20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：12-勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-05 05:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過連續(xù)相等的各段位移所用的時(shí)間之比t1︰t2︰t2︰…︰tn＝1︰(－1)︰(－)︰(－)︰…︰(－)現(xiàn)將整個(gè)斜面分成相等的四段，如圖所示。設(shè)通過BC段的時(shí)間為tx，那么通過BD、DE、EA的時(shí)間分別為tBD＝(－1)tx，tDE＝(－)tx，tEA＝(－)tx，又tBD＋tDE＋tEA＝t，得tx＝t。[答案] t〔變式訓(xùn)練2〕“蛟龍?zhí)枴笔俏覈?guó)首臺(tái)自主研制的作業(yè)型深海載人潛水器，它是目前世界上下潛能力最強(qiáng)的潛水器之一。假設(shè)某次海試活動(dòng)中，“蛟龍?zhí)枴蓖瓿珊５兹蝿?wù)后豎直上浮，從上浮速度為v時(shí)開始計(jì)時(shí)，此后“蛟龍?zhí)枴眲驕p速上浮，經(jīng)過時(shí)間t上浮到海面，速度恰好減為零。則“蛟龍?zhí)枴痹趖0(t0≤t)時(shí)刻距離海平面的深度為( D )A． B．C．vt0(1－) D．[解析] 本題考查逆向思維的應(yīng)用。根據(jù)加速度的定義可知，“蛟龍?zhí)枴鄙细r(shí)的加速度大小a＝，根據(jù)逆向思維可知，“蛟龍?zhí)枴痹趖0時(shí)刻距離海平面的深度h＝a(t－t0)2＝，D正確。考點(diǎn)三 自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)1．自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零，加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(2)一切勻加速直線運(yùn)動(dòng)的公式均適用于自由落體運(yùn)動(dòng)，特別是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系式，在自由落體運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用更頻繁。2．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的兩種研究方法(1)分段法：將全程分為兩個(gè)階段，即上升過程的勻減速階段和下落過程的自由落體階段。(2)全程法：將全過程視為初速度為v0，加速度a＝－g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，必須注意物理量的矢量性。習(xí)慣上取v0的方向?yàn)檎较颍瑒tv0時(shí)，物體正在上升；v0時(shí)，物體正在下降；h0時(shí)，物體在拋出點(diǎn)上方；h0時(shí)，物體在拋出點(diǎn)下方。3．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性如圖所示，物體以初速度v0豎直上拋，A、B為途中的任意兩點(diǎn)，C為最高點(diǎn)，則：(1)時(shí)間對(duì)稱性：物體上升過程中從A→C所用時(shí)間tAC和下降過程中從C→A所用時(shí)間tCA相等，同理有tAB＝tBA。(2)速度對(duì)稱性：物體上升過程經(jīng)過A點(diǎn)的速度與下降過程經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小相等，方向相反。(3)能量對(duì)稱性：物體從A→B和從B→A重力勢(shì)能變化量的大小相等，均等于mghAB。例3 (2021陜西西安一中月考)(多選)在塔頂上以初速度大小為20 m/s將一物體豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，設(shè)塔足夠高。則當(dāng)物體位移大小為10 m時(shí)，物體所經(jīng)過的時(shí)間可能為( ABD )A．(2－) s B．(2＋) sC． s D．(2＋) s[解析] 本題考查豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。設(shè)豎直向上為正方向，當(dāng)物體的位移大小為10 m時(shí)，若在拋出點(diǎn)上方，則有10 m＝v0t－gt2，解得t1＝(2＋) s或t2＝(2－) s；若在拋出點(diǎn)下方，則有－10 m＝v0t－gt2，解得t3＝(2＋) s或t4＝(2－) s(舍去)，故A、B、D正確。名師點(diǎn)撥 抓住兩種運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)，選用不同的解題技巧 (1)根據(jù)定義，全盤接收對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)，v0＝0，a＝g，將勻變速運(yùn)動(dòng)的所有公式和推論全部接收過來。(2)機(jī)智靈活，思維發(fā)散①對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)，既能分段處理又可全程處理。②全程處理時(shí)，要注意速度、加速度、位移等的方向，方程以勻減速體現(xiàn)，初速度方向與重力加速度方向必相反。如速度公式：v＝v0－gt或v＝－v0＋gt位移公式：h＝v0t－gt2或h＝－v0t＋gt2(3)理解運(yùn)算結(jié)果中的符號(hào)?！沧兪接?xùn)練3〕(2020河北武邑中學(xué)一調(diào))(多選)從地面豎直上拋一物體A的同時(shí)，在離地面高H處有相同質(zhì)量的另一物體B開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩物體在空中同時(shí)到達(dá)距地面高h(yuǎn)時(shí)速率都為v(兩物體不會(huì)相碰)，則下列說法正確的是( AD )A．H＝hB．物體A豎直上拋的初速度大小是物體B落地時(shí)速度大小的2倍C．物體A、B在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等D．兩物體落地前各自的機(jī)械能都守恒且兩者機(jī)械能相等[解析] 本題考查豎直上拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)的相遇問題。設(shè)A、B兩物體到達(dá)離地面高h(yuǎn)時(shí)所用時(shí)間為t，則根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有v2＝2g(H－h(huán))，v＝gt；設(shè)A物體豎直上拋的初速度為v0，有v＝v0－gt，v－v2＝2gh，解得v0＝2v，H＝h，故A正確。物體A豎直上拋的初速度v0＝2v，設(shè)物體B落地時(shí)的速度為v′，則有v′2＝2gH，由A項(xiàng)分析知v－v2＝2gh，H＝h，聯(lián)立解得v′＝2v，所以v0＝v′，故B錯(cuò)誤。根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，物體A在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tA＝2＝，物體B在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tB＝＝＝tA，故C錯(cuò)誤。以地面為參考平面，落地時(shí)兩者的速度
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