2012届高三物理一轮复习学案：第二章《直线运动》专题二 匀变速直线运动规律及其应用
【考点透析】
一、本专题考点：变速直线运动及公式 v t= v 0 + a t ； ；
v t2- v 02=2 a s 均为II类要求，即能够理解其含义，能在实际问题的分析、综合，推理和判断等过程中运用，在高考中多与牛顿运动定律、电场、磁场等知识综合命题 ，单独命题多与实际生活相结合。
二、理解和掌握的内容
1．基本知识
⑴变速直线运动：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动叫变速直线运动。
⑵匀变速直线运动：在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动叫做匀变速直线运动。
⑶匀变速直线运动的基本公式和推论
基本公式 v t= v 0 + a t
推论 v t2- v 02=2 a s
（只适于匀变速直线运动）
公式中s、v、a均为矢量，计算时常指定正方向，对初速度为零的匀加速直线运动，一般取加速度方向为正；初速度不为零时，一般取初速度方向为正。
⑷自由落体：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
v0=0 a=g
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵守匀变速直线运动的普遍规律，有关初速度为零的匀加速直线运动的比例式也成立。
2.匀变速直线运动推论：
⑴由纸带得到的结论
如图2?2所示，A、B、C、 D、 E. 为打点计时器在纸带上打出的点，点间距分别为S1 S2 S3 S4 S5，打出相邻两点所用时间为T，则
v A=（S1+S2）/2T
v B=（S2+S3）/2T （中时刻的速度等于这段时间的平均速度）
ａ=（S2-S1）/T2 =（S3-S2）/T2 =（S3-S1）/2T2 =（S5-S2）/3T2 （依次相邻的相同时
间间隔内的位移之差为一恒量）
⑵初速度为零的匀加速直线运动的特征（设T为时间单位）
①1T末、2T末、3T末、……nT末瞬时速度之比为
Ｖ１：Ｖ２：Ｖ３：……Ｖｎ＝１：２：３：……ｎ
②１T内、2T内、3T内、……nT内位移之比为
S１：S２：S３：……Sｎ＝１2：２2：３2：……ｎ2
③第1个T内、第2个T内、第3个T内、……第n个T内的位移之比
SI：SII：SIII：……SN=1：3：5：……（2n-1）
④通过连续相同的位移所用时间之比
t１：t２：t３：……tｎ=１：（ -1）：（ - ）：……（ - ）
3.难点释疑
⑴如图2?3所示，某质点从A到B做匀变速直线运动，通过时间为t，t /2时的速度为v 1，质点通过AB中点C时的速度为v 2，则v 1 < v 2
因为，当质点做匀加速运动时，t /2时刻到D点，前半时运动的位移小于后半时运动的位移，则D点在C点左侧，如图2-4所示，则v 1 < v 2。当质点做匀减速运动时，t /2时刻到D点，前半时运动的位移大于后半时运动的位移，则D点在C点右侧，如图2-5所示。则v 1 < v 2
⑵追击问题是运动学中一个常见又较难的问题。解决这类问题一般要抓住两个关系：速度关系和位移关系，找到临界条件。例如①匀减速运动的物体追赶同方向匀速运动的物体时，恰能追上或恰好追不上的临界条件是靠近时追赶者的速度等于被追者的速度。②初速度为零的匀加速运动的物体追赶同向匀速运动物体时，追上前具有最大距离的条件是追赶者的速度等于被追者的速度。
【例题精析】
例题1飞机着陆以6m/s2的加速度做匀减速直线运动，若其着陆速度为60ｍ/s，求飞机着陆后12s滑行的距离。
解析：设飞机从着陆到停止所用的时间为t’
由v t= v 0+ a t解得t’ =10s, 说明飞机在12S内不是始终做匀减速直线运动,它在后2s内是静止的. S= v 0 t’+ a t’2/2 ＝６０×１０－６×１０２／２
＝３００（ｍ）
或 S＝v 0２／２ａ＝６０２／２×６＝３００（ｍ）
错解： 依S= v 0 t + a t 2/2 ＝６０×１２－６×１２２／２ ＝２８８（ｍ）
其实这样算出的位移是飞机运动10s后再反向运动2s的总位移，但飞机运动停止后并没有运动。
思考拓宽：若将匀减速运动的飞机改成在足够长光滑斜面上从Ａ点做减速运动的小球，如图２－6所示，求小球在12s内的位移还是300ｍ吗？为什么？若求小球与A点的距离为300ｍ所经历的时间为多少？
例题2 相同的小球从斜面上某一位置每隔0.1s释放一颗，在连续放了几颗后，对斜面上正运动着的小球拍下部分照片，如图2-7所示，现测得AB=15cm，BC=20cm，已知小球在斜面上作匀加速直线运动，且加速度大小相同.求:①小球运动时加速度大小;②拍片时B的速度大小;③D、C两球相距多远;④A球上面正在运动着的小球共有多少颗.
解析:本题属于运动学的综合问题,从题设意境来看,斜面上有多个小球在运动,但是释放小球的时间间隔是相同的,各球的运动情况也相同,这样拍片时图中各小球的位置可以等效为一个小球在斜面上运动时每隔0.1s小球所在的位置.
①小球运动时加速度a＝ 5 m/s2
②小球B的速度
③D、C两球相距DC=BC+△S=BC+(BC-AB)=0.25m
④小球B从开始下滑到图示位置所用的时间t B＝v B/a＝1.75/5＝0.35s
所以B球上面正运动着的小球有3颗，A球上面正在运动着的小球有2颗.
例题3 如图2-8所示，处在平直轨道上的甲乙两物体相距s，同时同向开始运动，甲以初速度v 加速度a1 做匀加速运动，乙做初速度为零，加速度为a2 的匀加速运动，假设甲能从乙旁边通过，下述情况可能发生的是（ ）
A a1 = a2时能相遇两次 B a1 > a2时能相遇两次
C a1 < a2时能相遇两次 D a1 < a2时能相遇一次
解析： 对甲物体s1= v t + a1 t 2/2
对乙物体 s2= a2 t 2/2
由位移关系 s1 =s2+s
v t + a1 t 2/2= a2 t 2/2 +s
（ a1- a2）t 2/2 + v t ?s=0
t =[- v± ]/（a1- a2）
当a1 > a2时， > v，t有一解，只能相遇一次。
当a1 = a2时，t = s/ v ，只能相遇一次。
当a1 < a2时，t = [ v± ]/（a2 -a1）
当 v 2=2s（a2 -a1），t有一解，只能相遇一次。
当 < v，t有两解，能相遇两次。
答案是C D
【能力提升】
I．知识与技能
1．一个做匀加速直线运动的物体，初速度v0=2.0m/s，它在第3秒内通过的位移是4.5m，则它的加速度为（ ）
A 0.5m/s2 B 1.0 m/s2 C 1.5 m/s2 D 2.0 m/s2
2．小物体沿光滑斜面下滑，初速度为零，当滑过L的距离时，速度大小为v，那么，当它的速度为v /2 时，滑过的距离为 （ ）
A .L/4 B. L/2 C.L/2 D.3L/4
3．一个作匀加速直线运动的物体，其位移和时间的关系是s＝18t－6t2，则它的速度为零的时刻为（ ）
A． 1.5s B． 3s C． 6s D．18s
4．自地面将一物体竖直上抛，初速度大小为20m/s，当它的位移为15m时，经历的时间和运动速度分别为（g取10m/s2，不计空气的阻力，选取竖直向上为正方向）（ ）
A. 1 s，10 m/s B. 2 s，15 m/s
C. 3 s，－10 m/s D. 4 s，－15 m/s
5．如图2-9，光滑斜面AE被分成四个相等的部
分，一个物体由A点静止释放，下面结论中正确的是（ ）
A．物体到达各点的速度vB： vC：vD：：vE=1：21/2：31/2：2
B．物体到达各点所经历的时间tB： tC：tD：：tE=1：21/2：31/2：2
C．物体从A到E的平均速度v=vB
D．经过每一部分时，其速度增量均相同
6．有一个做匀加速直线运动的质点，它在开始的两个连续相等的时间间隔内，通过的路程分别是24 m、64m ，每一个时间间隔为4s，则质点运动的初速度为 m/s， 加速度为 m/s2
7．一汽车关闭油门后，在水平路面上滑行10s后静止，该汽车滑行时所受阻力不变，关闭油门后的第8s内运动了2.5m，则汽车关闭油门时的速度为
II 能力和素质
8．滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时后一滴恰离开水龙头。测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度。设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，则
A. 水龙头距人耳的距离至少为34 m B. 水龙头距盘子的距离至少为34 m
C. 重力加速度的计算式为 D. 重力加速度的计算式为
9．A球从塔顶自由落下，当下落高度为a时，B球从距塔顶b处开始自由落下，两球同时落地，求塔高为多少？
10．两辆完全相同的汽车沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为v0，若前车突然以恒定加速度刹车。在它刚停止时，后车也以相同加速度刹车。若前车刹车行驶距离为s，要使两车不相撞，则两车匀速行驶时的车距至少应为多少？
专题二：1．B 2．A 3．A 4．AC 5．ABC 6．1；2.5 7．1m/s2 8．BD 9．(a+b)2/4a 10．2s
【考点透析】
一、本专题考点：变速直线运动及公式 v t= v 0 + a t ； ；
v t2- v 02=2 a s 均为II类要求，即能够理解其含义，能在实际问题的分析、综合，推理和判断等过程中运用，在高考中多与牛顿运动定律、电场、磁场等知识综合命题 ，单独命题多与实际生活相结合。
二、理解和掌握的内容
1．基本知识
⑴变速直线运动：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动叫变速直线运动。
⑵匀变速直线运动：在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动叫做匀变速直线运动。
⑶匀变速直线运动的基本公式和推论
基本公式 v t= v 0 + a t
推论 v t2- v 02=2 a s
（只适于匀变速直线运动）
公式中s、v、a均为矢量，计算时常指定正方向，对初速度为零的匀加速直线运动，一般取加速度方向为正；初速度不为零时，一般取初速度方向为正。
⑷自由落体：物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
v0=0 a=g
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵守匀变速直线运动的普遍规律，有关初速度为零的匀加速直线运动的比例式也成立。
2.匀变速直线运动推论：
⑴由纸带得到的结论
如图2?2所示，A、B、C、 D、 E. 为打点计时器在纸带上打出的点，点间距分别为S1 S2 S3 S4 S5，打出相邻两点所用时间为T，则
v A=（S1+S2）/2T
v B=（S2+S3）/2T （中时刻的速度等于这段时间的平均速度）
ａ=（S2-S1）/T2 =（S3-S2）/T2 =（S3-S1）/2T2 =（S5-S2）/3T2 （依次相邻的相同时
间间隔内的位移之差为一恒量）
⑵初速度为零的匀加速直线运动的特征（设T为时间单位）
①1T末、2T末、3T末、……nT末瞬时速度之比为
Ｖ１：Ｖ２：Ｖ３：……Ｖｎ＝１：２：３：……ｎ
②１T内、2T内、3T内、……nT内位移之比为
S１：S２：S３：……Sｎ＝１2：２2：３2：……ｎ2
③第1个T内、第2个T内、第3个T内、……第n个T内的位移之比
SI：SII：SIII：……SN=1：3：5：……（2n-1）
④通过连续相同的位移所用时间之比
t１：t２：t３：……tｎ=１：（ -1）：（ - ）：……（ - ）
3.难点释疑
⑴如图2?3所示，某质点从A到B做匀变速直线运动，通过时间为t，t /2时的速度为v 1，质点通过AB中点C时的速度为v 2，则v 1 < v 2
因为，当质点做匀加速运动时，t /2时刻到D点，前半时运动的位移小于后半时运动的位移，则D点在C点左侧，如图2-4所示，则v 1 < v 2。当质点做匀减速运动时，t /2时刻到D点，前半时运动的位移大于后半时运动的位移，则D点在C点右侧，如图2-5所示。则v 1 < v 2
⑵追击问题是运动学中一个常见又较难的问题。解决这类问题一般要抓住两个关系：速度关系和位移关系，找到临界条件。例如①匀减速运动的物体追赶同方向匀速运动的物体时，恰能追上或恰好追不上的临界条件是靠近时追赶者的速度等于被追者的速度。②初速度为零的匀加速运动的物体追赶同向匀速运动物体时，追上前具有最大距离的条件是追赶者的速度等于被追者的速度。
【例题精析】
例题1飞机着陆以6m/s2的加速度做匀减速直线运动，若其着陆速度为60ｍ/s，求飞机着陆后12s滑行的距离。
解析：设飞机从着陆到停止所用的时间为t’
由v t= v 0+ a t解得t’ =10s, 说明飞机在12S内不是始终做匀减速直线运动,它在后2s内是静止的. S= v 0 t’+ a t’2/2 ＝６０×１０－６×１０２／２
＝３００（ｍ）
或 S＝v 0２／２ａ＝６０２／２×６＝３００（ｍ）
错解： 依S= v 0 t + a t 2/2 ＝６０×１２－６×１２２／２ ＝２８８（ｍ）
其实这样算出的位移是飞机运动10s后再反向运动2s的总位移，但飞机运动停止后并没有运动。
思考拓宽：若将匀减速运动的飞机改成在足够长光滑斜面上从Ａ点做减速运动的小球，如图２－6所示，求小球在12s内的位移还是300ｍ吗？为什么？若求小球与A点的距离为300ｍ所经历的时间为多少？
例题2 相同的小球从斜面上某一位置每隔0.1s释放一颗，在连续放了几颗后，对斜面上正运动着的小球拍下部分照片，如图2-7所示，现测得AB=15cm，BC=20cm，已知小球在斜面上作匀加速直线运动，且加速度大小相同.求:①小球运动时加速度大小;②拍片时B的速度大小;③D、C两球相距多远;④A球上面正在运动着的小球共有多少颗.
解析:本题属于运动学的综合问题,从题设意境来看,斜面上有多个小球在运动,但是释放小球的时间间隔是相同的,各球的运动情况也相同,这样拍片时图中各小球的位置可以等效为一个小球在斜面上运动时每隔0.1s小球所在的位置.
①小球运动时加速度a＝ 5 m/s2
②小球B的速度
③D、C两球相距DC=BC+△S=BC+(BC-AB)=0.25m
④小球B从开始下滑到图示位置所用的时间t B＝v B/a＝1.75/5＝0.35s
所以B球上面正运动着的小球有3颗，A球上面正在运动着的小球有2颗.
例题3 如图2-8所示，处在平直轨道上的甲乙两物体相距s，同时同向开始运动，甲以初速度v 加速度a1 做匀加速运动，乙做初速度为零，加速度为a2 的匀加速运动，假设甲能从乙旁边通过，下述情况可能发生的是（ ）
A a1 = a2时能相遇两次 B a1 > a2时能相遇两次
C a1 < a2时能相遇两次 D a1 < a2时能相遇一次
解析： 对甲物体s1= v t + a1 t 2/2
对乙物体 s2= a2 t 2/2
由位移关系 s1 =s2+s
v t + a1 t 2/2= a2 t 2/2 +s
（ a1- a2）t 2/2 + v t ?s=0
t =[- v± ]/（a1- a2）
当a1 > a2时， > v，t有一解，只能相遇一次。
当a1 = a2时，t = s/ v ，只能相遇一次。
当a1 < a2时，t = [ v± ]/（a2 -a1）
当 v 2=2s（a2 -a1），t有一解，只能相遇一次。
当 < v，t有两解，能相遇两次。
答案是C D
【能力提升】
I．知识与技能
1．一个做匀加速直线运动的物体，初速度v0=2.0m/s，它在第3秒内通过的位移是4.5m，则它的加速度为（ ）
A 0.5m/s2 B 1.0 m/s2 C 1.5 m/s2 D 2.0 m/s2
2．小物体沿光滑斜面下滑，初速度为零，当滑过L的距离时，速度大小为v，那么，当它的速度为v /2 时，滑过的距离为 （ ）
A .L/4 B. L/2 C.L/2 D.3L/4
3．一个作匀加速直线运动的物体，其位移和时间的关系是s＝18t－6t2，则它的速度为零的时刻为（ ）
A． 1.5s B． 3s C． 6s D．18s
4．自地面将一物体竖直上抛，初速度大小为20m/s，当它的位移为15m时，经历的时间和运动速度分别为（g取10m/s2，不计空气的阻力，选取竖直向上为正方向）（ ）
A. 1 s，10 m/s B. 2 s，15 m/s
C. 3 s，－10 m/s D. 4 s，－15 m/s
5．如图2-9，光滑斜面AE被分成四个相等的部
分，一个物体由A点静止释放，下面结论中正确的是（ ）
A．物体到达各点的速度vB： vC：vD：：vE=1：21/2：31/2：2
B．物体到达各点所经历的时间tB： tC：tD：：tE=1：21/2：31/2：2
C．物体从A到E的平均速度v=vB
D．经过每一部分时，其速度增量均相同
6．有一个做匀加速直线运动的质点，它在开始的两个连续相等的时间间隔内，通过的路程分别是24 m、64m ，每一个时间间隔为4s，则质点运动的初速度为 m/s， 加速度为 m/s2
7．一汽车关闭油门后，在水平路面上滑行10s后静止，该汽车滑行时所受阻力不变，关闭油门后的第8s内运动了2.5m，则汽车关闭油门时的速度为
II 能力和素质
8．滴水法测重力加速度的过程是这样的：让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里，调整水龙头，让前一滴水滴到盘子而听到声音时后一滴恰离开水龙头。测出n次听到水击盘声的总时间为t，用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h，即可算出重力加速度。设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s，声速为340m/s，则
A. 水龙头距人耳的距离至少为34 m B. 水龙头距盘子的距离至少为34 m
C. 重力加速度的计算式为 D. 重力加速度的计算式为
9．A球从塔顶自由落下，当下落高度为a时，B球从距塔顶b处开始自由落下，两球同时落地，求塔高为多少？
10．两辆完全相同的汽车沿水平直路一前一后匀速行驶，速度均为v0，若前车突然以恒定加速度刹车。在它刚停止时，后车也以相同加速度刹车。若前车刹车行驶距离为s，要使两车不相撞，则两车匀速行驶时的车距至少应为多少？
专题二：1．B 2．A 3．A 4．AC 5．ABC 6．1；2.5 7．1m/s2 8．BD 9．(a+b)2/4a 10．2s
