2024年高考物理第一轮复习：第2讲　匀变速直线运动的规律课件PPT

这是一份2024年高考物理第一轮复习：第2讲　匀变速直线运动的规律课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了主干知识·填一填，加速度，v0＋at，aT2，m－naT2，∶2∶3∶∶n，逻辑推理，v0－gt，－2gh，规律结论·记一记等内容，欢迎下载使用。
必备知识新学法基础落实
12∶22∶32∶…∶n2
1∶3∶5∶…∶(2n－1)
二、自由落体和竖直上抛运动的基本规律1．自由落体运动(1)条件：物体只受_________，从静止开始下落．(2)伽利略对自由落体运动的研究．①伽利略通过_________的方法推翻了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的结论．②伽利略对自由落体运动的研究方法是逻辑推理―→猜想与假设―→实验验证―→合理外推．这种方法的核心是把实验和_________(包括数学演算)结合起来．
一、易混易错判断1．匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动．(　　)2．匀加速直线运动1T末、2T末、3T末的瞬时速度之比为1∶2∶3.(　　)3．对任意直线运动，其中间时刻的瞬时速度一定等于其平均速度．(　　)4．物体从某高度由静止下落一定做自由落体运动．(　　)5．做竖直上抛运动的物体，在上升和下落过程中，速度变化量的方向都是竖直向下的．(　　)
二、经典小题速练 1.如图所示，高速公路一般情况下小汽车限速120 km/h，但由于施工等特殊情况会有临时限速．某货车正在以72 km/h的速度行驶，看到临时限速牌开始匀减速运动，加速度大小为0.1 m/s2，减速行驶了2 min，则减速后货车的速度为(　　) A．6.0 m/s　　　　　　　B．8.0 m/s C．10.0 m/s D．12.0 m/s 解析：B　v0＝72 km/h＝20 m/s，t＝2 min＝120 s，a＝－0.1 m/s2.由v＝v0＋at得v＝(20－0.1×120) m/s＝8.0 m/s，故选项B正确．
2.如图所示，一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B点时速度为v，到达C点时速度为2v，则AB∶BC等于(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
3．一个质点正在做匀加速直线运动，用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相，由闪光照片得到的数据，发现质点在第一次、第二次闪光的时间间隔内移动了s1＝2 m；在第三次、第四次闪光的时间间隔内移动了s3＝8 m．由此可求得(　　)A．第一次闪光时质点的速度B．质点运动的加速度C．在第二、第三两次闪光时间间隔内质点的位移D．质点运动的初速度解析：C　由于闪光时间未知，所以根据s2－s1＝s3－s2＝aT2，只能求出第二、第三次闪光的时间间隔内质点的位移s2＝5 m，选项C正确．
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命题点一　匀变速直线运动规律的应用(自主学习)[核心整合]1．运动学公式中正、负号的规定一般情况下，规定初速度方向为正方向，与正方向相同的物理量取正值，相反的取负值．
2．解决运动学问题的基本思路
3．两类特殊的匀减速直线运动
[题组突破]1．(基本公式的应用)一质点沿直线运动，其平均速度与时间的关系满足v＝2＋t(各物理量均选用国际单位制中单位)，则关于该质点的运动，下列说法正确的是(　　)A．质点可能做匀减速直线运动B．5 s内质点的位移为35 mC．质点运动的加速度为1 m/s2D．质点3 s末的速度为5 m/s
2．(刹车类问题)若飞机着陆后以6 m/s2的加速度做匀减速直线运动，其着陆时的速度为60 m/s，则它着陆后12 s内滑行的距离是(　　)A．288 m　　　　　　　B．300 mC．150 m D．144 m
4．(多过程问题)高铁被誉为中国新四大发明之一．因高铁的运行速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安装有多套制动装置——制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等．在一段直线轨道上，某高铁列车正以v0＝288 km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x0＝5 km处道路出现异常，需要减速停车．列车长接到通知后，经过t1＝2.5 s将制动风翼打开，高铁列车获得a1＝0.5 m/s2的平均制动加速度减速，减速t2＝40 s后，列车长再将电磁制动系统打开，结果列车在距离异常处500 m的地方停下来．(1)求列车长打开电磁制动系统时，列车的速度的大小；(2)求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动加速度a2的大小．解析：(1)打开制动风翼时，列车的加速度大小为a1＝0.5 m/s2，设经过t2＝40 s时，列车的速度为v1，则v1＝v0－a1t2＝60 m/s.
答案：(1)60 m/s　(2)1.2 m/s2
命题点二　解决匀变速直线运动的常用方法(自主学习)[核心整合]解决匀变速直线运动的六种方法
[题组突破]1．(平均速度公式的应用)(多选)高铁进站的过程近似为高铁做匀减速运动，高铁车头依次经过A、B、C三个位置，已知AB＝BC，测得AB段的平均速度为30 m/s，BC段平均速度为20 m/s.根据这些信息可求得(　　)A．高铁车头经过A、B、C的速度B．高铁车头在AB段和BC段运动的时间C．高铁运动的加速度D．高铁车头经过AB段和BC段时间之比
2．(位移差公式的应用)如图所示，某物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D为其运动轨迹上的四个点，测得xAB＝2 m，xBC＝3 m．且该物体通过AB、BC、CD所用时间相等，则下列说法正确的是(　　)A．可以求出该物体加速度的大小B．可以求得xCD＝5 mC．可求得OA之间的距离为1.125 mD．可求得OA之间的距离为1.5 m
5．(图像法的应用)如图所示，甲、乙两车同时由静止从A点出发，沿直线AC运动．甲以加速度a3做初速度为零的匀加速运动，到达C点时的速度为v.乙以加速度a1做初速度为零的匀加速运动，到达B点后做加速度为a2的匀加速运动，到达C点时的速度也为v.若a1≠a2≠a3，则(　　) A．甲、乙不可能同时由A到达C B．甲一定先由A到达C C．乙一定先由A到达C D．若a1>a3，则甲一定先由A到达C
解析：A　根据速度－时间图线得，若a1>a3，如图(a)，因为末速度相等，位移相等，即图线与时间轴所围成的面积相等，则t乙a1，如图(b)，因为末速度相等，位移相等，即图线与时间轴所围成的面积相等，则t乙>t甲．通过图线作不出位移相等，速度相等，时间也相等的图线，所以甲、乙不能同时到达．故A正确，B、C、D错误．
2．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，等效于竖直下抛运动，应该用初速度不为零的匀变速直线运动规律去解决此类问题．
如图所示，木杆长5 m，上端固定在某一点，由静止放开后让它自由落下(不计空气阻力)，木杆通过悬点正下方20 m处圆筒AB，圆筒AB长为5 m，取g＝10 m/s2，求： (1)木杆经过圆筒的上端A所用的时间t1是多少？ (2)木杆通过圆筒AB所用的时间t2是多少？ 【思维导引】 (1)木杆经过A点过程中位移等于杆的长度． (2)木杆通过圆筒AB过程中位移等于杆和筒的长度之和．
[题组突破]1．(自由落体运动规律)(多选)如图所示，甲同学用手拿着一把长50 cm的直尺，并使其处于竖直状态，乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备．某时刻甲同学松开直尺，直尺保持竖直状态下落，乙同学看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值为20 cm；重复以上实验，乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10 cm.直尺下落过程中始终保持竖直状态．若从乙同学看到甲同学松开直尺到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”．空气阻力不计，重力加速度g取10 m/s2.下列说法中正确的是(　 　)
A．乙同学第一次的“反应时间”比第二次长B．乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为4 m/sC．若某同学的“反应时间”大于0.4 s，则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”D．若将直尺上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则可用上述方法直接测出“反应时间”
2．(多个物体的自由落体运动)(多选)一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图所示．由静止释放A、B，不计空气阻力，且A、B落地后均不再弹起．从开始释放到A落地历时t1，A落地前的瞬时速率为v1，从A落地到B落在A上历时t2，B落在A上前的瞬时速率为v2，则(　　) A．t1＞t2　　　　　　B．t1＝t2 C．v1∶v2＝1∶2 D．v1∶v2＝1∶3
解析：BC　A垫片下落用时t1等于B垫片开始下落L用时，B垫片再下落3L用时t2，由于t1、t2时间内B下落的位移满足1∶3的关系，故t1＝t2，由v＝gt可知，v1∶v2＝1∶2，所以选项B、C均正确．
命题点四　竖直上抛运动(师生互动)[核心整合]1．竖直上抛运动的两种研究方法
2.竖直上抛运动的主要特性
某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面发射后，始终在竖直方向上运动．火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4 s到达离地面40 m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：(1)燃料恰好用完时火箭的速度；(2)火箭上升离地面的最大高度；(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间．【思维导引】　(1)燃料刚用完后火箭做竖直上抛运动．(2)全程火箭经历了三个运动阶段：向上匀加速、向上匀减速、自由落体运动．
3．(竖直上抛运动的多解性)(多选)一物体做竖直上抛运动(不计空气阻力)，初速度为30 m/s，当它的位移大小为25 m 时，经历时间可能为(g取10 m/s2)(　　)A．1 s B．2 sC．3 s D．5 s
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汽车在水平面上刹车，其位移与时间的关系是x＝24t－6t2，则它在前3 s内的平均速度为(　　)A．6 m/s　　　　　　B．8 m/sC．10 m/s D．12 m/s
类型二　竖直上抛运动与沿光滑斜面上滑物体沿光滑斜面上滑时先做匀减速运动再反向做匀加速运动，且加速度的大小和方向均相同，其运动规律与竖直上抛运动规律相同．
(2022·烟台模拟)如图所示，建筑工人常常徒手抛砖块，地面上的工人以10 m/s的速度竖直向上间隔1 s连续两次抛砖，每次抛一块，楼上的工人在距抛砖点正上方3.75 m处接砖，g取10 m/s2，空气阻力可以忽略，则楼上的工人两次接砖的最长时间间隔为(　　) A．4 s B．3 s C．2 s D．1 s
在足够长的光滑斜面上，有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动，如果物体的加速度始终为5 m/s2，方向沿斜面向下．那么经过3 s时的速度大小和方向是(　　)A．25 m/s，沿斜面向上B．5 m/s，沿斜面向下C．5 m/s，沿斜面向上D．25 m/s，沿斜面向下解析：B　取初速度方向为正方向，则v0＝10 m/s，a＝－5 m/s2，由v＝v0＋at可得，当t＝3 s时，v＝－5 m/s，“－”表示物体在t＝3 s时速度方向沿斜面向下，故B选项正确．
[基础巩固] 1．(2022·潍坊二模)中国自主研发的“暗剑”无人机，时速可超过2马赫．在某次试飞中，起飞前沿地面做匀加速直线运动，加速过程中连续经过两段均为120 m的测试距离，用时分别为2 s和1 s，则无人机的加速度大小是(　　) A．20 m/s2　　　　　　B．40 m/s2 C．60 m/s2 D．80 m/s2
3．(2022·江苏盐城市期中)汽车以20 m/s的速度在平直公路上行驶，急刹车时的加速度大小为5 m/s2，则自驾驶员急踩刹车开始，经过2 s与5 s汽车的位移之比为(　　)A．5∶4 B．4∶5C．3∶4 D．4∶3
4．(2022·辽宁省渤大附中高三上学期第一次联考)一个物体从某一高度做自由落体运动．已知它在第1 s内的位移恰为它在最后1 s内位移的三分之一．则它开始下落时距地面的高度为(g＝10 m/s2)(　　)A．15 m B．20 mC．11.25 m D．31.25 m
6．(2020·全国卷Ⅰ)我国自主研制了运­20重型运输机．飞机获得的升力大小F可用F＝kv2描写，k为系数；v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度．已知飞机质量为1.21×105 kg时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为1.69×105 kg，装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变．(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度；(2)若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1521 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间．
答案：(1)78 m/s　(2)2.0 m/s2　39 s
[能力提升] 7.水平面上某物体从t＝0时刻起以4 m/s的速度做匀速直线运动，运动3 s后又立即以大小为2 m/s2的加速度做匀减速直线运动，停止后物体不再运动．则下列判断正确的是(　　)A．该物体从t＝0时刻算起6 s内运动的位移大小为15 mB．该物体在整个运动过程中的平均速度大小为2 m/sC．该物体减速后最后1 s内的位移大小为1 mD．该物体减速后第1 s末的速度大小为3 m/s
9．一辆汽车以某一速度在郊区的水平路面上行驶，因前方交通事故紧急刹车而做匀减速直线运动，最后静止，汽车在最初3 s内通过的位移与最后3 s 内通过的位移之比为x1∶x2＝5∶3，汽车运动的加速度大小为a＝5 m/s2，汽车制动的总时间为t，则(　　)A．t>6 s B．t＝6 sC．4 s