内容正文:
第2讲 匀变速直线运动规律
学生用书 P4
[知识点一] 匀变速直线运动的基本规律
1.概念:沿一条直线且加速度不变的运动.
2.分类
(1)匀加速直线运动:a与v 方向相同.
(2)匀减速直线运动:a与v 方向相反.
3.基本规律
(1)速度G时间关系:v=v0+at
(2)位移G时间关系:x=v0t+
1
2at
2}
初速度为零
即v0=0
→
v=at
x=12at
2{
[知识点二] 匀变速直线运动的重要关系式
1.两个导出式
(1)速度—位移关系:v2-v20=2ax
(2)位移—平均速度关系:x=vt=
v0+v
2 t
ü
þ
ý
ïï
ï
初速为零
v0=0
→
v2=2ax
x=v2t{
2.三个重要推论
(1)位移差公式:Δx=x2-x1=x3-x2==xn-
xn-1=aT2,即任意两个连续相等的时间间隔T 内
的位移之差为一恒量.可以推广到xm-xn=(m-
n)aT2.
(2)中间时刻速度:vt
2
=v=
v0+v
2
,即物体在一段时间
内的平均速度等于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.
(3)位移中点的速度:vx
2
=
v20+v2
2 .
3.初速度为零的匀变速直线运动的四个常用推论
(1)1T 末、2T 末、3T 末瞬时速度的比为v1∶v2∶
v3∶∶vn=1∶2∶3∶∶n.
(2)1T 内、2T 内、3T 内位移的比为xⅠ ∶xⅡ ∶xⅢ
∶∶xN=12∶22∶32∶∶n2.
(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内位移的
比为x1∶x2∶x3∶∶xn=1∶3∶5∶∶(2n-1).
(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为
t1∶t2∶t3∶∶tn=1∶(2-1)∶(3- 2)∶∶
(n- n-1).
1.(多选)(鲁科版必修第一册P64练习 T2)某同学
在汽车中观察速度表指针位置的变化,开始时指针
位置如图(a)所示,经过6s后指针位置如图(b)所
示.若汽车做匀变速直线运动,则 ( )
A.汽车的加速度大小约为10m/s2
B.汽车的加速度大小约为2.8m/s2
C.汽车在这段时间内的位移约为50m
D.汽车在这段时间内的位移约为83m
答案:BD
2.(人教版必修第一册P55T5 改
编)(多选)如图所示,完全相同
的三块木块并排固定在水平面上,一颗子弹以速度
v水平射入,若子弹在木块中做匀减速直线运动,
且穿过第三块木块后子弹的速度恰好为0,则子弹
依次射入每块木块时的速度之比和穿过每块木块
所用的时间之比分别是(子弹可看作质点) ( )
A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B.v1∶v2∶v3= 3∶ 2∶1
C.t1∶t2∶t3=1∶ 2∶ 3
D.t1∶t2∶t3=(3- 2)∶(2-1)∶1
解析:BD [采用逆向思维法,将子弹的匀减速直
线运动看成反方向的初速度为0的匀加速直线运
动,可得v1∶v2∶v3= 2a3x∶ 2a2x∶ 2ax
= 3∶ 2∶1,故 A 错,B对;据相邻相等位移所用
时间关系知(逆向)t1∶t2∶t3=(3- 2)∶(2-
1)∶1,故C错,D对.]
3.(人教版必修第一册 P46
T4 改编)我国第一艘航空
母舰“辽宁号”已有能力同
时起飞3架歼G15战机,如
图为辽宁舰上3个起飞点示意图,1、2号位置为短
距起飞点,起飞线长105 米;3号位置为远距起飞
点,起飞线长195米.如果歼G15战机起飞速度为
50m/s,起飞时航母静止不动,且不使用弹射系统,则
战机由3号起飞点起飞的加速度至少是多少? (设跑
道水平)
6
高考总复习 物理
解析:根据v=v0+at, ①
x=v0t+
1
2at
2, ②
由①得t=
v-v0
a
, ③
把③代入②得
x=v0
v-v0
a +
1
2a
v-v0
a
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
,
整理得v2-v20=2ax,
将v0=0,v=50m/s,x=195m 代入上式
得a≈6.41m/s2.
答案:6.41m/s2
学生用书 P6
考点一 匀变速直线运动的基本规律
1.公式的矢量性:匀变速直线运动的基本公式均是矢
量式,应用时要注意各物理量的符号,一般情况下,
规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理
量取正值,反向的物理量取负值.当v0=0时,一般
以a的方向为正方向.
2.两类特殊的匀减速直线运动
(1)刹车类问题:指匀减速到速度为零后停止运动,求
解时要注意确定其实际运动时间.如果问题涉及
最后阶段的运动,可把该阶段看成反向的初速度
为零、加速度大小不变的匀加速直线运动.
(2)双向可逆类:如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点
后仍能以原加速度匀加速下滑,全过程加速度大
小、方向均不变,求解时可对全过程列式,但必须
注意x、v、a等矢量的正、负号及物理意义.
[典例1] (2024山东高考真题)
如图所示,固定的光滑斜面上有
一木板,其下端与斜面上A 点距
离为L.木板由静止释放,若木板长度为L,通过A
点的时间间隔为Δt1;若木板长度为2L,通过A 点
的时间间隔为Δt2.Δt2∶Δt1 为 ( )
A.(3-1)∶(2-1)
B.(3- 2)∶(2-1)
C.(3+1)∶(2+1)
D.(3+ 2)∶(2+1)
[解析] A [木板在斜面上运动时,木板的加速
度不变,设加速度为a,木板从静止释放到下端到
达A 点的过程,根据运动学公式有L=12at
2
0,
木板从静止释放到上端到达 A 点的过程,当木板
长度为L 时,有2L=12at
2
1,
当木板长度为2L 时,有3L=12at
2
2,
又 Δt1=t1-t0,Δt2=t2-t0,
联立解得 Δt2∶Δt1=(3-1)∶(2-1).]
[典例2] (2025八省联考云南卷,T5)司机驾驶汽
车以36km/h的速度在平直道路上匀速行驶.当司
机看到标有“学校区域限速20km/h”的警示牌时,立
即开始制动,使汽车做匀减速直线运动,直至减到小于
20km/h的某速度.则该匀减速阶段汽车的行驶时间
和加速度大小可能是 ( )
A.9.0s,0.5m/s2 B.7.0s,0.6m/s2
C.6.0s,0.7m/s2 D.5.0s,0.8m/s2
[解析] A [汽车制动做匀减速直线运动过程中
的初速度v0 为36km/h=10m/s,末速度v不大于
限速20km/h≈5.56m/s,该过程汽车速度的变化
量为 Δv=v-v0≈-4.44m/s,根据匀变速运动速
度关系 Δv=at,可知匀减速阶段汽车的行驶时间
和加速度大小的乘积不小于444m/s,结合选项
内容,符合题意的仅有 A 选项.故 A 正确,B、C、D
错误.]
速度、位移公式的恰当选取
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+
1
2at
2
v0、v、a、x t v2-v20=2ax
v0、v、t、x a x=
v+v0
2 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.
(2022全国甲卷,15)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.
v0-v
2a +
L+l
v B.
v0-v
a +
L+2l
v
C.
3(v0-v)
2a +
L+l
v D.
3(v0-v)
a +
L+2l
v
7
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
解析: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v(v<v0),则列车进隧道前必
须减速到v,则有v=v0-2at1,解得t1=
v0-v
2a
,
在隧道内匀速有t2=
L+l
v
,
列车尾部出隧道后立即加速到v0,有v0=v+at3
解得t3=
v0-v
a
,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=
3(v0-v)
2a +
L+l
v
,故
选C.]
考点二 解决匀变速直线运动的常用方法
[典例3] (2025湖北武汉高三期末)2024年5
月3日,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载
火箭圆满成功发射,并计划逐步实现登月.为
实现软着陆,在降落过程中通过火箭助推器使
着陆器减速下落.假设某段时间内着陆器做匀
减速直线运动,如图所示,其连续经过A、B、C
三点,已知 2BC=AB,AB 段的平均速度是
4m/s,BC段的平均速度是2m/s.求着陆器经过
A 点时的速度大小.
[解析] 设AB=2x,则BC=x,物体在AB 段
v2B-v2A=-2a2x,
vB+vA
2 =4m
/s
物体在BC 段v2C-v2B=-2ax,
vC+vB
2 =2m
/s,
解得vA=5m/s.
[答案] 5m/s
[典例4] (2025山东潍坊二模)某人骑电动车,在
距离十字路口停车线6m处看到信号灯变红,立即
刹车,做匀减速直线运动,电动车刚好在停止线处
停下.已知电动车在减速过程中,第1s的位移是最
后1s位移的5倍,忽略反应时间.下列关于电动车
的刹车过程说法正确的是 ( )
A.刹车时间为2s
B.刹车的加速度大小为2m/s2
C.中间时刻的速度大小为2m/s
D.中间位置的速度大小为2m/s
[解析] C [设刹车时间为t,则由逆向思维有,
刹车最后1s的位移为x1,有x1=
1
2at
2
1,
刹车第1s位移为x2,有x2=
1
2at
2-12a
(t-1)2,
由题意可知
x2
x1
=5,对全程有x=12at
2=6m,
解得t=3s,a=43m
/s2,故 A、B错误;因为做匀减
速直线运动,由匀变速直线运动公式有中间时刻速
度等于平均速度,设中间时刻速度为vt
2
,有vt
2
=v
=xt=2m
/s,故C项正确;设中间位置速度为vx
2
,
运用逆向思维,则对于后半段有0-v2x
2
=-2ax2
,
解得vx
2
=2 2m/s,故 D项错误.]
刹车类问题
匀减速刹车至停止的过程逆向可看作初速度
为零的匀加速直线运动,可采用初速度为零的匀加
速直线运动的规律求解相关问题.
[典例5] (2024四川雅安高三模拟)某次冰壶训
练中,一冰壶以某初速度在水平冰面上做匀减速直
线运动,通过的距离为x时其速度恰好为零,若冰
壶通过第一个x
6
的距离所用的时间为t,则冰壶通
过最后x
6
的距离所用的时间为 ( )
A.(5-2)t B.(6- 5)t
C.(5+2)t D.(6+ 5)t
[解析] D [由逆向思维可知,冰壶从静止开始
做匀加速直线运动,由s=12aT
2,可知,冰壶通过
连续相等距离所用时间之比为1∶(2-1)∶(3
- 2)∶∶(n+1- n),n为大于或等于1的整
数,冰壶通过最后x
6
的距离所需时间为t′= t
6- 5
=(6+ 5)t,故选 D.]
8
高考总复习 物理
[典例6] (多选)某质点做匀
减速直线运动,依次经过A、B、C三点,最后停在D
点.已知AB=6m,BC=4m,从A 点运动到B 点,
从B 点 运 动 到C 点 两 个 过 程 速 度 变 化 量 都 为
-2m/s,则下列说法正确的是 ( )
A.质点到达B 点速度大小为2.55m/s
B.质点的加速度大小为2m/s2
C.质点从A 点运动到C 点的时间为4s
D.A、D 两点间的距离为12.25m
[解析] BD [根据题设条件得 Δv=at=2m/s,
AB、BC 为连续相等时间内的位移,由匀变速直线
运动规律的推论 Δx=at2,解得t=Δxat=
6-4
2 s=
1s,a=2m/s2,选项B正确;质点从A 点到C 点的
时间为2t=2s,选项C错误;根据匀变速直线运动
的平均速度公式可得vB=
s
t =
(6+4)m
2s =5m
/s,
选项 A 错误;由速度与位移公式可得xAD=6m+
v2B
2a
=12.25m,选项 D正确.]
[典例7] (2025河北邯郸高三二模)一质点由静
止开始做加速度为a1 的匀加速直线运动,经时间t
后加速度变为-a2,又经过时间t后加速度再次变
为a1,再经时间t后回到出发点,a1、a2 的之比为
( )
A.1∶1 B.1∶2
C.2∶3 D.3∶5
[审题指导] 解决本题的关键是能够根据题中信
息做出质点运动vGt的图像,知道vGt图像的斜率
表示加速度.
[解析] B [其运动过程的vGt图像如图所示
由于vGt图像的斜率表示物体加速度,vGt图像的
面积表示物体的位移,则加速度大小分别为a1=
v
t
,a2=
-v-v
2t-t
,整理有a1∶a2=1∶2,故选B.]
解决匀变速直线运动问题的基本思路
(2025安徽马鞍山高三期中)在一张长为150m
的桌子上,游戏者从桌子的左侧边沿水平推出罐,
使之滑向另一端,比较谁能使易拉罐更极限靠近桌
子边沿而不掉落.若手推罐时的加速度大小不超过
5m/s2,手推动距离不超过05m,罐脱手后的加速
度大小为2m/s2,将易拉罐视为质点,g=10m/s2,
问:
(1)若以最大加速度和最大推动距离推易拉罐,撤
去手推力瞬间,易拉罐的速度大小是多少? 试判断
易拉罐能否停在桌面上?
(2)若以a=4m/s2 的加速度推易拉罐,要使罐恰
好停在桌子另一端的边沿,则易拉罐在桌面运动过
程中的最大速度大小是多少? 手推动的距离为
多少?
解析:(1)由v2=2ax可知,当amax=5m/s2,xmax=
0.5m 时,可获得最大速度
vm= 2amax max= 5m/s,
至停止运动需滑行距离x0=
v2m
2a2
=1.25m>1.0m
所以易拉罐无法停留在桌面上;
(2)设推动时的加速度为a1,获得速度v,脱手后易
拉罐的加速度为a2,桌长为L,则推动的距离为
x1=
v2
2a1
,
脱手后移动距离为x2=
v2
2a2
,
若恰能停在桌子另一端边沿,则x1+x2=L,
由以上关系得v=2m/s,x1=0.5m.
答案:(1)5m/s,易拉罐无法停留在桌面上;(2)v
=2m/s,x1=0.5m
学生用书 P7
利用转换研究对象法巧解多物体的匀变速直线运动
在运动学问题的解题过程中,若多个物体所参与
的运动规律完全相同,可将多个物体的运动转换为一
个物体的连续运动,解答过程将变得简单明了.
[典例] 从斜面上某一位置,每隔0.1s释放一个小
球,在连续释放几颗小球后,对在斜面上滚动的小
球拍下照片,如图所示,测得xAB=15cm,xBC=
9
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
20cm,求:
(1)小球的加速度;
(2)拍摄时B球的速度;
(3)拍摄时xCD的大小.
[审题指导] (1)审关键词:每隔0.1s释放一个
小球.
(2)思路分析:每隔0.1s释放一个小球⇒小球间
的时间间隔相等
转化研究对象
→看成单个物体运动在
相同时间间隔内的痕迹
迁移
→打点计时器打下的纸带
的处理方法.
[解析] 将 A、B、C、D 球的位置等效为一个小球
在不同时刻的位置.
(1)由Δx=at2 得小球的加速度a=
xBC-xAB
t2
=5m/s2.
(2)拍 摄 时 B 球 的 速 度 等 于 AC 段 上 的 平 均 速
度,即
vB=
xAC
2t=1.75m
/s.
(3)由相邻相等时间内的位移差恒定,知xCD-xBC
=xBC-xAB,所以xCD=2xBC-xAB=0.25m.
[答案] (1)5m/s2 (2)1.75m/s (3)0.25m
第3讲 自由落体运动和竖直上抛运动 多过程问题
学生用书 P8
[知识点一] 自由落体运动
1.条件:物体只受重力,由静止开始下落.
2.运动性质:初速度为零、加速度为g 的匀加速直线
运动.
3.基本规律:
(1)速度与时间的关系式:v=gt.
(2)位移与时间的关系式:h=12gt
2.
(3)速度位移关系式:v2=2gh.
[知识点二]竖直上抛运动
1.运动特点:初速度方向竖直向上,加速度为g,上升
阶段做匀减速直线运动,下降阶段做 自由落体
运动.
2.运动性质:匀变速直线运动.
3.基本规律
(1)速度与时间的关系式:v=v0-gt.
(2)位移与时间的关系式:x=v0t-
1
2gt
2.
4.竖直上抛运动的对称性(如图所示)
(1)时间对称:物体上升过程中从A→C 所用时间tAC
和下降过 程 中 从C→A 所 用 时 间tCA 相 等,同
理tAB=tBA.
(2)速度对称:物体上升过程经过A 点的速度与下降
过程经过A 点的速度大小相等.
1.(人教版必修第一册 P53T4 改编)(多
选)某同学在墙前连续拍照时,恰好有一
白色小石子从墙前的某高处由静止落下,
拍摄到石子下落过程中的一张照片如图
所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模
糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为60cm.这个照
相机的曝光时间为2.0×10-2s,则(g取10m/s2)
( )
A.石子下落到A 位置时的速度约为60m/s
B.石子下落到A 位置时的速度约为60m/s
C.石子下落到A 位置所需的时间约为06s
D.石子下落到A 位置所需的时间约为12s
解析:BC [由题图可以看出,在曝光的时间内,石
子下降了大约有两层砖的厚度,所以AB 段的平均
速度为v=ΔxΔt=
0.12
2×10-2
m/s=6.0m/s,由于时间
极短,石子下落到 A 位置的速度近似等于曝光时
间内的平均速度,则有vA=v=6.0m/s,根据vA=
gt,可得石子下落到A 位置所需的时间约为t=
vA
g
=6.010s=0.6s
,故选BC.]
2.(人教版必修第一册P53T6 改编)从发
现情况到采取相应行动所经过的时间叫
反应时间.两位同学合作,用刻度尺可测
人的反应时间:如图所示,甲捏住尺的上
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,手指位置指示在
刻度尺2000cm 处,尺子下落后握住尺
的位置指示在6500cm 处,由此测得乙
同学的反应时间约为 ( )
A.002s B.01s
C.02s D.03s
解析:D [在人的反应时间中,直尺下降的距离为
h=45cm=045m,
根据h=12gt
2,得t= 2hg =
2×0.45
10 s=0.3s
,故
选 D.]
01
高考总复习 物理