2020版高考物理大一轮复习 第一章 本章学科素养提升讲义（含解析）教科版.docx

本章学科素养提升例1在水平道路上有两辆汽车A和B相距x，A车在后面做初速度为v0、加速度大小为2a的匀减速直线运动，而B车同时做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，两车运动方向相同，如图1所示要使两车不相撞，求A车的初速度v0满足什么条件图1解析解法一：解方程法A、B两车的运动过程如图所示对A车，有xAv0t2at2，vAv02at对B车，有xBat2，vBat.两车恰好不相撞的条件是：当xxAxB时，vAvB，联立以上各式解得v0，故要使两车不相撞，A车的初速度v0应满足的条件是v0.解法二：判别式法设A车经过时间t恰好追上B车，两车的位移关系为xAxxB，即v0t2at2xat2，整理得3at22v0t2x0，这是一个关于时间t的一元二次方程，当判别式(2v0)243a2x0时，t无实数解或只有一个解，即两车不相撞，所以要使两车不相撞，A车的初速度v0应满足的条件是v0.解法三：图像法先作出A、B两车的vt图像，如图所示设经过时间t两车刚好不相撞，则：对A车，有vAvtv02at；对B车，有vBvtat，解得t.两车相遇时的位移差等于x，它可用图中的阴影面积表示，由图像可知xv0t，所以要使两车不相撞，A车的初速度v0.解法四：相对运动法以B车为参考系，A车的初速度为v0，加速度为a2aa3a，A车追上B车且刚好不相撞的条件是vt0，这一过程A车相对于B车的位移为x，由运动学公式得v022(3a)x，所以v0，即要使两车不相撞，A车的初速度v0应满足的条件是v0.答案v0(1)对于两个质点分别以不同的加速度运动，比较运动快慢问题时可作速度(速率)时间图像进行辅助分析，此时根据图像“面积”相等这一特征比较时间长短(2)所描述的物理量做非线性变化时，可先构建一个物理量与另一物理量的线性变化关系图像，如“反比关系可转化为与倒数成正比”，然后应用“面积”含义或斜率的含义即可求解具体问题例2如图2所示，两光滑斜面的总长度相等，高度也相同，a、b两球由静止从顶端下滑，若球在图上转折点无能量损失，则()图2Aa球后着地Bb球后着地C两球同时着地D两球着地时速度相同【思路追踪】审题关键点思维路径“总长度相同”(1)指出两球运动路程相同“由静止从顶端下滑”(2)指出两球初速度相同“转折点无能量损失”(3)指出两球末速率相等(4)初末速率、路程均相等，可引伸到速率时间图像上比较时间长短解析在同一个vt图像中作出a、b的速率时间图线如图所示，由于开始运动时b的加速度较大，则斜率较大；由机械能守恒可知末速率相等，故图线末端在同一水平线上，由于两斜面长度相同，则应使图线与t轴围成的“面积”相等结合图中图线特点可知b用的时间较少，由此可知A正确，B、C、D错误答案A