2022年高一物理匀变速直线运动的规律及其应用 .pdf

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1、高一物理匀变速直线运动的规律及其应用一、考情直播1考纲解读考纲内容能力要求考向定位1匀变速直线运动及其公式、图象1知道匀变速直线运动的特点2能用公式和图象描述匀变速直线运动在考纲中匀变速直线运动及其公式、图象是要求，一般安排在曲线运动或综合性题中考查，独立命题以选择题为主2. 考点整合考点 1匀变速直线运动规律及应用几个常用公式速度公式：atVVt0；位移公式：2021attVs；速度位移公式：asVVt2202；位移平均速度公式：tVVst20以上五个物理量中，除时间t 外， s、V0、Vt、a 均为矢量一般以V0的方向为正方向，以t=0 时刻的位移为起点，这时s、Vt和 a 的正负就都有了

2、确定的物理意义特别提示：对于位移、 速度和加速度等矢量要注意矢量的方向性，一般要先选取参考方向对于有往返过程的匀变速直线运动问题，可以分阶段分析特别注意汽车、 飞机等机械设备做减速运动速度等于零后不会反向运动【例 1】一物体以 l0ms的初速度，以2ms2的加速度作匀减速直线运动，当速度大小变为 16ms 时所需时间是多少?位移是多少？物体经过的路程是多少? 【例 2】飞机着陆后以6m/s2加速度做匀减速直线运动，若其着陆速度为60m/s，求：（1）它着陆后12s 内滑行的距离；（2）静止前 4s 内飞机滑行的距离考点 2匀变速直线运动的几个有用的推论及应用（一）匀变速直线运动的几个推论（1）

3、匀变速直线运动的物体相邻相等时间内的位移差2atS2Tsa2matS；2mTssanmn；可以推广为：Sm-Sn=(m-n)aT 2（2）某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度：202ttVVV（ 3） 某 段 位 移 的 中 间 位 置 的 即 时 速 度 公 式 （ 不 等 于 该 段 位 移 内 的 平 均 速 度 ）22202tsVVV无论匀加速还是匀减速，都有22stVV（二） 初速度为零的匀变速直线运动特殊推论名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

4、1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为：atV，221ats，asV22，tVs2以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系前 1s、前 2s、前 3s内的位移之比为149第 1s、第 2s、第 3s内的位移之比为135前 1m 、前 2m 、前 3m 所用的时间之比为12 3 第 1m 、第 2m 、第 3m 所用的时间之比为112（23）【例 3】物体沿一直线运动，在t 时间内通过的路程为S，它在中间位置S21处的速度为 V1，在中间时刻t21时的速度为V2，则 V1和 V2的关系

5、为（）A当物体作匀加速直线运动时，V1V2; B.当物体作匀减速直线运动时，V1V2; C当物体作匀速直线运动时，V1=V2; D.当物体作匀减速直线运动时，V1V2【例4】地铁站台上，一工作人员在电车启动时，站在第一节车厢的最前端，4后，第一节车厢末端经过此人.若电车做匀加速直线运动，求电车开动多长时间，第四节车厢末端经过此人 ?(每节车厢长度相同)二、高考重点、热点题型探究刹车问题、图象问题、逆向思维及初速度为零的匀加速直线运动的推论公式既是考试的重点，也是考试的热点热点 1：图表信息题 真题 1（2006 上海） 要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道

6、，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道求摩托车在直道上行驶所用的最短时间有关数据见表格启动加速度1a24/m s制动加速度2a28/m s直道最大速度1v40/m s弯道最大速度2v20/m s直道长度s218m某同学是这样解的： 要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度v140 m/s，然后再减速到v220m/s，t1 = v1/ a1 = ；t2 = （v1v2）/ a2= ； t=t1 + t2你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果重点 1：力与运动的综合问题 真题 2 （2006 上海）如图 1-2

7、-1 ，质量为10 kg 的物体在F200 N 的水平推力作用下， 从粗糙斜面的底端由静图 1-2-1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角37O力F 作用 2 秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25 秒钟后，速度减为零求：物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移s （已知sin37o0.6，cos37O0.8，g10 m/s2）新题导练 （原创题） 一个有趣的问题

8、-古希腊哲学家芝诺曾提出过许多佯谬其中最著名的一个命题是“飞毛腿阿喀琉斯永远也追不上爬行缓慢的乌龟”芝诺的论证是这样的：如图1-1-10 所示，假定开始时阿喀琉斯离开乌龟的距离为LOA，他的速度为1v，乌龟的速度为2v，且1v2v当阿喀琉斯第一次跑到乌龟最初的位置A 时，乌龟在此期间爬到了另一位置B，显然LvvvLvAB1212；当阿喀琉斯第二次追到位置B 时，乌龟爬到了第三个位置C，且LvvvABvBC21212)(；当阿喀琉斯第三次追到位置C 时，乌龟爬到了第四个位置D，且LvvvBCvCD31212)(如此等，尽管它们之间的距离会愈来愈近，但始终仍有一段距离于是芝诺得到“结论”：既然阿喀

9、琉斯跑到乌龟的上一个位置时，不管乌龟爬得多慢，但还是前进了一点点，因而阿喀琉斯也就永远追不上乌龟显然飞毛腿阿喀琉斯永远也追不上爬行缓慢的乌龟的命题是错误的，请分析探究究竟错在哪个地方？三、抢分频道限时基础训练（ 20 分钟）班级姓名成绩电梯在启动过程中，若近似看作是匀加速直线运动，测得第1s 内的位移是2m，第2s 内的位移是2.5m由此可知（）A这两秒内的平均速度是2.25m/s B第 3s 末的瞬时速度是2.25m/s C电梯的加速度是0.125m/s2D电梯的加速度是0.5m/s22如图 1-2-15 所示，一个固定平面上的光滑物块，其左侧是斜面AB ，右侧是曲面AC ，已知 AB 和

10、AC 的长度相同， 甲、乙两个小球同时从A 点分别沿AB、CD 由静止开始下滑，设甲在斜面上运动的时间为t1，乙在曲面上运动的时间为t2，则 ( ) At1t2Bt1t2Ct1t2D以上三种均可能3甲、乙两物体相距s，同时同向沿一直线运动，甲在前面做初速度为零，加速度为a1的匀加速直线运动，乙在后做初速度为v0，加速度为a2的匀加速直线运动，则O A B C D L v1v2图 1-2-15 甲乙A B C 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - -

11、 - - - - - - - A若 a1=a2，则两物体相遇一次B. 若 a1a2，则两物体相遇二次C. 若 a1a2，则两物体也可能相遇一次或不相遇4一质点沿直线运动时的速度时间图线如图1-2-16所示，则以下说法中正确的是（）A第 1s 末质点的位移和速度都改变方向B第 2s 末质点的位移改变方向C第 4s 末质点回到原位D第 3s 末和第 5s 末质点的位置相同5某一时刻a、b两物体以不同的速度经过某一点，并沿同一方向做匀加速直线运动，已知两物体的加速度相同，则在运动过程中（）Aa、b两物体速度之差保持不变Ba、b两物体速度之差与时间成正比Ca、b两物体位移之差与时间成正比Da、b两物体

12、位移之差与时间平方成正比6让滑块沿倾斜的气垫导轨由静止开始做加速下滑，滑块上有一块很窄的挡光片，在它通过的路径中取AE 并分成相等的四段， 如图 1-2-17 所示，Bv表示 B 点的瞬时速度，v表示 AE 段的平均速度，则Bv和v的关系是 ( )ABvvBBvvCBvvD以上三个关系都有可能7汽车以20m/s 的速度做匀速运动，某时刻关闭发动机而做匀减速运动，加速度大小为 5m/s2，则它关闭发动机后通过t=37.5m 所需的时间为（）A.3s; B.4s C.5s D.6s 8一物体作匀变速直线运动, 某时刻速度的大小为4m/s,1s 后速度的大小变为10m/s.在这 1s 内该物体的 (

13、 ). (A) 位移的大小可能小于4m (B)位移的大小可能大于10m (C) 加速度的大小可能小于4m/s2 (D)加速度的大小可能大于10m/s2. 9几个不同倾角的光滑斜面，有共同的底边，顶点在同一竖直面上，一个物体从斜面上端由静止自由下滑到下端用时最短的斜面倾角为（）A300 B450 C600 D750 10a、b、c 三个物体以相同初速度沿直线从A 运动到 B，若到达 B 点时，三个物体的速度仍相等，其中a 做匀速直线运动所用时间ta，b 先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，所用时间为tb，c 先做匀减速直线运动，再做匀加速直线运动，所用时间为tc、tb、tc三者的关系（）At

14、a=tb=tc B tatbtc Ctatbtc Dtbtatc 基础提升训练1火车在平直轨道上做匀加速直线运动，车头通过某路标时的速度为v1，车尾通过该路标时的速度为v2，则火车的中点通过该路标时的速度为：、221vv、21vv、2121vvvv、22221vvt/sv/ms-10 1 2 1 2 3 4 5 图 1-2-16 图 1-2-17 B C AD E 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - 2. 某物体做

15、初速度为零的匀加速直线运动，已知它第1s 内的位移是2，那么它在前3s 内的位移是多少？第3s 内的平均速度大小是多大？3汽车以20ms 的速度作匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5ms2，刹车后6s内汽车的位移是(取 10ms2) 、 30、 40、 10、 04飞机的起飞过程是从静止出发，在直跑道上加速前进，等达到一定速度时离地已知飞机加速前进的路程为1600m，所用的时间为40s假设这段运动为匀加速运动，用a表示加速度，v表示离地时的速度，则：Asmvsma/80,/22Bsmvsma/40,/12Csmvsma/40,/802Dsmvsma/80,/125一辆汽车关闭油门后，沿一斜坡由

16、顶端以3m/s 的初速度下滑，滑至底端速度恰好为零，如果汽车关闭油门后由顶端以大小为5m/s 的初速度下滑，滑至底端速度大小将为（）A1m/s B2m/s C3m/s D4m/s 能力提升训练1为研究钢球在液体中运动时所受阻力的大小，让钢球从某一高度竖直落下进入液体中运动，用闪光照相方法拍摄钢球在不同时刻的位置，如图1-2-18 所示已知钢球在液体中运动时受到的阻力与速度大小成正比，即vFk，闪光照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为s0，钢球的质量为 m，则阻力常数k 的表达式是A)(720ffsmgB)(520ffsmgC02fsmgD0fsmg2一个物体在A、B 两点的正中间由静止

17、开始运动（设不会超越A、B） ，其加速度随时间的变化如图1-2-19所示设向A 的加速度为正方向，若从出发开始计时，则物体的运动情况是（）A先向A，后向 B，再向 A，又向 B，4s 末静止在原处B先向A，后向 B，再向 A，又向 B，4s 末静止在偏向 A 的某点C先向 A，后向 B，再向 A，又向 B，4s 末静止在偏向B 的某点D一直向A 运动， 4s 末静止在偏向A 的某点3如图 1-2-20 所示，在足够大的光滑水平面上放有两个质量相等的物块，其中物块A连接一个轻弹簧并处于静止状态，物块B 以初速度0v向着物块A 运动，当物块B 与物块 A上的弹簧发生相互作用时，两物块保持在一条直线

18、上运动若分别用实线和虚线表示物块B和物块 A的tv图象，则两物块在相互作用过程中，正确的tv图象是图 1-2-21 中的 （）图 1-2-19 1 2 3 4 0 t/s a/(ms-1) 图 1-2-18 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 4如图1-2-22所示，有两个固定光滑斜面AB和 BC ，A 和 C 在一水平面上，斜面BC比 AB长，一个滑块自A点以速度vA上滑，到达B点时速度减小为零，紧接着沿BC滑下

19、，设滑块从A点到 C 点的总时间为tC，那么图 1-2-23 中正确表示滑块速度v 大小随时间t 变化规律的是（）5某同学为测量一沿笔直公路作匀加速运动的汽车的加速度，他发现汽车依次通过路面上 A、 B、 C、 D 四个标志物的时间间隔相同，且均为 t， 并测得标志物间的距离间隔xAC=L1，xBD=L2，则汽车的加速度为_6某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用， 使飞机在 10s 内迅速下降高度为1800m，造成众多乘客和机组人员受伤，如果只研究在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动（1）求飞机在竖直方向上产生的加速度为多大？（2）试估算成

20、年乘客 （约 45 千克）所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离坐椅？（ g 取 102/m s）7质点做匀变速直线运动， 第 2s 和第 7s 内位移分别为 2.4m和 3.4m，则其运动加速率 a=_m/s2. 8如图 1-2-4 所示，一平直的传送带以速度V=2m/s 做匀速运动， 传送带把A处的工件运送到 B处，A、B相距 L=10m 从 A处把工件无初速地放到传送带上，经过时间t=6s, 能传送到 B处，欲用最短的时间把工件从A处传送到 B处，求传送带的运行速度至少多大？92004 年 1 月 25 日，继“勇气”号之后，“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星在人类成功登陆火星之前

21、，人类为了探测距离地球大约3.O105km的月球，也发射了一种类似四轮小车的月球探测器它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10 s向地球发射一次信号探测器上还装着两个相同的减速器( 其中一个是备用的) ，这种减速器可提供的最大加速度为5 ms2某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作下表为控制中心的显示屏的数据：收到信号时与前方障碍物距离(单位： m) 9：1020 52 A B 图 1-2-4 图 1-2-22 A B C vA图 1-2-23 vAv t tCtC/2O A vAv t tCtC/2O

22、 B vAv t tCtC/2O C vAv t tCtC/2O D 图 1-2-20 B A v0t v0t v0v0v0v v v v t t O O O A B D C 图 1-2-21 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 9：103032 发射信号时给减速器设定的加速度(单位： ms2) 9：10332 收到信号时与前方障碍物距离(单位： m) 9：104012 已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快

23、科学家每次分析数据并输入命令最少需要 3 s问：(1)经过数据分析，你认为减速器是否执行了减速命令？(2)假如你是控制中心的工作人员，应采取怎样的措施?加速度需满足什么条件?请计算说明10 （原创题）如图1-2-24 所示，甲、乙两辆同型号的轿车，它们外形尺寸如下表所示正在通过十字路口的甲车正常匀速行驶，车速甲v=10 m s，车头距中心O 的距离为 20 m，就在此时， 乙车闯红灯匀速行驶，车头距中心O 的距离为30 m（1） 求乙车的速度在什么范围之内，必定会造成撞车事故（2）若乙的速度乙v=15 m/s，司机的反应时间为0.5s，为了防止撞车事故发生，乙车刹车的加速度至少要多大？会发生撞

24、车事故吗？轿车外形尺寸及安全技术参数长 l/mm 宽 b/mm 高 h/mm 最大速度km/h 急刹车加速度m/s23896 1650 1465 144 4 6 某同学解答如下：（1） 甲车整车经过中心位置，乙车刚好到达中心位置，发生撞车事故的最小速度min乙v，抓住时间位移关系，有min乙甲mmvvl3020，m/sm/smin554.1210896.32030乙v，故当12.554m/s乙v时，必定会造成撞车事故（2）当乙v=15 m/s，为了不发生撞车事故，乙车的停车距离必须小于30m，即m2v2乙反乙30atv，故25m/sa上述解答过程是否正确或完整？若正确，请说出理由，若不正确请写

25、出正确的解法图 1-2-24 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 匀变速直线运动的规律及其应用答案【例 1】答案 ：13s，-39m，89m 【例 2】答案： （1） 300m； （2）48m 【例 3】答案：ABC 【例4】答案： 8s 真题 1 答案 11s 真题 2 答案 =0.4 s=6.5m 新题导练 答案：两个要点： （ 1）这个结论不对因为乌龟相对飞毛腿阿喀琉斯以速度21vvv相向左运动，因此肯定能追

26、上的，并且所需的时间只要21vvLt（2）芝诺把阿喀琉斯每次追到上一次乌龟所达到的位置作为一个“周期”，用来作时间的计量单位， 因此这个周期越来越短，虽然这样的周期有无数个，但将这些周期全部加起来，趋向于一个固定的值，这个固定的值就是21vvL限时基础训练参考答案1 【答案】 AD 2 【答案】 A3 【答案】 BD 4 【答案】 CD5 【答案】 AC 6 【答案】 C7A、C8 A、D9B 10D 基础提升训练参考答案1. D ；3B；4A 5 D 2解析：初速度为零的匀变速直线运动第1s 内、第 2s 内、第 3s 内、的位移之比为.:7:5:3:1， 由题设条件得： 第 3s 内的位移

27、等于10m ， 所以前 3s 内的位移等于 （2+6+10）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - m=18m ；第 3 s 内的平均速度等于：smsm/10110能力提升训练参考答案1 【答案】 C2 【答案】 D3 【答案】 D4B5 【答案】2122tLL6解答：（1）由运动学公式212sat得22236(/)sam st（2）安全带对人的作用力向下，F+mg ma ，可知 Fm （ag） ，F1170N 7解析

28、：应用推论s=aT2，并考虑到s7s6=s6s5=s5s4=s4s3=s3s2=aT2，解得： a=2275Tss=2154 .24.3m/s2=0.2m/s2. 8 解析：因2VtL, 所以工件在6s 内先匀加速运动， 后匀速运动， 有VtStVS21,2t1+t2=t, S1+S2=L 解上述四式得t1=2s,a=V/t1=1m/s2. 若要工件最短时间传送到B，工件加速度仍为a，设传送带速度为V，工件先加速后匀速，同上理有：212VttVL又因为 t1=V/a,t2=t-t1, 所以)(22aVtVaVL，化简得：aVVLt2, 因为常量aLaVVL22，所以当aVVL2,即aLV2时，

29、t 有最小值，smaLV/522表明工件一直加速到B所用时间最短9(1) 探测器行驶速度设为0v，9 点 10 分 20 秒 9 点 10 分 30 秒，探测器位移为s=52-32=20 m,0202/10svm st两次接收信号后探测器仍靠近障碍物，故未执行命令 （2）应启动减速器制动，从地面发射信号到传到月球上经历时间883 10343 10ts，地面收到信号时刻9 点 10 分 40 秒，显示探测器位置离障碍物12 M 实为 9 点 10 分 39 秒时状态（信号传到地面历时1 S）故01212252sv tm 10 【答案】（ 1）19.371m/sm/s乙v554.12（2）26.

30、4m/sa点拨：第（1）问中得出12.554m/s乙v是正确， 但不完整， 因为当乙车的速度很大时，乙车有可能先经过中心位置，若乙车整车先通过中心位置，即撞车的最大临界速度max乙v，max乙甲mmvblvb3020，m/sm/smax371.191065.120546.530乙v故当19.371m/sm/s乙v554.12时，必定会造成撞车事故第 (2)的解答是错误的，如果乙车的加速度25m/sa，当乙车停在中心位置时，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 甲车早就整车通过了中心位置，只要甲车整车通过中心位置时，乙车刚好临近中心位置时所求的加速度才是最小加速度，甲车整车所需时间sm甲39.220vlt，在这段时间里乙车刚好临近中心位置，m2刹刹乙反乙3021mintatvtv，故2m/s27.3mina不会发生撞车故事名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -