高考试题中匀变速直线运动的STS问题

1、.*;高考试题中匀变速直线运动的STS问题质点的直线运动是历年高考的必考内容，既可以单独命题，也可以与其他知识点结合命题；既可以出选择题，也可出计算题。考察的内容有参考系、位移、速度和加速度、匀变速直线运动及其公式、图像运用等。近年来这部分的考察更趋向于应用知识分析才能，特别是有关现代气息和STS问题中信息题的考察，不仅考察出考生的才能，同时也要求具有一定的归纳信息的才能。一、考察自然现象的STS题例1天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在程度地面上与观测者的间隔 为d=3.0km处进展一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差t=6.0s。试估算云层下

2、外表的高度。空气中的声速v=km/s。解析：如图1，A表示爆炸处，O表示观测者所在处，h表示云层下外表的高度。用t1表示爆炸声直接传到O处所经时间，那么有d=vt1，用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所经历时间，因为入射角等于反射角，故有：，t2t1=t，联立式，可得：h=，代入数值得：h=2.0103m。点评：此题是一道很简单的信息题，画图很快可以判断出需要的信息。匀速直线运动是运动学中最根本最简单的运动形式，也是进一步研究运动学问题的根底，因此，匀速直线运动的知识在实际问题中也有着重要的应用。二、考察体育运动的STS题例2原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。从开场蹬地到离地是加速过程视为

3、匀加速，加速过程中重心上升的间隔 称为“加速间隔 。离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大间隔 称为“竖直高度。现有以下数据：人原地上跳的“加速间隔 m，“竖直高度m；跳蚤原地上跳的“加速间隔 m，“竖直高度m。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度，而“加速间隔 仍为m，那么人上跳的“竖直高度是多少？解析：此题也是一道信息题，考察的是匀变速直线运动，这里要注意运动的两个阶段，先加速上升，再减速上升，要注意其中的两个间隔 。用a表示跳蚤起跳的加速度，v表示离地时的速度，那么对加速过程和离地后上升过程分别有，。假设假想人具有和跳蚤一样的加速度a，令V表示在这种情况下人离地时的速度，H表示与此相应

4、的竖直高度，那么对加速过程和离地后上升过程分别有：，。点评：物体的运动过程包括两个或多个阶段时，要注意两段运动的衔接，第一段运动完毕时的速度是第二段运动的初速，抓住两段运动间的速度联络，常常会起到事半功倍的效果。同时还要注意两段运动的加速度。三、汽车交通中的STS题例3如图2所示，直线MN表示一条平直公路，甲、乙两辆汽车原来停在A、B两处，A、B间的间隔 为85m，现甲车先开场向右做匀加速直线运动，加速度a1=2.5m/s2，甲车运动6.0s时，乙车立即开场向右做匀加速直线运动，加速度a2=5.0m/s2，求两辆汽车相遇处距A处的间隔 。解得：t1=4s，t2=8s。t1、t2都有意义，t1=4s时，甲车追上乙车；t2=8s时，乙车追上甲车再次相遇。点评：此题的信息是追及或相遇问题，其本质就是分析讨论两物体在一样时间内能否到达一样的空间位置问题。解决此类问题要注意“两个关系和“一个条件。