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知识点 2:运动学的多过程问题
【知识思维方法技巧】
(1)运动学多过程问题的解题思路:
建立物体运动的情景,画出物体运动示意图,并在图上标明相关位置和所涉及的物理量,
明确哪些量已知,哪些量未知,然后根据运动学公式的特点恰当选择公式求解,或者利用
v-t图像去解答会更快速。
(2)运动学多过程问题的解题关键:
①多过程运动中各阶段运动之间的“连接点”的速度是两段运动共有的一个物理量,用它
来列方程能减小复杂程度,求解多运动过程转折点速度是解题的关键。
②除时间这个物理量外,其他物理量均为矢量,在有往返的运动中,必须明确规定正方向
③利用v-t图像去解答会更快速。
题型一:先匀速后减速运动的问题
【典例1拔尖题】(多选)酒后驾驶会导致许多安全隐患是因为驾驶员的反应时间变长,
反应时间是指从驾驶员发现情况到采取制动的时间,表中“思考距离”是指从驾驶员发现
情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离;“制动距离”是指从驾驶员发现情况到汽车停
止行驶的距离(假设汽车以不同速度行驶时制动的加速度大小都相同)分析表中数据可知,
下列说法正确的是( )
思考距离/m 制动距离/m
速度(m·s-1) 正常 酒后 正常 酒后
15 7.5 15.0 22.5 30.0
A.驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 s
B.驾驶员采取制动措施后汽车刹车的加速度大小为7.5 m/s2
C.若汽车的初速度增加一倍,制动距离也增大一倍
D.若汽车以25 m/s的速度行驶时发现前方60 m处有险情,酒后驾驶不能安全停车
【典例1拔尖题对应练习】校车交通安全问题已成为社会关注的热点,国务院发布的《校
车安全管理条例》将校车安全问题纳入法制轨道。若校车以 v =72 km/h的速度行驶,司
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机发现在x=33 m远处有人开始横穿马路,立即采取刹车措施。已知司机的反应时间 t =
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0.75 s,刹车的加速度大小为4 m/s2。
(1)从司机发现情况至汽车走完33 m距离,经过多长时间?此时车速多大?
(2)如果行人横穿20 m宽的马路,横穿速度为5 m/s,行人是否可能有危险?
(3)《校车安全管理条例》规定:校车运行中,如遇到意外情况,驾驶员按下安全按钮,
校车车速会迅速降至v′=7.2 km/h以下,如果按(2)中条件,此时行人横穿马路是否有危险?
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题型二:先加速后匀速运动模型
【典例2拔尖题】红绿灯指挥城市路口交通。某城市道路汽车行驶限速 ,如图
是该市一个十字路口前红灯时的情况,第一辆车的车头与停止线齐平,该路口绿灯时间是
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学科网(北京)股份有限公司,已知每辆车长均为 ,绿灯亮后,每辆汽车都以加速度 匀
加速到最大限速,然后做匀速直线运动;为保证安全,前后两车相距均为 ,绿
灯亮时第一辆车立即启动,每后一辆车启动相对前一辆车均延后 。交通规则:黄灯
亮时,只要车头过停止线就可以通行。
(1)绿灯亮后,求经过多长时间停止线后第3辆车车头过停止线;
(2)绿灯亮后,通过计算判断:停止线后第17辆车在本次绿灯期间能否通过该路口?
题型三:先减速后加速运动模型
【典例3拔尖题】汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图1所示。假设汽车以
v =12 m/s的速度朝收费站沿直线行驶,如果走ETC通道,需要在距收费站中心线前d=
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10 m处正好匀减速至v =4 m/s,匀速通过中心线后,再匀加速至 v 正常行驶;如果走人
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工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过t =20 s缴费成功后,再启动汽车匀
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加速至v 正常行驶。设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s2。求:
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(1)汽车走ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小;
(2)汽车走人工收费通道,应在离收费站中心线多远处开始减速;
(3)汽车走ETC通道比走人工收费通道节约的时间。
【典例3拔尖题对应练习】ETC是不停车电子收费系统的简称.最近,某ETC通道的通
行车速由原来的20 km/h提高至40 km/h,车通过ETC通道的流程如图所示.为简便计算,
假设汽车以v=30 m/s的速度朝收费站沿直线匀速行驶,如过ETC通道,需要在收费站中
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心线前d=10 m处正好匀减速至v=4 m/s,匀速通过中心线后,再匀加速至v 正常行驶.
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设汽车匀加速和匀减速过程中的加速度大小均为1 m/s2,忽略汽车车身长度.求:
(1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小;
(2)如果汽车以v=10 m/s的速度通过匀速行驶区间,其他条件不变,求汽车提速后过
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收费站过程比提速前节省的时间.
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