专题（02）匀变速直线运动的研究【原卷+解析】---2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破

2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破 专题（02）匀变速直线运动的研究（原卷版） 一、匀变速直线运动的规律 1．基本规律 (1)速度公式：v＝v0＋at. (2)位移公式：x＝v0t＋at2. (3)速度位移关系式：v2－v02＝2ax. 2．匀变速直线运动的两个重要推论 (1)物体在一段时间内的平均速度等于在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：＝＝. (2)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. 【自测1】如图1所示，一女同学穿着轮滑鞋以一定的速度俯身“滑入”静止汽车的车底，她用15 s穿越了20辆汽车底部后“滑出”，位移为58 m，假设她的运动可视为匀变速直线运动，从上述数据可以确定(　　) 图1 A．她在车底运动时的加速度 B．她在车底运动时的平均速度 C．她刚“滑入”车底时的速度 D．她刚“滑出”车底时的速度 二、自由落体运动 1．特点和规律 (1)从静止开始，只受重力作用的匀加速直线运动． (2)公式：v＝gt，h＝gt2，v2＝2gh. 2．自由落体加速度 (1)在同一地点，一切物体的重力加速度都相同，方向均为竖直向下． (2)在地球上其大小随地理纬度的增加而增大，在赤道上最小，在两极处最大． 【自测2】从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间，两位同学合作，用刻度尺可测得人的反应时间：如图2(a)所示，甲握住尺的上端，乙在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触)，当看到甲放开手时，乙立即握住尺．若乙做握尺准备时，手指位置如图(b)所示，而握住尺时的位置如图(c)所示．由此测得乙同学的反应时间最接近(　　) A．2.0 s B．0.04 s C．0.50 s D．0.30 s 三、伽利略对自由落体运动的研究 1．亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的重量决定的，物体越重，下落得越快． 2．伽利略认为，重物和轻物应该下落得同样快． 3．伽利略的科学方法：观察现象→逻辑推理→猜想假说→实验验证→修正推广． 【自测3】　如图3所示，大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是(　　) 图3 A．其中甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论 B．其中丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论 C．运用甲图的实验，可“清除”重力的作用，使实验现象更明显 D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 四、运动学图象 1．x－t图象 (1)物理意义：反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律． (2)斜率意义 ①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小． ②切线斜率的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)斜率意义 ①图线上某点切线的斜率的大小表示物体加速度的大小． ②图线上某点切线的斜率的正负表示物体加速度的方向． (3)面积意义 ①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小． ②若此面积在时间轴的上方，则表示这段时间内的位移方向为正方向；若此面积在时间轴的下方，则表示这段时间内的位移方向为负方向． 【自测4】下列v－t图象中，表示物体做匀速直线运动的是(　　) 命题热点一　匀变速直线运动基本规律及应用 1．基本思路 ―→―→―→―→ 2．方法与技巧 题目中所涉及的物理量(包括已知量、待求量和为解题设定的中间量) 没有涉及的物理量 适宜选用公式 v0、v、a、t x v＝v0＋at v0、a、t、x v x＝v0t＋at2 v0、v、a、x t v2－v02＝2ax v0、v、t、x a x＝t 除时间t外，x、v0、v、a均为矢量，所以需要确定正方向，一般以v0的方向为正方向． 【例1】　(多选)如图4所示，在一平直公路上，一辆汽车从O点由静止开始做匀加速直线运动，已知在3 s内经过相距30 m的A、B两点，汽车经过B点时的速度为15 m/s，则(　　) 图4 A．汽车经过A点的速度大小为5 m/s B．A点与O点间的距离为20 m C．汽车从O点到A点需要的时间为5 s D．汽车从O点到B点的平均速度大小为7.5 m/s 【变式1】　如图5所示，竖井中的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面．某一竖井的深度为104 m，升降机运行的最大速度为8 m/s，加速度大小不超过1 m/s2.假定升降机到井口的速度为0，则将矿石从井底提升到井口的最短时间是(　　) 图5 A．13 s B．16 s C．21 s D．26 s 【变式2】　一个物体从静止开始，以加速度a1做匀加速