第一章 综合探究 素养提升-（教师用书）【导学教程】2024新教材新高考物理新编大一轮总复习（人教版）

物理学科考查的两类情境试题 一、生活实践类问题情境 近几年高考物理试题中密切联系生活、生产科技的试题在逐渐增多，如以生活、交通、体育运动等为情境考查匀变速直线运动规律的应用。 情境1　与交通安全有关的情境问题 　驾驶员看见过马路的人，从决定停车，直至右脚刚刚踩在制动器踏板上经过的时间，叫反应时间，在反应时间内，汽车按一定速度匀速行使的距离称为反应距离；从踩紧踏板(抱死车轮)到车停下的这段距离称为刹车距离；司机从发现情况到汽车完全停下来，汽车所通过的距离叫做停车距离。如图所示，根据图中内容，下列说法中正确的是(　　) A．根据图中信息可以求出反应时间 B．根据图中信息可以求出汽车的制动力 C．匀速行使的速度加倍，停车距离也加倍 D．酒后驾车反应时间明显增加，停车距离不变 [解析]　图中知道汽车速度，反应距离，根据x＝v0t可以求出反应时间。故A正确；由于不知汽车质量，则无法求出汽车的制动力。故B错误；设停车距离x，反应时间为t0，则x＝v0t0＋，可知匀速行使的速度加倍，停车距离不是简单的加倍。故C错误；除了反应时间，其他条件不变的情况下，根据公式x＝v0t0＋，酒后驾车反应时间明显增加，停车距离增加。故D错误。 [答案]　A [拓展] 有关汽车行驶的几个概念 (1)反应时间：人从发现情况到采取相应的行动经过的时间叫反应时间。 (2)反应距离：驾驶员发现前方有危险时，必须先经过一段反应时间后才能做出制动动作，在反应时间内汽车以原来的速度行驶，所行驶的距离称为反应距离。 (3)刹车距离：从制动刹车开始到汽车完全停下来，汽车做匀减速直线运动，所通过的距离叫刹车距离。 (4)停车距离：反应距离和刹车距离之和就是停车距离。 (5)安全距离：指在同车道行驶的机动车，后车与前车保持的最短距离。安全距离包含反应距离和刹车距离两部分。 情境2　与体育运动有关的情境问题 　 在冰壶比赛中，为了使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。假设某运动员以初速度v0沿冰面将冰壶推出，冰壶做直线运动直到停止的过程中，其速度—时间图像如图所示，则下列判定正确的是(　　) A．0～t1和t2～t3时间内，运动员在用毛刷擦冰面 B．t1～t2时间内，冰壶的加速度大小为 C．t1～t2时间内，冰壶的位移大小为(v1＋v2)·(t2－t1) D．0～t3时间内，冰壶的平均速度大小为(v0＋v1＋v2) [解析]　A．v­t图线的斜率表示加速度，由图知t1～t2时间内图线斜率小，说明加速度小，由牛顿第二定律a＝＝＝μg，知t1～t2时间内冰壶与冰面间的动摩擦因数小，说明运动员在用毛刷擦冰面；0～t1和t2～t3时间内图线斜率大，动摩擦因数大，说明此时间段运动员没有用毛刷擦冰面，故A错误；B.由加速度定义式a＝知t1～t2时间内，冰壶的加速度大小为a＝，故B错误；C．v­t图线与坐标轴围的面积表示位移，在t1～t2时间内，冰壶的位移大小为x＝(v1＋v2)(t2－t1)，故C正确；D.根据平均速度的定义式＝知在0～t3时间内，冰壶的平均速度大小为＝＝＝，故D错误。 [答案]　C 情境3　与生活相关的情境问题 　城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生。如图所示，某高楼距地面高H＝47 m的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看作自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长L1＝8 m、高h＝2 m的货车，正以v0＝9 m/s的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时，货车车头距花盆的水平距离为L2＝24 m，由于道路限制，汽车只能直行通过阳台的正下方的通道。 (1)若司机没有发现花盆掉落，货车保持v0＝9 m/s的速度匀速直行，通过计算说明货车是否会被花盆砸到？ (2)若司机发现花盆开始掉落，采取制动的方式来避险，货车最大加速为4.5 m/s2，使货车在花盆砸落点前停下，求货车司机允许反应的最长时间； (3)若司机发现花盆开始掉落，司机反应时间Δt＝1 s，则司机采取什么方式可以避险(货车加速减速可视为匀变速)。 [解析]　(1)花盆从47 m高处落下，到达离地高2 m的车顶过程中位移为h＝(47－2) m＝45 m 根据位移公式，有h＝gt2 得t＝＝3 s 3 s内汽车位移为x＝v0t＝27 m 有24 m<x<32 m 则货车会被花盆砸到。 (2)货车匀减速的最小距离为x1＝＝9 m 制动过程中反应通过的最大距离为 x2＝L2－x1＝15 m 货车司机允许反应的最长时间为 t＝＝ s。 (3)货车司机允许反应时间通过的距离为 x1＝v0Δt＝9 m 汽车司机反应后立即加速，最小的加速度a1，有 L1＋L2－x1＝v0t2＋a1t 其中t2＝3 s－Δt＝2 s 得a1＝2.5 m/s2 汽车司机反应后立即减速，