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2024 年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过
模块一:匀变速直线运动与非常规运动模块大招
第4 讲 “0—v—0”运动模型及反应时间与限速模型(原卷版)
目录
【内容一】 “
0—
v —0”
运动模型
.......................................................................................................................1
【内容二】反应时间与限速模型........................................................................................................................2
技巧总结
类型1:0-v-0 模型是指:一物体从静止开始,先做匀加速直线运动,速度达到最
大值后,再匀减速至速度为0。这类问题除了可以列基本方程求解外,利用v-t 图像去
解答会更快速.
1 特点:初速度为零,末速度为
,两段初末速度相同,平均速度相同。三个比例式:
①速度公式v0=a1t1 v0=a2t2 推导可得:
a1
a2
=t2
t1
②速度位移公式v0
2=2a1 x1 v0
2=2a2 x2 推导可得:
a1
a2
= x2
x1
③平均速度位移公式
x1=
v0t1
2
x2= v0t2
2
推导可得:
x1
x2
=t1
t2
得到一个非常实用的结论:
2.位移三个公式:
x= v0
2 (t1+t2)
;
x= v0
2
2a1
+ v0
2
2a2 ;
x=1
2 a1t1
2+ 1
2 a2t2
2
3.
图像
1
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类型2:
模型一:先匀速,后减速运动模型---反应时间问题
总位移
x=v0t1+ v0
2
2a
模型二:先加速后匀速运动模型----限速问题
加速时间
t1= v0
a ;加速距离
x1= v0
2
2a ,匀速时间
t2=t−v0
a ;匀速距离
x2=v0(t−v0
a )
总位移
x=v0t−
v0
2
2a
模型三:先加速后匀速在减速运动模型----最短时间问题
对应题型精炼
一、单选题
1.港珠澳大桥上的四段长度均为110m 的等跨钢箱连续梁桥如图所示,汽车从
处开
2
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始做匀减速直线运动,恰好行驶到处停下。汽车通过
段所用的时间为
,汽车通
过
段所用的时间为
,则
满足( )
A.
B.
C.
D.
2.2021 年9 月12 日,全运会跳水男子3 米板决赛落幕,最终东京奥运会冠军谢思埸
获得冠军,夺得金牌。在某次比赛中,若将运动员人水后向下的运动过程视为匀减速
直线运动,该运动过程的时间为4t。设运动员入水后第一个t 时间内的位移为x1,最后
一个t 时间内的位移为x2,则
为( )
A.2 1∶
B.4 1∶
C.7 1∶
D.9 1∶
3.某猎豹在追击猎物时,在25m 的距离可以从静止加速到25m/s,此后猎豹的
图
像如图所示,0 到200m 内为一条与x 轴平行的直线,200m 到250m 内为一条倾斜的直
线,假设猎豹和猎物都沿直线运动,则下列说法正确的是( )
3
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A.猎豹加速到25m/s 后运动250m 所用的时间是13s
B.若猎物的速度为10m/s,猎豹发现猎物时,猎豹立马加速追击猎物,若猎豹达到最
大速度时,猎豹与猎物之间的距离大于120m,则猎豹一定不能追到猎物
C.猎豹从静止加速到25m/s 所用的时间为2s
D.猎豹加速到25m/s 后先做匀速直线运动后做匀减速直线运动
4.今年7 月,云南的大象火出了圈,而我们在野外自驾游也容易碰见野生动物突然从
路边窜出的情况。汽车以大小为12m/s 的速度匀速行驶,突然一头小象冲上公路,由
于受到惊吓,小象在同一车道立刻由静止以
的加速度向前奔跑,此时小象距离
车头20m,司机立即刹车(忽略司机的反应时间),汽车的加速度大小为
,以
司机开始刹车为计时起点。下列说法正确的是( )
A.汽车第1s 内的位移为9m
B.汽车刹车后8s 内的位移为32m
C.汽车最后1s 内的位移为2m
D.汽车一定会与小象相撞
5.如图所示为甲、乙两物体同时从同一地点开始运动的速度–时间图像,下列说法正
确的是( )
A.两物体总位移之比为5:6
B.两物体加速时加速度之比为3:2
C.两物体减速时加速度大小之比为2:1
D.乙物体未能追上甲物体
6.轿车在笔直的公路上做匀速直线运动,当轿车经过公路上的A 路标时,停靠在旁边
的一辆卡车开始以加速度a1做匀加速直线运动,运动一段时间后立即以加速度a2做匀
减速直线运动,结果卡车与轿车同时到达下一个路标,此时卡车的速度恰好减为零,
4
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若两路标之间的距离为d,则轿车匀速运动的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
7.甲乙丙三辆汽车在平直的公路上以相同的速度同时经过某路标,从此时开始甲车做
匀速直线运动,乙车先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动,丙车先做匀减速直线
运动后做匀加速直线运动,它们经过下一个路标时的速度又相同,则( )
A.甲车先通过下一个路标
B.乙车先通过下一个路标
C.丙车先通过下一个路标
D.三辆车同时通过下一个路标
8.甲、乙、丙三辆汽车在同一条平直的公路上行驶,先后以相同的速度通过同一个路
标。从通过此路标开始,甲做匀速直线运动,乙做先匀加速后匀减速的运动,丙做先
匀减速后匀加速的运动,它们到达下一个路标时的速度又相同。关于它们在两个路标
之间平均速度,下列判断正确的是( )
A.甲最大
B.乙最大
C.丙最大
D.一样大
9.甲、乙、丙三辆汽车在平直公路上以相同的速度同时经过某一路标,从此时开始,
甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们经过下一路
标时速度又相同,则哪一辆车先经过下一个路标( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.无法判断
10.一辆摩托车在平直的公路上从静止开始以
的加速度沿直线匀加速行驶了
4s,又以
的加速度沿直线匀减速行驶了2s,然后做匀速直线运动。则摩托车做
匀速直线运动的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
11.如图所示,在水平面上固定着四个厚度相同的木块,一颗子弹以某速度从O 点射
入。子弹在木块中做匀减速直线运动,到达第四个木块的右侧D 位置时子弹速度恰好
为零,下列说法正确的是( )
5
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A.子弹在每个木块中运动的平均速度相等
B.子弹通过每个木块的速度变化量相同
C.子弹到达各点的速率
D.子弹经过每个木块的时间之比为
12.某兴趣小组自制了一个如图所示的水火箭。在发射过程中,水火箭由静止从地面
以15m/s2的加速度竖直向上运动了30m,然后失去动力做竖直上抛运动,不计空气阻
力,重力加速度g 取10m/s2。在水火箭上升过程中,下列说法正确的是( )
A.水火箭的最大速度为15m/s
B.水火箭上升运动的时间为5s
C.水火箭离地的最大高度为75m
D.水火箭做竖直上抛运动的最大高度为90m
13.高铁专家正设想一种“遇站不停式匀速循环运行”列车,如襄阳→随州→武汉→
仙桃→潜江→荆州→荆门→襄阳,构成7 站铁路圈,建两条靠近的铁路环线。列车A
以恒定速率360 km/h 运行在一条铁路上,另一条铁路上有“伴驳列车”B,如某乘客
甲想从襄阳站上车到潜江站,先在襄阳站登上B 车,当A 车快到襄阳站且距襄阳站路
程为s 处时,B 车从静止开始做匀加速运动,当速度达到360 km/h 时恰好遇到A 车,
两车连锁并打开乘客双向通道,A、B 列车交换部分乘客,并连体运动一段时间再解锁
分离,B 车匀减速运动后停在随州站并卸客,A 车上的乘客甲可以中途不停站直达潜
江站。则( )
A.无论B 车匀加速的加速度大小为多少,s 是相同的
6
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B.该乘客节约了五个站的减速、停车、提速时间
C.若B 车匀加速的时间为1min,则s 为3km
D.若B 车匀减速的加速度大小为5 m/s2,则当B 车停下时A 车已距随州站路程为1km
14.哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。
当机器人与冰壶之间的距离保持在8m 之内时,机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。
如图甲所示,在某次投掷练习中机器人夹取冰壶,由静止开始做匀加速运动,之后释
放冰壶,二者均做匀减速直线运动,冰壶准确命中目标,二者在整个运动过程中的
图像如图乙所示。此次投掷中,下列说法中正确的是( )
A.冰壶减速运动的加速度大小为
B.9s 末,冰壶的速度大小为5.75m/s
C.7s 末,冰壶、机器人二者间距为7m
D.机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
15.在某地客车和货车在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。客车做初速
度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动;货车做初速度为v0,加速度大小为a2的匀
减速直线运动至速度减为零后保持静止客、货两车在运动过程中的x-v(位移-速度)
图像如图所示.其中,虚线与对应的坐标轴垂直在两车从开始运动,至货车停止运动过程
中,下列说法正确的是( )
A.货车运动的位移为18m
B.两车同时到达6m 处
C.两车最大间距为18m
D.两车最大间距为6m
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三、解答题
16.甲车在一条限速72km/h 的平直公路上行驶时,发现前方路边有一辆乙车在停车休
息,于是甲车开始减速,当甲车刚通过乙车位置时,甲车又开始加速,恢复到原来行
驶速度后继续向前匀速行驶,以甲车减速开始计时,甲的v-t 图像如图1 所示。在甲车
刚通过乙车位置时,乙车司机发现甲车车身有异物影响行车安全,立即启动乙车前去
追赶甲车,启动时间和司机反应时间不计,乙车加速阶段的x-t 图像是一条顶点在原点
的抛物线(以乙车启动开始计时),如图2 所示,乙车加速到公路限速值后以限速值
匀速运动。求:
(1)甲车开始减速时距乙车的距离x1和乙车加速过程的加速度大小a 乙;
(2)从乙车启动到追上甲车,两车的最大距离Δx;
(3)从乙车启动到追上甲车需要的时间(保留3 位有效数字)。
17.一辆汽车从静止开始以恒定加速度开出,然后以恒定加速度做减速运动,直到停
止,表格中给出了不同时刻汽车的速度:
时刻/s
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
速度
3
6
9
12
12
8
4
(1)汽车在加速阶段和减速阶段的加速度分别是多少?
(2)汽车在加速阶段和减速阶段的时间分别是多少?
8
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18.如图所示为无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。在一次训练使用
中,t=0 时无人机在地面上从静止开始匀加速竖直向上起飞,t=4s 时无人机出现故障突
然失去升力,此时离地面高度为h=40m。无人机运动过程中所受空气阻力不计,g 取
。求:
(1)无人机匀加速竖直向上起飞的加速度大小;
(2)无人机从出现故障到刚坠落地面的时间。(结果可用根式表示)
19.在2022 年北京冬奥会的国家跳台滑雪中心“雪如意”内,如图所示的九号方糖配
送机器人格外引人关注,它们在雪如意场馆内巡逻安防,对场馆内情况进行实时监测
和管理,同时为人们提供物品配送服务,充分利用其智慧移动能力优势,助力、护航
冬奥。假设配送机器人从静止开始启动,沿直线将水平放置的物品平稳送至目标位置。
已知该过程中机器人匀速运动时的最高速度可达
,加速和减速阶段均做匀变速直
线运动,且加速时的加速度与减速时的加速度大小相同,不计空气阻力,重力加速度
取
。
9
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(1)若机器人以最高速度匀速行进途中前方
的路口处突然出现一位以
的
速度同向匀速运动的运动员。已知机器人的反应时间为
,为避免相撞,求机器人
做匀减速运动时加速度的最小值;
(2)若机器人为某楼层10 个房间的运动员配送午餐,各个房门间隔
,运动员取餐
的平均时间为
,机器人托盘与餐盒间的动摩擦因数
,且认为最大静摩擦力
等于滑动摩擦力。从机器人到达第一个房门开始计时,到最后一位运动员取到餐为止,
求机器人为此楼层运动员送餐花费的最短总时间。
20.一辆公交车从静止开始以
的加速度做匀加速直线运动,刚出发时,距离
车头反光镜
的后方有一乘客以某一速度追赶这辆车。已知只有乘客离车头反光
镜的距离在
以内且像在镜中保留时间至少为1s 时才能被司机看清,并能立即
刹车,且刹车时的加速度大小仍为
。不计公交车的长度。
(1)若该乘客匀速追赶该车辆的速度
,且司机未看到该乘客,求该乘客与
车头反光镜的最小距离;
(2)若该乘客匀速追赶该辆车的速度
,且司机刚能看清该乘客就立即刹车,
求该乘客追上公交车的总时间。
10
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21.自然界中有许多奇妙的现象,磕头虫不用足就能跳高,且跳的高度是自己体型的
十几倍。它跳高的姿态是很特别的,某一次录像显示,它腹朝天、背朝地,先让自己
重心升高约0.8mm,然后猛然收缩体内肌肉,使自己重心在非常短的时间内加速下降
(视为匀加速运动),以很大的速度用背部猛烈撞击地面,获得很大的反弹速度后弹
向空中,重心上升最大高度达h1=24cm。而人原地下蹲后竖直跳起,假想人向上做匀
加速运动过程的加速度与磕头虫加速过程的加速度大小相等,如果加速过程重心上升
高度为0.5m,那么离地后人重心上升的最大高度h2可达多少?(空气阻力不计,设磕
头虫撞击地面和弹起的速率相等,取g=10m/s2)
22.汽车A 以vA=4m/s 的速度向右做匀速直线运动,发现前方相距x0=7m 处、以vB=
10m/s 的速度同向运动的汽车B 正开始匀减速刹车直到静止后保持不动,其刹车的加
速度大小a=2m/s2。从此刻开始计时。求:
(1)A 追上B 前,A、B 的最远距离是多少?
(2)经过多长时间A 恰好追上B?
(3)若某同学应用关系式
,解得经过t=7s(另一解舍去)时,A
恰好追上B。这个结果合理吗?为什么?
11
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23.跳伞员从H=116m 的高空自由下落一段距离后才打开降落伞,假设伞打开后以大
小为
的加速度匀减速下降,到达地面时速度为v=4m/s(g 取
),求:
(1)跳伞员打开伞时距地面的高度
是多少?下落的最大速度
为多大?
(2)跳伞员下落的总时间T 是多少?
24.2022 年9 月,国家布《交通运输智慧物流标准体系建设指南》,其中包含多项无
人机配送相关标准。如图为无人机配送快递的场景,t=0 时无人机在地面上从静止开始
匀加速竖直向上起飞,t=4s 时无人机出现故障突然失去升力,此时离地面高度为
h=40m。无人机运动过程中所受空气阻力不计,g 取10m/s2(结果可用根式表示)。求:
(1)无人机匀加速竖直向上起飞的加速度大小;
(2)无人机从出现故障到刚坠落地面的时间。
12
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25.某人以4m/s 的速度骑自行车,在距离十字路口停车线50m 处看到信号灯还有20s
变红,此时若人不再蹬车,自行车将在此路面依惯性前行,以大小为0.3m/s2加速度做
匀减速直线运动。
(1)求自行车在10s 末的速度。
(2)自行车减速10s 后,骑车人想要在红灯亮前通过停车线,他立即加速蹬车,使自
行车开始做匀加速直线运动。求自行车加速运动时加速度的最小值。
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