2022-2023学年新教材高中物理第二章匀变速直线运动的规律章末素养培优教科版必修第一册

1、PAGE 10PAGE 章末素养培优核心素养(一)科学思维1匀变速直线运动的规律匀变速直线运动的常用公式有：vtv0at，xv0t+12at2，vt2v022ax.2匀变速直线运动的两个重要推论(1)平均速度公式：vvt2v0+vt2.(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量，即xaT2.3自由落体运动(1)运动性质：初速度v00、加速度为重力加速度g的匀加速直线运动(2)运动规律：常用公式有vtgt，xt12gt2，vt22gh.4逆向思维法(反演法)把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法，一般用于末态已知的情况5图像法应用vt图像，可把较复杂的问题转变为较简单的

2、数学问题解决，尤其是用图像进行定性分析，可避开繁杂的计算，快速找出答案【典例示范】例1一物体从静止开始做匀加速直线运动，已知第2秒内的位移为x3m，则物体运动的加速度大小为多少？例2行驶着的汽车制动后做匀减速直线运动，经3.5s停止，求汽车在制动开始的1s内、2s内、3s内通过的位移大小之比例3如图所示，一小物块从静止开始沿斜面以恒定的加速度下滑，依次通过A、B、C三点，已知AB12m，AC32m小物块通过AB、BC所用的时间均为2s，求：(1)小物块下滑时的加速度大小；(2)小物块通过A、B、C三点时的速度大小核心素养(二)科学态度与责任一、汽车行驶安全问题1汽车安全行驶的几个概念(1)反应

3、时间人从发现情况到采取相应的行动经过的时间叫反应时间(2)反应距离在反应时间内汽车以原来的速度行驶，所行驶的距离称为反应距离决定因素：反应时间的长短和汽车运动速度的大小(3)刹车距离从制动刹车开始，到汽车完全停下来，汽车做减速运动，所通过的距离叫刹车距离决定因素：路面情况和汽车的运动速度(4)停车距离反应距离和刹车距离两者之和就是停车距离(5)安全距离安全距离应该是大于一定情况下的停车距离2汽车行驶安全的分析方法(1)建立物理模型：汽车在反应时间内做匀速直线运动，在刹车时间内做匀减速直线运动(2)根据题目给出的条件，画出示意图(3)灵活选用公式，注意矢量的正、负号(4)借助vt或xt图像分析汽

4、车的运动情况【典例示范】例4车让人在“车让人”交通安全活动中，交警部门要求汽车在斑马线前停车让人以8m/s匀速行驶的汽车，当车头离斑马线8m时司机看到斑马线上有行人通过，已知该车刹车时最大加速度为5m/s2，驾驶员反应时间为0.2s若驾驶员看到斑马线上有行人时立即紧急刹车，则()A汽车能保证车让人B汽车通过的距离是6.4mC汽车运动的总时间是1.6sD在驾驶员反应时间内汽车通过的距离是1m例5酒驾如图是驾驶员守则中的安全距离图示和部分安全距离表格，请根据表格计算：车速/(kmh1)反应距离s/m刹车距离x/m停车距离L/m40101020601522.537.580ABC(1)如果驾驶员的反应

5、时间一定，请在表格中填上A的数据；(2)如果路面情况相同，请在表格中填上B、C的数据；(3)如果路面情况相同，一名喝了酒的驾驶员发现前面50m处有一队学生正在横过马路，此时他的车速为72km/h，而他的反应时间比正常时慢了0.1s，请问他能在50m内停下来吗？二、娱乐情境例6杂技如图所示，杂技演员爬上高h9m的固定竖直竹竿，然后双腿夹紧竹竿倒立，头顶离地面高h7m，演员通过双腿对竹竿的压力来控制身体的运动情况，首先演员匀加速下滑3m，速度达到v4m/s，然后匀减速下滑，当演员头顶刚接触地面时速度刚好减到零，求：(1)演员匀加速下滑时的加速度大小；(2)完成全程运动所需要的时间三、科技前沿例7全

6、力自动刹车如图，装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车，当车速v满足3.6km/hv36km/h、且与前方行人之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与行人相撞若该车在不同路况下“全力自动刹车”的加速度取值范围是46 m/s2，则该系统设置的安全距离约为()A0.08mB1.25mC8.33mD12.5m例8无人驾驶湖北武汉发出首批无人驾驶汽车试运营牌照，这标志着智能网联汽车从测试走向商业化运营开启了破冰之旅，将逐渐驶入市民的生活如图所示，无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方80m范围内车辆和行人的“气息”若

7、无人驾驶汽车在某路段刹车时的加速度为3.6m/s2，为不撞上前方静止的障碍物，汽车在该路段匀速行驶时的最大速度vmax是多少？【思维方法】解决STSE问题的方法在解决生活和生产中的实际问题时，(1)根据所描述的情景与匀变速直线运动相结合建构运动过程模型(2)根据运动过程的运动情况选取合适的运动规律章末素养培优核心素养(一)【典例示范】例1解析：解法一(用x12at2求解)设物体的加速度大小为a，物体在第2秒内的位移等于前2秒内的位移与第1秒内的位移之差，即x12at2212at12代入数据解得a2 m/s2解法二(用vt2-v022ax求解)设物体的加速度大小为a，则物体在第2秒初的速度v0a

8、，在第2秒末的速度vt2a，由vt2v022ax得(2a)2a22ax，解得a2m/s2.解法三(用比例法求解)设物体的加速度大小为a，在第1秒内、第2秒内的位移大小分别为x1和x2.因为x1x213，又x2x，所以x113x在第1秒内有x112a，解得a2m/s2.解法四(用vt2v求解)设物体的加速度大小为a，物体在第2秒内的平均速度vxtx，它等于1.5秒时的瞬时速度v1.5.又v1.51.5a，解得a2m/s2.答案：2m/s2例2解析：利用逆向思维法分析求解如图1所示，汽车从O点开始制动后，1s末到达A点，2s末到达B点，3s末到达C点，最后停在D点这个运动的逆过程可看成初速度为0的

9、匀加速直线运动，加速度的大小等于汽车做匀减速直线运动时的加速度大小，如图2所示，将3.5s等分为7个0.5s，那么，逆过程从D点开始起的连续7个0.5s内的位移大小之比为135791113，因此图中xCBxBAxAO81624，汽车从O点开始1s内、2s内、3s内的位移即为图中的xOA、xOB、xOC，所以xOAxOBxOC244048356.答案：356例3解析：解法一(1)设小物块下滑的加速度大小为a，则xBCxABat2，所以axBCxABt2201222m/s22m/s2.(2)vBxAC2t3222m/s8m/s由速度公式得vAvBat(822) m/s4m/svCvBat(822)

10、 m/s12m/s.解法二由位移公式得在AB段，xABvAt12at2在AC段，xACvA2t12a(2t)2联立以上各式，代入数据解得vA4m/s，a2m/s2所以vBvAat8m/s，vCvAa2t12m/s.解法三vBxAC2t8m/s由xBCvBt12at2解得a2m/s2由速度公式得vAvBat4m/s，vCvBat12m/s.答案：(1)2m/s2(2)4m/s8m/s12m/s核心素养(二)【典例示范】例4解析：驾驶员反应时间为t10.2s，反应时间内汽车的位移为x18m/s0.2s1.6m，汽车刹车后的位移为x2v22a8225m6.4m，刹车的时间t2va85s1.6s，则汽

11、车通过的距离为xx1x21.6m6.4m8m，汽车运动的总时间为tt1t21.8s，故该汽车能保证车让人，故B、C、D错误，A正确答案：A例5解析：(1)反应时间为ts1v1103.640s0.9s则Av3t803.60.9m20m.(2)设汽车刹车时加速度为a，则根据运动学知识有：av122x14023.62210m/s250081m/s2则Bv322a40m则CAB60m.(3)驾驶员的反应距离为sv(tt)代入数据，得s20m刹车距离为xv22a，代入数值，得x32.4mLsx52.4m50m故不能在50m内停下来例6解析：(1)设演员匀加速下滑时加速度大小为a1，下滑的高度为x1，则x13m，由运动学公式有v22a1x1，代入数据可得a12.7m/s2.(2)设演员匀加速下滑时间为t1，匀减速下滑的加速度大小为a2，下滑时间为t2，下滑高度为x2，则由运动学公式可得，va1t1，v22a2x2，x2hx17m3m4m，va2t2，tt1t2，联立以上各式，并代入数据得t3.5s答案：(1)2.7m/s2(2)3.5s例7解析：由题意知，车速3.6