专题02 直线运动（必考部分）-巧学高考物理热点快速突破

专题02 直线运动（必考部分）-巧学高考物理热点快速突破

‎【高考命题热点】主要考查 和、有关纸带综合实验和结合受力分析、牛顿第二定律、运动学规律的综合型大题。‎ ‎【知识清单】‎ ‎1. 直线运动：运动轨迹为直线的运动即为直线运动，可分为匀速直线运动（）、匀变 ‎ 速直线运动（且恒定）、变加速直线运动（且不恒定）‎ ‎2. 物体做直线运动的条件：物体不受力或合外力为零或合外力与速度在同一直线上 ‎ （匀速直线运动） （同向加速、反向减速）‎ ‎3. 基本概念：参考系、质点、路程、位移（）、速度（）、加速度（）‎ ‎ 物理量分标量和矢量。‎ ‎ 标量：只有大小没有方向的物理量（质量、密度、长度、路程、时间等）。‎ ‎ 矢量：既有大小又有方向的物理量（位移、力、速度、加速度等）。‎ ‎ 参考系：即参考物，初中已学过，高中不重复讨论。‎ ‎ 路程：物体运动轨迹的长度，大小与路径有关；位移：物体运动初、末位置直线距离，‎ ‎ 大小与路径无关，只跟初末位置有关，方向：初位置→末位置。‎ ‎ 速度（）：表示物体运动快慢的物理量（单位时间内位移的改变量）。 单位：m/s ‎ 瞬时速度：某一时刻的速度，是瞬间值；平均速度：一段时间内速度平均值（）‎ ‎ 加速度（）：表示速度变化的快慢（单位时间内速度的改变量或速度变化率）‎ ‎ 单位：m/s2 ‎ ‎4. 直线运动分类( 中斜率表示， 中斜率表示)‎ ‎ （1）匀速直线运动（）‎ ‎ 位移：‎ ‎ 图像： ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 0 0 ‎ ‎ ‎ ‎ （2）匀变速直线运动（且恒定）‎ ‎ 公式： （学会巧用 ‎ ‎ 平均速度求位移，简化计算）‎ ‎ 自由落体运动：物体由静止释放且只受重力，即：‎ ‎ ‎ v0‎ ‎ ： ‎ ‎ 匀加速（>0） 匀减速（<0）‎ ‎ 0 0 ‎ ‎ ： ‎ ‎(类似二次函数图像) （<0）‎ ‎ （>0）‎ ‎ 0 0 ‎ ‎ ‎ （3） 变加速直线运动（且不恒定） ：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 0 0 ‎ 说明：表示物体做加速度不断增大的加速运动，其它类推秒通。‎ ‎5. 追及、相遇问题的解法 ‎（1）追及、相遇问题的特征 ‎①追及问题 速度小者追速度大者 类型 图像 说明 匀加 速追 匀速 ‎①以前，后面物体与前面物体间距离增大；‎ ‎②时，两物体相距最远为；‎ ‎③以后，后面物体与前面物体间距离减小；‎ ‎④能追上且只能相遇一次。‎ 匀速 追匀 减速 匀加 速追 匀减速 速度大者追速度小者 类型 图像 说明 匀减 速追 匀速 开始追及时，后面物体与前面物体间的距离在减小，当两物体速度相等时，即 时刻：‎ ‎①若，则恰能追上，两物体只能相遇一次，这也是避免相撞的临界条件；‎ ‎②若，则不能追上，此时两物体最小距离为；‎ ‎③若，则相遇两次，设时刻，两物体第一次相遇，则时刻两物体第二次相遇，且有。‎ 匀速 追匀 加速 匀减 速追 匀加速 注意：a. 表中是开始追及以后，后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移；‎ b. 是开始追及以前两物体之间的距离；‎ c. 是前面物体的速度，是后面物体的速度。‎ ‎②相遇问题 a. 同向运动的两物体的相遇问题，即追及问题。‎ b. 相向运动的物体，当各自运动的位移大小之和等于开始时两物体的距离时相遇；‎ c. 不在同一直线上运动的物体，当同一时刻运动到同一位置时两物体相遇。‎ ‎（2）追及、相遇问题的三种求解方法 ‎①临界条件法 当两物体到达同一位置时两者速度相同，则恰能追上或恰追不上（也是二者避碰的临界条件）。‎ ‎②判别式法 若追者甲和被追者乙最初相距，令两者在时刻相遇，则有，得到关于时间的一元二次方程。当时，两者相遇两次或相遇一次（两正根时相遇两次，一正根一负根相遇一次）；当时，两者恰好相遇；当时，两者不会相遇。‎ ‎③图像法 图像法求解这类问题时，常常使用图像。在图像，两物体速度图线间所围面积是两物体在该段时间内通过的位移差值。‎ ‎6. 纸带问题通关 ‎ 简化实验纸带图：‎ ‎ ‎ ‎ A B C D E ‎ ‎ （1） 求物体运动加速度 ‎ 逐差法： 说明：为相邻两计数点的时间间隔（补充：若 ‎ 打点计时器用频率50Hz交流电源，题目明确说每相邻两计数点间有4个点未画出、‎ ‎ 每隔4个点取一计数点或每5个点取一计数点，其题意都一样，都表达相邻两计数 ‎ 点的时间间隔为5×0.02=0.1s）。‎ ‎ 若题目交待为减小实验误差，尽可能使用多组数据求，则：‎ ‎ 以上图为例： ‎ ‎ （2）求瞬时速度： ‎ ‎ （3）纸带问题升级版：验证牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒定律等实验，需用以 ‎ 上公式并结合题意巧妙解决问题，并做误差分析（存在阻力、打点计时器开关闭合 ‎ 和释放纸带先后顺序颠倒、释放纸带时手抖或所取计数点不合理等方面分析）。‎ 答案 P3‎ 热点突破提升训练二 ‎1．汽车以20 m/s的速度在平直公路上行驶，急刹车时的加速度大小为5 m/s2，则自驾驶员急踩刹车开始，2 s内与5 s内汽车的位移之比为(　　)‎ A．5∶4 B．4∶5 C．3∶4 D．4∶3‎ ‎2．一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动。开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m。则刹车后6 s内的位移是(　　)‎ A．20 m B．24 m C．25 m D．75 m ‎3．一物体沿一直线运动，先后经过匀加速、匀速和减速运动过程，已知物体在这三个运动过程中的位移均为s，所用时间分别为2t、t和t，则(　　)‎ A．物体做匀加速运动时加速度大小为 ‎ B．物体做匀减速运动时加速度大小为 C．物体在这三个运动过程中的平均速度大小为 ‎ D．物体做匀减速运动的末速度大小为 ‎4．(多选)甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v－t图象如图所示。已知两车在t＝3 s时并排行驶，则(　　)‎ A．在t＝1 s时，甲车在乙车后 B．在t＝0时，甲车在乙车前7.5 m C．两车另一次并排行驶的时刻是t＝2 s D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m ‎5．甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t＝0到t＝t1的时间内，它们的v－t图象如图所示。在这段时间内(　　)‎ A．汽车甲的平均速度比乙的大 B．汽车乙的平均速度等于 C．甲、乙两汽车的位移相同 D．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大 ‎6．一质点沿x轴做直线运动，其v－t图象如图所示。质点在t＝0时位于x＝5 m处，开始沿x轴正向运动。当t＝8 s时，质点在x轴上的位置为(　　)‎ A．x＝3 m B．x＝8 m ‎ C．x＝9 m D．x＝14 m ‎7．在平直公路上行驶的a车和b车，其位移—时间图象分别为下图中直线a和曲线b，由图可知，下列说法正确的是(　　)‎ A．b车运动方向始终不变 B．在t1时刻a车的位移大于b车 C．t1到t2时间内，a车与b车的平均速度相等 D．a车做匀加速直线运动 ‎8．(多选)甲、乙两物体由同一位置出发沿同一直线运动，其速度—时间图象如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动 B．两物体两次相遇的时刻分别是在2 s末和6 s末 C．乙在前2 s内做匀加速直线运动，2 s～6 s做匀减速直线运动 D．2 s后，甲、乙两物体的速度方向相反 ‎9．如图所示，为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图象，已知甲做匀变速直线运动，乙做匀速直线运动，则0～t2时间内，下列说法正确的是(　　)‎ A．两物体在t1时刻速度大小相等 B．t1时刻乙的速度大于甲的速度 C．两物体的平均速度大小相等 D．甲的平均速度小于乙的平均速度 ‎10．如图甲、乙所示为某物体在0～t时间内运动的x－t图线和v－t图线，由图可知，在0～t时间内(　　)‎ A．物体做的是曲线运动 B．物体做加速度越来越小的运动 C．图甲中时刻，图线的斜率为 D．x1－x0>t1‎ ‎11．一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎12．（多选）如图所示，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D为其运动轨迹上的四点，测得AB＝2 m，BC＝3 m，且物体通过AB、BC、CD所用的时间相等，则下列说法正确的是(　　)‎ A．可以求出物体加速度的大小 B．可以求得CD＝4 m C．可以求得OA之间的距离为1.125 m D．可以求得OA之间的距离为1.5 m ‎13．(多选)一个小球做自由落体运动，它的下落高度足够高，取g＝10 m/s2，关于这个小球的运动情况，下列说法中正确的是(　　)‎ A．小球在第3 s内的下落高度为25 m B．小球在前3 s内的平均速度为30 m/s C．小球在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度之比是1∶3∶5‎ D．小球在前1 s内、前2 s内、前3 s内的位移之比是1∶3∶5‎ ‎14.实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.‎ ‎(1)根据纸带可判定小车做____________________运动．‎ ‎(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD＝________ m/s，vC＝________ m/s，vB＝________ m/s.在如图所示坐标中作出小车的v－t图线，并根据图线求出纸带的加速度a＝________.‎ ‎(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________ m/s，此速度的物理意义是 ‎______________________________．‎ ‎15．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记时点未画出．‎ ‎(1)部分实验步骤如下：‎ A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：________(用字母填写)．‎ ‎(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝________ s.‎ ‎(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝________.‎ ‎(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝________.‎ ‎16．图甲是某同学探究小车的速度和加速度的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，A、B两点间的距离为12.50 cm.用重物通过细线拉小车，让小车做直线运动．‎ ‎(1)若用游标卡尽测出遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝________ cm.‎ ‎(2)实验时将小车从图甲中位置A处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝2.28×10－2 s，则小车经过光电门时的速度为________ m/s，小车的加速度为________ m/s2.(保留2位有效数字)‎ ‎17.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每内共滴下46个小水滴）‎ ‎（1）由图（b）可知，小车在桌面上是___________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。‎ ‎（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为__________，加速度大小为________。（结果均保留2位有效数字）。‎