内容正文:
第2章
匀变速直线运动
第1讲 描述运动的基本概念
高考真题练
第1讲 描述运动的基本概念
考点1 匀变速直线运动规律的应用
1.[2025广西,3]某乘客乘坐的动车进站时,动车速度从36 km/h减小为0,此过程可视为匀减速直线运动,
期间该乘客的脉搏跳动了70次。已知他的脉搏跳动每分钟约为60次,则此过程动车行驶距离约为 ( )
A.216 m B.350 m C.600 m D.700 m
B
解析 该乘客的脉搏每分钟跳动约为60次,即跳动1次用时约1 s,则跳动70次用时约70 s,即动车减速进
站所用的时间约为70 s,则动车行驶的距离约为x= t= ×70 m=350 m,B正确。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2024海南,5]商场自动感应门如图所示,人走近时两扇门从静止开始同时向左、右平移,经4 s恰好完全
打开,两扇门移动距离均为2 m,若门从静止开始以相同的加速度大小先匀加速运动后匀减速运动,完全
打开时速度恰好为0①,则加速度的大小为 ( )
A.1.25 m/s2 B.1 m/s2
C.0.5 m/s2 D.0.25 m/s2
①言之有“物” 开门过程中加速运动与减速运动具有对称性。
C
第1讲 描述运动的基本概念
模型建构 感应门打开过程,加速运动的初速度、末速度分别与减速运动的末速度、初速度相等,且两
个运动的加速度大小相等,运动具有对称性,构建“0-v-0”运动模型,v-t图像如图所示。
解析 设门的最大速度为vmax,根据匀变速直线运动的规律可知,加速过程和减速过程的平均速度均为
,且时间相等,均为t=2 s,有x= t+ t,可得vmax=1 m/s,则加速度大小为a= = =0.5 m/s2,故
选C。
第1讲 描述运动的基本概念
一题多解 由于门打开过程,减速过程的逆运动与加速过程完全相同,则加速时间t=2 s,加速运动的位
移l= =1 m,由匀变速直线运动的位移公式可得l= at2,解得加速度大小a= = m/s2=0.5 m/s2,故
选C。
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2024山东,3]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.( -1)∶( -1) B.( - )∶( -1)
C.( +1)∶( +1) D.( + )∶( +1)
A
第1讲 描述运动的基本概念
模型建构 构建初速度为0的匀加速直线运动模型,木板长度分别是L、2L时,通过A点的情境如图所
示。
解析 设木板的加速度大小为a,木板从静止释放到下端到达A点的过程,有L= a ;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= a ,当木板长度为2L时,有3L= a ;又Δt1=t1-t0,Δt2=t2-t0,联
立解得Δt2∶Δt1=( -1)∶( -1),故选A。
第1讲 描述运动的基本概念
真题妙解 木板长度分别是L、2L时,通过A点的情境如图所示,可联想“初速度为0的匀加速直线运动,
通过连续相同位移所用时间的比例关系为1∶( -1)∶( - )∶…∶( - )”可得 =
= ,选A。
第1讲 描述运动的基本概念
4.[2024全国甲,24]为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从t=0时由静止开始做匀加速运
动,加速度大小a=2 m/s2,在t1=10 s时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,t2=41 s时在
救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速v0=340 m/s,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
答案 (1)20 m/s (2)680 m
第1讲 描述运动的基本概念
真题降维 救护车运动的距离和最后的鸣笛声传播的距离示意图如图所示:
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)救护车在t1=10 s时停止加速,根据匀变速直线运动速度公式可得v=at1
则救护车匀速运动时的速度大小v=2×10 m/s=20 m/s
(2)设匀速运动时间Δt后停止鸣笛,此时救护车距出发点的距离x= a +v·Δt
最后发出的鸣笛声从停止鸣笛处传播到救护车出发处,传播距离为x=v0(t2-t1-Δt)
解得x=680 m
第1讲 描述运动的基本概念
考点2 v-t、a-t图像的综合应用
5[2024福建,3]某公司在封闭公路上对一新型电动汽车进行直线加速和刹车性能测试,某次测试的速度-
时间图像如图所示。已知0~3.0 s和3.5~6.0 s内图线为直线①,3.0~3.5 s内图线为曲线,则该车 ( )
A.在0~3.0 s内的平均速度大小为10 m/s
D
B.在3.0~6.0 s内做匀减速直线运动
C.在0~3.0 s内的位移大小比在3.0~6.0 s内的大
D.在0~3.0 s内的加速度大小比在3.5~6.0 s内的小
①关键点拨 电动汽车在这两段时间内做匀变速直线运动。
第1讲 描述运动的基本概念
真题降维 在图中作一条辅助线,如图所示,从图中可获取的信息如图:
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由v-t图像可知,在0~3.0 s内汽车做匀加速直线运动,平均速度为 = m/s=15 m/s,A错误;在3.0
~3.5 s内的v-t图线为曲线,汽车做非匀变速运动,B错误;v-t图线与横轴围成的面积表示位移,由图可知,0~
3.0 s内的位移比3.0~6.0 s内的位移小,C错误;v-t图线的斜率的绝对值表示加速度大小,可知汽车在0~3.0
s的加速度大小比3.5~6.0 s的小,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
6.[多选题][2023湖北,8]t=0时刻,质点P从原点由静止开始做直线运动,其加速度a随时间t按图示的正弦
曲线变化①,周期为2t0。在0~3t0时间内,下列说法正确的是 ( )
A.t=2t0时,P回到原点
B.t=2t0时,P的运动速度最小
C.t=t0时,P到原点的距离最远
D.t= t0时,P的运动速度与t= t0时相同
①关键点拨 根据a-t图线与t轴所围面积表示速度的变化量,可得速度变化规律。
BD
第1讲 描述运动的基本概念
真题降维 根据微元法,a-t图线与横轴所围面积表示速度的变化量Δv(类比v-t图线与横轴所围面积表
示位移),将a-t图像转化为v-t图像,对照v-t图像分析。
第1讲 描述运动的基本概念
解析 0~2t0时间内,质点P一直沿着正方向运动,则t=2t0时P未回到原点,A错误;可以看出t=2t0时,P的运动
速度最小,B正确;t=3t0时,P到原点的距离最大,C错误;t= t0时P的运动速度与t= t0时的相同,D正确。
名师点津 本题容易误将a-t图像按着v-t图像分析而出错。本题给出a-t图像,若直接应用运动规律解
题,过程分析比较复杂,且计算量较大,若根据题给信息结合a-t图像画出v-t图像,分析解答会更直观明了,
考查了学生从题干提取信息的分析能力、图像转化能力。
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2025福建,14]在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由泳新的世界纪录。在此
次比赛中,运动员起跳后于t0时刻入水。入水后的运动过程可近似分为三个阶段:t0~t1段的前程游为匀减
速直线运动,t1~t2段为匀速游,t2~t3段的冲刺游为匀加速直线运动;速率v随时间t变化的图像如图所示。
已知t0=0.9 s,t1=10.4 s,t2=44.4 s,t3=46.4 s,求该运动员在
(1)t0~t1段的平均速度大小;
(2)t2~t3段的加速度大小;
(3)t2~t3段的位移大小。
答案 (1)2.4 m/s (2)0.1 m/s2 (3)4.2 m
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)t0~t1段运动员做匀减速直线运动,平均速度大小为 = m/s=2.4 m/s
(2)t2~t3段运动员做匀加速直线运动,根据v-t图线的斜率表示加速度,可得t2~t3段的加速度大小为a=
m/s2=0.1 m/s2
(3)根据v-t图线与t轴围成的面积表示位移,可得t2~t3段的位移大小为
x= ×(46.4-44.4) m=4.2 m
第1讲 描述运动的基本概念
考点3 探究匀变速直线运动的规律
8.[2023全国甲,23]某同学利用如图(a)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(b)所示。
第1讲 描述运动的基本概念
(1)已知打出图(b)中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1 s。以打出A点时小车的位置为初始位置,将打
出B、C、D、E、F各点时小车的位移Δx填到表中,小车发生相应位移所用时间和平均速度分别为Δt和
。表中ΔxAD=_____________cm, =____________cm/s。
80.0
24.00
位移区间 AB AC AD AE AF
Δx/cm 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30
/(cm/s) 66.0 73.0 87.3 94.6
第1讲 描述运动的基本概念
(2)根据表中数据,得到小车平均速度 随时间Δt的变化关系,如图(c)所示。请在图中补全实验点。
(3)从实验结果可知,小车运动的 -Δt图线可视为一条直线,此直线用方程 =kΔt+b表示,其中k=____________
______________cm/s2,b=____________cm/s。(结果均保留3位有效数字)
59.0
0~71.2均正确)
70.6(70.
第1讲 描述运动的基本概念
(4)根据(3)中的直线方程可以判定小车做匀加速直线运动,得到打出A点时小车的速度大小vA=_________,小车的加速度大小a=__________。(结果用字母k、b表示)
2k
b
答案 (2)图见解析
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由纸带上的数据可得ΔxAD=6.60 cm+8.00 cm+9.40 cm=24.00 cm,平均速度 = =80.0 cm
/s。
(2)描点连线,作出的图线如图所示。
第1讲 描述运动的基本概念
(3) =kΔt+b中k表示图线斜率,b表示图线纵轴截距,由 -Δt图线可得k≈70.6 cm/s2,b=59.0 cm/s。
(4)由 = =kΔt+b得Δx=k(Δt)2+bΔt,对比x= at2+v0t,可得初速度vA=b,加速度a=2k。
第1讲 描述运动的基本概念
学科竞赛
9.[2024年第41届全国中学生物理竞赛预赛]《说唐演义全传》中骑在马上的李元霸听到雷声,向天空
中扔出大锤“砸天”,结果被下落的大锤砸死。设从他扔出大锤到被大锤击中的时间间隔为τ,马始终
在水平地面上做匀速直线运动,运动的距离为s。若忽略空气阻力,已知重力加速度大小为g。在此马背
上观察,锤扔出时的速度大小为__________,方向_________。
竖直向上
g
第1讲 描述运动的基本概念
解析 马始终在水平地面上做匀速直线运动,锤扔出时,水平方向的速度与马的速度相同,若以马为参
考系,在马背上观察,大锤做竖直上抛运动,上升和下落的时间均为 。因此锤扔出时的速度大小为v0=g
,方向竖直向上。
第1讲 描述运动的基本概念
$