2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專項攻關(guān)高分秘籍 專題01 直線運動學(xué)案.doc

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專題01 直線運動 【備考建議】 勻變速直線運動在各省市物理高考中出現(xiàn)頻率較高，題型既有選擇題、計算題的單獨命題，也有依托物理模型結(jié)合其他知識的綜合考查。選擇題中主要是v-t圖像的理解和應(yīng)用，計算題中主要考查勻變速直線運動的規(guī)律的應(yīng)用。考生要熟記勻變速直線運動規(guī)律及重要推論，熟練掌握解決此類問題的方法和解題思路。 一、位移圖像問題 例、 甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上運動，其位移—時間（）圖像如圖所示，其中乙的圖線為拋物線.關(guān)于甲、乙在時間內(nèi)的運動的看法，以下正確的是 （ ） A. 甲、乙在該段時間內(nèi)的平均速度相同 B. 甲、乙的運動方向始終相同 C. 乙始終比甲運動快 D. 甲、乙在時刻相距最遠 【答案】A D、甲、乙相距最遠的位置，應(yīng)該在圖像上找同一時刻兩點之間的最遠距離，從圖形上看， 時刻，不是兩者最遠的位置，故D錯誤； 綜上所述本題答案是：A 二、速度圖像問題 例、某國的軍事試驗場正在平地上試射地對空SA - 7型導(dǎo)彈，若某次豎直向上發(fā)射導(dǎo)彈時發(fā)生故障，造成導(dǎo)彈的v－t圖象如圖所示，則正確的是 （ ） A. 0～1 s內(nèi)導(dǎo)彈勻速上升 B. 1～2s內(nèi)導(dǎo)彈靜止不動 C. 3 s末導(dǎo)彈回到出發(fā)點 D. 5s末導(dǎo)彈回到出發(fā)點 【答案】D 【點睛】在速度時間圖像中，需要掌握三點，一、速度的正負表示運動方向，看運動方向是否發(fā)生變化，只要考慮速度的正負是否發(fā)生變化，二、圖像的斜率表示物體運動的加速度，三、圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，在坐標(biāo)軸上方表示正方向位移，在坐標(biāo)軸下方表示負方向位移 三、加速度圖像問題 例 甲、乙兩輛汽車在平直的公路上同一地點沿相同方向由靜止開始做直線運動，它們運動的加 速度隨時間變化a-t圖像如圖所示。關(guān)于甲、乙兩車在0~ 20s 的運動情況,下列說法正確的是 （ ） A．在t=10s時兩車相遇 B．在t=20s時兩車相遇 C．在t=10s時兩車相距最近 D．在t=20s時兩車相距最遠 【答案】D 考點：v-t圖線；追擊問題. 四、圖像綜合題 例1、我國“蛟龍?zhí)枴痹谀炒卧囼灂r，深潛器內(nèi)的顯示屏上顯示出了從水面開始下潛到最后返回水面的10min內(nèi)全過程的深度曲線甲和速度圖象乙，則下列說法中正確的是（ ） A. 全過程中最大加速度是0.025m/s2 B. 潛水員感到超重發(fā)生在0~1 min和8~10min的時間段內(nèi) C. 圖中代表本次下潛最大深度，應(yīng)為360m D. 整個潛水器在8~10min時的時間段內(nèi)機械能守恒 【答案】C 【解析】試題分析：根據(jù)v-t圖象的面積表示位移，由幾何知識可求得最大深度；v-t圖象的物理意義：其斜率表示加速度的大小，求解最大加速度；判斷超重和失重的方法主要看物體的加速度方向．根據(jù)加速度大小分析受力情況，即可判斷機械能守恒是否守恒． v-t圖象的斜率表示加速度，0-1min內(nèi)和3-4min內(nèi)加速度最大，最大加速度是，A錯誤；潛水員在0-1min和8-10min的時間段內(nèi)，根據(jù)度圖象（b）得加速度方向向下，所以處于失重狀態(tài)，B錯誤；根據(jù)深度曲線（a）得代表本次最大深度，在時到達最大深度，根據(jù)v-t圖象的面積得：0-4min位移是360m，即最大深度為360m，C正確；整個潛水器在8-10min時間段內(nèi)加速度不等于g，所以機械能不守恒，故D錯誤． 例2高速公路上甲、乙兩車在同一車道上同向行駛，甲車在前，乙車在后，速度均為v0=40 m/s，距離x0=90 m．t=0時刻甲車遇緊急情況后，甲、乙兩車的加速度隨時間變化的情況如圖所示，取運動方向為正方向．兩車在0～12 s內(nèi)會不會相撞？ 【答案】兩車會相撞 5、 追及相遇問題 例1 交管部門強行推出了“電子眼”，機動車擅自闖紅燈的現(xiàn)象大幅度減少?，F(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛，甲車在前，乙車在后，它們行駛的速度均為。當(dāng)兩車快要到一十字路時，甲車司機看到綠燈已轉(zhuǎn)換成了黃燈，于是緊急剎車反應(yīng)時間忽略不計，乙車司機為避免與甲車相撞也緊急剎車，但乙車司機反應(yīng)較慢反應(yīng)時間為。已知甲車緊急剎車時加速度大小為，乙車緊急剎車時加速度大小為，取求： （1）若甲司機看到黃燈時車頭距警戒線15 m，他采取上述措施能否避免闖紅燈？ 為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車行駛過程中應(yīng)保持多大距離？ 【解析】（1）甲車緊急剎車的加速度為：； 甲車停下來所需時間：； 甲滑行距離：； 由于，所以甲車能避免闖紅燈； 即：若甲司機看到黃燈時車頭距警戒線15m，他采取上述措施能避免闖紅燈； 解得：； 此過程中乙的位移：； 甲的位移：； 所以兩車安全距離至少為：； 即：為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞，甲、乙兩車行駛過程中應(yīng)保持的距離。 例2 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＝30 s時并排行駛，則(　　) A. 在t＝10 s時，甲車在乙車后 B. 在t＝0時，乙車在甲車前100m C. 兩車另一次并排行駛的時刻有可能是t＝5 s D. 甲、乙車兩次并排行駛之間沿兩車的最大距離為200 m 【參考答案】B 例3 藍牙是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換使用的ISM波段的UHF無線電波?，F(xiàn)有兩同學(xué)用安裝有藍牙設(shè)備的玩具小車甲、乙進行實驗：甲、乙兩車開始時處于同一直線上相距的、兩點，甲車從點以初速度、加速度向右做勻加速運動，乙車從點由靜止開始以加速度向右做勻加速運動，已知當(dāng)兩車間距超過時，兩車無法實現(xiàn)通信，忽略信號傳遞的時間。已知。 （1）求甲、乙兩車在相遇前的最大距離 （2）求甲、乙兩車在相遇前能保持通信的時間 【解析】： （1）當(dāng)兩車速度相等時相距最大。 即：解得 所以兩車相距最大距離為： 又當(dāng)乙車追上甲車時有：即： 解得 所以，能保持通信的時間為。 6、 勻變速直線運動規(guī)律的綜合運用 例1（2018安徽名校聯(lián)考）有一人在平直馬路邊散步(速度不變)，他發(fā)現(xiàn)每隔t1時間有一路公共汽車迎面開過，他還發(fā)現(xiàn)每隔t2時間有一輛這路公共汽車從身后開過，于是他計算出這路車從汽車站發(fā)車的時間間隔是(　　) A. B. C. D. 【參考答案】D 例2（2018衡水質(zhì)檢）卡車以v0=10 m/s在平直的公路上勻速行駛,因為路口出現(xiàn)紅燈,司機立即剎車,使卡車勻減速直線前進直至停止。停止等待6 s時,交通燈變?yōu)榫G燈,司機立即使卡車做勻加速運動。已知從開始剎車到恢復(fù)原來的速度所用時間t=12 s,勻減速的加速度是勻加速的2倍,反應(yīng)時間不計。則下列說法正確的是（ ） A、卡車勻減速所用時間t1=2s B、勻加速的加速度為 C、卡車剎車過程通過的位移是20m D、從卡車開始剎車到剛恢復(fù)到原來速度的過程中,通過的位移大小為40m。 【參考答案】A 考點：勻變速直線運動的規(guī)律的應(yīng)用 【走進高考】 1、（2018浙江四市聯(lián)考） 小洪同學(xué)乘出租車從校門口出發(fā)，到火車站接到同學(xué)后當(dāng)即隨車回校。出租車票如圖所示，則以下說法正確的是 A．位移為16.2km B．路程為0 C．11：48指的是時間 D．11：05指的是時刻 2、 （多選）(2018西安聯(lián)考)某賽車手在一次野外訓(xùn)練中，先利用地圖計算出出發(fā)地和目的地的直線距離為9 km，從出發(fā)地到目的地用了5 min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)值增加了15 km，當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)時，車內(nèi)速率計指示的示數(shù)為150 km/h，那么可以確定的是(　　) A．在整個過程中賽車手的位移大小是9 km B．在整個過程中賽車手的路程是9 km C．在整個過程中賽車手的平均速度是180 km/h D．經(jīng)過路標(biāo)時的瞬時速率是150 km/h 3、（多選）(2017鹽城中學(xué))下列關(guān)于平均速度和瞬時速度的說法中正確的是 (　　) A. 做變速運動的物體在相同時間間隔內(nèi)的平均速度不一定相同 B. 瞬時速度就是運動的物體在一段較短的時間內(nèi)的平均速度 C. 平均速度就是初、末時刻瞬時速度的平均值 D. 某物體在某段時間內(nèi)的瞬時速度都為零,則該物體在這段時間內(nèi)靜止 4、（黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2018屆高三下學(xué)期考前押題卷）如圖甲所示為速度傳感器的工作示意圖，P為發(fā)射超聲波的固定小盒子，工作時P向被測物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖，脈沖被運動的物體反射后又被P接收。從P發(fā)射超聲波開始計時，經(jīng)時間△t再次發(fā)射超聲波脈沖。圖乙是兩次發(fā)射的超聲波的位移－時間圖象，則下列說法正確的是（ ） A. 物體到小盒子P的距離越來越近 B. 在兩次發(fā)射超聲波脈沖的時間間隔△t內(nèi)，物體通過的位移為x2－x1 C. 超聲波的速度為 D. 物體在t1～t2時間內(nèi)的平均速度為 5、 (2018重慶巴蜀中學(xué)月考)一物體由靜止開始沿直線運動，其加速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。取物體開始運動的方向為正方向，則下列關(guān)于物體運動的描述正確的是 A.在1~2 s時間內(nèi)，物體做減速運動 B.在t=2 s時物體的速度最大，為3 m/s C.在1~3 s時間內(nèi)，物體做勻變速直線運動 D.在0~4 s時間內(nèi)，物體先沿正方向運動，后沿負方向運動 6、（2018河南洛陽聯(lián)考）A、B兩物體同時同地從靜止出發(fā)做直線運動，物體的加速度與時間關(guān)系如題圖所示，其中t2=2t1。關(guān)于兩個物體的運動，下列判斷正確的是（ ） A．t1時刻，兩物體速度相同 B．t2時刻，兩物體位置相同 C．t2時刻，兩物體速度相同 D．運動過程中兩物體不可能相遇 7、 (2018蘭州名校聯(lián)考)某質(zhì)點做直線運動，運動速率的倒數(shù)與位移x的關(guān)系如圖所示，關(guān)于質(zhì)點的運動，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點做勻加速直線運動 B. x圖線斜率等于質(zhì)點運動加速度 C．四邊形AA′B′B的面積可表示質(zhì)點從O到C′所用的運動時間 D．四邊形BB′C′C的面積可表示質(zhì)點從C到C′所用的運動時間 8、（多選）（2016洛陽期末）放在水平面上的物體，在水平力F作用下開始運動，以物體靜止時的位置為坐標(biāo)原點，力F的方向為正方向建立x軸，物體的加速度隨位移的變化圖像如圖8所示.下列說法中錯誤的是 A.位移為x1時，物體的速度大小為 B.位移為x2時，物體的速度達到最大 C.物體的最大速度為 D. 0～x2過程中物體做勻加速直線運動，x2～x3過程中物體做勻減速直線運動 9、（浙江新高考2018年4月選考科目物理試題）如圖所示，豎直井中的升降機可將地下深處的礦石快速運送到地面。某一豎井的深度約為104m，升降機運行的最大速度為8m/s，加速度大小不超過，假定升降機到井口的速度為零，則將礦石從井底提升到井口的最短時間是 A. 13s B. 16s C. 21s D. 26s 10、（多選）（遼寧省鞍山市第一中學(xué)2018屆高三下學(xué)期第七次模擬）一小球做豎直上拋運動，當(dāng)它回到拋出點時，速度為拋出時的3/4,設(shè)小球運動中受到的空氣阻力為恒力。下列說法中正確的是( ) A. 小球受到的空氣阻力與重力之比為7:25 B. 小球受到的空氣阻力與重力之比為25:39 C. 小球上升的最大高度與無阻力情況下的最大高度之比為9:16 D. 小球上升的最大高度與無阻力情況下的最大高度之比為25:32 11、（2016宜昌模擬）為了測試某汽車的剎車性能，駕駛員駕駛汽車以108km/h的速度在干燥的平直公路上勻速行駛，某時刻駕駛員收到剎車指令，經(jīng)過一段短暫的反應(yīng)時間后開始剎車，當(dāng)車停止后，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，從駕駛員接到剎車指令到車停下來，汽車行駛的距離為90m。若用同樣的方法測試該汽車在雨天的剎車性能，則汽車需要行駛156m的距離才能停下來。已知雨天時輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)為輪胎與干燥地面間動摩擦因數(shù)的一半，若兩次剎車過程中駕駛員的反應(yīng)時間相同，試求該駕駛員的反應(yīng)時間。 12、（2018湖南省衡陽聯(lián)考）2013年12月15日“嫦娥三號”探測器成功實現(xiàn)“月面軟著陸”。若著陸的最后階段可簡化為三個過程：①探測器從月球表面附近高為H處開始勻減速豎直下落至靜止；②懸停（即處于靜止?fàn)顟B(tài)）；③自由下落至月球表面。為了保證探測器的安全，要求探測器到達月球表面的速度不能超過vm，月球表面附近的重力加速度為g0，探測器在減速過程中每秒鐘消耗的燃料為△m=pa+q(a為探測器下降的加速度大小，p、q為大于零的常數(shù))。忽略探測器因消耗燃料而引起的質(zhì)量變化。 （1）求探測器懸停位置距月球表面的最大高度hm。 （2）若在（1）中懸停最大高度hm不變的情況下，為使探測器減速下降過程中消耗的燃料質(zhì)量最少，則該過程中探測器的加速度為多大？最低消耗燃料的質(zhì)量m為多少？ 13、.(2016安徽池州一中高三第一次月考)隨著機動車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯，分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命。如圖10所示為某型號貨車緊急制動時(假設(shè)做勻減速直線運動)的v2－x圖象(v為貨車的速度，x為制動距離)，其中圖線1為滿載時符合安全要求的制動圖象，圖線2為嚴重超載時的制動圖象。某路段限速72 km/h，是根據(jù)該型號貨車滿載時安全制動時間和制動距離確定的，現(xiàn)有一輛該型號的貨車嚴重超載并以54 km/h的速度行駛。通過計算求解： (1)駕駛員緊急制動時，該型號嚴重超載的貨車制動時間和制動距離是否符合安全要求； (2)若駕駛員從發(fā)現(xiàn)險情到采取緊急制動措施的反應(yīng)時間為1 s，則該型號貨車滿載時以72 km/h速度正常行駛的跟車距離至少應(yīng)為多遠？ 14、（2005全國理綜1）原地起跳時，先屈腿下蹲，然后突然蹬地。從開始蹬地到離地是加速過程（視為勻加速），加速過程中重心上升的距離稱為“加速距離”。離地后重心繼續(xù)上升，在此過程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”?，F(xiàn)有下列數(shù)據(jù)：人原地上跳的“加速距離”d1=0.50m，“豎直高度”h1=1.0m；跳蚤原地上跳的“加速距離” d2=0.00080m，“豎直高度” h2=0.10m。假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度，而“加速距離”仍為0.50m，則人上跳的“豎直高度”是多少？ 15、（2016四川南充一模）車輛在行駛過程中隨意變道可能造成交通事故．某司機駕車以54km/h在快車道上行駛，行駛在該車前面的另一輛小轎車以36km/h在慢車道上行駛，當(dāng)后車車頭和前車車尾相距d =5m時，前面司機突然加速變道至后車正前方，其加速度大小a1=1m/ s2．不考慮變道帶來的方向變化．（取=3.9）求： (1)若后車的司機不減速，經(jīng)過多少時間兩車相撞； (2)若后車的司機發(fā)現(xiàn)前車變道，立即剎車減速，為避免發(fā)生車禍，后車剎車減速的加速度a2至少為多大． 1．【參考答案】D 2、【參考答案】.AD 【解析】利用地圖計算出的出發(fā)地和目的地之間的直線距離為整個運動過程的位移大小，里程表顯示 的是路程，平均速度v＝＝＝108 km/h，選項A正確B、C錯誤；車內(nèi)速率計示數(shù)為對應(yīng)位置的瞬時速率，選項D正確。 3、【參考答案】AD 　 【解析】根據(jù)平均速度公式=,做變速運動的物體在相等時間間隔里的位移不一定相同,平均速度不一定相同,故選項A正確;瞬時速度是與某一時刻或者某一位置相對應(yīng)的速度,較短的時間內(nèi)的速度仍然是平均速度,故選項B錯誤;平均速度是質(zhì)點在某段時間內(nèi)運動的位移與所用時間的比值,如果物體做勻變速直線運動時,則等于初末時刻瞬時速度的平均值,如果不是勻變速直線運動,則不一定,故選項C錯誤;某物體在某段時間里的瞬時速度都為零,說明該物體在這段時間內(nèi)始終靜止不動,故選項D正確. 4、【參考答案】D 【解析】由圖可知，超聲波傳播的最遠距離第二次比第一次大，可知物體到小盒子P的距離越來越遠，選項A錯誤；由題圖可知物體通過的位移為x2-x1時，所用時間為t2-t1，物體在t1～t2時間內(nèi)的平均速度為，選項B錯誤，D正確；由圖像可知，超聲波的速度為，選項C錯誤；故選D。 5、【參考答案】B 【解析】在0~2 s時間內(nèi)物體加速度為正，沿正方向做加速運動，在2~4 s時間內(nèi)加速度為負，物體沿正方向做減速運動，選項AD錯誤；在1~3 s時間內(nèi)物體做加速度先減小后反向增大的變加速運動，選項C錯誤；a－t圖象與橫軸所圍面積為速度變化量，t=2 s時加速度反向，故t=2 s時物體的速度最大，為3 m/s，選項B正確。 【點撥】根據(jù)物體的加速度變化情況分析物體的運動時，也可作出物體的v－t圖象進行分析，特別要注意的是加速度反向時，運動不一定反向。 6、【參考答案】C 【解析】根據(jù)加速度圖象與橫軸所夾面積等于速度變化可知，t1時刻，A物體速度是B物體速度的2倍，選項A錯誤。t2時刻，兩物體速度相同，A物體在B物體前面，選項B錯誤C正確。由于t2時刻后B物體速度大于A，運動過程中兩物體可以相遇，選項C正確。 7、【參考答案】D 【解析】由題中 x圖像可知，與x成正比，即vx＝常數(shù)，質(zhì)點做減速直線運動，故選項A錯誤； x圖線斜率不等于質(zhì)點運動的加速度，故選項B錯誤；由于三角形OBC的面積S1＝OCBC＝，體現(xiàn)了從O到C所用的時間，同理，從O到C′所用的時間可由S2＝體現(xiàn)，所以四邊形BB′C′C面積可體現(xiàn)質(zhì)點從C到C′所用的時間，故選項C錯誤D正確。 8、【參考答案】BD 【解析】 9、【參考答案】 C 【解析】升降機先做加速運動，后做勻速運動，最后做減速運動，在加速階段，所需時間，通過的位移為，在減速階段與加速階段相同，在勻速階段所需時間為： ，總時間為：，故C正確，A、B、D錯誤； 故選C。 10、【參考答案】AD 11、【解析】設(shè)路面干燥時，汽車與地面的動摩擦因數(shù)為，剎車時汽車的加速度大小為a，汽車運動的總位移s1,反應(yīng)時間為t，由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得 ① ② 式中，m和分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度。 設(shè)在雨天行駛時，汽車與地面的動摩擦因數(shù)為，依題意有 = ③ 設(shè)在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a，汽車運動的總位移s1,由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得 ④ ⑤ 聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得t=0.8s 由上式可知：當(dāng)p=時 即時，所消耗的然料最少 。 最低消耗燃料的質(zhì)量 m=(p+) =2= 2 .。 13、【解析】　(1)根據(jù)速度位移公式v2－v＝2ax，有v2＝2ax＋v， 圖線斜率的一半表示加速度； 根據(jù)題圖象得到：滿載時，加速度大小為a1＝5 m/s2， 嚴重超載時加速度大小為a2＝2.5 m/s2； 14、【解析】．用a表示跳蚤起跳的加速度，v表示離地時的速度，則對加速過程和離地后上升過程分別有 v2=2ad2，v2=2gh2， 若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，令V表示在這種情況下人離地時的速度，H表示與此相應(yīng)的豎直高度，則對加速過程和離地后上升過程分別有 V2=2ad1，V2=2gH， 由以上各式可得 代入數(shù)值，得H=63m。 15、.【解析】（1）（5分）v2t1=v1t1+ a1t12+d， 解得：t1=5-s=1.1 s（5分） （2）（10分）臨界情況，共速時相遇：v2- a2t2=v1+ a1t2，（4分） v2t1-a2t22=v1t2+ a1t22+d， 解得：：a2=1.5m/s2（2分）