2021版高三物理一轮复习必修1第一章运动的描述匀变速直线运动核心素养提升

由天下分享时间：2025/1/24 4:19:04 加入收藏我要投稿点赞

1.科学思维(逆向思维法、数形结合思想)

逆向思维法

很多物理过程具有可逆性(如运动的可逆性),在沿着正向过程或思维(由前到后或由因到果)分析受阻时,有时“反其道而行之”,沿着逆向过程或思维(由后到前或由果到因)来思考,可以化难为易、出奇制胜。解决物理问题常用的逆向思维有过程逆向、时间反演等。

【典例1】在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图如图1所示,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差可以测出被测物体的速度。某时刻测速仪发出超声波,同时汽车在离测速仪355 m处开始做匀减速直线运动。当测速仪接收到反射回来的超声波信号时,汽车在离测速仪335 m处恰好停下,已知声速为340 m/s,则汽车在这段时间内的平均速度为( )

图1

A.5 m/s

B.10 m/s

C.15 m/s

D.20 m/s

[试题解析]:汽车在这段时间内做的是末速度为0的匀减速直线运动,我们可以把汽车的运动看作逆向初速度为0的匀加速直线运动,其在连续相邻相等时间内的位移之比为1∶3,且汽车在这段时间内的位移为355 m－335 m＝20 m,则连续相邻相等时间内的位移分别为5 m、15 m,从而可以判断测速仪发出的超声波在离测速仪355 m－15 m＝340 m处遇到汽车,即超声波传播1 s就遇到汽车,测速仪从发出超声波信号到接收反射回来的信号所用时间为2 s,可得汽车在这段时间内的平均速度为10 m/s。 [试题参考答案]B

【提升练1】 (多选)(2019·山东青岛5月二模)几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》的实验结果是,四个水球足够！如图2,完全相同的均匀水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第4个水球,下列说法正确的是( )

图2

A.子弹在每个水球中的速度变化量相同 B.子弹在每个水球中的动能变化量相同 C.子弹在每个水球中运动的时间相同 D.每个水球对子弹的冲量不同

[试题解析]:设子弹穿过每个水球的距离为d,子弹在水球中做匀减速直线运动,穿出第4个水球时,其末速度为零,我们可以把子弹的运动视为反向的初速度为零的匀加速直线运动,则子弹穿过最后1个、最后2个、最后3个、全部的4个水球1

的位移大小分别为d、2d、3d、4d,根据x＝2at2知,这4段位移对应的时间之比为1∶2∶3∶2,所以子弹在每个水球中运动的时间不同,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,则子弹在每个水球中加速度相同,受力相同,由Δv＝at及子弹在每个水球中运动的时间不同可知,子弹在每个水球中速度的变化量不同,选项A、C错误；子弹在每个水球中受力是相同的,运动的位移相同,所以子弹受到的阻力对子弹做的功相等,根据动能定理ΔEk＝W＝Fd,可知子弹在每个水球中的动能变化量相同,选项B正确；子弹在每个水球中受力是相同的,运动的时间不同,根据冲量的定义式I＝Ft,可知每个水球对子弹的冲量不同,选项D正确。 [试题参考答案]BD 数形结合思想

1.图象反映了两个变量(物理量)之间的函数关系,因此要由运动学公式推导出两个物理量间的函数关系,从而分析图象的意义。

2.(1)v－t图象:图象与时间轴围成的“面积”表示位移。

若此“面积”在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正；若此“面积”在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负。

(2)a－t图象:由v＝v0＋at可知图象与时间轴所围“面积”表示速度变化量Δv,如图3甲所示。

图3

x1x11

(3)t－t图象:由x＝v0t＋2at2可得t＝v0＋2at,图象的斜率为2a,纵截距为v0,如图3乙所示。

222

(4)v2－x图象:由v2－v0＝2ax可知v2＝v0＋2ax,图象斜率为2a,纵截距为v0,如图4

所示。

图4

【典例2】 (多选)(2019·山东德州模拟)为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图5所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象,下列说法正确的是( )