2020高考物理二轮复习专题01直线运动讲含解析

直线运动考试大纲要求考纲解读1.参考系、质点Ⅰ1.直线运动的有关概念、规律是本章的重点，匀变速直线运动规律的应用及v—t图象是本章的难点.2．注意本章内容与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题．3．本章规律较多，同一试题往往可以从不同角度分析，得到正确答案，多练习一题多解，对熟练运用公式有很大帮助.2.位移、速度和加速度Ⅱ2.匀变速直线运动及其公式、图象Ⅱ纵观近几年高考试题，预测2019年物理高考试题还会考：1、主要是以选择题形式出现，要注意与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题。与牛顿运动定律、功与能、电磁学相关知识一起考查，是考试中的热点。2、匀变速直线运动的图象在考试中出现的频率很高，主要以选择题为主，但要注意与牛顿运动定律、功与能、电磁学相关知识结合一起，这样的题有一定的难度。考向01匀变速直线运动规律1.讲高考（1）考纲要求①掌握匀变速直线运动的速度公式、位移公式及速度—位移公式，并能熟练应用。②掌握并能应用匀变速直线运动的几个推论：平均速度公式、Δx＝aT2及初速度为零的匀加速直线运动的比例关系式．（2）命题规律主要是以选择题形式出现，要注意与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题。与牛顿运动定律、功与能、电磁学相关知识一起考查，是考试中的热点。案例1．如图所示，竖直井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一竖井的深度约为104m，升降机运行的最大速度为8m/s，加速度大小不超过，假定升降机到井口的速度为零，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是A.13sB.16sC.21sD.26s【来源】浙江新高考2018年4月选考科目物理试题【答案】C【点睛】升降机先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动，根据速度位移公式和速度时间公式求得总时间。案例2．【2016·全国新课标Ⅲ卷】一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为：（）A．2stB．232stC．24stD．28st【答案】A【解析】设初速度为1v，末速度为2v，根据题意可得，解得213vv，根据0+vvat，可得113+vvat，解得12atv，代入可得2sat，故A正确。【方法技巧】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰明了，对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题。案例3．【2015·江苏·5】如图所示，某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为5s和2s。关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是：（）A．关卡2B．关卡3C．关卡4D．关卡5【答案】C【名师点睛】本题主要是公式，匀变速直线运动及匀速运动的位移、速度公式，可以分段计算，注意关卡的开关、闭关时间，找到位移与关卡间距离的关系。2．讲基础（1）匀变速直线运动的规律①基本规律速度公式：v＝v0＋at.位移公式：②重要推论位移速度关系式：物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，还等于初、末时刻速度矢量和的一半，即：任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量，即：Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝aT2.（2）自由落体运动和竖直上抛运动自由落体运动：速度公式：v＝gt；位移公式：221gth；速度—位移关系式：ghv22v竖直上抛运动：速度公式：v＝v0－gt；位移公式：；速度—位移关系式：(4)上升的最大高度gvH220v202g，；(5)上升到最大高度用时：gvt03．讲典例案例1．某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为a=5m/s2，所需的起飞速度为v=50m/s，跑道长x=100m。试通过计算判断，飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载机，弹射系统必须使它具有多大的初速度v0？【答案】不能靠自身发动机起飞【解析】点睛：本题主要考查了匀变速直线运动的速度位移公式，并能灵活运用。【趁热打铁】物体做匀变速直线运动，连续通过两段相邻位移x1、x2，速度变化量相同均为Δv，则物体运动的加速度为（）A．2221()()vxxB．2221()vxxC．221()vxxD．221()2()vxx【答案】C【解析】考点：匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题考查了匀变速直线运动规律的推论；匀变速直线运动中如果相邻两段位移所用时间相等，则满足：x2−x1＝at2，我们可以利用两个重要推论解决问题。案例2．小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速度为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰．第3个小球在抛出点以上能遇到的小球数为(取g＝10m/s)()A．6个B．7个C．8个D．9个【答案】B【解析】试题分析：小球做竖直上抛运动，从抛出到落地的整个过程是匀变速运动，根据位移时间关系公式，有：，代入数据，有：，解得：（舍去）或，每隔抛出一个小球，故第3个小球在抛出点以上能遇到的小球数为：，故选项B正确。考点：竖直上抛运动【名师点睛】小球做竖直上抛运动，先求解出小球运动的总时间，然后判断小球在抛出点以上能遇到的小球数；本题关键明确第一个小球的运动情况，然后选择恰当的运动学公式列式求解出运动时间，再判断相遇的小球个数。【趁热打铁】一个滑雪人质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求：(1)滑雪人的加速度；(2)t＝5s时滑雪人的速度．【答案】（1）4m/s2（2）22m/s【解析】4．讲方法本部分公式推论多，但公式间有内在联系，在掌握基本公式的基础上，用基本公式推导其他推论可加深记忆，再通过做一定量的题目去理解、达到灵活应用的程度。运动学问题的求解一般有多种方法，可从多种解法的对比中进一步明确解题的基本思路和方法，从而提高解题能力。（1）解决匀变速直线运动的常用方法：①一般公式法；一般公式法指速度公式、位移公式及推论三式．它们均是矢量式，使用时要注意方向性．②平均速度法③逆向思维法如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动．（2）刹车类问题解决方法实质是汽车在单方向上的匀减速直线运动问题．速度减为零后，加速度消失，汽车停止不动，不再返回，若初速度为v0，加速度为a，汽车运动时间满足gvt0，发生的位移满足avx220。5．讲易错【题目】我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁3s，而后才会变成黄灯，再在3s黄灯提示后再转为红灯，2013年1月1日实施新的交通规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为（本题中的刹车过程均可视为匀减速直线运动）（1）若某车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18m，该车刹车前的行驶速度不能超过多少？（2）若某车正以的速度驶向路口，此时车距停车线的距离为L=48.75m，当驾驶员看到绿灯开始闪烁时，经短暂考虑后开始刹车，该车在红灯刚亮时恰停在停车线以内，求该车驾驶员所允许的考虑时间。【答案】（1）12m/s（2）0.5s【正解】（1）设在满足题设条件的情况下该车的最大行驶速度为根据平均速度公式解得：考点：匀变速直线运动规律的应用。【错因】（1）根据刹车的最大距离，结合匀变速直线运动的平均速度推论公式求出刹车前的最大速度、（2）汽车在反应时间内做匀速直线运动，抓住匀速运动的位移和匀减速运动的位移之和等于L，结合平均速度的推论公式求出汽车驶向路口的最大速度。考向02运动图象及应用1.讲高考（1）考纲要求理解匀变速直线运动的x－t图象、v－t图象，并会用它们解决问题（2）命题规律匀变速直线运动的图象在考试中出现的频率很高，主要以选择题为主，但要注意与牛顿运动定律、功与能、电磁学相关知识结合一起，这样的题有一定的难度。案例1．（多选）甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶，下列说法正确的是（）A.两车在t1时刻也并排行驶B.t1时刻甲车在后，乙车在前C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】BDAB，v-t图像中图像包围的面积代表运动走过的位移，两车在t2时刻并排行驶，利用逆向思维并借助于面积可知在t1时刻甲车在后，乙车在前，故A错误，B正确；CD、图像的斜率表示加速度，所以甲的加速度先减小后增大，乙的加速度也是先减小后增大，故C错D正确；故选BD点睛：本题考查了对图像的理解及利用图像解题的能力问题案例2．【2016·江苏卷】小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动，取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向，下列速度v和位置x的关系图象中，能描述该过程的是：（）【答案】A【方法技巧】本题重在考查匀变速运动的规律及图像，细节在运动的方向上，可由此排除CD选项；结合速度与位移的二次函数关系，可排除B选项。排除法是做选择题一个常用的、重要的方法之一。案例3．【2015·福建·20】一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶，其运动过程的v-t图像如图所示，求：（1）摩托车在0-20s这段时间的加速度大小a；（2）摩托车在0-75s这段时间的平均速度大小v。【答案】（1）1.5m/s2（2）20m/s【解析】（1）由图知，在0-20s内做匀加速运动，根据tva，可求加速度a=1.5m/s2；【名师点睛】本题主要识图能力，理解v-t图像的含义，利用图像求解加速度与位移、平均速度等2．讲基础（1）x－t图象①物理意义：反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律．②斜率的意义：图线上某点切线斜率的大小表示物体速度的大小，斜率正负表示物体速度的方向．（2）v－t图象①物理意义：反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律．②斜率的意义：图线上某点切线斜率的大小表示物体在该点加速度的大小，斜率正负表示物体加速度的方向．③“面积”的意义图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移的大小；若面积在时间轴的上方，表示位移方向为正；若此面积在时间轴的下方，表示位移方向为负．x－t图象、v－t图象都不是物体运动的轨迹，图象中各点的坐标值是x、v与t一一对应；x－t图象、v－t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定；无论是x－t图象还是v－t图象，所描述的运动情况都是直线运动．3．讲典例案例1．（多选）如图所示的x－t图象和v－t图象中，给出的四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是()A．图线1表示物体做曲线运动B．x－t图象中t1时刻物体1的速度大于物体2的速度C．v－t图象中0至t3时间内物体4的平均速度大于物体3的平均速度D．两图象中，t2、t4时刻分别表示物体2、4开始反向运动【答案】BC【解析】【名师点睛】x-t图线与v-t图线只能描述直线运动；x-t的斜率表示物体运动的速度，斜率的正和负分别表示物体正方向和负方向运动，v-t的斜率表示物体的加速度，图线与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移，平均速度等于位移与时间之比，根据相关知识进行解答．【趁热打铁】有一物体做直线运动，其速度图象如图所示，那么物体的速度变化率的方向与瞬时速度的方向相同的时间为()A．只有0t1sB．只有2st3sC．0t1s和2st3sD．0t1s和3st4s【答案