大小a；（2） 摩托车在0-75s这段时间的平均速度大小。【解析】（1）由图知，在0-20s内做匀加速运动，根据，可求加速度a=1.5m/s2；（2）根据v-t图像与坐标轴围面积表示位移可求在0-75s时间内位移为x=1500m，所以平均速度为【答案】（1）1.5m/s2 （2）20 m/s【解题技巧点拨】遇到图象问题，先看纵坐标，明确是什么图象，按照先定性后定量的思路。图象的每一段，根据图象的曲直，倾斜方向，斜率大小，拐点物理意义等方面逐一判断。 考点2匀变速直线运动规律及应用【基础知识梳理】1匀变速直线运动(1)定义：沿着一条直线，且 不变的运动。(2)分类：匀加速直线运动，与方向 。匀减速直线运动，与方向相反。2匀变速直线运动的规律(1)速度公式： (2)位移公式： (3)速度位移关系式： 。3匀变速直线运动的两个重要推论(1)，即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到. (2) ,某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。 ，某段位移的中间位置的瞬时速度不等于该段位移内的平均速度。可以证明，无论匀加速还是匀减速，都有。4初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论(1)1t末，2t末，3t末瞬时速度之比为：123。(2)1t内，2t内，3t内位移之比为： 。(3)第一个内，第二个内，第三个内，第个内的位移之比为：135。(4)通过连续相等的位移所用时间之比为： =.【参考答案】加速度 相同 12232n2 【核心考点讲练】1.运动学公式中加速度正、负号的规定：直线运动可以用正、负号表示矢量的方向，一般情况下，我们规定初速度的方向为正方向，与初速度同向的物理量取正值，反向的物理量取负值，当时，一般以a的方向为正方向。2.含有往返运动的匀变速直线运动的处理：物体先做匀减速直线运动，速度减为零后又反向做匀加速直线运动，全程加速度不变，对这种情况可以将全程看做匀变速直线运动，应用基本公式求解。3.解决运动学问题的基本思路4.多过程匀变速直线运动的处理方法多过程的匀变速直线运动，注意分段应用匀变速直线运动的规律列方程的解题策略，这就是数学中的分段函数思想在物理中的应用。注意设而不解的解题策略，解题过程中设一些未知量，通过加、减或乘、除消元的方法得出需要求得的量。【典例1】（2015江苏高考）如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5s和2s。关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度由静止加速到2m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是a关卡2 b关卡3 c关卡4 d关卡5【解析】由题意知，该同学先加速后匀速，速度增大到2m/s用时t1=1s，在加速时间内通过的位移，t2=4s，x2=vt2=8m，已过关卡2， t3=2s时间内x3=4m，关卡打开，t4=5s，x4=vt4=10m，此时关卡关闭，距离关卡4还有1m，到达关卡4还需t5=1/2s，小于2s，所以最先挡在面前的是关卡4，故c正确。【答案】c【典例2】（2015四川高考）严重的雾霾天气，对国计民生已造成了严重的影响，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源，“铁腕治污”已成为国家的工作重点，地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放。若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达到最高速度72km/h，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1106n，匀速阶段牵引力的功率为6103kw，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。（1）求甲站到乙站的距离；（2）如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气体污染物的质量。（燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3106克）【解析】（1）根据匀变速直线运动规律可知，地铁列车匀加速运动的位移为：s1 匀减速运动的位移为：s3 根据匀速运动规律可知，地铁列车匀速运动的位移为：s2vt2 根据题意可知，甲站到乙站的距离为：ss1s2s3 由式联立，并代入数据解得：s1950m（2）地铁列车在从甲站到乙站的过程中，牵引力做的功为：w1fs1pt2 根据题意可知，燃油公交车运行中做的功为：w2w1 由式联立，并代入数据解得：w26.8108j所以公交车排放气体污染物的质量为：m31096.8108kg2.04kg【答案】（1）s1950m；（2）m2.04kg【解题技巧点拨】1.记住一些常用的结论或推论：如匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度、位移中点的瞬时速度；匀变速直线运动的位移速度关系等。2.区分相似的物理量：平均速度是位移与时间的比值；平均速率是路程与时间的比值等。考点3 自由落体与竖直上抛运动【基础知识梳理】1.自由落体运动（1）概念物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。（2）运动特点初速度为零；加速度大小等于g，加速度的方向竖直向下。（3）运动规律速度公式： 。位移公式：。速度位移关系式： 。2.竖直上抛运动（1）定义将物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体只在重力作用下的运动。（2）运动特点上升过程是加速度为g的匀减速直线运动；下落过程是 运动。（3）运动规律速度公式： 。 位移公式：。 速度位移关系式： 上升的最大高度 上升到最大高度用时：t 。【参考答案】 自由落体 【核心考点讲练】1.应用自由落体运动规律时应注意的问题：(1) 物体由静止开始的自由下落过程才是自由落体运动，从中间截取的一段运动过程不是自由落体运动，而是竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决竖直下抛运动问题。(2)可充分利用自由落体运动初速度为零的特点、比例关系及推论等规律解题。从运动开始连续相等的时间内位移之比为1357。一段时间内的平均速度,.连续相等的时间t内位移的增加量相等，即.2.竖直上抛运动的研究方法竖直上抛运动的实质是加速度恒为的匀变速运动，处理时可采用两种方法：(1)分段法：将全程分为两个阶段，即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。(2)全程法：将全过程视为初速度为，加速度的匀变速直线运动，必须注意物理量的矢量性。习惯上取的方向为正方向，则时，物体正在上升；时，物体正在下降；时，物体在抛出点上方；时，物体在抛出点下方。3竖直上抛运动的对称性(1)时间的对称性：物体上升到最高点所用时间与物体从最高点落回到原抛出点所用时间相等，即。物体在上升过程中从某点到达最高点所用的时间和从最高点落回该点所用的时间相等。(2)速度的对称性：物体上抛时的初速度与物体又落回原抛出点时的速度大小相等、方向相反。物体在上升阶段和下降阶段经过同一个位置时的速度大小相等、方向相反。(3)能量的对称性：竖直上抛运动物体在上升和下降过程中经过同一位置时的动能、重力势能及机械能分别相等。【典例1】（2015重庆高考）同学们利用如题6图1所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为，则乙同学的反应时间为 （重力加速度为）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为00.4s，则所用直尺的长度至少为 cm（取10m/s2）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是 的（选填“相等”或“不相等”）.【解析】在人的反应时间内直尺做自由落体运动，有，解得；反应时间最长为，需要直尺的长度为；自由落体运动从计时开始连续相等时间的位移为1:4:9:16，而相等时间内的位移为1:3:5:7，故长度不相等。【答案】， 80， 不相等【典例2】【2015山东-14】距地面高5m的水平直轨道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。可求得h等于a1.25m b2.25m c3.75m d4.75m【解析】小车上的物体落地的时间，小车从a到b的时间；小球下落的时间；根据题意可得时间关系为：，即，解得，选项a正确。【答案】a【解题技巧点拨】自由落体运动和竖直上抛运动都是特殊的匀变速直线运动，前面学过的匀变速直线运动公式对这两种运动都成立。在速度时间图象中，这两种运动的图象都是倾斜的直线，且直线的斜率都是重力加速度。考点4 追及和相遇问题 【基础知识梳理】1追及与相遇问题的概述当两个物体在 运动时，由于两物体的运动情况不同，所以两物体之间的距离会不断发生变化，两物体间距越来越大或越来越小，这时就会涉及追及、相遇或避免碰撞等问题。2追及问题的两类情况(1)若后者能追上前者，则追上时，两者处于同一 ，后者的速度一定 前者的速度。(2)若后者追不上前者，则当后者的速度与前者速度相等时，两者相距 。3相遇问题的常见情况(1)同向运动的两物体追及即相遇。(2)相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体的距离时即 。【参考答案】 同一直线上 位置 不小于 最近 相遇【核心考点讲练】1.追及相遇问题中的两个关系和一个条件(1)两个关系：即时间关系和位移关系，这两个关系可通过画草图得到。(2)一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间能否追上、追不上或(两者)距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点。2追及相遇问题常见的情况假设物体a追物体b，开始时，两个物体相距，有两种常见情况：(1)a追上b时，必有，且。(2)要使两物体恰好不相撞，两物体同时到达同一位置时相对速度为零，必有，。若使两物体保证不相撞，此时应有。【典例1】【2013新课标 】如图所示，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置一时间()图线。由图可知a在时刻，a车追上b车b在时刻，a、b两车运动方向相反c在到这段时间内，b车的速率先减少后增加d在到这段时间内，b车的速率一直比a车的大 【解析】由图线分析可知，时刻b车追上了车，a选项错误；图线斜率的正负表示运动方向，时刻车沿正方向运动，b车沿负方向运动，b选项正确；图线斜率的大小表示速度大小，到这段时间内曲线b斜率先减小后增加，c选项正确，d选项错误。【答案】bc【典例2】(2009海南)甲乙两车在一平直道路上同向运动，其图像如图所示，图中opq和oqt面积分别是和 ()初始时，甲车在乙车前方处()a若，两车不会相遇b若，两车相遇2次c若，两车相遇1次d若，两车相遇1次【解析】若乙车追上甲车时，甲、乙两车速度相同，即此时，则，此后甲车速度大于乙车速度，全程甲、乙仅相遇一次；若甲、乙两车速度相同时，则此时乙车已在甲车的前面，以后甲还会追上乙，全程中甲、乙相遇2次；若甲、乙两车速度相同时，则此时甲车仍在乙车的前面，以后乙车不可能追上甲车了，全程中甲、乙都不会相遇，综上所述，选项a、b、c对，d错【答案】abc【解题技巧点拨】解决追及相遇问题注意以下两点：1. 画草图，找几何关系。通过草图，找出两物体的初末位置，列出两者位移之差或位移之和与初始距离的关系方程。2. 应用速度时间图象。通过两个物体的速度时间图象比较两个物体的运动情况，利用图象的斜率和截距辅助完成待求问题。专题热点集训1 直线运动（45分钟）一、选择题1.(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1 s末速度方向发生了改变b.在第2 s末加速度方向发生了改变c.在前2 s内发生的位移为零d.第3 s末和第5 s末的位置相同2.(2014大纲版全国卷)一质点沿x轴做直线运动,其图像如图所示。质点在t=0时位于m处,开始沿x轴正向运动。当时,质点在x轴上的位置为()a. mb. mc. md. m3.(2014新课标全国卷)甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在到的时间内,它们的图像如图所示。在这段时间内()a.汽车甲的平均速度比乙大b.汽车乙的平均速度等于c.甲乙两汽车的位移相同d.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大4.【2013四川】甲、乙两物体在时刻经过同一位置沿x轴运动，其图像如图所示。则a甲、乙在s到s之间沿同一方向运动b乙在到s之间的位移为零c甲在到s之间做往复运动d甲、乙在s时的加速度方向相同5.【2013海南卷】一物体做直线运动，其加速度随时间变化的图象如图所示。下列图象中，可能正确描述此物体运动的是a3t/2aa0-a00t/2t2tt3t/2vtv0-v00t/2t2t3t/2vtv0-v00t/2t2t3t/2vtv0-v00t/2t2td3t/2vtv0-v00t/2t2tbc6（2010天津卷）.质点做直线运动的v-t图像如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为a0.25m/s 向右b0.25m/s 向左c1m/s 向右d1m/s 向左7（2015浙江高考）如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间，测得遮光条的宽度为，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使更接近瞬时速度，正确的措施是a换用宽度更窄的遮光条b提高测量遮光条宽度的精确度c使滑块的释放点更靠近光电门d增大气垫导轨与水平面的夹角8【2011年高考天津卷】质点做直线运动的位移x与时间t的关系为(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点()a第1 s内的位移是5 m b前2 s内的平均速度是6 m/sc任意相邻的1 s内位移差都是1 m d任意1 s内的速度增量都是2 m/s9.【2009年江苏物理）如图所示，以匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大加速度大小为，减速时最大加速度大小为。此路段允许行驶的最大速度为，下列说法中正确的有a如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线b如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速c如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线d如果距停车线处减速，汽车能停在停车线处10【2014海南高考】将一物体以某一初速度竖直上抛。物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用,它从抛出点到最高点的运动时间为,再从最高点回到抛出点的运动时间为。如果没有空气阻力作用,它从抛出点到最高点所用的时间为t0。则()a. , b. , c. , d. , 二、综合题11.(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11.00 s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2 s内通过的距离为7.5 m,求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离。12（2015广东高考）某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。请完成以下主要实验步骤：按图14（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系起有重物的纸带，使重物 （填“靠近”或“远离”）计时器下端； ， ，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。图14（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取 （填“b”或“c”）来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和 。 专题热点集训1 直线运动参考答案与解析1.【解析】由图像可以看出前2s内速度都为正值，说明速度的方向没有改变，a错；13 s内图线为一直线,说明质点的加速度不变，b错；图像中图线与t轴包围的面积表示质点运动的位移，在前2 s内发生的位移为2 m，35 s内合位移为0，表示第3 s末和第5 s末的位置相同，c错，d对。【答案】d2.【解析】,故b正确,a、c、d错误。【答案】b3【解析】因为图像与坐标轴所夹的面积表示物体的位移,因此在0时间内,甲车的位移大于乙车的位移,根据可知,甲车的平均速度大于乙车的平均速度,选项a正确,c错误;因为乙车做非匀变速运动,故不能用计算平均速度,选项b错误;图线切线的斜率表示物体运动的加速度,据图知,甲乙两车的加速度均逐渐减小,选项d错误。【答案】a4【解析】由图像知，0-1s甲始终是正方向运动，乙是先负方向运动，后又正方向运动，选项a错误；根据乙图线所构成的x轴上下图形面积，正负之和为0 ，选项b正确；甲在0-4s阶段一直在向正方向运动，选项c错误；在时刻，甲乙图线上的斜率都为负，所以加速度方向相同，选项d正确。【答案】bd 5【解析】由图像可知物体0内做匀加