第2章 匀变速直线运动的研究 章末整合 素养提升(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第一册同步学习指导(人教版2019)

789:#;<=> ! (TUVW> 匀变 速直 线运 动的 研究 概念*沿着一条直线!且!!!!不变的运动 规律 基本公式速度公式*.9!!!!位移公式*&{ 9!!!! 重要的导出公式 速度,位移公式*!!!! 平均速度公式*'.9!!!! 9.% # 中间位移速度公式.& # 9!!!! 匀变速直线运动在连续相等时间-内通过的位移之差为一常数* ! # &          9!!!! 初速度为零的 匀变速直线运 动的比例式 按时间等分 -末)#-末)$-末速度之比. " , . # , . $ 9!!!! -内)#-内)$-内位移比& " , & # , & $ 9!!!! 第一个-内)第二个-内)第三个-内位移比* & * , & + , & !        9!!!! 按位移等分*连续相等的位移所用时间比* % * , % + , % !                                     9!!!!!!!!!! 自由 落体 和竖 直上 抛运 动 自由落 体运动 概念*物体只在!!!!作用下从静止开始下落的运动 重力加速度*> 9+!- 2E1# 或> 9"* 2E1# 规律 .9!!!! @ 9!!!! . # 9!!!!                   匀变速直线运动的所有公式及推论都适用于自由落体运动 竖直上 抛运动 概念*物体竖直向上抛出!只在!!!!作用下的运动 规律 .9!!!! @ 9!!!! . # :. * # 9!!!!                                      竖直上抛运动的研究方法有分段法和全过程法 实验*探究小车速度 随时间变化的规律 根据纸带求某点瞬时速度. $ 9!!!! 根据纸带求物体 运动的加速度 图像法*.:%图像斜率表示!!!! 逐差法*由 # &93- # 得3{{ 9!!!! 两种图像&:%图像*斜率表示!!!!!交点表示两物体相遇!坐标的变化量表示!!!! .:%图像*斜率表示!!!!!面积表示{                                                            !!!! #)! !!!!!!!!!!! ! !!!!! ! XYZ[\] 热点专练"!匀变速运动的规律及应用 !!'#*#",湖北统考高考真题(#*"+年!我国运 动员陈芋汐获得国际泳联世锦赛女子单人"* 米跳台冠军" 某轮比赛中!陈芋汐在跳台上倒 立静止!然后下落!前0 2完成技术动作!随后 0 2完成姿态调整" 假设整个下落过程近似 为自由落体运动!重力加速度大小取"* 2E1#! 则她用于姿态调整的时间约为 #!!$ &!*!# 1 '!*!% 1 (!"!* 1 )!"!% 1 "!'#*##,全国甲卷(长为D的高速列车在平直 轨道上正常行驶!速率为. * !要通过前方一长 为<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.#.<. * $" 已知列 车加速和减速时加速度的大小分别为3 和 #3!则列车从减速开始至回到正常行驶速率. * 所用时间至少为 #!!$ &> . * :. #3 5 < 5D . '> . * :. 3 5 < 5#D . (> $#. * :.$ #3 5 < 5D . )> $#. * :.$ 3 5 < 5#D . #!'#*#$,山东统考高考真题(如图所示!电动 公交车做匀减速直线运动进站!连续经过)) E)-三点!已知E-间的距离是)E的两倍!)E 段的平均速度是"* 2E1!E-段的平均速度是0 2E1!则公交车经过-点时的瞬时速度为 #!!$ &!$ 2E1 '!# 2E1 (!" 2E1 )!*!0 2E1 热点专练#!位移*时间图像-速度*时间图像 和加速度*时间图像 $!'#*#$,广东统考高考真题(铯原子喷泉钟是 定标&秒'的装置" 在喷泉钟的真空系统中! 可视为质点的铯原子团在激光的推动下!获得 一定的初速度" 随后激光关闭!铯原子团仅在 重力的作用下做竖直上抛运动!到达最高点后 再做一段自由落体运动" 取竖直向上为正方 向" 下列可能表示激光关闭后铯原子团速度. 或加速度3随时间%变化的图像是 #!!$ %!'#*#$,全国甲卷(一小车沿直线运动!从%9 *开始由静止匀加速至%9% " 时刻!此后做匀 减速运动!到%9% # 时刻速度降为零" 在下列 小车位移&与时间%的关系曲线中!可能正确 的是 #!!$ &!'多选( '#*#$,湖北统考高考真题(%9* 时 刻!质点B从原点由静止开始做直线运动!其 加速度3随时间%按图示的正弦曲线变化!周 期为#% * " 在* ,$% * 时间内!下列说法正确的 是 #!!$ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * #)$ &!%9#% * 时!B回到原点 '!%9#% * 时!B的运动速度最小 (!%9% * 时!B到原点的距离最远 )!%9 $ # % * 时!B的运动速度与%9" # % * 时相同 '!'#*##,河北统考高考真题(科学训练可以提 升运动成绩!某短跑运动员科学训练前后百米 全程测试中!速度.与时间%的关系图像如图 所示" 由图像可知 #!!$ &>* ,% " 时间内!训练后运动员的平均加速 度大 '>* ,% # 时间内!训练前)后运动员跑过的距离 相等 (>% # ,% $ 时间内!训练后运动员的平均速度小 )>% $ 时刻后!运动员训练前做减速运动!训练 后做加速运动 (!'多选( '#*#",海南高考真题(甲)乙两人骑 车沿同一平直公路运动!%9*时经过路边的同 一路标!下列位移,时间#&:%$图像和速度, 时间#.:%$图像对应的运动中!甲)乙两人在 % * 时刻之前能再次相遇的是 #!!$ 热点专练$!实验'利用匀变速直线运动规律求 瞬时速度和加速度( )!'#*##,全国乙卷(用雷达探测一高速飞行器 的位置" 从某时刻#%9*$开始的一段时间内! 该飞行器可视为沿直线运动!每隔" 1测量一 次其位置!坐标为&!结果如下表所示* %E1 * " # $ % 0 . &E2 * 0*/ " *+% " /0+ # 0*0 $ $#+ % #$$ 回答下列问题* #"$根据表中数据可判断该飞行器在这段时 间内近似做匀加速运动!判断的理由是* !+ ##$当&90*/ 2时!该飞行器速度的大小.9 !!!!2E1+ #$$这段时间内该飞行器加速度的大小3 9 !!!!2E1 # #保留#位有效数字$" !*!'#*#$,全国甲卷(某同学利用如图#7$所示 的实验装置探究物体做直线运动时平均速度 与时间的关系" 让小车左端和纸带相连" 右 端用细绳跨过定滑轮和钩码相连" 钩码下 落!带动小车运动!打点计时器打出纸带" 某 次实验得到的纸带和相关数据如图# J$ 所示" #"$已知打出图#J$中相邻两个计数点的时间 间隔均为*!" 1" 以打出"点时小车位置 为初始位置!将打出#)')()0)1各点时 小车的位移 # &填到表中!小车发生对应 位移和平均速度分别为 # &和'.!表中 # & "( 9!!!!=2! ' . "( 9!!!!=2E1" * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * #)% 位移区间 "# "' "( "0 "1 # &#=2$ .!.* "%!.* # & "( $%!+* %/!$* ' .#=2E1$ ..!* /$!* ' . "( -/!$ +%!. ##$根据表中数据得到小车平均速度'.随时 间 # %的变化关系!如图#=$所示" 在图 中补全实验点" #$$从实验结果可知!小车运动的'.: # %图线 可视为一条直线!此直线用方程'.9/ # % 54表示!其中/9!!!!=2E1#!49 !!!!=2E1" #结果均保留$ 位有效 数字$ #%$根据#$$中的直线方程可以判定小车做 匀加速直线运动!得到打出"点时小车 速度大小. " 9!!!!!小车的加速度 大小3 9!!!!" #结果用字母/)4表 示$ !!!'#*##,江苏高考真题(小明利用手机测量 当地的重力加速度!实验场景如图"所示!他 将一根木条平放在楼梯台阶边缘!小球放置 在木条上!打开手机的&声学秒表'软件!用 钢尺水平击打木条使其转开后!小球下落撞 击地面!手机接收到钢尺的击打声开始计时! 接收到小球落地的撞击声停止计时!记录下 击打声与撞击声的时间间隔%!多次测量不同 台阶距离地面的高度@及对应的时间间隔%" #"$现有以下材质的小球!实验中应当选用 !!!!" &!钢球!!!'!乒乓球!!!(!橡胶球 ##$用分度值为" 22的刻度尺测量某级台 阶高度@ 的示数如图# 所示!则@ 9 !!!!=2" #$$作出#@ :%# 图线!如图$所示!则可得到 重力加速度> 9!!!!2E1#" #保留三 位有效数字$ #%$在图"中!将手机放在木条与地面间的中 点附近进行测量!若将手机放在地面" 点!设声速为.!考虑击打声的传播时间! 则小球下落时间可表示为%A9!!!! #用@)%和.表示$" #0$有同学认为!小明在实验中未考虑木条 厚度!用图像法计算的重力加速度>必 然有偏差" 请判断该观点是否正确!简 要说明理由 ! !" 请同学们认真完成考案#二 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * $ #)& (2)汽车恰好未与直行车相撞，速度相等，有‘-at= 解得'=4s 巫。，2x5。=1s,则陈芋汐用于姿态调整的时间约为 汽车司机发现自行车时两车间的距离为 =t-1=0.45,B正确，A、C,D错误。故选B。 无=o%+-2-6+门 2.C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r(r<,),则列车进隧道前必须减速到r,则有下=。 其中6=0.58 解得无。=80m。 2,解得。”，在隧道内匀速有5-L+,列车尾部出壁 9.(1)8。(2)16m 解析：(I)假设A车追上B车时，B车还没停止运动，设'时间 道后立即加速到o,有。=+山，解得=二”，则列车从减 内A车追上B车，根据题意，A车追上B车，霸要通过位移 速开始至回到正常行驶速率，所用时间至少为1-3(。】 20 A=X+ A车的位移是x、=P, +L+,故选C B车的位移是n=rW'+2 3.C由题知，电动公交车做匀诚速直线运动，且设S间的距离 联立解得1'=7s 为则根据题意有a产学一兰兰，联立 2 但B车停下来所用时同 00-0=5 解得3=41，，=-10，再根据匀变速直线运动速度与时间 的关系有r=g-a·51,则a,=2m/s,其中还有=秒r- 比较和可知，A车是在B车停止运动后才追上B车的，因 此7s不是A车追上B车的时问，设A车追上B车的时阿为 。·子解得=1s,联立解得，=1s,放选C。 t,即x,'=pw 4.D绝原子团仅在重力的作用，加速度：竖直向下，大小恒定， B车实际运动时问应为。， 在-1图像中，斜率为加速度，故斜率不变，所以图像应该是 即'=n+之，， 一条倾斜的直线，故选项A、B错误：因为加速度恒定，且方向 竖直向下，故为负值，故选项C错误，D正确。故选D A车追上B车，霸要通过位移x、'=xm'+L 5.Dx-1图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速 联立解得1=8s: 度变大即0~t图像斜率变大，1~，做匀减速运动则图像的 (2)在A车追上B车之前，当二者速度相等时，二者之间有最 斜率变小，在2时刻停止，图像的斜率变为零。故选D。 大距离x,设此时两车运动时问为。 6.BD质点在0~6时间内从静止出发先做加速度增大的加速 梦g=■+o 运动再做加速度减小的加速运动，此过程一直向前加速运动： 此时二者之间有最大距离 。~2时间内加速度和速度反向，先做加速度增加的减速运 Axn =a'+- 动再做加速度减小的减速运动，2。时刻速度减速到零，此过 其中x,'="6 程一直向前做减速运动：2。~4。重复此过程的运动，即质点 n'=6+2叫， 一直向前运动，A、C错误，B正确：a-图像的面积表示速度 代入数据解得△xn=16m 变化最。子一子内速度的变化量为零，因此宁时刻的速度与 章末整合 素养提升 ,时刻相同，D正确。故选BD 知识网络构建 7.D根据”-1图像的斜率表示加速度，由题图可知0一1，时间 加速度6+mt+子ad22-w2=2ar + 内，训练后运动员的平均加速度比训练前的小，故A错误：根 2 据？一：图像围成的面积表示位移，由题图可知0~2时间内， +图 ar1:2:31:4:91:3:5 训练前运动员跑过的距离比训练后的大，故B错误；根据"一： 图像围成的面积表示位移，由题图可知2~与，时间内，训练后 1:(5-10:(5-2)重力肚2h重力 运动员的位移比训练前的位移大，根据平均速度等于位移与 时间的比值，可知训练后运动员的平均速度大，故C错误；根 6-w1-2g2-2gh5u 2T 加速度 据一：图像可直接判断，3时刻后，运动员训练前速度诚小， 速度位移加速度位移 做诚速运动：，时刻后，运动员训练后速度增加，做加速运动， 高考真题专练 故D正确。故选D。 2H 8.BC该图中，甲乙在。时刻之前位移没有相等的时刻，即两 1.B陈苹汐下落的整个过程所用的时间为= 人在o时刻之前不能相遇，选项A错误：该图中，甲乙在。时 2x0。=1.4s,下落前5m的过程所用的时间为4= 刻之前图像有交点，即此时位移相等，即两人在时刻之前能 10 再次相遇，选项B正确：因：一1图像的面积等于位移，则甲乙 277 在。时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇，选项C 见解析 正确：因？-t图像的而积等于位移，由图像可知甲乙在时 解析：(1)为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度 刻之前，甲的位移始终大于乙的位移，则两人不能相遇，选项 较大的小钢球，故远A D错误。故选BC。 (2)刻度尺的分度值为1mm,估读到分度依的下一位，由图 9.(1)相邻1s内的位移之差接近△x=80m 可知h=61.20em (2)547(3)79 (3)根据k=2可如2h=8 解析：(1)第1s内的位移507m,第2s内的位移587m,第3s 故在2山-2图像中斜率表示重力加速度，则根据图线有g= 内的位移665m,第4内的位移746m,第5：内的位移 3.27-0.50 824m,第6s内的位移904m,则相邻15内的位移之差接近 0.35-0.06 m/g2=9.55m/s2 △x=80m,可判断飞行器在这段时间内微匀加速运动。 (4)下落过程中声音传播的时间为1=A (2)当x=507m时飞行器的速度等于0-2s内的平均速度. 则，=L09 则小球下落的时间为广=1+4=1+么 2 m/s=547m/s (5)设木条厚度为H,则台阶距离地面的高度h1时的时间为 (3)根据a.二.4233-2x1759m/279m/%2 ,高度2时的时间为马2：则根据前面的分析有g= 9T 9×12 2(h2+H)-2(h1+H)2(h2-h) 10.(1)24.0080.0(2)见解析图(3)71.558.7 632-42 3- (4)b2k 可知与H无关。 解析：(I)根据纸带的数据可得△x如=x+x+x= 6.60cm+8.00cm+9.40cm=24.00cm 第三章 相互作用一力 _想=80.0e/s 平均速度为r如=3T 1.重力与弹力 (2)根据第(1)小愿结果补充表格和补全实验点图像得 第1课时重力与弹力 105 探究点1 重力 95 基础梳理 1.一个物体对另一个物体方向作用点牛顿牛N 2.地球mg白由落体加速度竖直向下各部分集中 形状质量分布 555 中用4 0.0.10.2030.40.50.6 3.有向线段方向 判断正误 (3)从实验结果可知，小车运动的-△图线可视为一条直 (1)×(2)×(3)×(4)V 线，图像为 例1：B物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，方向 ◆em.g 竖直向下，但不一定指向地心，故A错误：物体的重心就是物 95 体各部分所受重力的等效作用点，故B正确：同一物体在地球 上的不同位置，由于重力加速度不一定相等，当用弹簧秤测量 时其所受重力大小不一定相同，故C错误：只有质量分布均 匀，形状规则的物体，重心才一定在其几何中心处，故D错误 55 跟踪调练1：D足球的重心在足球的几何中心，即足球的球心： 00.10.2030.4050.6 在空中运动过程中，足球仍然受到重力的作用，重心的位置不 此直线用方程0=△：+b表示，由图像可知其中 发生变化：足球所受的重力方向始终竖直向下，故D正确，A、 k=94.6-660 0.4 em/s'=71.5 cm/s? BC错误。 例2：见解析图 b=58.7cm/s 解析：木块受重力和浮力作用，根据二力平衡得F年=G (4)小球微匀变速直线运动，由位移公式x=+ 2,整 I0N,方向竖直向上。浮力的图示和重力的示意图分别如图 甲、乙所示。 里得=6+ 1 5V F 1 即=机，+2 故根据图像斜率和载距可得D,=b,a=2k。 11.(1)A(2)61.20(3)9.55(4)1+么(5)不正确.理由 -278