第一板块 层级Ⅰ微专题Ⅰ-2 力与直线运动（Word教参）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏北京专用）

微专题Ⅰ－2　　力与直线运动 命题视角一　匀变速直线运动规律的应用　 [一题例析清] [典例]　(2022·全国甲卷)长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为v0，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v(v < v0)。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和2a，则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0 所用时间至少为(　 ) A．＋　　　　 B．＋ C．＋ D．＋ [解题指导] 列车运动的示意图如下图甲、乙、丙、丁所示： 运动过程 运动状态 时间 总时间 甲位置→乙位置 匀减速直线运动 t1＝ t＝t1＋t2＋t3＝ ＋ 乙位置→丙位置 匀速直线运动 t2＝ 丙位置→丁位置 匀加速直线运动 t3＝ [解析]　由题知当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过v(v < v0)，则列车进隧道前必须减速到v，则有v＝v0－2at1，解得t1＝；匀速通过隧道的时间t2＝；列车尾部出隧道后立即加速到v0，有v0＝v＋at3，解得t3＝ 学科网（北京）股份有限公司 。则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为t＝t1＋t2＋t3＝＋。 [答案]　C [固本提素养] 1．掌握四类公式 2．明确符号法则 (1)匀变速直线运动的“四类公式”都是矢量式，应用时注意各物理量符号的确定。 (2)一般情况下，取初速度的方向为正方向。 3．活用五种方法 [精练速过关] 1.(2023·淮安高三模拟)电力机车又称电力火车，是指从供电网(接触网)或供电轨中获取电能，再通过电动机驱动车辆行驶的火车。电力机车运行时不排废气，没有空气污染，能够在短时间内完成启动和制动，特别适合发车密度高的站点。如图所示，一客运列车停车时车头正好与水泥电杆平齐。已知铁路线平直，铁路旁的水泥电杆间隔都相同，间距为d；某时刻列车由静止启动，做匀加速直线运动，如果将列车启动时与车头平齐的电杆记为第一个电杆，车头与第三个电杆平齐时的速度大小为v，则(　 ) 学科网（北京）股份有限公司 A．列车的加速度大小为 B．列车的加速度大小为 C．列车从静止启动到第二个电杆的时间为 D．列车从静止启动到第二个电杆的时间为 解析：选D　设列车加速度大小为a，则v2＝2a·2d，解得a＝，A、B错误；由d＝at12，解得t1＝，C错误，D正确。 2．(2023·山东高考)如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是10 m/s，ST段的平均速度是5 m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为(　 ) A．3 m/s B．2 m/s C．1 m/s D．0.5 m/s 解析：选C　设RS段位移为x，所用时间为t，则ST段位移为2x，所用时间为t′，由题意得，在RS段的时间t＝＝，在ST段的时间t′＝＝，可解得t′＝4t，设电动公交车的加速度大小为a，逆向推导可得v2＝vT＋a，v1＝vT＋a，解得vT＝1 m/s，故C正确。 3．(2023·北京交大附中模拟)酒后驾驶会导致许多安全隐患。酒后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采取制动的时间，表中“反应距离”是指“反应时间”内汽车行驶的距离；“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离。假设汽车以不同速度行驶时制动的加速度大小都相同。分析表中数据可知，下列选项中说法错误的是(　 ) 速度/(m·s－1) 反应距离/m 制动距离/m 正常 酒后 正常 酒后 15.0 7.5 15.0 22.5 30.0 A．若汽车的初速度增加一倍，制动距离也增大一倍 B．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 s 学科网（北京）股份有限公司 C．驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为7.5 m/s2 D．若汽车以25 m/s的速度行驶时发现前方60 m处有险情，酒后驾驶不能安全停车 解析：选A　由题意可知，制动距离x＝v0t0＋，可知，若汽车的初速度增加一倍，制动距离增大不是一倍，故A错误； 驾驶员采取制动措施时，有一定的反应时间，若是正常情况下，由x0＝vt0可得t0＝＝ s＝0.5 s，若是酒后则由x1＝vt1可得t1＝＝ s＝1 s，所以驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 s，故B正确； 制动距离减去反应距离才是汽车制动过程中发生的位移x＝(22.5－7.5)m＝15 m，由v2＝2ax，可得a＝＝ m/s2＝7.5 m/s2，故C正确； 当酒后以25 m/s的速度行驶时，反应距离x′＝25×1 m＝25 m，减速行驶的距离x″＝ m≈41.7 m，制动距离为x＝x′＋x″＝25 m＋41.7 m>60 m，不能安全停车，故D正确