直線運(yùn)動(dòng)的研究第一章

章末核心素養(yǎng)素養(yǎng)一科學(xué)思維——逆向思維法很多物理過程具有可逆性(如運(yùn)動(dòng)的可逆性)，在沿著正向過程或思維(由前到后或由因到果)分析受阻時(shí)，有時(shí)“反其道而行之”，沿著逆向過程或思維(由后到前或由果到因)來思考，可以化難為易、出奇制勝．解決物理問題常用的逆向思維有過程逆向、時(shí)間反演等．例1如圖所示，20塊相同的木塊并排固定在水平地面上，子彈以初速度v0

正對木塊射入，當(dāng)子彈穿過第20塊木塊后速度恰好變?yōu)?，子彈從進(jìn)入第一塊到速度為零所用時(shí)間為t，若將子彈視為質(zhì)點(diǎn)，已知子彈在各木塊中運(yùn)動(dòng)的加速度都相同．則下列判斷正確的是 (

)【答案】D素養(yǎng)二科學(xué)探究——實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證物理規(guī)律和定理，也可以鍛煉動(dòng)手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神．實(shí)驗(yàn)時(shí)可以考慮用不同的器材，不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，達(dá)到相同的目標(biāo)，甚至發(fā)現(xiàn)新的理論．例2

(2021年宿遷模擬)很多智能手機(jī)都有加速度傳感器，用手托著手機(jī)，迅速向下運(yùn)動(dòng)，然后停止，手機(jī)記錄的加速度a隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，則

(

)A．t1時(shí)刻手機(jī)速度最大B．t2時(shí)刻手機(jī)在最低點(diǎn)C．t3時(shí)刻手受的壓力最大D．t4時(shí)刻手受的壓力最小【答案】C【解析】圖像的面積表示速度變化，所以t2時(shí)刻手機(jī)速度最大，A錯(cuò)誤；手機(jī)停止時(shí)，位置最低，所以t4時(shí)刻手機(jī)在最低點(diǎn)，B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律，手機(jī)加速度向上并且加速度最大時(shí)，手給手機(jī)的作用力最大，即手受到的壓力最大，由圖可知，t3時(shí)刻手受的壓力最大，C正確；根據(jù)牛頓第二定律，手機(jī)加速度向下并且加速度最大時(shí)，手給手機(jī)的作用力最小，即手受到的壓力最小，由圖可知，t1時(shí)刻手受的壓力最小．D錯(cuò)誤．故選C．變式1

(2021年東升學(xué)校模擬)一同學(xué)用手機(jī)測量重力加速度．先拍攝小球自由下落的視頻，得到分幀圖片，再利用圖片中小球的位置來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢?shí)驗(yàn)裝置如圖所示．(1)下列主要操作步驟的正確順序是______．(填寫各步驟前的序號)①把刻度尺豎直固定在墻上②打開手機(jī)攝像功能，開始攝像③手機(jī)固定在三腳架上，調(diào)整好手機(jī)鏡頭的位置④捏住小球，從刻度尺旁靜止釋放(2)將小球底部與刻度尺0刻度對齊，由靜止釋放，用手機(jī)連拍其下落過程；手機(jī)每隔0.1s拍攝一張照片，選取連續(xù)拍攝的3張照片如圖所示，讀出第一張和第二張照片中小球底部對應(yīng)的刻度分別為78.24cm、122.25cm，讀得第三張照片中小球底部對應(yīng)的刻度為______cm.計(jì)算得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝______m/s2(保留3位有效數(shù)字)．(3)若釋放時(shí)，手不小心給了小球一個(gè)向下的初速度，但也仍能用(2)的方法計(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋@是因?yàn)開___________________．【答案】(1)①③②④

(2)175.98

9.72

(3)利用Δh＝gT2

計(jì)算加速度大小與初速度是否為零無關(guān)【解析】(1)選安裝設(shè)備，故應(yīng)先把刻度尺豎直固定在墻上，再把手機(jī)固定在三腳架上，調(diào)整好手機(jī)鏡頭的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)要先打開手機(jī)攝像功能，開始攝像，然后捏住小球，從刻度尺旁靜止釋放，故正確的順序?yàn)棰佗邰冖?素養(yǎng)三科學(xué)態(tài)度與責(zé)任——生活中的直線運(yùn)動(dòng)(STSE問題)運(yùn)動(dòng)學(xué)是高中物理最重要、最基礎(chǔ)的內(nèi)容，是和生活、體育、交通緊密結(jié)合的知識點(diǎn)，是高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，通過對近幾年高考STSE熱點(diǎn)問題的歸類研究，可歸納出三個(gè)STSE高考命題熱點(diǎn)．1．應(yīng)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題例3一坐在火車上的同學(xué)在火車進(jìn)站前發(fā)現(xiàn)鐵路邊有等距電線桿，于是從某根電線桿經(jīng)過他面前(可視為該同學(xué)與電線桿相遇)時(shí)開始計(jì)時(shí)，同時(shí)記為第1根電線桿，5s時(shí)第10根電線桿恰好經(jīng)過他面前，火車在25s時(shí)停下，此時(shí)恰好有1根電線桿在他面前．若火車進(jìn)站過程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則火車速度為0時(shí)，在他面前的電線桿的根數(shù)為 (

)A．第18根 B．第22根C．第25根 D．第26根【答案】D變式2如圖所示是自來水從水龍頭穩(wěn)定流出的情境圖(水流本身已打馬賽克)．假定水流聚攏成束，則水流在空中應(yīng)該呈現(xiàn)出的形態(tài)是

(

)A．上粗下細(xì)B．上細(xì)下粗C．中間粗兩頭細(xì)D．上下一樣粗【答案】A【解析】流量等于流速乘以橫截面積，即Q＝vS，水龍頭流量Q不變，由于重力作用，流出龍頭后的水自由下落，流速v變大，故橫截面積S變小，即呈現(xiàn)上粗下細(xì)狀態(tài)，A正確．2．結(jié)合高樓墜物分析自由落體運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)例4

(2021年廣東模擬)城市高層建筑越來越多，高空墜物事件時(shí)有發(fā)生．假設(shè)某公路邊的高樓距地面高H＝47m，往外凸出的陽臺上的花盆因受擾動(dòng)而掉落，掉落過程可看做自由落體運(yùn)動(dòng)．陽臺下方有一輛長L1＝8m、高h(yuǎn)＝2m的貨車，以v0＝9m/s的速度勻速直行，要經(jīng)過陽臺的正下方，花盆剛開始下落時(shí)貨車車頭距花盆的水平距離為L2＝24m(示意圖如圖所示，花盆可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2)(1)若司機(jī)沒有發(fā)現(xiàn)花盆掉落，貨車保持速度v0勻速直行，請計(jì)算說明貨車會否被花盆砸到；(2)若司機(jī)發(fā)現(xiàn)花盆掉落，司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間Δt＝1s，采取勻加速直線運(yùn)動(dòng)的方式來避險(xiǎn)，則貨車至少以多大的加速度才能避免被花盆砸到．3．結(jié)合行車安全應(yīng)用直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律例5我國5G技術(shù)和應(yīng)用居世界前列，在不少大城市已經(jīng)使用無人駕駛公交車．在這種公交車上都配備主動(dòng)剎車系統(tǒng)．當(dāng)車速超過30km/h，或者車距小于10m時(shí)，汽車主動(dòng)剎車系統(tǒng)啟動(dòng)預(yù)判：車載電腦通過雷達(dá)采集數(shù)據(jù)，分析計(jì)算，若預(yù)判0.6秒后發(fā)生事故，則汽車自己會主動(dòng)剎車．某公交車以v＝36km/h的速度勻速行駛，在公交車正前方相距L＝20m處有一大貨車，正以v2＝18km/h的速度勻速行駛．(重力加速度g取10m/s2)(1)經(jīng)過多長時(shí)間，公交車主動(dòng)剎車．(2)若剎車時(shí)公交車所受阻力為車重的0.7倍，請分析說明公交車與貨車會相撞嗎？【答案】解：(1)速度超過30km/h或距離小于10m時(shí)是預(yù)判不用剎車．當(dāng)兩車相距x0時(shí)公交車開始主動(dòng)剎車，t0＝0.6s，有x0＝(v1－v2)t0＝3m.設(shè)兩車從相距20m到相距x0＝3m經(jīng)過的時(shí)間為t1，(v1－v2)t1＝L－x0，解得t1＝3.4s.變式3

(2021年烏魯木齊模擬)隨著智能手機(jī)的使用越來越廣泛，一些人在駕車時(shí)也常常低頭看手機(jī)，這是一種危險(xiǎn)的駕駛行為，極易引發(fā)交通事故．如圖甲所示，一輛出租車在平直公路上以v0＝20m/s的速度勻速行駛，此時(shí)車的正前方x0＝63.5m處有一輛電動(dòng)車，正以v1＝6m/s的速度勻速行駛，而出租車司機(jī)此時(shí)開始低頭看手機(jī)，3.5s后才發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)，司機(jī)經(jīng)0.5s反應(yīng)時(shí)間后，立即采取緊急制動(dòng)措施．若從司機(jī)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)開始計(jì)時(shí)，