適用于新高考新教材廣西專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第1章運動的描述勻變速直線運動的研究研專項素養(yǎng)提升課件

研專項素養(yǎng)提升第一章一、情境化主題突破:交通安全類問題分析(一)【背景資料】近年來,隨著我國經(jīng)濟快速增長,交通運輸業(yè)迅速發(fā)展,道路交通已與人們的生活密不可分。但交通運輸?shù)陌l(fā)展在便利人們生活的同時,也存在著安全隱患。每年有很多人為因素導(dǎo)致的交通事故,比如未按規(guī)定讓行、無證駕駛、酒后駕駛、違反交通信號通行等。根據(jù)物理核心素養(yǎng)要求,要能應(yīng)用運動的觀念正確解釋交通安全現(xiàn)象,綜合應(yīng)用所學(xué)的勻變速直線運動知識解決這類實際問題。從而提升科學(xué)思維素養(yǎng),具有安全意識,促進可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感,警鐘長鳴,注意交通安全?！究枷蚍治觥糠治鼋煌ㄟ`法事例,警示我們遵守交通法規(guī),珍惜生命。在交通安全問題的分析中,要用到物理規(guī)律,像勻變速直線運動規(guī)律、牛頓運動定律、功能關(guān)系等,是?？汲Ｐ碌膬?nèi)容。在這里我們僅就交通安全中的運動情境類問題進行練習(xí),強化基礎(chǔ),提升能力?！景咐骄俊肯旅娴膱D表是部分停車距離的數(shù)據(jù)。車速/(km·h-1)反應(yīng)距離/m剎車距離/m停車距離/m40101020601522.537.580

請根據(jù)上面的表格回答下列問題(本題中的路面情況和車輛性能均相同,剎車時的加速度不變):(1)如果駕駛員的反應(yīng)時間相同,請在表格中填上對應(yīng)的數(shù)值。(2)超速是一種很危險的駕駛行為,一位司機發(fā)現(xiàn)前面80m處有一障礙物,此時他的車速為108km/h,請通過定量計算看他能否避免車禍的發(fā)生?(3)酒后駕車是一種危害性很大的違法行為,由于酒精的作用,人的反應(yīng)時間延長,發(fā)生交通事故的概率大大增加。一名喝了酒的駕駛員,發(fā)現(xiàn)前面60m處有一隊學(xué)生正在橫過馬路,此時他的車速為72km/h,而他的反應(yīng)時間比正常時長了0.6s,請問他能否避免慘劇的發(fā)生?審題指導(dǎo)在駕駛員的反應(yīng)時間內(nèi),汽車做勻速直線運動。汽車剎車過程做勻減速直線運動,可以看成反向的勻加速直線運動來處理。答案

(1)20

40

60

(2)不能避免

(3)不能避免解析

(1)在駕駛員的反應(yīng)時間內(nèi)汽車做勻速直線運動,x=v0t,反應(yīng)時間一定,當初速度為80

km/h時,初速度是40

km/h的2倍,則反應(yīng)距離是10

m的2倍,所以s3=20

m剎車后做勻減速直線運動,x'=,當初速度為80

km/h時,初速度是40

km/h的2倍,剎車時的加速度不變,則剎車距離是10

m的4倍,所以x3=40

m停車距離L3=s3+x3=20

m+40

m=60

m。(2)車速108

km/h是40

km/h的2.7倍與車速為40

km/h時比較可知反應(yīng)距離為10×2.7

m=27

m剎車距離為10×2.72

m=72.9

m停車距離為27

m+72.9

m=99.9

m因為99.9

m>80

m,所以不能避免車禍?！緞?chuàng)新訓(xùn)練】強行超車是道路交通安全的極大隱患之一。下圖是汽車超車過程的示意圖,汽車甲和貨車均以36km/h的速度在路面上勻速行駛,其中甲車車身長L1=5m、貨車車身長L2=8m,貨車在甲車前s=3m處。若甲車司機加速從貨車左側(cè)超車,加速度大小為2m/s2。假定貨車速度保持不變,不計車輛變道的時間及車輛的寬度。(1)求甲車完成超車至少需要多長時間。(2)若甲車開始超車時,看到道路正前方的乙車迎面駛來,此時二者相距110m,乙車速度為54km/h。甲車超車的整個過程中,乙車速度始終保持不變,請通過計算分析甲車能否安全超車。答案

(1)4s

(2)見解析解析

(1)設(shè)甲經(jīng)過時間t剛好完成超車,在時間t內(nèi)甲車位移x1=v1t+at2貨車位移x2=v2t根據(jù)幾何關(guān)系x1=x2+L1+L2+s代入數(shù)據(jù)得t=4

s即甲車最短的超車時間為4

s。(2)在最短4

s內(nèi)甲車位移x1=56

m乙車位移x3=v3t=60

m由于x1+x3=116

m>110

m,故甲車不能安全超車。二、典型物理模型指導(dǎo)突破:空中拋體相遇模型【模型概述】1.兩個自由落體運動(1)運動規(guī)律和方向相同,因此必須從一上一下兩個位置釋放,且上面的物體先釋放,下面的物體后釋放;(2)若以下面物體為參考系,則先釋放的上面物體相對下面物體以速度v=gt做勻速運動,其中t為兩物體釋放的時間差。2.自由落體運動和豎直上拋運動(1)開始時為相向運動,兩物體運動的加速度相同,對于做豎直上拋運動的物體,注意其運動過程所具有的往返性和對稱性特點;(2)若兩物體同時開始運動,則上拋物體相對于自由下落物體做速度為v0的勻速運動,相遇時間t=,其中v0為豎直上拋運動的初速度,h為開始運動時兩物體間的距離。3.兩個豎直上拋運動在同一點以相同初速度豎直上拋的兩個物體必須在不同時刻拋出,且只能是處于下落階段的物體與處于上升階段的物體相遇?！究枷蚍治觥孔杂陕潴w運動和豎直上拋運動是高考的基礎(chǔ)應(yīng)用考點,是勻變速直線運動規(guī)律的進一步應(yīng)用,而空中拋體相遇模型是這類問題的難點和易錯點,雖然直接考這類模型的考題較少,但其中的科學(xué)思維方法是?？嫉膬?nèi)容?！景咐骄俊繌牡孛嫔弦猿跛俣?v0豎直上拋一物體A,相隔Δt時間后又以初速度v0從地面上豎直上拋另一物體B,要使A、B能在空中相遇,則關(guān)于兩物體拋出的時間間隔Δt應(yīng)滿足的條件,下列說法正確的是(

)審題指導(dǎo)第一步:在同一坐標系中作出兩物體做豎直上拋運動的x-t圖像。第二步:利用豎直上拋運動特點,分析臨界狀態(tài)。答案

C解析

解法一

如圖所示,要A、B在空中相遇,必須使兩者相對于拋出點的位移相等,即要求A、B圖線必須相交,據(jù)此可從圖中看出:物體B最早拋出的臨界情形是物體B落地時恰好與A相遇;物體B最遲拋出的臨界情形是物體B拋出時恰好與A相遇。故要使A、B能在空中相遇,Δt應(yīng)滿足的條件為素養(yǎng)點撥

相遇和追及問題,主要的關(guān)系就是位移關(guān)系和時間關(guān)系,所以要想到用位移—時間圖像解題。通過位移—時間圖像分析豎直上拋運動,要抓住豎直上拋運動的特點?！緞?chuàng)新訓(xùn)練】(2023山東濱州期末)如圖,某同學(xué)將A籃球以速度v豎直向上拋出到達最高點時,將B籃球也以速度v從同一位置豎直向上拋出。不計空氣阻力,A、B兩球均可視為質(zhì)點,重力加速度為g。下列說法正確的是(

)B誤。根據(jù)Δv=gΔt可知,兩球各自拋出到相遇過程中,兩球運動時間不相同,所以兩球速度的變化量不相同,選項D錯誤。三、重要科學(xué)思維方法指導(dǎo):轉(zhuǎn)化法在運動學(xué)問題中的應(yīng)用

所謂轉(zhuǎn)化法是指通過轉(zhuǎn)換研究對象、物理模型、物理過程、物理狀態(tài)、思維方式、空間角度等達到化繁為簡、解決問題的目的。這種方法能充分展示解題者的想象設(shè)計能力和創(chuàng)造性思維品質(zhì),充分體現(xiàn)分析能力,通過巧解實現(xiàn)速解。轉(zhuǎn)化法是解決問題的一種重要策略。在運動學(xué)問題的解題過程中,若按正常解法求解有困難時,往往可以通過變換思維方式,轉(zhuǎn)換研究對象使解答過程簡單明了。一、轉(zhuǎn)換研究對象——將多物體運動轉(zhuǎn)化為單物體運動【案例探究】案例1.(2023浙江高三月考)雜技演員每隔相等的時間豎直向上拋出一個小球(不計一切阻力,小球間互不影響),若每個小球上升的最大高度都是1.8m,他一共有5個小球,要想使節(jié)目連續(xù)不斷地表演下去,根據(jù)該表演者的實際情況,在他的手中總要有一個小球停留,則每個小球在手中停留的時間應(yīng)為(g取10m/s2)(

)A.0.36s B.0.24s C.0.2s D.0.3s審題指導(dǎo)將多個小球的運動通過思維轉(zhuǎn)換看成一個小球的運動。

答案

D二、轉(zhuǎn)換思維方式——逆向思維法【案例探究】案例2.如圖所示,一冰壺以某一速度垂直進入四個等寬的矩形區(qū)域,沿虛線做勻減速直線運動,剛要離開第四個矩形區(qū)域的E點時冰壺速度恰好為零,冰壺通過前三個矩形的總時間為t,試通過所學(xué)知識分析并計算冰壺通過第四個矩形區(qū)域所用的時間是多少?(冰壺可視為質(zhì)點)答案

t【創(chuàng)新訓(xùn)練】1.(2022浙江杭州期末)如圖所示,某次實驗中,將完全相同的水球緊挨在一起水平排列,子彈恰好能穿出第四個水球,子彈在水球中沿水平方向視為做勻變速直線運動,則(

)A.子彈依次穿過每個