【步步高】2020年高考物理大一輪 第一章 第2課時(shí) 勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律 新人教版必修1

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1、第2課時(shí)　勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.掌握勻變速直線運(yùn)動的速度公式、位移公式及速度—位移公式.2.掌握勻變速直線運(yùn)動的幾個(gè)推論：平均速度公式、初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的比例關(guān)系式． 一、勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 一輛汽車在筆直的公路上以72 km/h的速度行駛，司機(jī)看見紅色交通信號燈便踩下制動器，此后汽車開始減速，設(shè)汽車做勻減速運(yùn)動的加速度為5 m/s2. (1)開始制動后2 s時(shí)，汽車的速度為多大？ (2)前2 s內(nèi)汽車行駛了多少距離？ (3)從開始制動到完全停止，汽車行駛了多少距離？ [知識梳理] 1．勻變速直線運(yùn)動 (1)定義：沿著一條直

2、線，且____________不變的運(yùn)動． (2)分類： 2．勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律 (1)勻變速直線運(yùn)動的速度與時(shí)間的關(guān)系v＝v0＋at. (2)勻變速直線運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系x＝v0t＋at2. (3)勻變速直線運(yùn)動的位移與速度的關(guān)系v2－v＝2ax. ：勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律公式中涉及的物理量是標(biāo)量還是矢量？應(yīng)用公式時(shí)如何規(guī)定物理量的正負(fù)號？ 二、勻變速直線運(yùn)動的推論 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 1．初速度為v0的物體做勻變速直線運(yùn)動，某時(shí)刻的速度為v.則這段時(shí)間內(nèi)的平均速度＝__________. 2．物體做勻加速直線運(yùn)動，連續(xù)相等的兩段時(shí)間均為T，兩段時(shí)間內(nèi)的位移差值為Δx，則

3、加速度為：a＝____________. 3．物體在水平地面上，從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度為a： (1)前1 s、前2 s、前3 s、…內(nèi)的位移之比為______________ (2)第1 s、第2 s、第3 s、…內(nèi)的位移之比為______________ (3)前1 m、前2 m、前3 m、…所用的時(shí)間之比為__________ (4)第1 m、第2 m、第3 m、…所用的時(shí)間之比為__________ [知識梳理] 1．平均速度公式：＝v＝＝. 2．位移差公式：Δx＝aT2. 3．初速度為零的勻加速直線運(yùn)動比例式： (1)物體在1T末、2T末、3T末、…的瞬

4、時(shí)速度之比為： v1∶v2∶v3∶…＝1∶2∶3∶… (2)物體在第Ⅰ個(gè)T內(nèi)、第Ⅱ個(gè)T內(nèi)、第Ⅲ個(gè)T內(nèi)、…第n個(gè)T內(nèi)的位移之比：xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn＝1∶3∶5∶…∶(2n－1) (3)物體在1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)，…的位移之比： x1∶x2∶x3∶…＝12∶22∶32∶…. (4)物體通過連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比：t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶(－1)∶(－)∶…∶(－) ：什么情況下適合運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動的推論解題？ 考點(diǎn)一　勻變速直線運(yùn)動基本規(guī)律的應(yīng)用 考點(diǎn)解讀 勻變速直線運(yùn)動涉及的基本物理量有初速度v0，加速度a，運(yùn)動時(shí)間t，位移x和末速度v.三個(gè)基本公式

5、中分別含有四個(gè)物理量：速度公式中沒有位移x，位移公式中沒有末速度v，而位移—速度公式中不含時(shí)間t，根據(jù)題目的已知和未知，選擇適當(dāng)?shù)墓绞沁\(yùn)用這些基本規(guī)律的技巧． 典例剖析 例1　發(fā)射衛(wèi)星一般用多級火箭，第一級火箭點(diǎn)火后，使衛(wèi)星向上勻加速直線運(yùn)動的加速度為50 m/s2，燃燒30 s后第一級火箭脫離，又經(jīng)過10 s后第二級火箭啟動，衛(wèi)星的加速度為80 m/s2，經(jīng)過90 s后，衛(wèi)星速度為8 600 m/s.求在第一級火箭脫離后的10 s內(nèi)，衛(wèi)星做什么運(yùn)動，加速度是多少？(設(shè)此過程為勻變速直線運(yùn)動) 思維突破　求解勻變速直線運(yùn)動問題的一般解題步驟： (1)首先確定研究對象，并判定物體的運(yùn)動

6、性質(zhì)． (2)分析物體的運(yùn)動過程，要養(yǎng)成畫物體運(yùn)動示意(草)圖的習(xí)慣． (3)如果一個(gè)物體的運(yùn)動包含幾個(gè)階段，就要分段分析，各段交接處的速度往往是聯(lián)系各段的紐帶． (4)運(yùn)用基本公式或推論等知識進(jìn)行求解． 跟蹤訓(xùn)練1　飛機(jī)著陸后以6 m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動，其著陸速度為60 m/s，求： (1)它著陸后12 s內(nèi)滑行的位移x； (2)整個(gè)減速過程的平均速度(用兩種方法求解)； (3)靜止前4 s內(nèi)飛機(jī)滑行的位移x′. 考點(diǎn)二　勻變速直線運(yùn)動推論的應(yīng)用 考點(diǎn)解讀 推論 分析說明 平均速 度法 定義式＝對任何性質(zhì)的運(yùn)動都適用，而＝(v0＋v)只適用于勻變速直線

7、運(yùn)動 中間 時(shí)刻 速度法 利用“任一時(shí)間段t中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間t內(nèi)的平均速度”即v＝，適用于任何一個(gè)勻變速直線運(yùn)動，有些題目應(yīng)用它可以避免常規(guī)解法中用位移公式列出的含有t2的復(fù)雜式子，從而簡化解題過程，提高解題速度 比例法 對于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動與末速度為零的勻減速直線運(yùn)動，可利用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的比例關(guān)系，用比例法求解 推論法 勻變速直線運(yùn)動中，在連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差為一恒量，即xn＋1－xn＝aT2，對一般的勻變速直線運(yùn)動問題，若出現(xiàn)相等的時(shí)間間隔問題，應(yīng)優(yōu)先考慮用Δx＝aT2求解 典例剖析 圖1 例2　物體以一定的初速度沖上固定

8、的光滑斜面，到達(dá)斜面最高點(diǎn)C時(shí)速度恰為零，如圖1所示．已知物體第一次運(yùn)動到斜面長度3/4處的B點(diǎn)時(shí)，所用時(shí)間為t，求物體從B滑到C所用的時(shí)間． 例3　一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動的物體，在前4 s內(nèi)經(jīng)過的位移為24 m，在第二個(gè)4 s內(nèi)經(jīng)過的位移是60 m．求這個(gè)物體運(yùn)動的加速度和初速度各是多少？ 思維突破　運(yùn)動學(xué)問題選擇公式口訣 運(yùn)動過程要搞清，已知未知心里明． 基本公式很重要，推論公式不小瞧． 平均速度a不見，紙帶問題等時(shí)間． 比例公式可倒用，推論各有己特點(diǎn)． 跟蹤訓(xùn)練2　從圖2 斜面上某一位置，每隔0.1 s釋放一個(gè)小球，在連續(xù)釋放幾 個(gè)小球后，對在斜面上滾動的小球拍下照片，如

9、圖2所示，測得xAB＝ 15 cm，xBC＝20 cm，求： (1)小球的加速度； (2)拍攝時(shí)B球的速度； (3)拍攝時(shí)xCD的大??； (4)A球上方滾動的小球還有幾個(gè)． 跟蹤訓(xùn)練3　一列火車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，一個(gè)人站在第1節(jié)車廂前端的站臺前觀察，第1節(jié)車廂通過他歷時(shí)2 s，全部車廂通過他歷時(shí)8 s，忽略車廂之間的距離，車廂長度相等，求： (1)這列火車共有多少節(jié)車廂？ (2)第9節(jié)車廂通過他所用時(shí)間為多少？ 　　　　　　　　　　　　1.思維轉(zhuǎn)化法 (1)將“多個(gè)物體的運(yùn)動”轉(zhuǎn)化為“一個(gè)物體的運(yùn)動” 例4　某同學(xué)站在一平房邊觀察從屋檐邊滴下的水滴，發(fā)現(xiàn)

10、屋檐的滴水是等時(shí)的，且第5滴正欲滴下時(shí)，第1滴剛好到達(dá)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． (2)將“非同一地點(diǎn)出發(fā)”轉(zhuǎn)化為“同一地點(diǎn)出發(fā)” 例5　兩輛完全相同的汽車A、B，沿平直的公路一前一后勻速行駛，速度均為v0.若前車A突然以恒定的加速度剎車，在它剛停住后，后車B以前車A剎車時(shí)的加速度開始剎車．已知前車A剎車過程中所行駛的距離為s，若要保證兩輛車在上述過程中不相撞，則兩車在勻速行駛時(shí)保持的距離至少應(yīng)為 (　　) 　A．s

11、 B．2s C．3s D．4s 方法提煉　在運(yùn)動學(xué)問題的解題過程中，若按正常解法求解有困難時(shí)，往往可以通過變換思維方式，使解答過程簡單明了．在直線運(yùn)動問題中常見的思維轉(zhuǎn)化方法除以上兩例外，還有：將末速度為零的勻減速直線運(yùn)動通過逆向思維轉(zhuǎn)化為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動；將平均速度轉(zhuǎn)化為中間時(shí)刻的速度；將位置變化轉(zhuǎn)化為相對運(yùn)動等． 跟蹤訓(xùn)練4　一個(gè)光滑斜坡的傾角為30°，坡長1.6 m，從坡頂端由靜止每隔0.15 s釋放一個(gè)小球，問坡上最多有多少個(gè)小球？(g＝10 m/s2) 跟蹤訓(xùn)練5　物體B在物體A前方s0處以速度v0向前做勻速直線

12、運(yùn)動，A物體此時(shí)起由靜止開始以加速度a做勻加速直線運(yùn)動，問A物體追上B物體需多長時(shí)間？ A組　勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用 1．一輛汽車沿著一條平直的公路行駛，公路旁邊有與公路平行的一行電線桿，相鄰電線桿間的間隔均為50 m，取汽車駛過某一根電線桿的時(shí)刻為零時(shí)刻，此電線桿作為第1根電線桿，此時(shí)刻汽車行駛的速度大小為v1＝5 m/s，假設(shè)汽車的運(yùn)動為勻加速直線運(yùn)動，10 s末汽車恰好經(jīng)過第3根電線桿，則下列說法中正確的是 (　　) A．汽車運(yùn)動的加速度大小為1 m/s2 B．汽車?yán)^續(xù)行駛，經(jīng)過第7根電線桿時(shí)的瞬時(shí)速度大小為25 m/s C．汽

13、車在第3根至第7根電線桿間運(yùn)動所需的時(shí)間為20 s D．汽車在第3根至第7根電線桿間的平均速度為20 m/s 2．靜止置于水平地面的一物體質(zhì)量為m＝57 kg，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.43，在F＝287 N的水平拉力作用下做勻變速直線運(yùn)動，則由此可知物體在運(yùn)動過程中第5個(gè)7秒內(nèi)的位移與第11個(gè)3秒內(nèi)的位移比為 (　　) A．2∶1 B．1∶2 C．7∶3 D．3∶7 B組　勻變速直線運(yùn)動推論的應(yīng)用 3．一木塊以某一初速度在粗糙的水平地面上做勻減速直線運(yùn)

14、動，最后停下來．若此木塊在最初5 s和最后5 s內(nèi)通過的路程之比為11∶5，問此木塊一共運(yùn)動了多長時(shí)間？ 4．有一串佛珠，穿在一根長1.8 m的細(xì)線上，細(xì)線的首尾各固定一個(gè)佛珠， 中間還有5個(gè)佛珠．從最下面的佛珠算起，相鄰兩個(gè)佛珠的距離為5 cm、15 cm、25 cm、35 cm、45 cm、55 cm，如圖3所示．某人向上提起 線的上端，讓線自由垂下，且第一個(gè)佛珠緊靠水平桌面．松手后開始計(jì) 時(shí)，若不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，則第2、3、4、5、6、7個(gè)佛珠(　　) A．落到桌面上的時(shí)間間隔越來越大 圖3 B．落到桌面上的時(shí)間間隔相等 C．其中的第

15、4個(gè)佛珠落到桌面上的速率為4 m/s D．依次落到桌面上的速率關(guān)系為1∶∶∶2∶∶ C組　勻變速直線運(yùn)動中的實(shí)際問題 圖4 5. 為了最大限度地減少道路交通事故，全國開始了“集中整治酒后駕駛違法行為”專項(xiàng)行動．這是因?yàn)橐话泷{駛員酒后的反應(yīng)時(shí)間比正常時(shí)慢了0.1～0.5 s，易發(fā)生交通事故．圖示是《駕駛員守則》中的安全距離圖示(如圖4所示)和部分安全距離表格. 車速 v(km/h) 反應(yīng)距離 s(m) 剎車距離 x(m) 停車距離 L(m) 40 10 10 20 60 15 22.5 37.5 80 A 40 60 請根據(jù)該圖表回答

16、下列問題(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)： (1)請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算駕駛員的反應(yīng)時(shí)間． (2)如果駕駛員的反應(yīng)時(shí)間相同，請計(jì)算出表格中A的數(shù)據(jù)． (3)如果路面情況相同，車在剎車后所受阻力恒定，取g＝10 m/s2，請計(jì)算出剎車后汽車所受阻力與車重的比值． (4)假設(shè)在同樣的路面上，一名飲了少量酒的駕駛員駕車以72 km/h速度行駛，在距離一學(xué)校門前50 m處發(fā)現(xiàn)有一隊(duì)學(xué)生在斑馬線上橫過馬路，他的反應(yīng)時(shí)間比正常時(shí)慢了0.2 s，會發(fā)生交通事故嗎？ 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 (限時(shí)：45分鐘) 一、選擇題 1．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)正在做勻加速直線運(yùn)動，用固定在地面上的照相機(jī)對該質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行閃光照相，由閃光照片得

17、到的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)在第一次、第二次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動了x1＝2 m；在第三次、第四次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動了x3＝8 m．由此可求得 (　　) A．第一次閃光時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度 B．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的加速度 C．在第二、三兩次閃光時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移 D．質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的初速度 2．汽車進(jìn)行剎車試驗(yàn)，若速度從8 m/s勻減速到零所用的時(shí)間為1 s，按規(guī)定速率為8 m/s的汽車剎車后位移不得超過5.9 m，那么上述剎車試驗(yàn)是否符合規(guī)定 (　　) A．位移為8 m，符合規(guī)定 B．位移為8 m，不符合規(guī)定 C．位移為4 m，符合規(guī)定 D．位移為4 m，不符合規(guī)定

18、 3．做勻加速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，在第5 s末的速度為10 m/s，則 (　　) A．前10 s內(nèi)位移一定是100 m B．前10 s內(nèi)位移不一定是100 m C．加速度一定是2 m/s2 D．加速度不一定是2 m/s2 4．一個(gè)從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動的物體，從開始運(yùn)動起，連續(xù)通過三段位移的時(shí)間分別是1 s、2 s、3 s，這三段位移的長度之比和這三段位移上的平均速度之比分別是 (　　) A．1∶22∶32,1∶2∶3 B．1∶23∶33,1∶22∶32 C．1∶2∶3,1∶1∶1

19、 D．1∶3∶5,1∶2∶3 5．一輛公共汽車進(jìn)站后開始剎車，做勻減速直線運(yùn)動．開始剎車后的第1 s內(nèi)和第2 s內(nèi)位移大小依次為9 m和7 m．則剎車后6 s內(nèi)的位移是 (　　) A．20 m B．24 m C．25 m D．75 m 6．一個(gè)做勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，初速度為0.5 m/s，在第9 s內(nèi)的位移比第5 s內(nèi)的位移多4 m，則該質(zhì)點(diǎn)的加速度、9 s末的速度和質(zhì)點(diǎn)在9 s內(nèi)通過的位移分別是 (　　) A．a(chǎn)＝1 m/s2，v9＝9 m/s，x9＝4

20、0.5 m B．a(chǎn)＝1 m/s2，v9＝9 m/s，x9＝45 m C．a(chǎn)＝1 m/s2，v9＝9.5 m/s，x9＝45 m D．a(chǎn)＝0.8 m/s2，v9＝7.7 m/s，x9＝36.9 m 7．一物體做勻變速直線運(yùn)動，當(dāng)t＝0時(shí)，物體的速度大小為12 m/s，方向向東；當(dāng)t＝2 s時(shí)，物體的速度大小為8 m/s，方向仍向東，則當(dāng)t為多少時(shí)，物體的速度大小變?yōu)? m/s (　　) A．5 s B．4 s C．7 s D．8 s 8．(2020·安徽理綜·16)一物

21、體做勻加速直線運(yùn)動，通過一段位移Δx所用的時(shí)間為t1，緊接著通過下一段位移Δx所用的時(shí)間為t2.則物體運(yùn)動的加速度為 (　　) A. B. C. D. 二、非選擇題 9.為了安全，在行駛途中，車與車之間必須保持一定的距離．因?yàn)?，從駕駛員看見某一情況到采取制動動作的時(shí)間里，汽車仍然要通過一段距離(稱為思考距離)；而從采取制動動作到車完全停止的時(shí)間里，汽車又要通過一段距離(稱為制動距離)．下表給出了汽車在不同速度下的思考距離和制動距離等部分?jǐn)?shù)據(jù)．請分析這些數(shù)據(jù)，完成表格.

22、速度(km/h) 思考距離(m) 制動距離(m) 停車距離(m) 45 9 14 23 75 15 38 90 73 105 21 75 96 10.如圖1所示，物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止開始下滑，經(jīng)過B點(diǎn)后進(jìn)入水平面(設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變)，最后停在C點(diǎn)．每隔0.2 s通過速度傳感器測量物體的瞬時(shí)速度，下表給出了部分測量數(shù)據(jù)．(重力加速度g＝10 m/s2)求： 圖1 t(s) 0.0 0.2 0.4 … 1.2 1.4 … v(m/s) 0.0 1.0 2.0 … 1.1 0.7 … (1)物體在

23、斜面和水平面上滑行的加速度大小； (2)物體在斜面上下滑的時(shí)間； (3)t＝0.6 s時(shí)的瞬時(shí)速度v. 11．(2020·新課標(biāo)·24)甲、乙兩輛汽車都從靜止出發(fā)做加速直線運(yùn)動，加速度方向一直不變．在第一段時(shí)間間隔內(nèi)，兩輛汽車的加速度大小不變，汽車乙的加速度大小是甲的兩倍；在接下來的相同時(shí)間間隔內(nèi)，汽車甲的加速度大小增加為原來的兩倍，汽車乙的加速度大小減小為原來的一半．求甲、乙兩車各自在這兩段時(shí)間間隔內(nèi)走過的總路程之比． 復(fù)習(xí)講義 基礎(chǔ)再現(xiàn) 一、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　(1)10 m/s　(2)30 m　(3)40 m 知識梳理　1.(1)加速度　(2)同向　反向 思考：勻變速直線運(yùn)動的

24、基本公式均是矢量式，除時(shí)間外，涉及的其他四個(gè)物理量v0、v、a及x均為矢量．應(yīng)用時(shí)要注意各物理量的符號，一般情況下，我們規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较颍c初速度同向的物理量取正值，反向的物理量取負(fù)值． 二、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　1.　2.　3.(1)1∶4∶9∶…　(2)1∶3∶5∶…　(3)1∶∶∶…　(4)1∶(－1)∶(－)∶… 思考：平均速度公式中不含a，且能避免繁瑣的運(yùn)算，往往會使求解更簡捷．位移差公式適合已知連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)，位移已知的情形．初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的比例式適合求解初速度為零或從某一速度值減速到零的兩種情形． 課堂探究 例1　衛(wèi)星做勻減速運(yùn)動，加速度大小是10 m/s2

25、 跟蹤訓(xùn)練1　(1)300 m　(2)30 m/s (3)48 m 例2　t 例3　2.25 m/s2　1.5 m/s 跟蹤訓(xùn)練2　(1)5 m/s2　(2)1.75 m/s (3)0.25 m　(4)2 跟蹤訓(xùn)練3　(1)16節(jié)　(2)0.34 s 例4　3.2 m 例5　B　 跟蹤訓(xùn)練4　6個(gè) 跟蹤訓(xùn)練5?。? 分組訓(xùn)練 1．ABD　2.C 3．8 s 4．B 5．(1)0.90 s　(2)20　(3)0.62　(4)會 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 1．C　 2．C　 3．AD　 4．B　 5．C　 6．C　 7．AC　 8．A　 9．18　55　53(以列為序) 10．(1)5 m/s2　2 m/s2　(2)0.5 s　(3)2.3 m/s 11．5∶7