(1)要明白x-t、v-t图象的特点及区别; (2)要将物体的运动图象转化为物体的运动模型.
高频考点一 运动学基本规律
[备考策略]
1.牢记解决匀变速直线运动问题的4种常用方法
2.匀变速直线运动问题规范解题“4个步骤”
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[命题视角]
考向1 运动学基本规律的应用
例1 一个物体从静止开始做匀加速直线运动,以T为时间间隔,在第三个T时间内位移是3 m,第三个T时间末的瞬时速度为3 m/s,则( )
A.物体的加速度是1 m/s
B.第一个T时间末的瞬时速度为0.6 m/s C.时间间隔T=1 s
D.物体在第1个T时间内的位移为0.6 m
D [初速度为0的匀加速直线运动,连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5,据此13
判断第一个T时间内的位移x1=×3 m=0.6 m,选项D正确;第二个T时间内的位移x2=
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×3 m=1.8 m,由v3-0=2a(x1+x2+x3),得a= m/s,选项A错误;由Δx=aT得x2-
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x1=aT2,解得T= s,选项C错误;第一个T时间末的瞬时速度v1=aT=1 m/s,选项B错
误.]
考向2 追及相遇问题
例2 为了保障市民出行安全,减少交通事故,交管部门强行推出了“电子眼”,此后机动车闯红灯大幅度减少.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10 m/s.当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5 s).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4,乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5,g取10 m/s.问:
(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15 m,他采取上述措施能否避免闯红灯? (2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离? 解法指导 (1)两车在司机的反应时间内做匀速运动,这一点要记住.
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(2)两车避免相撞的临界条件是在同一位置处,后车的速度等于前车的速度. 解析 (1)甲车紧急刹车的加速度为a1=0.4g=4 m/s 甲车停下来所需时间t1==2.5 s
2
v0a1
v20
甲车滑行距离s==12.5 m
2a1
由于12.5 m<15 m,所以甲车能避免闯红灯
(2)设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离s0,在乙车刹车t2时刻两车速度相等,则有:
乙车紧急刹车的加速度大小为a2=0.5g=5 m/s 由v1=v2得v0-a1(t2+t0)=v0-a2t2,解得t2=2.0 s 12
此过程中乙的位移:x乙=v0t0+v0t2-a2t2=15 m
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甲的位移:x甲=v0(t0+t2)-a1(t0+t2)=12.5 m
2所以两车安全距离至少为:s0=x乙-x甲=2.5 m
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答案 (1)能 (2)2.5 m
考向3 运动学图象的理解与分析
例3 (2018·湖北省武汉市高三二月调研)(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动,其x-t图像如图所示,其中直线b与曲线a相切于点(4,-15).已知甲做匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.前4 s内两物体运动方向相同
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B.前4 s内甲的平均速度是乙的平均速度的倍
7C.t=0时刻,甲的速度大小为9 m/s D.甲的加速度大小为2 m/s
AD [x-t图象的斜率的正负表示运动的方向,故前4 s内两物体运动方向相同,均为
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2
负方向,故A正确;甲做匀变速直线运动,则甲的x-t图象对应于a;前4 s内甲的平均?-15m?-9m?-15m?-?7m?
速度为:v1==-6 m/s,前4 s乙的平均速度为:v2==-2 m/s,
4 s4 s故前4 s内甲的平均速度是乙的平均速度的3倍,故B错误;t=0时刻,甲的位移为9 m,速度无法求解,故C错误;甲时匀加速,只能得到运动时间和4 s末的速度,故无法求解加速度,故D错误;故选A.]
点睛 位移图象和速度图象都表示物体做直线运动,抓住位移图象的斜率等于速度是分析的关键,知道,平均速度等于位移除以时间.
[归纳反思]
1.“一画、二选、三注意”解决匀变速直线运动问题
2.追及问题的解题思路和注意事项 (1)解题思路
分析两物体画运动示意找两物体列位移???
运动过程图或v-t图象位移关系方程
(2)注意事项:若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上前该物体是否已停止运动,另外还要注意最后对解的讨论分析.
[题组突破]
1-1.(2018·山东省潍坊市昌乐县二中高三下学期质检)一质点做匀加速直线运动,并规定了正方向.若已知质点在一段时间t内的末速度v及加速度a,则质点此段运动的初速度可表示为( )
A.v+at
B.v-at C.-v-at
D.-v+at
B [采用逆向思维,质点做匀减速直线运动,相当于初速度为v,加速度大小为a,则初速度可表示为v0=v-at.故B正确,A、C、D错误.故选B.]
1-2.(多选)甲、乙两物体从不同点出发且在同一条直线上运动,它们的v-t图象如图所示,已知t=2 s时两车相遇,则下列说法正确的是( )
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