2022年高考物理热点题型和提分秘籍专题匀变速直线运动的规律 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载【高频考点解读】1. 匀变速直线运动及其公式应用是高考热点，几乎是每年必考，全国卷多数情况下以计算题形式出现，应高度重视2. 自由落体与竖直上抛运动是高考热点，几乎是每年必考，全国卷多数情况下以计算题形式出现，应高度重视3. 通常结合生活实例，通过实例的分析，结合情景、过程、建立运动模型，再应用相应规律处理实际问题. 【热点题型】题型一匀变速直线运动的基本规律例 1在光滑足够长的斜面上，有一物体以10 m/s 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() A25 m/s，沿斜面向上B5 m/s，沿斜面向下C

2、5 m/s，沿斜面向上D25 m/s，沿斜面向下【提分秘籍】1解答运动学问题的基本思路画过程示意图判断运动性质选取正方向选公式列方程解方程并讨论2运动学公式中正、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v0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v00 时，一般以加速度a 的方向为正方向。3两类特殊的匀减速直线运动(1)刹车类问题：指匀减速到速度为零后即停止运动，加速度a 突然消失，求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及最后阶段(到停止运动 )的运动，可把该阶段看成反向的初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动。(2)双向可逆类：

3、如沿光滑斜面上滑的小球，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 等矢量的正负精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页学习好资料欢迎下载号及物理意义。【举一反三】如图 1-2-1 所示，小滑块在较长的固定斜面顶端，以初速度v02 m/s、加速度 a2 m/s2沿斜面加速向下滑行，在到达斜面底端前1 s 内，滑块所滑过的距离为715L，其中 L 为斜面长。求：滑块在斜面上滑行的时间t 和斜面的长度L。图 1-2-1 答案： 3 s15 m 题型二解决匀变

4、速直线运动的常用方法例 2、一客运列车匀速行驶，其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性的撞击。坐在该客车中的某旅客测得从第1 次到第 16 次撞击声之间的时间间隔为10.0 s。在相邻的平行车道上有一列货车， 当该旅客经过货车车尾时，货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动。该旅客在此后的20.0 s 内，看到恰好有30 节货车车厢被他连续超过。已知每根铁轨的长度为 25.0 m，每节货车车厢的长度为16.0 m，货车车厢间距忽略不计。求：(1)客车运行速度的大小；(2)货车运行加速度的大小。解析：(1)设连续两次撞击铁轨的时间间隔为 t， 每根铁轨的长度为l， 则客车速度为vl t其中

5、l25.0 m， t10.0161s，得 v37.5 m/s(2)方法一： (公式法 )设从货车开始运动后t20.0 s 内客车行驶了s1，货车行驶了s2，货车的加速度为a,30 节货车车厢的总长度为L总30 16.0 m。由运动学公式有s1vt精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页学习好资料欢迎下载s212at2由题给条件有L总s1s2由式解得a1.35 m/s2方法二： (图像法 ) 答案： (1)37.5 m/s(2)1.35 m/s2【提分秘籍】方法分析说明基本公式法基本公式指速度公式、位移公式及速度位移关系式

6、，它们均是矢量式，使用时要规定正方向平均速度法(1)定义式v xt对任何性质的运动都适用(2) v 12(v0 v)只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法利用 “ 中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度” ，即 vt2 v ，该式适用于任何匀变速直线运动图像法应用 v-t 图像，可把较复杂的问题转变为较为简单的数学问题解决，尤其是用图像定性分析，可避开繁杂的计算，快速得出答案推论法匀变速直线运动中，在连续相等的时间T内的位移之差为一恒量，即xn1 xnaT2，对一般的匀变速直线运动问题，若出现相等的时间间隔，应优先考虑用 xaT2求解【举一反三】一物体做匀加速直线运动，通过一段位移 x 所用的时

7、间为t1，紧接着通过下一段位移 x所用的时间为t2。则物体运动的加速度为() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页学习好资料欢迎下载A2 xt1t2t1t2t1t2B xt1t2t1t2t1t2C2 xt1t2t1t2t1t2D xt1t2t1t2t1t2解析： 选 A第一段 x 的中间时刻的速度为v1 xt1， 第二段 x的中间时刻的速度为v2 xt2，则加速度av2v1t1t222 xt1t2t1t2t1 t2，A 项正确。题型三自由落体和竖直上抛运动例 3、如图 1-2-2 所示木杆长5 m，上端固定在某一点，

8、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，求：图 1-2-2 (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？ (取 g 10 m/s2) 答案： (1)()23 s(2)()53 s 【提分秘籍】1应用自由落体运动规律解题时的两点注意(1)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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页学习好资料欢迎下载从运动开始连续相等的时间内位移之比为135

9、 7。一段时间内的平均速度v htv212gt。连续相等的时间T 内位移的增加量相等，即 hgT2。(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， 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为v0，加速度 a g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 v0 时，物体正在上升； v0 时，物体在抛出点上方；h0 时，物体在抛出点下方。

10、3竖直上抛运动的三种对称性(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t上t下v0g。物体在上升过程中某两点之间所用的时间与下降过程中该两点之间所用的时间相等。(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。【举一反三】在离地高h 处，沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球，它们的初速度大小均为v，不计空气阻力，两球落地的时间差为() A2vgBvg

11、C2hrDhv题型四利用思维转换法巧解匀变速直线运动问题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页学习好资料欢迎下载例 4、一物块 (可看成质点 )以一定的初速度从一光滑斜面底端A 点上滑，最高可滑到C 点，已知 AB 是 BC 的 3 倍，如图1-2-3 所示，已知物块从A 至 B 所需时间为t0，则它从B 经 C再回到 B，需要的时间是() 图 1-2-3 At0Bt04C2t0Dt02解析：将物块从A 到 C 的匀减速直线运动，运用逆向思维可看成从C 到 A 的初速度为零的匀加速直线运动， 根据初速度为零的匀加速直线

12、运动规律，可知连续相邻相等的时间内位移之比为奇数比，而CBAB1 3，正好符合奇数比，故tABtBCt0，且从 B 到 C 的时间等于从 C 到 B 的时间，故从B 经 C 再回到 B 需要的时间是2t0，C 对。答案： C 【提分秘籍】思维转换法： 在运动学问题的解题过程中，若按正常解法求解有困难时，往往可以通过变换思维方式、转换研究对象，使解答过程简单明了。(一)转换思维方式 逆向思维法将匀减速直线运动至速度为零的过程转化为初速度为零的匀加速直线运动。(二)转换研究对象 将多物体运动转化为单物体运动【举一反三】如图 1-2-4 所示，一杂技演员用一只手抛球、接球，他每隔0.4 s 抛出一球

13、，接到球便立即把球抛出。 已知除抛、接球的时刻外，空中总有4 个球， 将球的运动近似看做是竖直方向的运动，球到达的最大高度是(高度从抛球点算起，取g10 m/s2)() 图 1-2-4 A1.6 m B2.4 m C3.2 m D4.0 m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页学习好资料欢迎下载答案： C 【高考风向标】【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4m s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

14、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210gm s。可求得h等于A1.25m B2.25m C3.75m D4.75m 【答案】 A 【2014 课标全国】奥地利极限运动员菲利克斯 鲍姆加特纳乘气球升至约39km 的高空后跳下，经过4 分 20 秒到达距地面约1.5km 的高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录。取重力加速度的大小g10m/s2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页学习好资料欢迎下载(1)若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下

15、落至1.5km 高度处所需的时间及其在此处速度的大小。(2)实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为 Ffkv2，其中 v 为速率， k 为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关，已知该运动员在某段时间内高速下落的vt 图象如图所示，若该运动员和所带装备的总质量 m100kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受的阻力系数。(结果保留 1 位有效数字 ) 【答案】 (1)87s8.7 102m/s(2)0.008kg/m 【解析】 (1)设该运动员从开始自由下落至1.5km 高度处的时间为t，下落距离为s，在 1.5km高度处的速度大小为v。

16、由自由落体运动规律有vgts12gt2根据题意有s3.9 104m 1.5 103m3.75 104m由式得t87sv8.7 102m/s(2)该运动员达到最大速度vmax时，加速度为零，由牛顿第二定律有mgkv2max由所给 vt 图象可读出vmax360m/s由式得精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页学习好资料欢迎下载k0.008kg/m 【2014 新课标卷】 甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶在 t0 到 tt1的时间内， 它们的 vt 图像如图所示在这段时间内() A汽车甲的平均速度比乙的大B汽车乙的平均速度

17、等于v1v22C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【答案】 A 【2014 江苏卷】一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止下列速度v 和位移 x 的关系图像中，能描述该过程的是() AB CD 【答案】 A 【2014 天津卷】质点做直线运动的速度时间图像如图所示，该质点() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页学习好资料欢迎下载A在第 1 秒末速度方向发生了改变B在第 2 秒末加速度方向发生了改变C在前 2 秒内发生的位移为零D第 3 秒末和第

18、 5 秒末的位置相同【答案】 D 【解析】 本题考查了学生的读图能力应用图像判断物体的运动情况，速度的正负代表了运动的方向， A 错误；图线的斜率代表了加速度的大小及方向，B 错误；图线与时间轴围成的图形的面积代表了物体的位移，C 错误， D 正确【2014 全国卷】现用频闪照相方法来研究物块的变速运动在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示拍摄时频闪频率是10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5 个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度 h 和斜面的长度s.数据如下表所示重力加速度大小g 取 9.80 m/s2. 单位： cm

19、x1x2x3x4h s10.7615.0519.3423.6548.0080.00 根据表中数据，完成下列填空：(1)物块的加速度a _m/s2(保留 3 位有效数字 )(2)因为 _，可知斜面是粗糙的【答案】 (1)4.30(填“4.29”或“4.31”同样给分 )(2)物块加速度小于ghs5.88 m/s2(或：物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度) 【高考押题】1在真空中， 将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，下列频闪照片中符合事实的是() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页学习好资料欢迎下载图 1

20、解析： 选 C在真空中， 将苹果和羽毛同时从同一高度由静止释放，苹果和羽毛都做自由落体运动，频闪照片C 符合事实。2关于自由落体运动(g10 m/s2)，下列说法中不正确的是() A它是竖直向下，v00、ag 的匀加速直线运动B在开始连续的三个1 s内通过的位移之比是1 35 C在开始连续的三个1 s末的速度大小之比是1 23 D从开始运动到距下落点5 m、10 m、15 m 所经历的时间之比为123 解析：选 D自由落体运动是竖直向下，v00、ag 的匀加速直线运动；根据匀变速直线运动规律， 在开始连续的三个1 s 内通过的位移之比是135；在开始连续的三个1 s末的速度大小之比是123；从

21、开始运动到距下落点5 m、10 m、15 m 所经历的时间之比为123，选项 A、B、C 正确， D 错误。3蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动。为了测量运动员跃起的高度， 训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力，并在计算机上作出压力时间图像， 假如作出的图像如图2 所示。设运动员在空中运动时可视为质点，则运动员跃起的最大高度是(g 取 10 m/s2)() 图 2 A1.8 m B3.6 m C5.0 m D7.2 m 解析：选 C由题图可知运动员在空中的时间t2.0 s， 故运动员跃起的最大高度Hm12g(t2)25.0 m，C 正确。4

22、在某一高度以v020 m/s 的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力)，当小球速度大小为 10 m/s 时，以下判断正确的是(g 取 10 m/s2)() A小球在这段时间内的平均速度大小一定为15 m/s，方向向上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页学习好资料欢迎下载B小球在这段时间内的平均速度大小一定为5 m/s，方向向下C小球在这段时间内的平均速度大小一定为5 m/s，方向向上D小球的位移大小一定是15 m 5中国首架空客A380 大型客机在最大重量的状态下起飞需要滑跑距离约为3 000 m，着陆距离大约为2

23、 000 m。设起飞滑跑和着陆时都是匀变速运动，起飞时速度是着陆时速度的1.5倍，则起飞滑跑时间和着陆滑跑时间之比是() A32 B11 C12 D21 解析：选 B由题意可知，x起飞3 000 m，x着陆2 000 m，v起飞1.5v0，v着陆v0，由 xv2t可得： t起飞2x起飞v起飞6 0001.5 v04 000v0；t着陆4 000v0，故 B 正确。6将一小球竖直向上抛出，若小球所受空气阻力大小不变，小球到达最高点前的最后一秒内和离开最高点后的第一秒内通过的路程分别为x1和 x2，速度变化量的大小分别为 v1和 v2。则 () Ax1x2， v1 v2Bx1x2， v1 v2Cx

24、1x2， v1 v2Dx1x2， v1 v2解析：选 C因空气阻力的存在，由牛顿第二定律可知，a上a下，由 x112a上t2， x212a下t2，t 1 s可知， x1x2，由 v at 可知， v1 v2，故 C 正确。7(多选 )如图 3 所示，一小滑块沿足够长的斜面以初速度v 向上做匀减速直线运动，依次经 A、B、C、D 到达最高点E，已知 ABBD6 m，BC1 m，滑块从A 到 C 和从 C 到 D所用的时间都是2 s。设滑块经C 时的速度为vC，则 () 图 3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15 页学习

25、好资料欢迎下载A滑块上滑过程中加速度的大小为0.5 m/s2BvC6 m/s CDE3 m D从 D 到 E 所用时间为4 s 8一物体以初速度为v0做匀减速运动，第1 s 内通过的位移为x13 m，第 2 s 内通过的位移为 x22 m，又经过位移x3物体的速度减小为0，则下列说法中不正确的是() A初速度v0的大小为2.5 m/s B加速度a 的大小为1 m/s2C位移 x3的大小为98m D位移 x3内的平均速度大小为0.75 m/s 解析：选 A根据匀变速直线运动位移时间公式，则有 x1v0t112at12， x2v0(t1t2)12a(t1t2)2，解得： v03.5 m/s，a1

26、m/s2；设物体的停止距离为x，停止时所用时间为t，根据匀变速直线运动位移速度公式和速度时间公式，则有v02 2ax，v0at，解得： x498m，t3.5 s，因此， x3 xx1x298m，所用时间t3tt1 t21.5 s，位移 x3内的平均速度大小 v3x3t 0.75 m/s，所以正确选项为A。9(多选 )如图 4 所示， t0 时，质量为0.5 kg 的物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过 B 点后进入水平面(经过 B 点前后速度大小不变)，最后停在C 点。每隔 2 s 物体的瞬时速度记录在下表中，重力加速度g10 m/s2，则下列说法中正确的是() 图 4t/s0246

27、v/(m s1)08128 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页学习好资料欢迎下载At3 s的时刻物体恰好经过B 点Bt10 s 的时刻物体恰好停在C 点C物体运动过程中的最大速度为12 m/s DA、B 间的距离小于B、C 间的距离10一个物体0 时刻从坐标原点O 由静止开始沿x 方向做匀加速直线运动，速度与坐标的关系为 v6x (m/s)，求：(1)2 s 末物体的位置坐标；(2)物体通过区间150 m x 600 m 所用的时间。解析： (1)将 v6x与 v2ax对比可得物体的加速度a3 m/s2，由 x1

28、2at2可得 2 s 末物体的位置坐标x6 m；(2)物体从坐标原点到x1150 m 所用时间t12x1a10 s；物体从坐标原点到x2600 m 所用时间t22x2a20 s；物体通过区间150 m x600 m所用的时间 t t2t110 s。答案： (1)6 m(2)10 s 11在竖直的井底，将一物块以11 m/s的速度竖直地向上抛出，物块冲过井口时被人接住，在被人接住前1 s 内物块的位移是4 m，位移方向向上，不计空气阻力，g 取 10 m/s2，求：(1)物块从抛出到被人接住所经历的时间；(2)此竖直井的深度。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页学习好资料欢迎下载答案： (1)1.2 s(2)6 m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页