2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 全突破考點(diǎn)01 勻變速直線運(yùn)動(dòng)（含解析）

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1、考點(diǎn)01 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 1.掌握辨認(rèn)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法 2.掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)4基本個(gè)公式的應(yīng)用 3.了解一些解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的常規(guī)方法 考 點(diǎn) 整 合 1. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念和特征 （1）概念：加速度恒定的直線運(yùn)動(dòng) 正確辨認(rèn)出物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是解決運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的前提和基礎(chǔ)，許多學(xué)生在不清楚物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)前就盲目的亂代公式，這顯然違背了解決問題的程序。所以教學(xué)時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用以下特征去辨認(rèn)物體是否屬于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 （2）特征: ①所受合力為恒力、且合力與初速度共線 ②速度、位移與實(shí)踐的關(guān)系式分別為一次、二次函數(shù) ③在相

2、等的時(shí)間內(nèi)位移均勻增大（紙帶類） ④v-t圖為一條傾斜的直線 2. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式 （1）速度公式:v=v0＋at （2）位移公式： ①x=v0t＋at2/2（基本公式）； ②x=（v2－v02）/2a（消時(shí)公式） ③x=（v＋v0）t/2（面積公式） 3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的應(yīng)用 以上四組公式一共涉及五個(gè)物理量，而每個(gè)公式中包括四個(gè)物理量，只需知道三個(gè)物理量就可求出其余的兩個(gè)，解決的思路大致如下： （1）明確研究對(duì)象與運(yùn)動(dòng)過程性質(zhì) （2）審題找足對(duì)應(yīng)過程中關(guān)于運(yùn)動(dòng)方面的三個(gè)已知量（注意加速度的取值問題） （3）選擇適當(dāng)?shù)姆匠淌角蠼? 有些設(shè)計(jì)題目的人故意

3、只告訴兩個(gè)已知量，而第三個(gè)已知量隱藏在其他的力學(xué)或者其他的運(yùn)動(dòng)過程中，當(dāng)已知量不足時(shí)，可從以下兩個(gè)角度去思考： ①是否可利用物體的受力情況求出加速度 ②是否可利用其他的運(yùn)動(dòng)過程之間的聯(lián)系來分析本段研究過程的運(yùn)動(dòng)量。如兩段相鄰的過程，前一段的末速度就是后一段初速度，兩段過程的總位移與其中一段位移的差就是另一段過程的位移；兩段隔開的運(yùn)動(dòng)過程，如果都屬于同一勻變速直線運(yùn)動(dòng)的不同時(shí)間段，則兩段過程的加速度相等。 4.熱點(diǎn) （1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)與交通安全 （2）機(jī)車啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題 （3）傳送帶類問題 （4）多研究對(duì)象問題（如追及與相遇、板塊模型） 典 例 強(qiáng) 化 多 運(yùn)

4、 動(dòng) 過程 （兩段） 題 組 1 例1．（2019·浙江省金華市四校高一聯(lián)考改編）在一次低空跳傘訓(xùn)練中，當(dāng)直升飛機(jī)懸停在離地116m高處時(shí)，傘兵離開飛機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)自由下落一段時(shí)間后傘兵打開降落傘，開始減速下降，打開傘后傘兵獲得的加速度大小為2m/s2，g=10m/s2，則： (1)若傘兵從飛機(jī)上跳下后2s才打開降落傘，求他落地時(shí)的速度 (2)若要求傘兵落地時(shí)的速度不得超過6m/s，則他應(yīng)在跳下后多長(zhǎng)時(shí)間必須打開降落傘？ 【答案】見解析 【解析】本題為兩段運(yùn)動(dòng)過程的組合，抓住這兩段運(yùn)動(dòng)過程的聯(lián)系是此類題型的關(guān)鍵。 （1

5、）打開傘前（自由落體）: h=gt2/2=20m，v=gt=20m/s 打開傘后（勻加速直線）: v0=20m/s，x=116m－h(huán)=96m，a=－2m/s2， 由x=（v2－v02）/2a得vt=4m/s （2）假設(shè)經(jīng)過t打開降落傘，傘兵落地時(shí)速度恰好為6m/s，則: 打開傘前的位移h= h=gt2/2，v=gt，打開傘后: v0=gt，由x=（v2－v02）/2a得x=（g2t2－36）/4 由h＋x=116m可解得t=5s/6 變式訓(xùn)練：（2019·原創(chuàng)經(jīng)典）ETC是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式，車輛不需不停車就能支付路橋費(fèi)用，有效提高了車輛的通行效率。假設(shè)一輛汽車以10m

6、/s的速度駛向收費(fèi)站，若進(jìn)入人工收費(fèi)通道，它從距收費(fèi)窗口20m處開始減速，至窗口處恰好停止，再用10s時(shí)間完成交費(fèi)；若進(jìn)入ETC通道，它從某位置開始減速，當(dāng)速度減至5m/s后，再以此速度勻速行駛5m即可完成交費(fèi)．若兩種情況下，汽車減速時(shí)加速度相同，求： （1）汽車進(jìn)入ETC通道減速行駛的位移； （2）汽車從開始減速到交費(fèi)完成，從ETC通道通行比人工收費(fèi)通道節(jié)省的時(shí)間。 【答案】見解析 【解析】（1）通過人工通道: v0=10m/s， vt=0，x=20m，由x=（v2－v02）/2a得a=－2.5m/s2 進(jìn)入ETC通道: 由x=（v2－v02）/2a得x=15m （2）經(jīng)過

7、人工通道，汽車剎車時(shí)間t由v=v0＋at得t=4s，t總=14s 經(jīng)過ETC通道：減速階段的時(shí)間t1=（20－5）s/2.5=6s，勻速階段t2=x/v=1s，t總=7s ∴ 可節(jié)省7s 多運(yùn)動(dòng)對(duì)象（兩個(gè)） 題 組 2 例2.（2019·原創(chuàng)經(jīng)典）在光滑的水平面上有一顆長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，有一個(gè)質(zhì)量m=1kg的木塊以1.8m/s的速度從左端滑上木板，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，木板質(zhì)量M=2kg，若木板足夠長(zhǎng)，求： （1）兩者共速時(shí)的時(shí)間t （2）兩者共速時(shí)木塊在木板上滑動(dòng)的距離 【答案】見解析 【解析】（1） 假設(shè)經(jīng)過t，兩者共速 對(duì)于木塊：a=f/

8、m=μg=2m/s2,，v0=1.8m/s，vm=1.8－2t； 對(duì)于木板：a=f/M=1m/s2,，v0=0，vM=t 由1.8－2t=t得t=0.6s （2）對(duì)于木塊：a=2m/s2,，v0=1.8m/s，t=0.6s，由x=v0t＋at2/2得xm=1.08m 對(duì)于木板：：a=1m/s2,，v0=0，t=0.6s，由x=v0t＋at2/2得xm=0.54m ∴兩者的相對(duì)位移x=0.54m 專題訓(xùn)練1 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1.下列物體中屬于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是（ ） t v （1） t x （2） （3）F為合力 t F合合 （

9、5）木塊沿斜面下滑 （6）帶電小球進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后 （4） 【答案】（5）、（6） 【解析】本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判讀，通過受力分析和圖形可知選（5）、（6） 2.（2019· 貴師大附中高三月考）動(dòng)車D513正以180km/h的速度行駛，前方為終點(diǎn)站貴陽(yáng)站，司機(jī)開始制動(dòng)減速，列車制動(dòng)時(shí)加速度的大小為2.5m/s2，則（ ） A.4s內(nèi)動(dòng)車的速度為60m/s B.4s內(nèi)動(dòng)車的速度為40m/s C.24s內(nèi)動(dòng)車的位移x=1280m D.24s內(nèi)動(dòng)車的位移x=500m 【答案】BD 【解析】本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度

10、公式和位移公式的在剎車問題中的應(yīng)用，代公式時(shí)應(yīng)注意與剎車停下的時(shí)間對(duì)照。由題意，v0=50m/s，a=－2.5m/s2，t=4s時(shí)，由速度公式可知v=40m/s，A錯(cuò)，B對(duì)；當(dāng)t=20s時(shí)，v=0，此時(shí)x=500m，之后靜止，所有t=24s時(shí)x依舊為500m，C錯(cuò)，D對(duì)。 3.一個(gè)物體的速度隨時(shí)間的關(guān)系式為v=8-2t，則（ ） A.加速度a=8m/s2 B.初速度v0=8m/s C.2s時(shí)物體的位移x=4m D.2s時(shí)物體的平均速度為=3m/s 【答案】B 【解析】本題考查運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用

11、由公式可知，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，v0=8m/s，a=－2m/s2，A錯(cuò)，B對(duì)；t=2s時(shí)，由x=v0t＋at2/2得x=12m，C錯(cuò)，平均速度v=x/t=6m/s，D錯(cuò)。 4.(2018·河北八校聯(lián)考)汽車以20 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，剎車后的加速度大小為5 m/s2，那么開始剎車后2 s與開始剎車后6 s汽車通過的位移之比為(　　) A．1：1 B．1：3 C．3：4 D．3：1 【答案】C 【解析】本題考查運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用 由x=v0t＋at2/2得當(dāng)t=2時(shí)，x=30m，根據(jù)選項(xiàng)結(jié)構(gòu)，應(yīng)選CD，但6s位

12、移較大，故選C 5.在圖中的水平面上，有一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的木塊在F=5N的水平推力作用下向前運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度為2m/s，已知木塊和地面的動(dòng)摩擦因素μ=0.4，g取10m/s2，從A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過3s后下列選項(xiàng)正確的是（ ） F A.速度v=20m/s B.速度v=18m/s C.位移x=33m D.位移x=27m 【答案】AC 【解析】由牛頓第二定律可得a=6m/s2，由速度公式可得當(dāng)t=3s時(shí)，v=18m/s，A對(duì)；由位移公式可得x=33m，C對(duì)。 6．（2018·浙江新高考選考科目物理試題）如圖，豎直井中的升降機(jī)可

13、將地下深處的礦石快速運(yùn)送到地面。某一豎井的深度約為104m，升降機(jī)運(yùn)行的最大速度為8m/s，加速度大小不超過，假定升降機(jī)到井口的速度為零，則將礦石從井底提升到井口的最短時(shí)間是（ ） A. 13s B. 16s C. 21s D. 26s 【答案】AC 【解析】當(dāng)?shù)V石以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)，整個(gè)過程所需時(shí)間就越短。即礦石以最大加速度做勻加速，達(dá)到最大速度后保持最大速度勻速上升，快到地面時(shí)又以最大加速度勻減速，到地面恰好速度減為0。 在勻加速階段：v0=0，a=1m/s2，vt=8m/s，由v=v0＋at得t=8s，由x

14、1=（v＋v0）t/2=32m 在勻減速階段：該階段與勻加速對(duì)稱，t3=8s，x3=32m 所以在勻速階段：x2=（104－64）m=40m，t2=x/v=5s t總=t1＋t2＋t3=21S 7.（2019· 經(jīng)典原創(chuàng)）某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P＝6.0×104W，汽車的質(zhì)量為m＝5.0×103kg，該車在水平路面上沿直線從靜止開始且保持以a＝0.5 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知阻力是車重的0.1倍，g取10m/s2，則（ ） A.該過程中牽引力恒為2.5×103N B.勻加速運(yùn)動(dòng)階段的末速度為12m/s C.勻加速運(yùn)動(dòng)持續(xù)的時(shí)間t=1

15、6s D.勻加速運(yùn)動(dòng)階段汽車通過的位移x=64m 【答案】CD 【解析】本題考查機(jī)車啟動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題。由力學(xué)關(guān)系：F－f=ma得F=7.5×103N，由P=Fv得v=8m/s，AB均錯(cuò)；由v=v0＋at得t=16s，由得x=（v2－v02）/2a得x=64m，D對(duì) 9.將一個(gè)小球從水面上方0.8m高處自由釋放，小球墜入水中后下沉的深度為4m，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，則小球在水中的加速度大小為（ ） A.2m/s2 B.3m/s2 C.4m/

16、s2 D.5m/s2 【答案】A 【解析】本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的多過程問題。自由落體結(jié)束時(shí)，由x=（v2－v02）/2a得v=4m/s；在水中x=（v2－v02）/2a得a=2m/s2，A對(duì)。 10.一個(gè)物體以20m/s的速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，最后1s內(nèi)的位移為1m，則物體前2s內(nèi)的位移為（ ） A.36m B.38m C.40m D.42m 【答案】A 【解析】本題考查逆向思維的

17、應(yīng)用和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的多過程問題。最后1s內(nèi)，若用逆向思維，物體做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由x=at2/2得a=2m/s2，前2s內(nèi)，加速度也為2m/s2，由x=v0t＋at2/2得x=36m，選A 9.（傳送帶模型）如圖為某機(jī)場(chǎng)安全檢查入口旅客的行李的傳送裝置，圖中傳送帶AB始終保持v=6m/s的恒定速率運(yùn)行，一質(zhì)量為m=4kg的行李無初速度地放在A處，行李與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，AB間的距離為9m，g取10 m/ s2，則； （1）求行李滑到B點(diǎn)的時(shí)間 （2）若傳送帶的長(zhǎng)度為12m，則行李在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間又是多少 【答案】見解析 【解析】本題考查勻變速直線運(yùn)

18、動(dòng)在傳送帶問題中應(yīng)用 （1）行李剛開始時(shí)，a=f/m=2m/s2，當(dāng)v=6m/s時(shí)，由x=（v2－v02）/2a得x=9m ∵9m＞7m ∴行李在傳送帶上全程做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 此過程中：v0=0，a=2m/s2，x=7m，由x=v0t＋at2/2得t=3s （2）0→9m：行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t1=3s 9m→12m：行李做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由x=vt得t2=0.5s ∴t總=3.5s 11.A、B兩列火車，在同一軌道上同向行駛，A車在前，其速度VA=10m/s，B車在后，其速度VA=30m/s，因大霧能見度低，B車在距離A車85m處才發(fā)現(xiàn)A車，這時(shí)B車立即剎車，剎車時(shí)加速度的大小為2.5m/s2，請(qǐng)你通過計(jì)算判斷兩車是否安全 【答案】見解析 【解析】本題考查多研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題 由題意，A車做勻速運(yùn)動(dòng)，vA=10m/s，B車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩車共速時(shí) B車：由v=v0＋at得t=8s，由x=（v2－v02）/2a得xB=160m A車：由xA=vt=80m 因?yàn)閤B＜xA＋85m，所以兩車安全 8