2021届高考物理一轮复习第一章运动的描述探究均变速直线运动规律核心素养提升学案粤教版

1、第一章 运动的描述 探究均变速直线运动规律1.科学思维(逆向思维法、数形结合思想) 逆向思维法很多物理过程具有可逆性(如运动的可逆性)，在沿着正向过程或思维(由前到后或由因到果)分析受阻时，有时“反其道而行之”，沿着逆向过程或思维(由后到前或由果到因)来思考，可以化难为易、出奇制胜。解决物理问题常用的逆向思维有过程逆向、时间反演等。【典例1】 在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图如图1所示，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差可以测出被测物体的速度。某时刻测速仪发出超声波，同时汽车在离测速仪355 m处开始做匀减速直线运动。当测速仪接收到反射回来的超声波信号时

2、，汽车在离测速仪335 m处恰好停下，已知声速为340 m/s，则汽车在这段时间内的平均速度为()图1a.5 m/s b.10 m/sc.15 m/s d.20 m/s解析汽车在这段时间内做的是末速度为0的匀减速直线运动，我们可以把汽车的运动看作逆向初速度为0的匀加速直线运动，其在连续相邻相等时间内的位移之比为13，且汽车在这段时间内的位移为355 m335 m20 m，则连续相邻相等时间内的位移分别为5 m、15 m，从而可以判断测速仪发出的超声波在离测速仪355 m15 m340 m处遇到汽车，即超声波传播1 s就遇到汽车，测速仪从发出超声波信号到接收反射回来的信号所用时间为2 s，可得汽

3、车在这段时间内的平均速度为10 m/s。答案b提升练1 (多选)(2019山东青岛5月二模)几个水球可以挡住一颗子弹？国家地理频道的实验结果是，四个水球足够！如图2，完全相同的均匀水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，下列说法正确的是()图2a.子弹在每个水球中的速度变化量相同b.子弹在每个水球中的动能变化量相同c.子弹在每个水球中运动的时间相同d.每个水球对子弹的冲量不同解析设子弹穿过每个水球的距离为d，子弹在水球中做匀减速直线运动，穿出第4个水球时，其末速度为零，我们可以把子弹的运动视为反向的初速度为零的匀加速直线运动，则子弹穿过最后1个、最

4、后2个、最后3个、全部的4个水球的位移大小分别为d、2d、3d、4d，根据xat2知，这4段位移对应的时间之比为12，所以子弹在每个水球中运动的时间不同，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，则子弹在每个水球中加速度相同，受力相同，由vat及子弹在每个水球中运动的时间不同可知，子弹在每个水球中速度的变化量不同，选项a、c错误；子弹在每个水球中受力是相同的，运动的位移相同，所以子弹受到的阻力对子弹做的功相等，根据动能定理ekwfd，可知子弹在每个水球中的动能变化量相同，选项b正确；子弹在每个水球中受力是相同的，运动的时间不同，根据冲量的定义式ift，可知每个水球对子弹的冲量不同，选项d正确。答

5、案bd 数形结合思想1.图象反映了两个变量(物理量)之间的函数关系，因此要由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系，从而分析图象的意义。2.(1)vt图象：图象与时间轴围成的“面积”表示位移。若此“面积”在时间轴的上方，表示这段时间内的位移方向为正；若此“面积”在时间轴的下方，表示这段时间内的位移方向为负。(2)at图象：由vtv0at可知图象与时间轴所围“面积”表示速度变化量v，如图3甲所示。图3(3)t图象：由sv0tat2可得v0at，图象的斜率为a，纵截距为v0，如图3乙所示。(4)v2s图象：由vv2as可知vv2as，图象斜率为2a，纵截距为v，如图4所示。图4【典例2】 (多选)

6、(2019山东德州模拟)为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图5所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象，下列说法正确的是()图5a.动力车的初速度为20 m/sb.刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2c.刹车过程持续的时间为10 sd.从开始刹车时计时，经过6 s，动力车的位移为30 m解析根据vv2as，得svv，结合图象有 s2/m，v40 m，解得a5 m/s2，v020 m/s，选项a、b正确；刹车过程持续的时间t4 s，选项c错误；从开始刹车时计时，经过6 s，动力车的位移等于其在前4 s内的位移，s4t40 m，选项d错误。答案ab点评本

7、题以“新能源动力车”为载体，在平直公路上实验，创设刹车情境，得出的结论以sv2图象呈现，突破st、vt的常规形式，对刹车的实质进行创新探究，主要考查对图象信息的提取、速度位移关系式和速度时间关系式的应用，意在培养学生保护环境、节约资源的意识，考查学生的理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力，体现了对“科学态度与责任”和“科学思维”的考查。提升练2 (2019安徽省巢湖市调研)如图6所示为从静止开始做直线运动的物体的加速度一时间图象。关于物体的运动，下列说法正确的是()图6a.物体在t6 s时，速度为0b.物体在t6 s时，速度为18 m/sc.物体运动前6 s的平均速

8、度为9 m/sd.物体运动前6 s的位移为18 m解析at图象与t轴所围“面积”为物体速度变化量，则t6 s时，物体的速度v0v66 m/s18 m/s，选项b正确，a错误；因物体加速度越来越小，其vt图象如图所示，可知平均速度大于9 m/s，位移大于54 m，故选项c、d错误。答案b2.科学态度与责任生活中的直线运动(stse问题)运动学是高中物理的最重要、最基础的内容，是和生活、体育、交通结合紧密的知识点，是高考命题的重点和热点，通过对近几年高考stse热点问题的归类研究，可归纳出三个stse高考命题热点。 结合汽车通过etc通道的情景考查vt图象【典例1】 为了加快高速公路的通行，许多省

9、市的etc联网正式运行，etc是电子不停车收费系统的简称。假设减速带离收费岛口的距离为50 m，收费岛总长度为40 m，如图7所示。汽车以大小为72 km/h的速度经过减速带后，需要在收费中心线前10 m处正好匀减速至36 km/h，然后匀速通过中心线即可完成缴费，匀速过中心线10 m后再以相同大小的加速度匀加速至72 km/h，然后正常行驶。下列关于汽车的速度时间图象正确的是()图7解析根据题述，汽车做匀减速运动的加速度大小为 m/s22.5 m/s2，根据运动学公式可知，经过4 s汽车速度减小到36 km/h10 m/s，然后匀速运动到中心线缴费。汽车从开始匀速运动到通过中心线10 m后所

10、用的时间为 s2 s，随后汽车开始匀加速运动，根据运动学公式可得，再经过4 s，汽车加速至72 km/h20 m/s，然后正常行驶，综上所述，a正确，b、c、d错误。答案a 以行车安全问题为背景考查匀变速直线运动规律【典例2】 一桥连三地，天堑变通途。2018年10月24日，港珠澳大桥正式通车。若大桥上两辆汽车行驶的速度均为72 km/h，前车发现紧急情况立即刹车，后车发现前车开始刹车时，也立刻采取相应措施，两车刹车时的加速度大小相同。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和在1.402.00 s之间。为确保两车不追尾，两车行驶的安全距离应为()a.18 m b.28 mc.40 m

11、d.100 m解析由于v72 km/h20 m/s，两车刹车时的加速度大小相同，在反应时间内，后车匀速运动，所以两车行驶的安全距离为在最大反应时间内行驶的距离，即安全距离svt202.00 m40 m，选项c正确。答案c【典例3】 为了最大限度地减少道路交通事故，某地开始了“集中整治酒后驾驶违法行为”专项行动。这是因为一般驾驶员酒后的反应时间比正常时慢了0.10.5 s，易发生交通事故。下面是驾驶员守则中的安全距离图示和部分安全距离表格。车速v/(km/h)反应距离s/m刹车距离x/m401010601522.580a40图8请根据该图表回答下列问题(结果保留2位有效数字)：(1)请根据表格中

12、的数据计算驾驶员的反应时间；(2)如果驾驶员的反应时间相同，请计算出表格中a的数据；(3)假设在同样的路面上，一名饮了少量酒的驾驶员驾车以72 km/h的速度行驶，在距离一学校门前52 m处发现有一队学生在斑马线上横穿马路，驾驶员的反应时间比正常时慢了0.2 s，会发生交通事故吗？解析(1)车速v140 km/h m/s，由于在反应时间内汽车仍匀速行驶，根据车速v和反应距离s，可计算驾驶员的反应时间t s0.90 s，即驾驶员的反应时间为0.90 s。(2)如果驾驶员的反应时间相同，由可计算出表格中a的数据为s310 m20 m，即表格中数据a表示20。(3)车速v72 km/h20 m/s，

13、反应时间t0.90 s0.2 s1.1 s，驾驶员的反应距离svt201.1 m22 m，设刹车距离为x，由比例法，即x m32.4 m，停车距离lsx54.4 m。由于停车距离l52 m，故会发生交通事故。答案(1)0.90 s(2)20(3)会理由见解析 以体育运动为背景考查多过程运动问题【典例4】 如图9为两个足球运动员在赛前练习助攻进球的过程，其中bp在一条直线上，假设甲运动员在b处将足球以11 m/s的速度沿直线的方向踢出，足球沿着地面向球门p处运动，足球运动的加速度大小为1 m/s2，在a位置的乙运动员发现甲运动员将足球踢出去后，经过1 s的反应时间，开始匀加速向连线上的c处奔去，

14、乙运动员的最大速度为9 m/s，已知b、c两点间的距离为60.5 m，a、c两点间的距离为63 m。图9(1)乙运动员以多大的加速度做匀加速运动，才能与足球同时运动到c位置？(2)乙运动员运动到c处后以一定的速度将足球沿cp方向踢出，已知足球从c向p做匀减速运动，足球运动的加速度大小仍然为1 m/s2，假设c点到p点的距离为9.5 m，守门员看到运动员在c处将足球沿cp方向水平踢出后，能够到达p处扑球的时间为1 s，那么乙运动员在c处给足球的速度至少为多大，足球才能射进球门？解析(1)对于足球：sbcv0tat2 代入数据得t11 s乙运动员的运动时间t乙t1 s10 s乙运动员的最大速度为9

15、 m/s，乙运动员先加速后匀速到c处，设加速时间为t，则sactvm乙(t乙t)代入数据求得t6 s，a乙1.5 m/s2。(2)由题意知，足球从c到p时间最多为1 s，乙运动员给足球的速度至少为v，此时足球位移scpvtat2，代入数据可得v10 m/s。答案(1)1.5 m/s2(2)10 m/s【典例5】 足球运动员常采用折返跑方式训练，如图10所示，在直线跑道起点“0”的左边每隔3 m放一个空瓶，起点“0”的右边每隔9 m放一个空瓶，要求运动员以站立式起跑姿势站在起点“0”上，当听到“跑”的口令后，全力跑向“1”号瓶，推倒“1”号瓶后再全力跑向“2”号瓶，推倒“2”号瓶后运动员做变速运动时可看作匀变速直线运动，加速时加速度大小为4 m/s2，减速时加速度大小为8 m/s2，每次推倒瓶子时运动员的速度都恰好为零。运动员从开始起跑到推倒“2”号瓶所需的最短时间为多少(运