内容正文:
第一章 核心素养提升
[科学思维提炼]
1.极限思想:(1)瞬时速度和瞬时加速度就是利用极限思想定义的;(2)由vt图像求位移所用的微元累积法也利用了极限思想。
2.数形结合思想
图像反映了两个变量(物理量)之间的函数关系,因此要由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系,从而分析图像的意义。
3.逆向思维法:对于末速度为零的匀减速运动,采用逆向思维法,倒过来看成初速度为零的匀加速直线运动。
4.类比法
如图,如果沿光滑斜面上滑的小球,到最高点仍能以原加速度匀加速下滑,则小球全过程加速度大小、方向均不变,故求解时可看成类竖直上抛运动,既可以分段处理,也可以全程法列式求解。应用全程法处理时,必须注意x、v、a等矢量的正负号及物理意义。
[关键能力提升集训]
一、选择题(本题共7小题)
1.(2022·湖南省湘潭市高三上9月第一次模拟)伽利略在研究自由落体规律时假设小球下落的速度和所用的时间成正比,由于当时实验条件的限制,速度的测量很困难,于是伽利略根据假设推出了一个便于测量的物理量,也就是我们今天所说的“位移”,并通过研究“位移”和时间的关系验证了他的假设。在这个过程中,伽利略主要用到的科学研究方法是( )
A.等效替代法 B.转换法
C.控制变量法 D.放大法
答案 B
解析 伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大的,但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度,所以不能直接得到速度随时间的变化规律,伽利略通过数学运算得到结论:如果物体的初速度为零,而且速度随时间的变化是均匀的,那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比,这样,只要测出物体通过不同位移所用的时间,就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化,这种研究问题的方法叫转换法,故A、C、D错误,B正确。
2.(2021·广东省汕头市高三二模)为安全考虑,机动车行驶一定年限后,要定期到指定部门进行安全检测,简称“年审”。图示为一辆正在“年审”的汽车从t=0时刻由静止出发做直线运动,自动检测系统记录了该汽车运动过程的部分数据(见表格),下列说法正确的是( )
时刻t/s
0
1
2
3
4
5
6
7
8
速度v/m·s-1
0
1
2
3
5
5
3
1
1
A.第5 s内汽车一定做匀速直线运动
B.0~3 s内汽车可能做匀加速直线运动
C.5~8 s内汽车可能做匀减速直线运动
D.第1 s内与第8 s内汽车的加速度大小一定相同
答案 B
解析 以时间t为横轴、速度v为纵轴建立直角坐标系,由表格数据在坐标系中描点,并用直线将两个相邻的点连接(不表示两点间的速度按直线变化),如图所示。
第5 s内(第4 s到第5 s)始末时刻的速度都为5 m/s,说明该时间内汽车可能做匀速直线运动,而不是一定做匀速直线运动,故A错误;0~3 s内的点可表示在同一条直线上,说明该时间内汽车可能做匀加速直线运动,故B正确;5~8 s内的点不能表示在同一条直线上,说明该时间内汽车不可能做匀减速直线运动,故C错误;第1 s内与第8 s内汽车的运动未知,故汽车的加速度大小不一定相同,故D错误。
3.(2021·海南高考)(多选)甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动,t=0时经过路边的同一路标,下列位移—时间(xt)图像和速度—时间(vt)图像对应的运动中,甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是( )
答案 BC
解析 A图中,甲、乙在t0时刻之前位移没有再次相等的时刻,即两人在t0时刻之前不能再次相遇,A错误;B图中,甲、乙在t0时刻之前图线有交点,此时位移相等,即两人在t0时刻之前能再次相遇,B正确;C图中,因vt图像与时间轴围成的面积表示位移,则甲、乙在t0时刻之前位移有再次相等的时刻,即两人在t0时刻之前能再次相遇,C正确;D图中,因vt图像与时间轴围成的面积表示位移,由图像可知在t0时刻之前,甲的位移始终大于乙的位移,则两人在t0时刻之前不能再次相遇,D错误。
4.(2021·湖南省永州市高三下三模)汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度j是加速度变化量Δa与发生这一变化所用时间Δt的比值,即j=,它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动,其加速度a随时间t的变化关系如图,则该物体在( )
A.1~3 s内做减速运动
B.0~5 s内速度方向发生改变
C.t=2 s时和t=4 s时加速度等大反向
D.t=2 s时和t=4 s时急动度等大反向
答案 C
解析 由题图可知,1~3 s内加速度为正值,物体做加速度减小的加速运动,故A错误;at图像与时间轴所围面积表示物体的速度变化量,故0~5 s内物体速度始终为正值,速度方向不变,故B错误;由图像可知,t=2