備戰(zhàn)2020年高考物理 3年高考2年模擬1年原創(chuàng) 專題1.5 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用(含解析)
《備戰(zhàn)2020年高考物理 3年高考2年模擬1年原創(chuàng) 專題1.5 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《備戰(zhàn)2020年高考物理 3年高考2年模擬1年原創(chuàng) 專題1.5 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用(含解析)(19頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題1. 5 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用 【考綱解讀與考頻分析】 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用屬于II級(jí)要求,高考考查概率很大。 【高頻考點(diǎn)定位】: 單獨(dú)考查 與牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合考查 與機(jī)械能結(jié)合考查 與電學(xué)知識(shí)結(jié)合考查 考點(diǎn)一:勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用 【3年真題鏈接】 1.(2019海南高考·3)汽車在平直公路上以20m/s的速度勻速行駛。前方突遇險(xiǎn)情,司機(jī)緊急剎車,汽車做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為8m/s2。從開始剎車到汽車停止,汽車運(yùn)動(dòng)的距離為( ) A. 10m B. 20m C. 25m D. 5om 【參考答案】C 【名
2、師解析】由v2=2ax,解得從開始剎車到汽車停止,汽車運(yùn)動(dòng)的距離為x=25m,選項(xiàng)C正確。 2.(2017海南高考·3)汽車緊急剎車后,停止運(yùn)動(dòng)的車輪在水平地面上滑動(dòng)直至停止,在地面上留下的痕跡稱為剎車線。由剎車線的長短可知汽車剎車前的速度。已知汽車輪胎與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.80,測得剎車線長25 m。汽車在剎車前的瞬間的速度大小為(重力加速度g取10m/s2)( ) A.10 m/s B.20 m/s C.30 m/s D.40 m/s 【參考答案】.B 【命題意圖】 本題考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其
3、相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】根據(jù)題述,由μmg=ma解得汽車剎車的加速度大小為a=μg,由v2=2ax可得汽車在剎車前的瞬間的速度大小為v==20 m/s,選項(xiàng)B正確 3. (2019年4月浙江選考)小明以初速度v0=10m/s豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小皮球,最后在拋出點(diǎn)接住。假設(shè)小皮球在空氣中所受阻力大小為重力的0.1倍。求小皮球 (1)上升的最大高度; (2)從拋出到接住的過程中重力和空氣阻力所做的功 (3)上升和下降的時(shí)間。 【答案】(1);(2)0;;(3), 【解析】 (1)上升過程:mg+Ff=ma1 解得a1=11m/s2 上升的高度: (2)
4、重力做功:WG=0 空氣阻力做功: (3)上升的時(shí)間: 下降過程:mg-Ff=ma2 解得a2=9m/s2 解得 【2年模擬再現(xiàn)】 1.(2019浙江模擬)一質(zhì)點(diǎn)沿x軸運(yùn)動(dòng),其位置x隨時(shí)間t變化的規(guī)律為x=15+10t-5t2(x的單位為m,t的單位為s).下列關(guān)于該質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的說法正確的是( ) A.該質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為5 m/s2 B.t=3 s時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)速度為零 C.0~3 s內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)的平均速度大小為5 m/s D.物體處于x=0處時(shí)其速度大小為20 m/s 【參考答案】 CD 【名師解析】 由
5、x=15+10t-5t2知v0=10 m/s,a=-10 m/s2,故A錯(cuò)誤; 由v=v0+at,t=3 s時(shí),v=-20 m/s,故B錯(cuò)誤; t=3 s時(shí)x=0,t=0時(shí),x=15 m,則0~3 s內(nèi)平均速度== m/s=-5 m/s,即大小為5 m/s,故C正確; 當(dāng)x=0時(shí)得t=3 s,則v=v0+at=-20 m/s,速度大小為20 m/s,故D正確. 2.(6分)(2019廣西桂林、崇左二模)一質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在通過某段位移s內(nèi)速度增加了v,動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍。則該質(zhì)點(diǎn)的加速度為( ) A. B. C. D. 【參考答案】B 【命題意圖】本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)、
6、動(dòng)能及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】設(shè)質(zhì)點(diǎn)的初速度為v0,則初動(dòng)能Ek1=mv02,由于末動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍,由動(dòng)能公式可知,末速度為原來的3倍,故v′=3v0,△v=2v0=v; 故通過某段位移s的平均速度==2v0=v。而平均速度=s/t=v, 根據(jù)加速度定義可知a=,聯(lián)立解得a=,選項(xiàng)B正確,ACD錯(cuò)誤。 3.(2019廣東陸豐市甲子中學(xué)第二學(xué)期摸底考試)一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動(dòng),它離開O點(diǎn)的距離x隨時(shí)間t變化的關(guān)系為x=(5+2t3)m,它的速度隨時(shí)間t變化的關(guān)系為v=6t2m/s,該質(zhì)點(diǎn)在t=0到t=2 s間的平均速度和t=2 s到t=3 s間的平均速度的大小分別為:
7、 ( ) A.12 m/s 39 m/s B.8 m/s 38 m/s C.12 m/s 19.5 m/s D.8 m/s 13 m/s 【參考答案】B 【名師解析】根據(jù)質(zhì)點(diǎn)離開O點(diǎn)的距離隨時(shí)間變化的關(guān)系為x=5+2t3(m)得當(dāng):t=0時(shí),x0=5m;t=2s時(shí),x2=21m。 t=3s時(shí),x3=59m;則質(zhì)點(diǎn)在t=0到t=2s時(shí)間內(nèi)的位移△x1=x2-x1=16m,,則質(zhì)點(diǎn)在t=2s到t=3s時(shí)間內(nèi)的位移△x3=x3-x2=38m,,故選B. 4.(2019西安名校聯(lián)考)1.如圖所示,公路上一輛汽車正以v1=12 m/s的
8、速度勻速行駛,汽車行至A點(diǎn)時(shí),一人為了搭車,從距公路30 m的C處開始以v2=3 m/s的速度正對(duì)著公路勻速跑去,司機(jī)見狀剎車,汽車做勻減速運(yùn)動(dòng),結(jié)果車和人同時(shí)到達(dá)B點(diǎn)停下.已知A、B間的距離xAB=100 m.問: (1)汽車在距A多遠(yuǎn)處開始剎車? (2)剎車后汽車的加速度大小為多少? 【名師解析】:(1)設(shè)人從C到B用時(shí)為t. 根據(jù)xBC=v2t得t=10 s 在這一時(shí)間段內(nèi),汽車由A開始先做勻速運(yùn)動(dòng)后做勻減速運(yùn)動(dòng),最終停在B點(diǎn),設(shè)車從A經(jīng)時(shí)間t1開始剎車,則有 v1t1+(t-t1)×=xAB 代入數(shù)據(jù)解得t1= s 所以汽車開始剎車時(shí)到A的距離x1=v1t1=80
9、m (2)剎車后的加速度a==3.6 m/s2. 考點(diǎn)二:勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際問題 【3年真題鏈接】 1.(浙江新高考2018年4月選考科目物理試題)如圖所示,豎直井中的升降機(jī)可將地下深處的礦石快速運(yùn)送到地面。某一豎井的深度約為104m,升降機(jī)運(yùn)行的最大速度為8m/s,加速度大小不超過1m/s2,假定升降機(jī)到井口的速度為零,則將礦石從井底提升到井口的最短時(shí)間是( ) A. 13s B. 16s C. 21s D. 26s 【參考答案】 C 【名師解析】升降機(jī)先做加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),最后做減速運(yùn)動(dòng), 在
10、加速階段,所需時(shí)間,通過的位移為
在減速階段與加速階段相同,
在勻速階段所需時(shí)間為:
總時(shí)間為:,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤;
【點(diǎn)睛】升降機(jī)先做加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),最后做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度位移公式和速度時(shí)間公式求得總時(shí)間。
2.(2017全國II卷·24)為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線距離s0和s1(s1 11、處。假定運(yùn)動(dòng)員在滑行過程中做勻加速運(yùn)動(dòng),冰球到達(dá)擋板時(shí)的速度為v1。重力加速度為g。求:
(1)冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員的最小加速度。
【參考答案】(1)(2)
【解析】(1)設(shè)冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,μmg=ma1,
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,v12- v02=-2 a1s0,
聯(lián)立解得:μ=。
(2)設(shè)冰球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則a1t= v0- v1
設(shè)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員的最小加速度為a,則有s1=at2,
聯(lián)立解得:a=。
【2年模擬再現(xiàn)】
1.(2019安徽蚌埠二模)圖中ae為珠港澳大橋上四段l10m的等跨 12、鋼箱連續(xù)梁橋,若汽車從a點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),通過ab段的時(shí)間為t,則通過ce段的時(shí)間為( ?。?
A.t B. t C.(2﹣)t D.(2+) t
【思路分析】根據(jù)位移與時(shí)間關(guān)系公式寫出ab段的位移時(shí)間關(guān)系,同理,寫出ac段、ae段的位移時(shí)間關(guān)系,求出其運(yùn)動(dòng)時(shí)間,求其差值即可計(jì)算ce段的時(shí)間;
【名師解析】設(shè)汽車加速度為a,對(duì)于ab段有:;
同理,對(duì)于ac段有:,對(duì)于ae段有:,聯(lián)立解得:,t2=2t,
故通過ce的時(shí)間為;故ABD錯(cuò)誤,C正確;
故選:C。
【關(guān)鍵點(diǎn)撥】熟練掌握速度位移關(guān)系公式,根據(jù)比值求解可避開復(fù)雜運(yùn)算 13、,變得比較簡單;
2.(2018北京密云質(zhì)檢)一輛汽車從甲地開往乙地,由靜止開始先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),然后做勻速直線運(yùn)動(dòng),最后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減為零時(shí)剛好到達(dá)乙地。從汽車啟動(dòng)開始計(jì)時(shí),下表給出了某些時(shí)刻汽車的瞬時(shí)速度。下列說法正確的是( )
時(shí)刻(s)
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
9.5
10.5
速度(m/s)
3.0
6.0
9.0
12.0
12.0
9.0
3.0
A.汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為3.0s?? B.汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為5.0s
C.汽車勻減速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為4.0s? D.汽車勻 14、減速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為2.0s
【參考答案】.D
【名師解析】根據(jù)表格中數(shù)據(jù),汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a1==3m/s2。加速到最大速度后勻速運(yùn)動(dòng)的速度v=12.0m/s,汽車勻加速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為t1=v/a1=4.0s,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;汽車勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2==6m/s2。汽車勻減速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為t2=v/a2=2.0s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。3.(2019洛陽六校聯(lián)考)高鐵專家正設(shè)想一種“遇站不停式勻速循環(huán)運(yùn)行”列車,如襄陽→隨州→武漢→仙桃→潛江→荊州→荊門→襄陽,構(gòu)成7站鐵路圈,建兩條靠近的鐵路環(huán)線。列車A以恒定速率以360km/h運(yùn)行在一條鐵路上,另一條 15、鐵路上有“伴駁列車”B,如某乘客甲想從襄陽站上車到潛江站,先在襄陽站登上B車,當(dāng)A車快到襄陽站且距襄陽站路程為s處時(shí),B車從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度達(dá)到360km/h時(shí)恰好遇到A車,兩車連鎖并打開乘客雙向通道,A、B列車交換部分乘客,并連體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間再解鎖分離,B車勻減速運(yùn)動(dòng)后停在隨州站并卸客,A車上的乘客甲可以中途不停站直達(dá)潛江站。則( )
A.無論B車勻加速的加速度值為多少,s是相同的
B.該乘客節(jié)約了五個(gè)站的減速、停車、提速時(shí)間
C.若B車勻加速的時(shí)間為1min,則s為4km
D.若B車勻減速的加速度大小為5m/s2,則當(dāng)B車停下時(shí)A車已距隨州站路程為1km
【參考答 16、案】D
【名師解析】?當(dāng)B車從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),兩者之間的距離s=vt-=,而v=at,所以兩者之間的距離s=at2,由此可知,B車的加速度a越大,s越小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于加速、減速運(yùn)動(dòng)時(shí)均有位移,所以該乘客節(jié)約的時(shí)間一定小于五個(gè)站的減速、停車、提速時(shí)間,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。若B車勻加速的時(shí)間為1min,則s==50×60m=3000m=3.0km,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。若B車勻減速的加速度大小為5m/s2,減速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=v/a=20s。則當(dāng)B車停下時(shí)A車已距隨州站路程為s=at2=×5×202m=1000m=1km,選項(xiàng)D正確。
4.(2019·浙江測試)為了測試智能汽車自動(dòng)防撞系統(tǒng)的性能。質(zhì)量為1 17、500kg的智能汽車以10m/s的速度在水平面勻速直線前進(jìn),通過激光雷達(dá)和傳感器檢測到正前方22m處有靜止障礙物時(shí),系統(tǒng)立即自動(dòng)控制汽車,使之做加速度大小為1m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),并向駕駛員發(fā)出警告。駕駛員在此次測試中仍未進(jìn)行任何操作,汽車?yán)^續(xù)前行至某處時(shí)自動(dòng)觸發(fā)“緊急制動(dòng)”,即在切斷動(dòng)力系統(tǒng)的同時(shí)提供12000N的總阻力使汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),最終該汽車恰好沒有與障礙物發(fā)生碰撞。求:
(1)汽車在“緊急制動(dòng)”過程的加速度大小;
(2)觸發(fā)“緊急制動(dòng)”時(shí)汽車的速度大小和其到障礙物的距離;
(3)汽車在上述22m的運(yùn)動(dòng)全過程中的平均速度的大小。
【參考答案】 (1)8m/s2 ( 18、2)8m/s 4m (3)7.33m/s
【名師解析】 (1)由牛頓第二定律得
“緊急制動(dòng)”過程的加速度a2=
Ft=12000N,m=1500kg,代入得a1=8m/s2
(2)設(shè)觸發(fā)“緊急制動(dòng)”時(shí)汽車速度大小為v,其到障礙物的距離為x2,x2=,
已知“緊急制動(dòng)”前的加速度a1=1m/s2,位移為x1=
x1+x2=x
已知總位移x=22m,v0=10m/s
由以上各式得v=8m/s,x2=4m
(3)“緊急制動(dòng)”前的時(shí)間t1==2s
“緊急制動(dòng)”后的時(shí)間t2==1s
總時(shí)間t=t1+t2=3s
==m/s=7.33m/s
5.(2018·陜西漢中一模)漢中天 19、坑群是全球最大的天坑群地質(zhì)遺跡,如圖是鎮(zhèn)巴三元圈子崖天坑,最大深度320m,在某次勘察中,探險(xiǎn)隊(duì)員利用探險(xiǎn)繩從坑沿到坑底僅用89s(可認(rèn)為是豎直的),若隊(duì)員先以加速度a從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過40s速度變?yōu)?m/s,然后以此速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),最后勻減速到達(dá)坑底速度恰好減為零。求:
(1)勻加速階段的加速度大小a及勻加速下降的高度h;
(2)隊(duì)員勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
【參考答案】 (1)0.125m/s2 100m (2)39s
【名師解析】 (1)加速度a==m/s2=0.125m/s2
勻加速下降的高度h=at2=100m
(2)設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,勻速下降的高度為 20、h2,由題意有h2=vmt1
勻減速運(yùn)動(dòng)過程有02-v=2a2(320m-h(huán)-h(huán)2),0=vm+a2(t總-t-t1)
聯(lián)立解得a2=-0.5m/s2,t1=39s
預(yù)測考點(diǎn)一:勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
【2年模擬再現(xiàn)】
1.(2019河南九師聯(lián)盟質(zhì)檢)某質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過靜止,則該質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)和第2s內(nèi)的位移之比為( )
A.7︰5 B.9︰5 C.11︰7 D.13︰7
【參考答案】D
【名師解析】采用逆向思維法,把質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)和第2 21、s內(nèi)的位移之比為等效為最后1s和最后第2s內(nèi)位移之比,設(shè)質(zhì)點(diǎn)的加速度為a,則有=,選項(xiàng)D正確。
2.(2019浙江模擬)一輛汽車以某一速度在郊區(qū)的水平路面上運(yùn)動(dòng),因前方交通事故緊急剎車而做勻減速直線運(yùn)動(dòng),最后靜止,汽車在最初3 s內(nèi)通過的位移與最后3 s內(nèi)通過的位移之比為x1∶x2=5∶3,汽車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a=5 m/s2,則汽車制動(dòng)的總時(shí)間( )
A.t>6 s B.t=6 s C.4 s 22、成反向的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則有最后3 s內(nèi)通過的位移x2=at12=a,在最初3 s內(nèi)通過的位移x1=at2-a(t-3)2=a(6t-9),又x1∶x2=5∶3,解得t=4 s,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確.
3.(2018安徽名校聯(lián)考)有一人在平直馬路邊散步(速度不變),他發(fā)現(xiàn)每隔t1時(shí)間有一路公共汽車迎面開過,他還發(fā)現(xiàn)每隔t2時(shí)間有一輛這路公共汽車從身后開過,于是他計(jì)算出這路車從汽車站發(fā)車的時(shí)間間隔是( )
A. B. C. D.
【參考答案】: D
【名師解析】 設(shè)車速為v車,人的速度為v人,時(shí)間間隔為t,則有(v車-v人)t2=v 23、車t,(v車+v人)t1=v車t,兩式聯(lián)立得t=,因此選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。
4.(2018天一大聯(lián)考)如圖所示,在水平面上固定一點(diǎn)光源,在點(diǎn)光源和右側(cè)墻壁的正中間有一小球自水平面以初速度v0豎直上拋,已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則在小球豎直上拋運(yùn)動(dòng)的過程中,關(guān)于小球的影子在豎直墻壁上的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是( )
A.影子做初速度為v0,加速度大小為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)
B. 影子做初速度為2v0,加速度大小為2g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)
C.影子做初速度為2v0,加速度大小為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)
D.影子做初速度為v0,加速度大小為2g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)
【參考答案】 24、.B
【名師解析】設(shè)經(jīng)過時(shí)間t,小球位移y=v0t-gt2,影子的位移為x,如圖,根據(jù)相似三角形知識(shí),有y/x=1/2,聯(lián)立解得x=2v0t-gt2,故影子做初速度為2v0,加速度大小為2g的勻減速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確。
5.(2018衡水質(zhì)檢)卡車以v0=10 m/s在平直的公路上勻速行駛,因?yàn)槁房诔霈F(xiàn)紅燈,司機(jī)立即剎車,使卡車勻減速直線前進(jìn)直至停止。停止等待6 s時(shí),交通燈變?yōu)榫G燈,司機(jī)立即使卡車做勻加速運(yùn)動(dòng)。已知從開始剎車到恢復(fù)原來的速度所用時(shí)間t=12 s,勻減速的加速度是勻加速的2倍,反應(yīng)時(shí)間不計(jì)。則下列說法正確的是( )
A、卡車勻減速所用時(shí)間t1=2s
25、
B、勻加速的加速度為
C、卡車剎車過程通過的位移是20m
D、從卡車開始剎車到剛恢復(fù)到原來速度的過程中,通過的位移大小為40m。
【參考答案】A
【名師解析】
勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度是勻加速的2倍,根據(jù)v=at得勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的.
勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之和為:△t=12-6=6s.則勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t1=△t=2s.選項(xiàng)A正確;勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為3s,故勻加速的加速度為,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;卡車剎車過程的位移:.勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移:x2=×t2=5×4m=20m.則s=x1+x2=30m,選項(xiàng)CD錯(cuò)誤;故選A.
【1年仿真原創(chuàng)】
1.酒后駕駛存在許多安全隱 26、患,原因在于酒后駕駛員的反應(yīng)時(shí)間變長.反應(yīng)時(shí)間是指駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間.表中思考距離是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離;制動(dòng)距離是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設(shè)汽車制動(dòng)時(shí)的加速度大小不變).
思考距離/m
制動(dòng)距離/m
速度/(m·s-1)
正常
酒后
正常
酒后
15
7.5
15.0
22.5
30.0
20
10.0
20.0
36.7
46.7
25
12.5
25.0
54.2
x
分析上表可知,下列說法正確的是( )
A.駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況下多0.5 s
B.當(dāng)汽車以20 27、 m/s的速度行駛時(shí),發(fā)現(xiàn)前方40 m處有險(xiǎn)情,酒后駕駛不能安全停車
C.汽車以15 m/s的速度行駛時(shí),汽車制動(dòng)的加速度大小為10 m/s2
D.表中x為66.7
【參考答案】:ABD
【名師解析】:反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車做勻速運(yùn)動(dòng),故從表中數(shù)據(jù)得到,多出的反應(yīng)時(shí)間為Δt== s=0.5 s,故A正確;當(dāng)汽車以20 m/s的速度行駛時(shí),發(fā)現(xiàn)前方40 m處有險(xiǎn)情,酒后駕駛的制動(dòng)距離為46.7 m,大于40 m,故不能安全停車,故B正確;汽車制動(dòng)時(shí),加速度大小為a== m/s2=7.5 m/s2,故C錯(cuò)誤;此時(shí)思考距離增加Δx=25 m-12.5 m=12.5 m,故x=54.2 m+12.5 28、m=66.7 m,故D正確.
2.一小物體以一定的初速度自光滑斜面的底端a點(diǎn)上滑,最遠(yuǎn)可達(dá)b點(diǎn),e為ab的中點(diǎn),已知物體由a到e的時(shí)間為t0,則它從e經(jīng)b再返回e所需時(shí)間為( )
A.t0 B.(-1)t0 C.2 (+1)t0 D.(2+1)t0
【參考答案】 C
【名師解析】把小物體以一定的初速度自光滑斜面的底端a點(diǎn)上滑的勻減速直線運(yùn)動(dòng),逆向思維為由最遠(yuǎn)點(diǎn)b沿光滑斜面向下的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)ab的距離為2L,小物體由b運(yùn)動(dòng)到e的時(shí)間為t,則有L=at2;小物體由e運(yùn)動(dòng)到a,則有L=a(t0+t)2-at2; 29、聯(lián)立解得: t= (+1)t0。由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可得從e到b和從b到e的時(shí)間相等,所以從e經(jīng)b再返回e所需時(shí)間為2t= 2 (+1)t0,選項(xiàng)C正確。
3.神舟飛船返回艙距地面10 km時(shí)開始啟動(dòng)降落傘裝置,速度減至10 m/s,并以這個(gè)速度在大氣中豎直降落.在距地面1.2 m時(shí),返回艙的4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開始向下噴氣,艙體再次減速.設(shè)最后減速過程中返回艙做勻減速運(yùn)動(dòng),且到達(dá)地面時(shí)的速度恰好為0.求:(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(1)最后減速階段的加速度;
(2)最后減速階段所用的時(shí)間.
【參考答案】(1)-42 m/s2 (2)0.24 s
【名師解析】(1)由v2-v=2ax得
a= 30、=m/s2=-42 m/s2
(2)由v=v0+at(或由加速度的定義)得
t==s≈0.24 s
4.一列汽車車隊(duì)以v1=10 m/s的速度勻速行駛,相鄰車間距為25 m,后面有一輛摩托車以v2=20 m/s的速度同向行駛,當(dāng)它與車隊(duì)最后一輛車相距S0=40 m時(shí)剎車,以a=0.5 m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng),摩托車從車隊(duì)旁邊行駛而過,設(shè)車隊(duì)車輛數(shù)n足夠多,問:
(1)摩托車最多與幾輛汽車相遇?摩托車與車隊(duì)中汽車共相遇幾次?
(2)摩托車從趕上車隊(duì)到離開車隊(duì),共經(jīng)歷多少時(shí)間?(結(jié)果可用根號(hào)表示)
【參考答案】
(1)摩托車最多與3輛汽車相遇,摩托車與車隊(duì)中汽車共相遇6 31、次.
(2)摩托車從趕上車隊(duì)到離開車隊(duì),共經(jīng)歷多少時(shí)間8s.
【名師解析】(1)當(dāng)摩托車速度減為10 m/s時(shí),設(shè)用時(shí)為t,摩托車行駛的距離為x1,每輛汽車行駛的距離都為x2.
由速度公式得:v2=v1-at,代入:10=20-0.5t,
解得t=20 s①
由速度位移公式得:v-v=-2ax1,
解得x1=300 m②
x2=v2t=200 m③
摩托車與最后一輛汽車的距離:Δx=(300-200-40) m=60 m,
故摩托車追上的汽車數(shù)n=+1=3.4,則追上汽車3輛.
摩托車與汽車相遇的次數(shù)為:N=2n=6次.
(2)設(shè)摩托車追上最后一輛汽車的時(shí)刻為t1, 32、最后一輛汽車超過摩托車的時(shí)刻為t2.
則:Δx+v2t=v1t-at2,
解得:Δt=t2-t1=8s.
預(yù)測考點(diǎn)二:勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際問題
【2年模擬再現(xiàn)】
1.(2019江蘇泰州12月聯(lián)考)奧迪車有多種車型,如30TFS1、5OTFS1、6OTFS(每個(gè)車型字母前的數(shù)字稱為G值)G值用來表現(xiàn)車型的整體加速度感,數(shù)字越大,加速越快。G值的大小為車輛從靜止開始加速到100km/h的平均加速度數(shù)值(其單位為國際基本單位)再乘以10。如圖為某型號(hào)的奧迪尾標(biāo),其值為60TFSI,則該型號(hào)車從靜止開始加速到100km/h的時(shí)間約為( )
A.5.6s B.6 33、.2s C.8.7s D.9.5s
【參考答案】A
【名師解析】每個(gè)車型字母前的數(shù)字稱為G值,G值的大小為車輛從靜止開始加速到100km/h的平均加速度數(shù)值(其單位為國際基本單位)再乘以10,某一型號(hào)的奧迪尾標(biāo),其值為50TFSI;所以汽車的加速度為5,該型號(hào)車從靜止開始加速到100km/h(的時(shí)間約為:,選項(xiàng)A正確。
2.(2019浙江模擬)在某次載人飛船返回地面的模擬演練中,測得模擬艙距地面9 m時(shí)速度為12 m/s,并以這個(gè)速度勻速降落,在距地面1.2 m時(shí),模擬艙的緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)開始向下噴火,艙體開始勻減速降落直至到達(dá)地面速度為0.求:
(1)模擬 34、艙勻減速階段的加速度大?。?
(2)模擬艙從9 m高處落到地面所用的時(shí)間.
【參考答案】 (1)60 m/s2 (2)0.85 s
【名師解析】 (1)模擬艙以v0=12 m/s的初速度在距地面x1=1.2 m處開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小設(shè)為a,
由勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有0-v=-2ax1
代入數(shù)據(jù),解得a=60 m/s2
(2)設(shè)模擬艙從x=9 m處勻速運(yùn)動(dòng)至x1=1.2 m處歷時(shí)t1,
由勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知t1=
代入數(shù)據(jù),解得t1=0.65 s
設(shè)勻減速直線運(yùn)動(dòng)歷時(shí)t2,
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知t2=
代入數(shù)據(jù),解得t2=0.2 s
所以模擬艙從9 m高處 35、落到地面所用的時(shí)間為t=t1+t2=0.85 s.
3.(2019江蘇海安質(zhì)檢)我國交通法規(guī)規(guī)定:黃燈亮?xí)r車頭已經(jīng)越過停車線的車輛可以繼續(xù)前行,車頭未越過停車線的若繼續(xù)前行則視為闖黃燈,屬于交通違章行為.現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向以v0=15m/s的速度勻速行駛,甲車在前,乙車在后,當(dāng)兩車快要到十字路口時(shí),甲車司機(jī)看到黃燈閃爍,經(jīng)過3.0秒黃燈提示后將再轉(zhuǎn)為紅燈.
(1)若甲車在黃燈開始閃爍時(shí)緊急剎車,要使車在黃燈閃爍的時(shí)間內(nèi)停下來,求剎車時(shí)甲車到停車線的距離;
(2)若甲車緊急剎車時(shí)產(chǎn)生的加速度大小分別為a1=5m/s2,當(dāng)甲車司機(jī)看到黃燈開始閃爍時(shí)車頭距警戒線L=30m,要 36、避免闖紅燈,他的反應(yīng)時(shí)間△t1不能超過多少?
(3)滿足第(2)問的條件下,若乙車司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間△t2=0.4s,乙車司機(jī)看到甲車剎車后也緊急剎車,已知乙車緊急剎車時(shí)產(chǎn)生的加速度大小為a2=6m/s2。為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞,甲、乙兩車剎車前的距離x0至少多大?
【名師解析】(1)由L1=t,代入數(shù)據(jù)得L1=22.5m。
(2)由v02=2ax,解得剎車距離x=22.5m,
由L-x= v0△t1,解得:△t1=0.5s
(3)設(shè)乙車剎車時(shí)間t時(shí)甲、乙兩車速度相等時(shí),即v0-a2t=v0-a1(t+△t2)
?解得t=2s
?則t=2s時(shí)汽車時(shí)代v=v0-a2t=3m/ 37、s
在這段時(shí)間內(nèi)甲車位移x1==21.6m,
乙車位移x2= v0△t2+=6m+18m=24.0m,
故甲、乙兩車剎車前的距離至少為x0=x2-x1=2.4?m
【名師點(diǎn)評(píng)】遵守交通規(guī)則,是每個(gè)公民的素養(yǎng)的體現(xiàn),也是高考命題的素材之一。此題以路口不闖紅燈為情景,考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,高考命題還可以變化條件,例如將已知條件剎車加速度改做汽車制動(dòng)力,第(3)問已知甲、乙兩車剎車前的距離x0,求乙車緊急剎車的最小加速度等。
4.(2019浙江模擬)公交車已成為現(xiàn)代城市交通很重要的工具,它具有方便、節(jié)約、緩解城市交通壓力等許多作用.某日,某中學(xué)黃老師在家訪途中向一公交車站走去,發(fā)現(xiàn)一輛公 38、交車正從身旁平直的公路駛過,此時(shí),他的速度是1 m/s,公交車的速度是15 m/s,黃老師距車站的距離為50 m.假設(shè)公交車在行駛到距車站25 m處開始剎車,剛好到車站停下,停車時(shí)間為8 s.而黃老師因年齡、體重、體力等因素最大速度只能達(dá)到6 m/s,最大起跑加速度只能達(dá)到2.5 m/s2.
(1)若公交車剎車過程視為勻減速運(yùn)動(dòng),其加速度大小是多少?
(2)試計(jì)算分析,黃老師是應(yīng)該上這班車,還是等下一班車.
【名師解析】 (1)公交車剎車的加速度a1== m/s2=-4.5 m/s2
故其加速度的大小為4.5 m/s2.
(2)公交車從相遇處到開始剎車用時(shí)
t1== s= s
公 39、交車剎車過程用時(shí)
t2== s
黃老師以最大加速度加速達(dá)到最大速度用時(shí)
t3== s=2 s
黃老師加速過程中的位移
x2=t3=7 m
以最大速度跑到車站的時(shí)間
t4== s≈7.2 s
t1+t2 40、完成比賽。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)
(1)求龍舟勻加速階段的加速度大小a;
(2)某次訓(xùn)練中,龍舟以加速度a加速達(dá)到v,由于鼓手失誤,使龍舟從100 m開始,在10 s內(nèi)速度均勻減小到v1 = 4 m/s,經(jīng)調(diào)整操作,10 s末龍舟重新開始以加速度a加速,加速到v后勻速完成訓(xùn)練。求龍舟由于鼓手失誤而耽誤的時(shí)間。
【名師解析】(1)根據(jù)題意,龍舟全過程的位移x = 500 m,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t = 88.75 s。設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t -t1,則有:
聯(lián)立解得:a = 0.554 m/s2
(2)100 m前龍舟運(yùn)動(dòng)情況和比賽過程中一樣,100 m后t2= 41、10 s內(nèi)的位移
龍舟速度由v1再次加速到v的過程中,所用的時(shí)間
通過的位移
若鼓手不失誤,則龍舟勻速通過這兩段位移,設(shè)需要的時(shí)間為t4,則
由鼓手失誤而耽誤的時(shí)間
聯(lián)立解得:。
【1年仿真原創(chuàng)】
1.如圖所示,用一把直尺可以測量神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)速度。現(xiàn)有甲、乙兩同學(xué),甲同學(xué)用手指拿著一把長50 cm的直尺,乙同學(xué)把手放在零刻度線位置做抓尺的準(zhǔn)備,當(dāng)甲同學(xué)松開直尺,乙同學(xué)見到直尺下落時(shí),立即用手抓住直尺,記錄抓住處的數(shù)據(jù),重復(fù)以上步驟多次。現(xiàn)有乙同學(xué)測定神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)速度得到以下數(shù)據(jù)(單位:cm),則下列說法正確的是( )
A. 第一次測量的反應(yīng)時(shí)間最長
42、B.第一次測量的反應(yīng)時(shí)間為2 s
C.第二次抓住之前的瞬間,直尺的速度約為4 m/s
D.若某同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間為0.4 s,則該直尺將無法測量該同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間
【參考答案】D
【名師解析】第一次測量的下落高度為20cm,由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=gt2,可知第一次測量的反應(yīng)時(shí)間為t=0.2s,反應(yīng)時(shí)間最最短,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;第二次測量的下落高度為h=45cm,由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律v2=2gh,可知第二次抓住之前的瞬間,直尺的速度約為v=3 m/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若某同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間為0.4 s,則在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)直尺下落高度為h=gt2=80cm,大于直尺長度,該直尺將無法測量該同學(xué)的反應(yīng)時(shí)間,選項(xiàng)D 43、正確。
2. 高速公路的ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)如圖所示,ETC通道的長度是識(shí)別區(qū)起點(diǎn)到自動(dòng)欄桿的水平距離。某汽車以21.6km/h的速度勻速進(jìn)入識(shí)別區(qū),ETC天線用了0.3s的時(shí)間識(shí)別車載電子標(biāo)簽,識(shí)別完成后發(fā)出“滴”的一聲,司機(jī)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)欄桿沒有抬起,于是采取制動(dòng)剎車,汽車剛好沒有撞桿。已知司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為0.7s,剎車的加速度大小為5m/s2,則該ETC通道的長度約為( )
A.4.2m B.6.0m C.7.8m D.9.6m
【參考答案】D
【命題意圖】本題以高速公路的ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)為情景,考查勻變速 44、直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。
【解題思路】在識(shí)別車載電子標(biāo)簽的0.3s時(shí)間內(nèi)汽車勻速運(yùn)動(dòng)距離x1=vt1=6×0.3m=1.8m,在司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間0.7s內(nèi)汽車勻速運(yùn)動(dòng)距離x2=vt2=6×0.7m=4.2m,剎車距離x3==3.6m,該ETC通道的長度約為x= x1+ x2+ x3=9.6m,選項(xiàng)D正確。
3.減速帶是交叉路口上常見的一種交通設(shè)施,在某小區(qū)門口有一橡膠減速帶(如圖),有一警用巡邏車正以最大速度20 m/s從小區(qū)門口經(jīng)過,在離減速帶50 m時(shí)警察發(fā)現(xiàn)一逃犯正以10 m/s的速度騎電動(dòng)車勻速通過減速帶,而巡邏車要?jiǎng)驕p速到5 m/s通過減速帶(減速帶的寬度忽略不計(jì)),然后立即以 45、2.5 m/s2的加速度繼續(xù)追趕,設(shè)在整個(gè)過程中,巡邏車與逃犯均在水平直道上運(yùn)動(dòng),求從警察發(fā)現(xiàn)逃犯到追上逃犯需要的時(shí)間。
【名師解析】 設(shè)巡邏車初速度為v1=20 m/s,到達(dá)減速帶時(shí)速度為v2=5 m/s,開始時(shí)巡邏車距離減速帶距離為x0=50 m,則巡邏車到達(dá)減速帶時(shí)間為t1===4 s。
在這段時(shí)間內(nèi)逃犯前進(jìn)的距離為x1=v逃t1=40 m。
巡邏車到達(dá)減速帶之后再以加速度a=2.5 m/s2加速前進(jìn),當(dāng)巡邏車再次達(dá)到最大速度v1=20 m/s時(shí),所用時(shí)間為t2,根據(jù)速度公式v1=v2+at2,可以求出t2=6 s,
在這6 s內(nèi),巡邏車前進(jìn)的距離為x2=v2t2+at=75 m
與此同時(shí),逃犯前進(jìn)的距離為x3=v逃t2=60 m,
此后巡邏車以最大速度v1=20 m/s前進(jìn),設(shè)經(jīng)過t3時(shí)間巡邏車追上逃犯,則v1t3=(x1+x3-x2)+v逃t3,
整理得到t3=2.5 s。
即從巡邏車發(fā)現(xiàn)逃犯到追上逃犯,所需要的時(shí)間為t=t1+t3+t3=12.5 s。
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