核心素养提升

草卅核心素养提升VV1. 科学思维（逆向思维法、数形结合思想）O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1A.5 m/sB.10 m/sC.15 m/sD.20 m/s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二20 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二340 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。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2A. 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 的位移大小分别为d 2d、3d、4d，根据x = 1at2知，这4段位移对应的时间之比为13 : 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Av 二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AE =w=Fd,可知子弹在 k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。答案 BD国数形结合思想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。分析工前定浙坐标.城坐标对应的物理蜀 料率、戳乐.血枳的意丈 交点、转折点.渐近线根据运动11应申:初理;雌II合选择物理 规徉建丄函数尺羅+分析谢中儿何盖 系的物理意丈根懈逞立的数、形关系和制约关联虽 展开骨斫,推理.再陕I制抑座解题屈粘2. (1)vt 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)at图象：由v=v0at可知图象与时间轴所围“面积”表示速度变化量加, 如图 3 甲所示。甲乙图3(3) |t图象：由x=v0t+2at2可得手=v0+2at,图象的斜率为*a,纵截距为v0, 如图 3 乙所示。(4) v2x图象：由v2v0=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()图5A. 动力车的初速度为20 m/sB. 刹车过程动力车的加速度大小为5 m/s2C. 刹车过程持续的时间为10 sD. 从开始刹车时计时，经过6 s,动力车的位移为30 m解析 根据v - v02 = lax，得 x二苏2 -苏02，吉合图象有痔=_召s2/m , - 21=40 m，解得a=- 5 m/s2，v0 = 20 m/s ,选项A、B正确；刹车过程持续的时间 0- vt =0 = 4 s ,选项C错误；从开始刹车时计时，经过6 s，动力车的位移等于a其在前4 s内的位移，x4 = 02 t = 40 m ,选项D错误。答案 AB点评 本题以“新能源动力车”为载体，在平直公路上实验，创设刹车情境，得出的结论以x - V2图象呈现，突破x - t、v-t的常规形式，对刹车的实质进行创 新探究，主要考查对图象信息的提取、速度位移关系式和速度时间关系式的应用， 意在培养学生保护环境、节约资源的意识，考查学生的理解能力、推理能力、分 析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力，体现了对“科学态度与责任” 和“科学思维”的考查。【提升练2】(2019安徽省巢湖市调研)如图6所示为从静止开始做直线运动的物体的加速度一时间图象。关于物体的运动，下列说法正确的是()图6A. 物体在t=6 s时，速度为0B. 物体在t=6 s时，速度为18 m/sC. 物体运动前6 s的平均速度为9 m/sD.物体运动前6 s的位移为18 m解析a-t图象与t轴所围“面积”为物体速度变化量，则t=6 s 时 /物体的速度 o = 0 + Ap = 2 6X 6 m/s = 18 m/s ,选项B正确，A错误；因物体加速度越来越小，其v-t图象如图所示，可知平均速度大于9 m/s，位移大于54 m，故选项C、D错误。答案 B2科学态度与责任生活中的直线运动(STSE问题) 运动学是高中物理的最重要、最基础的内容，是和生活、体育、交通结合紧密的 知识点，是高考命题的重点和热点，通过对近几年高考STSE热点问题的归类研 究，可归纳出三个STSE高考命题热点。O结合汽车通过ETC通道的情景考查v-t图象【典例1】为了加快高速公路的通行，许多省市的ETC联网正式运行，ETC是 电子不停车收费系统的简称。假设减速带离收费岛口的距离为50 m，收费岛总 长度为40 m，如图7所示。汽车以大小为72 km/h的速度经过减速带后，需要在 收费中心线前10 m处正好匀减速至36 km/h，然后匀速通过中心线即可完成缴 费，匀速过中心线10 m后再以相同大小的加速度匀加速至72 km/h，然后正常行 驶。下列关于汽车的速度时间图象正确的是( )收费岛中心幾tl m廿址方向喊速带图7屮52 m，故会发生交通事故。答案 (1)0.90 s (2)20 (3)会 理由见解析以体育运动为背景考查多过程运动问题【典例 4】 如图 9 为两个足球运动员在赛前练习助攻进球的过程，其中 BP 在一 条直线上，假设甲运动员在B处将足球以11 m/s的速度沿直线的方向踢出，足 球沿着地面向球门P处运动，足球运动的加速度大小为1 m/s2，在A位置的乙运 动员发现甲运动员将足球踢出去后，经过1 s 的反应时间，开始匀加速向连线上 的C处奔去，乙运动员的最大速度为9 m/s,已知B、C两点间的距离为60.5 m， A、C两点间的距离为63 m。图9(1) 乙运动员以多大的加速度做匀加速运动，才能与足球同时运动到C位置？(2) 乙运动员运动到 C 处后以一定的速度将足球沿 CP 方向踢出，已知足球从 C 向P做匀减速运动，足球运动的加速度大小仍然为1 m/s2，假设C点到P点的 距离为9.5 m，守门员看到运动员在C处将足球沿CP方向水平踢出后，能够到 达P处扑球的时间为1 s,那么乙运动员在C处给足球的速度至少为多大，足球 才能射进球门？解析(1)对于足球：XBC = v0t -如2 代入数据得t二11 s 乙运动员的运动时间t乙二t - 1 s = 10 s乙运动员的最大速度为9 m/s ,乙运动员先加速后匀速到C处，设加速时间为f ,xACv代入数据求得t = 6 s , a 乙二严乙二1.5 m/s2。乙 t由题意知，足球从C到P时间最多为1 s，乙运动员给足球的速度至少为v , 此时足球位移XCP 二 Vt - 2。广2，代入数据可得v二10 m/s。答案 (1)1.5 m/s2 (2)10 m/s