（山东专用）2021高考物理一轮复习 第1章 运动的描述 匀变速直线运动 核心素养提升课件

运动的描述匀变速直线运动第一章核心素养提升——科学态度与责任系列(一)匀变速直线运动规律在生活中的应用运动学是高中物理的最重要、最基础的内容，是和生活、体育、交通结合紧密的知识点，是高考命题的重点和热点，对匀变速直线运动可归纳三个STSE高考命题热点．热点一有关行车安全的问题[例1]酒后驾驶会导致许多安全隐患，其中之一是驾驶员的反应时间变长，“反应时间”是指驾驶员从发现情况到开始采取制动的时间．表中“反应距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离；“刹车距离”是指驾驶员从踩下刹车踏板制动到汽车停止的时间内汽车行驶的距离．分析可知，下列说法正确的是()速度反应距离刹车距离正常酒后正常酒后15m/s6m12m15m15mA．驾驶员酒后反应时间为1sB．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5sC．汽车刹车时，加速度大小为10m/s2D．汽车刹车时，加速度大小为7.5m/s2D解析：驾驶员正常情况下反应时间为t0＝615s＝0.4s；驾驶员酒后的反应时间：t1＝1215s＝0.8s，所以比正常情况下多0.4s，故A、B错误；汽车刹车时，加速度大小为a＝v22x＝1522×15m/s2＝7.5m/s2，故C错误，D正确．[例2]2017年11月15时，在“滁新高速”下行线因突发团雾而造成多车追尾．如图所示是模拟在该高速公路上的甲、乙两车刹车过程中的v－t图象，甲车在后，乙车在前．若两车发生追尾，则以下判断正确的是()A．两车一定是在t＝15s至t＝20s之间的某时刻发生追尾B．两车可能是在t＝8s时发生追尾C．t＝0时刻两车间距可能大于28mD．甲车刹车的加速度大小是乙车的3倍B解析：根据速度－时间图象可知，15～20s内，甲车的速度小于乙车，不可能发生追尾，选项A错误；0～10s内任一时刻，甲车的速度大于乙车，这个时间段内可能发生追尾，选项B正确；t＝10s时两车的速度大小均为5m/s，在v－t图象中，图象与坐标轴所围成的面积表示位移，0～10s内，甲车位移大小x1＝5＋152×10m＝100m，乙车位移大小x2＝5＋102×10m＝75m，因两车发生追尾，所以两车间距离应小于Δx＝x1－x2＝25m28m，选项C错误；根据速度－时间图象的斜率表示加速度可得甲的加速度大小a1＝15－015m/s2＝1m/s2，乙的加速度大小a2＝10－020m/s2＝0.5m/s2，则a1＝2a2，选项D错误．(1)停车距离等于反应距离与制动距离之和．①反应距离：反应时间内车辆行驶的距离．反应时间是指汽车在行驶中从驾驶员发现紧急情况到踩下制动踏板发生制动作用之前的这段时间．②制动距离：车辆从开始刹车到匀减速至速度为零时行驶的距离．(2)两车不发生追尾的条件：行驶中两车之间的距离大于停车距离．热点二高速公路入口处的高效通行问题[例3](2019·河南平顶山一模)为提高通行效率，许多高速公路入口安装了电子不停车收费系统ETC．甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC)驶离高速公路，流程如图所示．假设减速带离收费岛口x＝60m，收费岛总长度d＝40m，两辆汽车同时以相同的速度v1＝72km/h经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动．甲车减速至v2＝36km/h后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行；乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过t0＝15s的时间缴费成功，人工栏杆打开放行．随后两辆汽车匀加速到速度v1后沿直线匀速行驶，设加速和减速过程中的加速度大小相等，求：(1)此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差Δt；(2)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离Δx．答案(1)17s(2)400m解析(1)两车减速运动的加速度a＝v212x＋d2＝2.5m/s2.甲车减速到v2所用时间t1＝v1－v2a＝4s．甲车行驶的距离x1＝v1＋v22t1＝60m．甲车从匀速运动到栏杆打开所用时间t2＝x＋d2－x1v2＝2s．甲车从减速到栏杆打开的总时间t甲＝t1＋t2＝6s．乙车减速行驶到收费岛中心线的时间t3＝v1a＝8s．乙车从减速到栏杆打开的总时间t乙＝t0＋t3＝23s．人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差．Δt＝t乙－t甲＝17s．(2)乙车从收费通道中心线出发又经t3＝8s加速到v1＝72km/h，与甲车达到共同速度，此时两车相距最远，这个过程乙车行驶的距离与之前乙车减速行驶的距离相等x乙＝x＋d2＝80m．从收费通道中心线开始，甲车先以v2＝36km/h加速至v1＝72km/h，这个时间等于减速时间t1＝4s，然后匀速行驶，x甲＝x1＋v1(t3＋Δt－t1)＝480m；故两车相距的最远距离Δx＝x甲－x乙＝400m．热点三体育中的追及问题[例4]如图所示是某一次接力训练．已知甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持10m/s的速度跑完全程．设乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，加速度大小为3m/s2.乙在接力区前端听到口令时起跑，在甲、乙相遇时完成交接棒．在某次练习中，甲以v＝10m/s的速度跑到接力区前端s0＝14.0m处向乙发出起跑口令．已知接力区的长度为L＝20m．求：(1)此次练习中交接棒处离接力区前端(即乙出发的位置)的距离．(2)为了达到理想成绩，需要乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，则甲应在接力区前端多远时对乙发出起跑口令？(3)在(2)中，棒经过接力区的时间是多少？解析(1)设乙加速到交接棒时运动时间为t，则在甲追乙过程中有：s0＋12at2＝vt，代入数据得：t1＝2s，t2＝4.67s(不符合乙加速最长时间tm＝va＝103s，实际舍去)．此次练习中交接棒处离接力区前端的距离为：x＝12at2＝6m．(2)乙加速时间为：t乙＝103s．设甲在距离接力区前端为s时对乙发出起跑口令，则在甲追乙过程中有：s＋12at2乙＝vt乙，代入数据得：s＝16.7m．(3)棒在(2)过程以v＝10m/s速度运动，所以有：t＝Lv＝2s．答案(1)6m(2)16.7m(3)2s