備戰(zhàn)2019年高考物理 高頻考點解密 專題01 質(zhì)點的直線運動教學案

上傳人:Sc****h 文檔編號:100049763 上傳時間:2022-06-02 格式:DOC 頁數(shù):19 大?。?95KB
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1、專題01 質(zhì)點的直線運動 核心考點 考綱要求 參考系、質(zhì)點 位移、速度和加速度 勻變速直線運動及其公式、圖象 Ⅰ Ⅱ Ⅱ 考點1 初速度為零的勻變速直線運動 1.基本公式 (1)速度公式:v=at。 (2)位移公式:x=at2。 (3)速度與位移關(guān)系式:v2=2ax。 2.速度–時間圖象 一條過原點的傾斜直線,直線的斜率代表加速度,斜率越大,表明加速度越大。 3.初速度為零的勻加速直線運動的重要比例關(guān)系 設(shè)T為等分的時間間隔,則有 ①1T末、2T末、3T末、···的速度之比:v1:v2:v3:···:vn=1:2:3:···:n ②1T內(nèi)

2、、2T內(nèi)、3T內(nèi)、···的位移之比:x1:x2:x3:···:xn=1:22:32:···:n2 ③第一個T內(nèi)、第二個T內(nèi)、第三個T內(nèi)、···的位移之比xⅠ:xⅡ:xⅢ:···:xN=1:3:5:···:(2N–1) ④通過前x、前2x、前3x、···的位移所用時間之比t1:t2:t3:···:tn=1:::···: ⑤通過連續(xù)相等的位移所用的時間之比t1:t2:t3:···:tn=1: (–1):(–):···:(–) ⑥通過連續(xù)相等的位移末的速度之比v1:v2:v3:···:vn=1:::···: 如圖所示,在公路的十字路口,紅燈攔停了一車隊,攔停的汽車排成筆直的一列,第一輛

3、汽車的前端剛好與路口停止線相齊,汽車長均為l=4.0 m,前面汽車尾部與相鄰汽車的前端相距均為d1=1.0 m。為了安全,前面汽車尾部與相鄰汽車的前端相距至少為d2=5.0 m才能開動,若汽車都以a=2 m/s2的加速度做勻加速直線運動。綠燈亮起瞬時,第一輛汽車立即開動,求: (1)第六輛汽車前端剛到達停止線時的速度大小v; (2)從綠燈剛亮起到第六輛汽車前端與停止線相齊所需最短時間t。 【參考答案】(1) (2) 【試題解析】(1)第六輛汽車前端與停止線的距離, 由,得 (2)設(shè)第二輛汽車剛開動時,第一輛汽車至少已行駛的時間 則第二輛汽車剛開動時,第一輛至少行駛的距離:

4、 由 解得 從綠燈剛亮起到第六輛汽車剛開動至少所需時間: 第六輛汽車剛開動到前端與停止線相齊所需時間: 從綠燈剛亮起到第六輛汽車前端與停止線相齊所需最短時間: 解得 1.(2018·上海高中物理合格考模擬試題)對于初速度為零的勻加速直線運動,下列說法不正確的是 A.相鄰、相等時間間隔內(nèi)的位移之差為常數(shù) B.任意兩個相等時間內(nèi)的速度變化量都相等 C.從開始運動起,在連續(xù)相等時間內(nèi)通過的位移之比為1∶2∶3∶… D.從開始運動起,通過連續(xù)相等的位移所需的時間之比為∶∶∶… 【答案】C 【解析】相鄰、相等時間間隔內(nèi)的位移之差為常數(shù),即?x=aT2,選項A正確;任意兩

5、個相等時間內(nèi)的速 考點2 初速度不為零的勻變速直線運動 1.一般公式法 一般公式法指速度公式、位移公式及推論三式。它們均是矢量式,使用時要注意方向性。 2.平均速度法 定義式對任何性質(zhì)的運動都適用,而只適用于勻變速直線運動。 3.比例法 對于初速度為零的勻加速直線運動與末速度為零的勻減速直線運動,可利用初速度為零的勻加速直線運動的重要特征的比例關(guān)系,用比例法求解。 4.逆向思維法 如勻減速直線運動可視為反方向的勻加速直線運動。 5.推論法 利用Δx=aT2:其推廣式xm–xn=(m–n)aT2,對于紙帶類問題用這種方法尤為快捷。 6.圖象法 利用v–t圖可

6、以求出某段時間內(nèi)位移的大?。蛔芳皢栴};用x–t圖象可求出任意時間內(nèi)的平均速度等。 羚羊從靜止開始奔跑,經(jīng)過50 m的距離能加速到最大速度25 m/s,并能維持一段較長時間,獵豹從靜止開始奔跑,經(jīng)過60 m的距離能加速到最大速度30 m/s,以后只能維持這個速度4.0 s,設(shè)獵豹距離羚羊x米時開始攻擊,羚羊則從獵豹1.0 s后開始奔跑,假設(shè)羚羊和獵豹在加速階段分別做勻加速運動,且沿同一直線,求: (1)獵豹要在最大速度減速前追上羚羊,x應(yīng)在什么范圍內(nèi)取值? (2)獵豹要在加速階段追上羚羊,x應(yīng)在什么范圍內(nèi)取值? 【參考答案】(1) (2) 【試題解析】羚羊在加速時平均速度為 則

7、加速所需時間為 其加速度為 獵豹加速的平均速度為則加速時間為 其加速度為 (1)獵豹從開始攻擊到減速運動的距離為 而羚羊在這段時間內(nèi)的位移為 要追上羚羊,則有,故 (2)獵豹在加速階段時間內(nèi)運動距離為 而羚羊在這段時間內(nèi)的運動距離為 依題意有:故有 1.(2018·云南宣威三中)一列火車做勻變速直線運動駛來,一人在軌道旁邊觀察火車運動,發(fā)現(xiàn)在相鄰的兩個10 s內(nèi),火車從他跟前分別駛過8節(jié)車廂和6節(jié)車廂,每節(jié)車廂長8 m(相鄰車廂連接處長度不計),求: (1)火車加速度的大小; (2)這20 s內(nèi)中間時刻的瞬時速度; (3)人剛開始觀察時火車速度的大小。 【答案】

8、(1)0.16 m/s2 (2)5.6 m/s (3)7.2 m/s 【解析】(1)由題知,火車做勻加速運動,設(shè)火車加速度大小為a,L=8 m ,即 考點3 自由落體運動 1.自由落體運動 (1)影響落體運動快慢的因素是空氣阻力。忽略空氣阻力時,只在重力作用下輕重不同的物體下落快慢相同。 (2)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動,叫做自由落體運動。 2.自由落體運動規(guī)律 (1)自由落體的加速度 ①定義:在同一地點,一切物體做自由落體運動的加速度都相同,這個加速度叫做自由落體加速度,也叫做重力加速度,通常用g表示。 ②方向:總是豎直向下的。 ③大?。涸诘厍?/p>

9、上不同的地方,g的大小是不同的,一般的計算中可以取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2。如果沒有特別說明,都按g=9.8 m/s2進行計算。 (2)自由落體運動的實質(zhì)是初速度v0=0,加速度a=g的勻變速直線運動。 (3)自由落體運動的公式:v=gt,h=gt2,v2=2gh。 3.自由落體運動解題的一般步驟 (1)審題,弄清題意,確定物體所做的運動是否為自由落體運動; (2)明確已知的物理量和帶求的物理量; (3)規(guī)定正方向,一般取豎直向下的方向為正方向,確定已知物理量的正負號; (4)選擇恰當?shù)囊?guī)律求解。 某同學站在一平房邊觀察從屋檐邊滴下的水滴,發(fā)現(xiàn)屋檐邊滴水是等

10、時的,且第5滴正欲滴下時,第1滴剛好到達地面;第2滴和第3滴水剛好位于窗戶的下沿和上沿,他測得窗戶上、下沿的高度差為1 m,由此求屋檐離地面的高度。 【參考答案】3.2 m 【試題解析】解法一(基本規(guī)律求解)設(shè)屋檐離地面高為x,滴水時間間隔為T 由x=gt2得第2滴水的位移為x2=g(3T)2 第3滴水的位移為x3=g(2T)2 又因為x2–x3=1 m 聯(lián)立解得T=0.2 s 屋檐高x=g(4T)2=3.2 m 解法二(比例法求解) 作出如圖所示的示意圖。 5滴水滴的位置等效為一滴水做自由落體運動連續(xù)相等時間內(nèi)的位置。圖中自上而下相鄰點之間的距離比為1:3:5:7,因

11、點“3”、“2”間距為1 m,可知屋檐離地面高度為×(1+3+5+7) m=3.2 m 1.(2018·廣州天河區(qū)一一三中)關(guān)于自由落體運動,下面說法錯誤的是 A.它是豎直向下,,的勻加速直線運動 B.在開始連續(xù)的三個內(nèi)通過的位移之比是 C.在開始連續(xù)的三個末的速度大小之比是 D.從開始運動起連續(xù)通過三個相等的位移所經(jīng)歷的時間之比為 【答案】BD 考點4 豎直上拋運動 將物體以某一速度v0豎直向上拋出,物體只在重力作用下所做的運動就是豎直上拋運動。 1.豎直上拋運動的性質(zhì) 初速度v0≠0,加速度為a=–g的勻變速直線運動。 2.豎直上拋運動的規(guī)律 (1)基

12、本公式 速度公式:v=v0–gt 位移公式:x=v0t–gt2,v2–=–2gx。 (2)推論 上升、下落時間t上=t下=,運動的總時間t總=t上+t下=,最大高度。 3.豎直上拋運動的基本特點 (1)上升到最高點的時間 時間 速度 運動方向 表示物體正在向上運動 表示物體處在最高點 表示物體正在向下運動 (2)上升的最大高度 時間 速度 運動方向 表示物體在拋出點上方 表示物體回到拋出點 表示物體在拋出點下方 4.豎直上拋運動的處理方法 (1)分段法:上升過程是a=–g,的勻變速直選運動;下落階段

13、是自由落體運動。 (2)整體法:將全過程看成是初速度為v0、加速度為–g的勻變速直線運動。習慣上取v0的方向為正方向,則時正在上升,時正在下降,時物體在拋出點上方,時物體在拋出點下方。 (2018·山東臨沂十九中)從地面上以初速度2v0豎直上拋物體A,相隔時間Δt后再以初速度v0從同一地點豎直上拋物體B,不計空氣阻力。下列說法正確的是 A.物體A、B可能在物體A上升過程中相遇 B.物體A、B只能在物體A下降過程中相遇 C.要使物體A、B相遇需要滿足條件 D.要使物體A、B相遇需要滿足條件 【參考答案】BD 【試題解析】A物體上升時,A的初速度大于B的初速度,且A先拋出,所以

14、A的位移大于B的位移,不可能在A上升的過程中相遇,故A錯誤;物體A、B相遇有兩種可能:①A、B均在下降,A追上B;②A在下降,B在上升,即只能在物體A下降過程中相遇,故B正確;A在空中的總時間為,B在空中的總時間為,要使A、B能在空中相遇,,即得,故C錯誤,D正確。 1.某人站在三樓陽臺上,同時以10 m/s的速率拋出兩個小球,其中一個球豎直上拋,另一個球豎直下拋,它們落地的時間差為Δt;如果該人站在六樓陽臺上,以同樣的方式拋出兩個小球,它們落地的時間差為Δt′。不計空氣阻力,Δt′和Δt相比較,有 A.Δt′<Δt B.Δt′=Δt C.Δt′>Δt

15、 D.無法判斷 【答案】B 考點5 剎車問題 1.汽車運動模型 將汽車的啟動過程、行駛過程和剎車過程分別簡化為勻加速直線運動、勻速直線運動和勻減速直線運動,這樣就可以運用運動學的知識分析汽車的運動問題。 2.有關(guān)汽車行駛的幾個概念 (1)反應(yīng)時間:人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)的行動經(jīng)過的時間叫反應(yīng)時間。 (2)反應(yīng)距離:汽車行駛過程中,駕駛員發(fā)現(xiàn)前方有危險時,必須先經(jīng)過一段反應(yīng)時間才做出制動動作,在反應(yīng)時間內(nèi)汽車以原來的速度行駛,所行駛的距離成為反應(yīng)距離。 (3)剎車距離:從制動剎車開始到汽車完全停下來,汽車做勻減速直線運動,所通過的距離叫剎車距離。

16、(4)停車距離:反應(yīng)距離和剎車距離之和就是停車距離。 3.時間過量問題 在計算汽車剎車類速度減為零后不能再反方向運動的物體的位移時,要注意判斷題目所給時間t內(nèi)物體是否已停止運動。若已停止運動,則不能將題給的時間t代入公式求位移,而應(yīng)求出物體停止所需的時間t',用時間t'代入公式求位移,因為在以后的()時間內(nèi)物體已經(jīng)停止不動,此種情況為時間過量問題。 求解剎車距離時,根據(jù)速度與位移的關(guān)系式求解能有效避免因“時間過量”而造成錯解。 (2018·全國大聯(lián)考)甲乙兩車在公路上同一車道行駛,甲在前乙在后,突然出現(xiàn)緊急情況,甲乙兩車同時剎車,剛開始剎車時兩車相距18 m,剎車過程中兩車的v–t

17、圖象如圖所示,則下列判斷正確的是 A.在t=2 s時刻乙車與甲車發(fā)生追尾事故 B.在t=2 s時刻之前乙車與甲車發(fā)生追尾事故 C.甲乙兩車不會追尾,在t=2 s時刻兩車相距最近距離為8 m D.甲乙兩車會在甲車停止之后發(fā)生追尾事故 【參考答案】D 【試題解析】由題可知,甲在前乙在后,如圖所示: 且t=2 s之前,,故t=2 s時,兩者相距最遠,圖中陰影部分面積為10 m,最遠距離為18 m+10 m=28 m,故ABC錯誤;由圖可知0~4 s內(nèi),兩者仍相距18 m,t=4 s時乙的車速為,,t=4 s后,乙車的位移為,故會發(fā)生追尾,D正確。 1.杭新景高速公路限速1

18、20 km/h,一般也要求速度不小于80 km/h。冬天大霧天氣的時候高速公路經(jīng)常封道,否則會造成非常嚴重的車禍。如果某人大霧天開車在高速路上行駛,設(shè)能見度(觀察者與能看見的最遠目標間的距離)為30 m,該人的反應(yīng)為0.5 s,汽車剎車時能產(chǎn)生的最大加速度的大小為5 m/s2,為安全行駛,汽車行駛的最大速度是 A.10 m/s B.15 m/s C.m/s D.20 m/s 【答案】B 考點6 追及相遇問題 1.分析追及問題的方法技巧可概括為“一個臨界條件”、“兩個等量關(guān)系” (1)一個臨界條件:速度相等。它往往是物體間能否追

19、上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷問題的切入點; (2)兩個等量關(guān)系:時間關(guān)系和位移關(guān)系,通過畫草圖找出兩物體的時間關(guān)系和位移關(guān)系是解題的突破口。 2.能否追上的判斷方法 物體B追趕物體A:開始時,兩個物體相距x0。若vA=vB時,xA+x0xB,則不能追上。 4.(2016·上海卷)物體做勻加速直線運動,相繼經(jīng)過兩段距離為16 m的路程,第一段用時4 s,第二段用時2 s,則物體的加速度是 A. B. C. D.

20、 【答案】B 5.(2016·新課標全國Ⅰ卷)甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v–t圖象如圖所示。已知兩車在t=3 s時并排行駛,則 A.在t=1 s時,甲車在乙車后 B.在t=0時,甲車在乙車前7.5 m C.兩車另一次并排行駛的時刻是t=2 s D.甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m 【答案】BD 【解析】根據(jù)v–t圖象,可以判斷在t=1 s時,甲車和乙車并排行駛,故AC錯誤;在t=0時,甲車在乙車前的距離,故B正確;甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離也就是從第1 s末到第3 s末兩車運動的位移,故D正確。 6.(2016·江

21、蘇卷)小球從一定高度處由靜止下落,與地面碰撞后回到原高度再次下落,重復上述運動,取小球的落地點為原點建立坐標系,豎直向上為正方向,下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中,能描述該過程的是 【答案】A 7.(2017·新課標全國Ⅰ卷)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動,用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖(a)所示。實驗時,保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴) (1)由圖(b)可知,小車在桌面上是_______

22、_____(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。 (2)該小組同學根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為___________m/s,加速度大小為____________m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) 【答案】(1)從右向左 (2)0.19 0.037 【解析】(1)小車在阻力的作用下,做減速運動,由圖(b)知,從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小,所以小車在桌面上是從右向左運動;(2)已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴,所以相鄰兩水滴間的時間間隔為:,所以A點位置的速度為:,根據(jù)逐差法可求加速度:,解得a=0.037 m

23、/s2。 8.(2017·新課標全國Ⅱ卷)某同學研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。 實驗步驟如下: ①如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?,令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑; ②當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間?t; ③用?s表示擋光片沿運動方向的長度,如圖(b)所示,表示滑塊在擋光片遮住光線的?t時間內(nèi)的平均速度大小,求出; ④將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同,令滑塊由

24、靜止開始下滑,重復步驟②③; ⑤多次重復步驟④; ⑥利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出–?t圖,如圖(c)所示。 完成下列填空: (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小,用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小,則 與vA、a和?t的關(guān)系式為= 。 (2)由圖(c)可求得,vA= cm/s,a= cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 【答案】(1) (2)52.1 16.6(15.8~16.8) 【解析】(1)設(shè)擋光片末端到達光電門的速度為v,則由速度時間關(guān)系可知:,且 聯(lián)立解得:; (2)由圖(c)可求得vA=52.1 cm/s,,即

25、a=16.6 cm/s2。 9.(2016·天津卷)某同學利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動。 (1)實驗中必要的措施是______。 A.細線必須與長木板平行 B.先接通電源再釋放小車 C.小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量 D.平衡小車與長木板間的摩擦力 (2)他實驗時將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計數(shù)點如圖所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點,圖中未畫出)。s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm。則小車的加速度a=______m/s2(要求

26、充分利用測量的數(shù)據(jù)),打點計時器在打B點時小車的速度vB=_______m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 【答案】(1)AB (2)0.80 0.40 10.(2016·海南卷)某同學利用圖(a)所示的實驗裝置探究物塊速度隨時間的變化。物塊放在桌面上,細繩的一端與物塊相連,另一端跨過滑輪掛上鉤碼。打點計時器固定在桌面左端,所用交流電源頻率為50 Hz。紙帶穿過打點計時器連接在物塊上。啟動打點計時器,釋放物塊,物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動。打點計時器打出的紙帶如圖(b)所示(圖中相鄰兩點間有4個點未畫出)。 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析,該同學認為物塊的運動為勻加速運動?;卮鹣铝袉栴}: (1)在打點計時器打出B點時,物塊的速度大小為_______m/s。在打出D點時,物塊的速度大小為_______m/s;(保留兩位有效數(shù)字) (2)物塊的加速度大小為_______m/s2。(保留兩位有效數(shù)字) 【答案】(1)0.56 0.96 (2)2.0 19

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