(新高考)高考物理一轮复习课件第1章第2讲《匀变速直线运动的规律》(含解析)

这是一份(新高考)高考物理一轮复习课件第1章第2讲《匀变速直线运动的规律》(含解析)，共60页。PPT课件主要包含了加速度，v＝v0＋at，v2－v＝2ax，中间时刻，aT2，匀加速直线，逻辑推理，匀减速直线，自由落体，v0－gt等内容，欢迎下载使用。

第2讲　匀变速直线运动的规律
主干梳理 对点激活
一 堵点疏通1．匀变速直线运动是加速度随时间均匀变化的直线运动。(　　)2．匀加速直线运动的位移随时间是均匀增大的。(　　)3．在匀变速直线运动中，中间时刻的速度一定小于该段时间内位移中点的速度。(　　)4．物体由某高度从静止下落一定做自由落体运动。(　　)5．竖直上抛最高点速度为零而加速度不为零。(　　)6．竖直上抛的上升阶段速度变化量的方向是向下的。(　　)
二 对点激活1．(人教版必修第一册·P44·T2改编)以18 m/s的速度行驶的汽车，制动后做匀减速直线运动，在3 s内前进36 m，则汽车在5 s内的位移为(　　)A．50 m B.45 m C.40.5 m D.40 m
2．(人教版必修第一册·P51·T4改编)有一种“傻瓜”照相机，其光圈(进光孔径)随被摄物体的亮度自动调节，而快门(曝光时间)是固定不变的。为估测某架“傻瓜”照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子从地面以上2.5 m的高度下落，每块砖的平均厚度为6 cm，请估算这架照相机的曝光时间为(　　)
A．0.01 s s C.0.1 s D.0.2 s
3．某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为5 m/s2，所需的起飞速度为50 m/s，跑道长100 m。设飞机起飞对航空母舰的运动状态没有影响，飞机在跑道上的运动可以看作匀加速直线运动。(1)通过计算判断，飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞？(≈3.16)(2)为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？(≈3.87)
答案　(1)不能　(2)38.7 m/s
考点细研 悟法培优
2．运动学公式中正、负号的规定匀变速直线运动五个公式中，除时间t外，x、v0、v、a均为矢量，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，与初速度反向的物理量取负值。但当v0＝0时，一般以a的方向为正方向。
例1　如图所示，一长为200 m的列车沿平直的轨道以80 m/s的速度匀速行驶，当车头行驶到进站口O点时，列车接到停车指令，立即匀减速停车，因OA段铁轨不能停车，整个列车只能停在AB段内，已知OA＝1200 m，OB＝2000 m，求：(1)列车减速运动的加速度大小的取值范围；(2)列车减速运动的最长时间。
(2)列车减速运动的最长时间对应车的运动情况是什么？
(2)当列车车头恰好停在B点时，减速运动的时间最长，设最长时间为t，则0＝v0－a2t解得t＝50 s。
求解匀变速直线运动问题的一般步骤(1)基本思路(2)应注意的问题①选择公式时一定要注意分析已知量和待求量，根据所涉及的物理量选择合适的公式求解，会使问题简化。②对于刹车类问题，当车速度为零时，停止运动，其加速度也突变为零。求解此类问题应先计算车停下所用时间，再选择合适公式求解。
③对于双向可逆类问题，如沿光滑斜面上滑的物块，到最高点后仍能以原加速度匀加速下滑，全过程加速度大小、方向均不变，故求解时可对全过程列式，但必须注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义。④如果一个物体的运动包含几个阶段，要注意分析各段的运动性质和各段交接处的速度。
[变式1－1]　(2020·安徽省池州市统测)在平直公路上行驶的汽车，司机突然发现前方出现交通事故，立即刹车，从此时刻起汽车的位置坐标与时间的数值关系为x＝－2t2＋20t＋10(x和t的单位分别为m和s)，则下列说法正确的是(　　)A．4 s内汽车发生的位移为58 mB．8 s内汽车发生的位移为32 mC．8 s内汽车的平均速度大小为10 m/sD．8 s内汽车的平均速度大小为6.25 m/s
[变式1－2]　 (2020·湖北省名师联盟调研)如图所示，滑雪运动员从O点由静止开始做匀加速直线运动，先后经过P、M、N三点，已知PM＝10 m，MN＝20 m，且运动员经过PM、MN两段的时间相等，下列说法不正确的是(　　)A．能求出O、P间的距离B．不能求出运动员经过OP段所用的时间C．不能求出运动员的加速度D．不能求出运动员经过P、M两点的速度之比
1.自由落体运动的特点(1)自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。(2)一切匀加速直线运动的公式均适用于自由落体运动，特别是初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式，在自由落体运动中应用更频繁。2．竖直上抛运动的两种研究方法(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v0向上、加速度g向下的匀变速直线运动，必须注意物理量的矢量性。习惯上取v0的方向为正方向，则v>0时，物体正在上升；v<0时，物体正在下降；h>0时，物体在抛出点上方；h<0时，物体在抛出点下方。
例2　(2020·广东省化州市模拟)气球以10 m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经15 s到达地面。则物体刚脱离气球时气球的高度和物体从气球上掉下至到达地面经历的路程分别是(g＝10 m/s2)(　　)A．1125 m,1125 m B.1125 m,975 mC．975 m,985 m D.985 m,985 m
(2)可以求出物体上升的最大高度吗？提示：可以。
竖直上抛的重要特性(1)对称性：如图所示，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点。①时间对称性：物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理有tAB＝tBA。
②速度对称性：物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等，方向相反。③能量对称性：物体从A→B和从B→A重力势能变化量的大小相等，均等于mghAB。(2)多解性：在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下落阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解，也可能造成路程多解。
[变式2－1]　(2020·河北省高三4月联考)一物体从空中自由下落至地面，若其最后1 s的位移是第1 s位移的n倍，忽略空气阻力，则物体下落时间是(　　)
[变式2－2]　(2020·安徽省淮北市模拟)一蹦床运动员竖直向上跳起，从离开蹦床算起，上升到最大高度一半所用的时间为t1，速度减为离开蹦床时速度一半所用的时间为t2，若不计空气阻力，则t1与t2的大小关系为(　　)A．t1t2 D．不能确定
A．3∶1 B．4∶1C．7∶1 D．8∶1
提示：逆向思维法结合比例法。
1.“一画，二选，三注意”解决匀变速直线运动问题2．多过程问题的解题方法(1)问题特点一个物体的运动包含几个阶段，各阶段的运动性质不同，满足不同的运动规律，交接处的速度是连接各阶段运动的纽带。
[变式3－1]　(2020·河北省“五个一”名校联盟)港珠澳大桥是目前世界上最长的跨海大桥，为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道。图甲是港珠澳大桥中的一段，一辆以4 m/s速度行驶的小汽车在长度为L＝28 m的平直桥面上提速，图乙是该车在该段提速的加速度a与位移x的关系。则这辆小汽车通过该段平直桥面的末速度和时间分别为(　　)
[变式3－2]　(2020·山西省运城市高三上期中调研)2019年6月6日，中国科考船“科学”号对马里亚纳海沟南侧系列海山进行调查，船上搭载的“发现”号遥控无人潜水器完成了本航次第10次下潜作业，“发现”号下潜深度可达6000 m以上。潜水器完成作业后上浮，上浮过程初期可看作匀加速直线运动。今测得潜水器相继经过两段距离为8 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则其加速度大小是(　　)
启智微专题答卷现场 1　匀变速直线运动问题
　(9分)短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段。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。
高考模拟 随堂集训
1. (2020·江苏省高考模拟)在我国新交通法中规定“车让人”，驾驶员驾车时应考虑到行人过马路的情况。若有一汽车以8 m/s的速度匀速行驶即将通过路口，此时正有行人在过人行横道，而汽车的前端距停车线8 m，该车减速时的加速度大小为5 m/s2。下列说法中正确的是(　　)
A．驾驶员立即刹车制动，则至少需2 s汽车才能停止B．在距停车线7.5 m处才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处C．若经0.25 s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处D．若经0.2 s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处
3．(2020·安徽省示范高中名校高三上联考)2018年10月23日港珠澳大桥正式通车，它是目前世界上最长的跨海大桥，为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道。图甲是港珠澳大桥中的一段，一辆小汽车在长度为L＝21 m的平直桥面上提速，图乙是该车在该段的车速的平方(v2)与位移(x)的关系。则这辆小汽车通过该段平直桥面的加速度和时间分别为(　　)
A．4 m/s2　6 s B．2 m/s2　3 sC．2 m/s2　5 s D．2 m/s2　 s
A．图像中选取竖直向下为正方向B．每个阶段的图线并不相互平行C．每次与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落高度的一半D．每次与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的一半
5．(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 m/s2　39 s
解析　(1)设飞机装载货物前质量为m1，起飞离地速度为v1；装载货物后质量为m2，起飞离地速度为v2，重力加速度大小为g，飞机起飞离地时，有m1g＝kv①m2g＝kv②联立①②式并代入数据得v2＝78 m/s。③
(2)设飞机滑行距离为s，滑行过程中加速度的大小为a，所用时间为t，由匀变速直线运动公式有v＝2as④v2＝at⑤联立③④⑤式并代入数据得a＝2 m/s2⑥t＝39 s。⑦
一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～7题为单选，8～10题为多选)1．(2020·安徽省合肥九中高三上第二次月考)汽车在水平面上刹车，当位移x与时间t都取国际单位时，其位移与时间的数值关系是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
2．(2020·湖北省武汉市新洲区部分学校高三期末联考)高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以21.6 km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.7 s，刹车的加速度大小为5 m/s2，则该ETC通道的长度约为(　　)A．4.2 m 　　B．6.0 m 　　 C．7.8 m 　　 D．9.6 m
3．(2020·湖北省“荆、荆、襄、宜”四地七校高三上学期期末)2018年10月23日港珠澳大桥正式通车，它是目前世界上最长的跨海大桥，为香港、澳门、珠海三地提供了一条快捷通道。图甲是港珠澳大桥中的一段，一辆小汽车在长度为L的平直桥面上加速行驶，图乙是该车位移(x)与车速的平方(v2)的关系，图中a1、a2、L已知。则小汽车通过该平直桥面的时间为(　　)
4．(2021·四川省内江市高三上一模)一个做匀加速直线运动的质点，先后经过a、b两个位置时的速度分别为v0和9v0，从a到b的时间为t0，则下列判断中正确的是(　　)
5．一列车由等长的车厢连接而成。车厢之间的间隙忽略不计，一人站在站台上与第一节车厢的最前端相齐。当列车由静止开始做匀加速直线运动时开始计时，测量第一节车厢通过他的时间为1 s，则从第5节至第16节车厢通过他的时间为(　　)A．1 s B．2 s C．4 s D．6 s
6. (2020·河北省张家口市高三(下)5月模拟)如图所示，光滑斜面上有A、B、C、D四点，其中CD＝10AB。一可看成质点的物体从A点由静止释放，通过AB和CD段所用时间均为t，则物体通过BC段所用时间为(　　)A．1.5t B．2.5t C．3.5t D．4.5t
7. (2020·福建省泉州市高三上质量检查)一小石子从靠近竖直墙面的a点由静止开始落下，空气阻力不计，途中经过b、c、d三个点，而且通过ab、bc、cd各段所用的时间均为T。若让小石子从b点由静止开始落下，则该小石子(　　)A．通过bc、cd段的时间均小于TB．通过c、d点的速度之比为1∶2C．通过bc、cd段的平均速度之比为3∶5D．通过c点的速度大于通过bd段的平均速度
8．(2020·湖北省名师联盟高三入学调研)做匀减速直线运动的质点，它的加速度大小为a，初速度大小为v0，经过时间t速度减小到零，则它在这段时间内的位移大小可用下列哪些式子表示(　　)
9．(2020·广东省肇庆市高三上学期第一次统考)某人驾驶一辆汽车在平直的公路上以某一速度匀速运动，突然发现前方50 m处停着一辆拖拉机，他立即刹车。刹车后汽车做匀减速直线运动，已知汽车在刹车后的第1个2 s内位移是24 m，第4个2 s内的位移是1 m，下列说法正确的是(　　)B．汽车刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为2 m/s2C．汽车刹车后停止前，可能撞上拖拉机D．汽车刹车前的速度为14 m/s
10．在轻绳的两端各拴一个小球，一个人用手拿着绳子上端的小球，站在三层楼的阳台上，释放小球，使小球自由下落，两小球相继落地的时间差为Δt，速度差为Δv，如果人站在四层楼的阳台上，用同样的方法释放小球，让小球自由下落，则两小球相继落地的时间差Δt和速度差Δv将(　　)A．Δt不变B．Δt变小C．Δv变小D．Δv变大
解析　画出小球自由落体运动的v­t图像，图中阴影部分面积表示绳长，由图像知Δt变小，Δv变小。故B、C正确，A、D错误。
二、非选择题(本题共2小题，共30分)11. (15分)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？
12．(2020·黑龙江省哈三中高三上学期第一次调研)(15分)一人乘电梯上楼，从1层直达20层，此间电梯运行高度为60 m。若电梯启动后匀加速上升，加速度大小为3 m/s2，制动后匀减速上升，加速度大小为1 m/s2，电梯运行所能达到的最大速度为6 m/s，则此人乘电梯上楼的最短时间应是多少？