2021版高考物理一轮复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 5 章末热点集训课件

第一章运动的描述匀变速直线运动的研究章末热点集训热点1运动图象的应用(2020·山东聊城一模)甲、乙两辆汽车从同一地点同时并排刹车的v－t图象如图所示，关于甲、乙汽车的运动情况，下列说法正确的是()A．t1时刻甲车的加速度小B．0～t1时间内甲车的位移小C．t1～t3时间内甲、乙两车的平均速度大小相等D．甲、乙两车可能在t2～t3时间内相遇[解析]根据v－t图象的斜率表示加速度，斜率绝对值表示加速度的大小，则知t1时刻甲车的加速度大，故A错误；根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，知0～t1时间内甲车的位移大，故B错误；t1～t3时间内甲车的位移比乙车的小，则甲车的平均速度比乙车的小，故C错误；t＝0时刻，甲、乙两辆汽车在同一地点，在0～t2时间内甲车通过的位移可能大于乙车，t2～t3时间内甲车静止，乙车继续运动，所以甲、乙两车可能在t2～t3时间内相遇，故D正确．[答案]D(多选)如图为甲、乙两辆小车从同一地点开始运动的v－t图象，甲、乙两条图线分别为正弦曲线和余弦曲线．下列说法正确的是()A．t1时刻两车加速度相同B．0～t2时间段内两车运动的位移相同C．0～t5时间段内，t3时刻两车相距最远D．0～t5时间段内，t4时刻两车相距最远解析：选BD.由题图可知，在t1时刻，乙车图线切线的斜率为负，甲车图线切线的斜率为正，两车加速度不相同，A错误；速度－时间图线与坐标轴围成的面积表示位移，可知在0～t2时间段内，乙车的位移与甲车的位移相同，B正确；t2～t3时间段内，甲车速度为正，乙车速度为负，可知两车的间距增大，t3～t4时间段内，甲、乙两车速度为负值，甲、乙两车同向运动，但甲车的速度大小小于乙车的速度大小，故两车的间距继续增大，t4～t5时间段内，甲、乙两车速度为负值，同向运动，且甲车的速度大小大于乙车的速度大小，两车的间距减小，所以在0～t5时间段内，两车在t4时刻相距最远，C错误，D正确．热点2多过程匀变速直线运动问题国产大飞机C919在上海浦东机场进行了首次高速滑行测试．某次测试中，C919在平直跑道上由静止开始匀加速滑行，经t1＝20s达到最大速度vmax＝288km/h，之后匀速滑行一段时间，再匀减速滑行，最后停下来．若滑行总距离x＝3200m，且减速过程的加速度大小与加速过程的加速度大小相等，取g＝10m/s2，求：(1)C919减速滑行时的加速度大小；(2)C919在整个滑行过程中的平均速度大小．(结果保留3位有效数字)[解析](1)最大速度vmax＝288km/h＝80m/s，在0～20s内C919做匀加速直线运动，则vmax＝at1，代入数据解得a＝4m/s2则可知C919减速滑行时的加速度大小a′＝a＝4m/s2.(2)减速过程的时间设为t3，则0＝vmax－a′t3加速过程的位移大小x1＝12at21减速过程的位移大小x3＝vmaxt3＋12(－a′)t23匀速运动过程的时间设为t2，则有x－x1－x3＝vmaxt2C919在整个滑行过程中的平均速度大小v－＝xt1＋t2＋t3联立以上式子，代入数据解得v－＝53.3m/s.[答案](1)4m/s2(2)53.3m/s高铁列车上有很多制动装置．在每节车厢上装有制动风翼，当风翼完全打开时，可使列车产生a1＝0.5m/s2的平均制动加速度．同时，列车上还有电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等．单独启动电磁制动系统，可使列车产生a2＝0.7m/s2的平均制动加速度．所有制动系统同时作用，可使列车产生最大为a＝3m/s2的平均制动加速度．在一段直线轨道上，列车正以v0＝324km/h的速度匀速行驶时，列车长接到通知，前方有一列车出现故障，需要减速停车．列车长先将制动风翼完全打开，让高速行驶的列车减速，当车速减小了13时，再通过电磁制动系统同时制动．(1)若不再开启其他制动系统，从开始制动到停车，高铁列车行驶的距离是多少？(2)若制动风翼完全打开时，距离前车只有2km，那么该列车最迟在距离前车多远处打开剩余的制动装置，才能保证不与前车相撞？解析：(1)由题意可得v0＝324km/h＝90m/s打开制动风翼时，列车的加速度大小为a1＝0.5m/s2，设当速度减小了13时列车的速度为v1＝23v0＝60m/s在此过程中行驶的距离x1＝v20－v212a1＝4500m再打开电磁制动后，列车的加速度大小为a′＝a1＋a2＝1.2m/s2在此过程中行驶的距离x2＝v212a′＝1500m则高铁列车从开始制动到停车行驶的总距离x＝x1＋x2＝6000m.(2)设最迟需要在距离前车Δx处打开其他制动装置，此时列车速度为v.由题意知，此时列车减速的加速度为最大制动加速度大小a＝3m/s2，则Δx＝v22a剩余的制动装置打开之前，列车减速行驶的距离为x0－Δx＝v20－v22a1其中x0＝2km联立解得Δx＝1220m.答案：(1)6000m(2)1220m热点3追及、相遇问题(2020·河南名校联考)蓝牙(Bluetooth)是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换．现有两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车甲、乙进行试验．如图所示，甲、乙两车开始时处于同一直线上相距d＝4m的O1、O2两点，甲车从O1点以初速度v0＝4m/s、加速度a1＝1m/s2沿该直线向右做匀加速运动，乙车从O2点由静止开始以加速度a2＝2m/s2沿该直线向右做匀加速运动，已知当两车间距超过s0＝10m时，两车无法实现通信，忽略信号传递的时间．已知6＝2.4.(1)求甲、乙两车相遇前相距的最大距离．(2)求甲、乙两车相遇前能保持通信的时间．[解析](1)当两车速度相等时相距最远，所以有v0＋a1t1＝a2t1，解得t1＝4s所以相遇前两车的最大距离为s1＝s甲＋d－s乙＝v0t1＋12a1t21＋d－12a2t21＝12m.(2)当两车的间距大于s0时，两车无法保持通信．由题可知，两车的间距先增大后减小．令s′甲＋d－s′乙＝s0，有v0t＋12a1t2＋d－12a2t2＝s0解得t2＝2s，t3＝6s又当乙车追上甲车时，有s″甲＋d＝s″乙，即v0t4＋12a1t24＋d＝12a2t24解得t4＝8.8s，所以相遇前有t3－t2＝4s的时间无法通信则两车相遇前能保持通信的时间为t5＝t4－(t3－t2)＝4.8s．[答案](1)12m(2)4.8s(2020·浙江模拟)公交车是现代城市很重要的交通工具，它具有方便、节能减排、缓解城市交通压力等许多作用．某日，某中学黄老师在家访途中向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁平直的公路驶过，此时，他的速度是1m/s，公交车的速度是15m/s，黄老师距车站的距离为50m．假设公交车在行驶到距车站25m处开始刹车，刚好到车站停下，停车时间为8s．而黄老师的最大速度只能达到6m/s，最大起跑加速度只能达到2.5m/s2.(1)若公交车刹车过程视为匀减速运动过程，求其加速度大小是多少？(2)若公交车可视为质点，则在(1)问的情况下，试计算分析，黄老师是应该上这班车，还是等下一班车？解析：(1)由匀变速直线运动规律知，公交车刹车的加速度a1＝0－v212x1＝0－1522×25m/s2＝－4.5m/s2故其加速度的大小为4.5m/s2.(2)公交车从与黄老师相遇处到开始刹车用时t1＝x－x1v1＝50－2515s＝53s公交车刹车过程用时t2＝0－v1a1＝103s黄老师以最大加速度加速达到最大速度用时t3＝v2－v3a2＝6－12.5s＝2s黄老师加速过程中的位移x2＝v2＋v32t3＝7m以最大速度跑到车站的时间t4＝x－x2v2＝436s因为t3＋t4＜t1＋t2＋8s所以黄老师应该上这班车．答案：见解析