核心素养提升

1、程采核心素养提升1.科学思维逆向思维法、数形结合思想0逆向思维法很多物理过程具有可逆性如运动的可逆性,在沿着正向过程或思维由前到后或由因到果分析受阻时,有时“反其道而行之,沿着逆向过程或思维由后到前或由果到因来思考,可以化难为易、出奇制胜.解决物理问题常用的逆向思维有过程逆向、时间反演等.【典例 1】在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图如图 1 所示,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号问的时间差可以测出被测物体的速度.某时刻测速仪发出超声波,同时汽车在离测速仪355m处开始做匀减速直线运动.当测速仪接收到反射回来的超声波信号时,汽车在离测速仪 335m 处恰好停下,声

2、速为 340m/s,那么汽车在这段时间内的平均速度为=hI,R图 1A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s解析汽车在这段时间内做的是末速度为 0 的匀减速直线运动,我们可以把汽车的运动看作逆向初速度为 0 的匀加速直线运动,具在连续相邻相等时间内的位移之比为 1：3,且汽车在这段时间内的位移为 355m-335m=20m,那么连续相邻相等时间内的位移分别为 5m、15m,从而可以判断测速仪发出的超声波在离测速仪 355m-15m=340m 处遇到汽车,即超声波传播 1s 就遇到汽车,测速仪从发出超声波信号到接收反射回来的信号所用时间为 2s,可得汽车在这段时间内的平均速度为 1

3、0m/s.答案 B【提升练 1】 多项选择 2022 山东青岛 5 月二模几个水球可以挡住一颗子弹？?国家地理频道?的实验结果是,四个水球足够！如图 2,完全相同的均匀水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第个水球,以下说法正确的选项是自丛丛图 2A.子弹在每个水球中的速度变化量相同B.子弹在每个水球中的动能变化量相同C.子弹在每个水球中运动的时间相同D.每个水球对子弹的冲量不同解析设子弹穿过每个水球的距离为 d,子弹在水球中做匀减速直线运动,穿出第 4 个水球时,其末速度为零,我们可以把子弹的运动视为反向的初速度为零的匀加速直线运动,那么子弹穿过最后 1

4、个、最后 2 个、最后 3 个、全部的 4 个水球的位移大小分别为 d、2d、3d、4d,根据 x=,at2知,这 4 段位移对应的时间之比为 1：/：,3：2,所以子弹在每个水球中运动的时间不同,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,那么子弹在每个水球中加速度相同,受力相同,由Av=at及子弹在每个水球中运动的时间不同可知,子弹在每个水球中速度的变化量不同,选项 A、C 错误；子弹在每个水球中受力是相同的,运动的位移相同,所以子弹受到的阻力对子弹做的功相等,根据动能定理 AEk=W=Fd,可知子弹在每个水球中的动能变化量相同,选项B正确； 子弹在每个水球中受力是相同的,运动的时间不同,根据

5、冲量的定义式 I=Ft,可知每个水球对子弹的冲量不同,选项 D 正确.答案 BD畛数形结合思想1 .图象反映了两个变量物理量之间的函数关系,因此要由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系,从而分析图象的意义.2 .vt 图象：图象与时间轴围成的“面积表示位移.假设此“面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正；假设此“面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负.2 at 图象： 由v=v0+at 可知图象与时间轴所围“面积表示速度变化量 Av,如图 3甲所示.3；t 图象：由 x=vot+2at2可得X=vo+1at,图象的斜率为 ga,纵截距为 v.,如图 3乙所示.4 v2x图

6、象： 由 v2v0=2ax 可知 v2=v0+2ax,图象余率为 2a,纵截距为 vo,如图 4 所示.【典例 2多项选择2022山东德州模拟为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图5所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象,以下说法正确的选项是甲乙图 3图 4图 5A.动力车的初速度为 20m/sB.刹车过程动力车的加速度大小为 5m/s2C.刹车过程持续的时间为 10sD.从开始刹车时计时,经过 6s,动力车白位移为 30m解析根据 v2v=2ax,得 x=2v2v02,结合图象有:1=s2/m,-vO22a2a2a102a=40m,解得 a=5m/s2

7、,v0=20m/s,选项 A、B 正确；刹车过程持续的时间0v0t=4s,选项 C 错误；从开始刹车时计时,经过 6s,动力车的位移等于 av0+0其在刖 4s 内的包移,X4=21=40m,选项 D 错块.答案 AB点评此题以“新能源动力车为载体,在平直公路上实验,创设刹车情境,得出的结论以 xv2图象呈现,突破 xt、 vt 的常规形式,对刹车的实质进行创新探究,主要考查对图象信息的提取、速度位移关系式和速度时间关系式的应用,意在培养学生保护环境、节约资源的意识,考查学生的理解水平、推理水平、分析综合水平、应用数学知识处理物理问题的水平,表达了对“科学态度与责任和“科学思维的考查.【提升练

8、 2】 2022 安徽省巢湖市调研如图 6 所示为从静止开始做直线运动的物体的加速度一时间图象.关于物体的运动,以下说法正确的选项是1(sM*图 6A.物体在 t=6s 时,速度为 0B.物体在 t=6s 时,速度为 18m/sC.物体运动前 6s 的平均速度为 9m/sD.物体运动前 6s 的位移为 18m解析 at 图象与 t 轴所围“面积为物体速度变化量,那么 t1=6s 时,物体的速度 v=0+加=X6X6m/s=18m/s,选项B 正确,A 错误；因物体加速度越来越小,其 vt 图象如图所示,可知平均速度大于 9m/s,位移大于 54m,应选项 C、D 错误答案 B2.科学态度与责任

9、一一生活中的直线运动STSE 问题运动学是高中物理的最重要、最根底的内容,是和生活、体育、交通结合紧密的知识点,是高考命题的重点和热点,通过对近几年高考 STSE 热点问题的归类研究,可归纳出三个 STSE 高考命题热点.*结合汽车通过 ETC 通道的情景考查 v-t 图象【典例 1】为了加快高速公路的通行,许多省市的 ETC 联网正式运行,ETC 是电子不停车收费系统的简称.假设减速带离收费岛口的距离为 50m,收费岛总长度为40m,如图7所示.汽车以大小为72km/h的速度经过减速带后,需要在收费中央线前 10m 处正好匀减速至 36km/h,然后匀速通过中央线即可完成缴费,匀速过中央线

10、10m后再以相同大小的加速度匀加速至 72km/h,然后正常行驶.以下关于汽车的速度一时间图象正确的选项是疗驻方向:?通道燃侬上:：总工士妥*:士土忘:IIIII I收他品中央找；根据题述及运动学公式 v2V02=2ax 可知,汽车做匀减速运动的加速度大400-1000小为 2 公八 m/s2=2.5m/s2,根据运动学公式 v=v0+at 可知,经过 4s 汽车速 2X60度减小到 36km/h=10m/s,然后匀速运动到中央线缴费.汽车从开始匀速运动20到通过中央线 10m 后所用的时间为 20s=2s,随后汽车开始匀加速运动,根据运动学公式 v=v0+at 可得,再经过 4s,汽车加速至

11、 72km/h=20m/s,然后正常行驶,综上所述,A 正确,B、C、D 错误.答案 A畛以行车平安问题为背景考查匀变速直线运动规律【典例 2】 一桥连三地,天堑变通途.2022 年 10 月 24 日,港珠澳大桥正式通车.假设大桥上两辆汽车行驶的速度均为 72km/h,前车发现紧急情况立即刹车,后车发现前车开始刹车时,也马上采取相应举措,两车刹车时的加速度大小相同.通常情况下,人的反响时间和汽车系统的反响时间之和在 1.402.00s 之间.为保证两车不追尾,两车行驶的平安距离应为A.18mB.28mC.40mD.100m解析由于 v=72km/h=20m/s,两车刹车时的加速度大小相同,在

12、反响时间内,后车匀速运动,所以两车行驶的平安距离为在最大反响时间内行驶的距离,即安全距离 x=vN=20X2.00m=40m,选项 C 正确.答案 C【典例 3】为了最大限度地减少道路交通事故,某地开始了“集中整治酒后驾驶违法行为专项行动.这是由于一般驾驶员酒后的反响时间比正常时慢了解析0.10.5s,易发生交通事故.下面是?驾驶员守那么?中的平安距离图示和局部平安距离表格.车速 v/(km/h)反响距离 s/m刹车距离 x/m401010601522.580A40图 8请根据该图表答复以下问题(结果保存 2 位有效数字)：请根据表格中的数据计算驾驶员的反响时间；(2)如果驾驶员的反响时间相同

13、,请计算出表格中 A 的数据；(3)假设在同样的路面上,一名饮了少量酒的驾驶员驾车以 72km/h 的速度行驶,在距离一学校门前52m处发现有一队学生在斑马线上横穿马路,驾驶员的反响时间比正常时慢了 0.2s,会发生交通事故吗？40斛析(1)车速 vi=40km/h=36m/s,由于在反响时间内汽车仍匀速行驶,根据车速 v 和反响距离 s,可计算驾驶员的反响时问及=来 s=0.90s,vi40 藐即驾驶员的反响时间为0.90so(2)如果驾驶员的反响时间相同,由V3可计算出表格中A的数据为 2 贲=10 x40m=20m,即表格中数据 A 表示 20.出ikm由“llcnnm加井在鹏离疗应即,

14、隅(3)车速 v=72km/h=20m/s,反响时间 At=0.90s+0.2s=1.1s,驾驶员的反响距离 s=vN=20Xl.1m=22m,22设刹车距离为 x,由比例法*=xx1即 x=VVX1=72240210m=32.4m,停车距离 L=s+x=54.4m.由于停车距离 L52m,故会发生交通事故.答案0.90s(2)20(3)会理由见解析以体育运动为背景考查多过程运动问题【典例 4】如图 9 为两个足球运发动在赛前练习助攻进球的过程,其中 BP 在一条直线上,假设甲运发动在 B 处将足球以 11m/s 的速度沿直线的方向踢出,足球沿着地面向球门 P 处运动,足球运动的加速度大小为

15、1m/s2,在 A 位置的乙运发动发现甲运发动将足球踢出去后,经过 1s 的反响时间,开始匀加速向连线上的 C 处奔去,乙运发动的最大速度为 9m/s,B、C 两点间的距离为 60.5m,A、C 两点间的距离为 63m.图 9(1)乙运发动以多大的加速度做匀加速运动,才能与足球同时运动到 C 位置？(2)乙运发动运动到 C 处后以一定的速度将足球沿 CP 方向踢出,足球从 C 向 P 做匀减速运动,足球运动的加速度大小仍然为 1m/s2,假设 C 点到 P 点的距离为9.5m,守门员看到运发动在C处将足球沿CP方向水平踢出后,能够到达P处扑球的时间为 1s,那么乙运发动在 C 处给足球的速度至少为多大,足球才能射进球门？1O解析(1)对于