人教版高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动第3节核心素养科学态度与责任_直线运动中的常见stse问题学案

这是一份人教版高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动第3节核心素养科学态度与责任_直线运动中的常见stse问题学案，共4页。

以体育运动为背景的多过程问题
[示例1] 如图所示是某一次接力训练。已知甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持10 m/s的速度跑完全程。设乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，加速度大小为3 m/s2。乙在接力区前端听到口令时起跑，在甲、乙相遇时完成交接棒。在某次练习中，甲以v＝10 m/s的速度跑到接力区前端x0＝14.0 m处向乙发出起跑口令。已知接力区的长度为L＝20 m。求：
(1)此次练习中交接棒处离接力区前端(即乙出发的位置)的距离；
(2)为了达到理想成绩，需要乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，则甲应在接力区前端多远时对乙发出起跑口令；
(3)在(2)中，棒经过接力区的时间是多少？
[解析] (1)设乙加速到交接棒时运动时间为t，
则在甲追乙过程中有：x0＋eq \f(1,2)at2＝vt
代入数据得：t1＝2 s
t2＝4.67 s(不符合乙加速最长时间tm＝eq \f(v,a)＝eq \f(10,3) s实际，舍去)
此次练习中交接棒处离接力区前端的距离为：
x′＝eq \f(1,2)at2＝6 m。
(2)乙加速时间为：t乙＝eq \f(10,3) s
设甲在距离接力区前端为x′时对乙发出起跑口令，则在甲追乙过程中有：x′＋eq \f(1,2)ateq \\al(2,乙)＝vt乙
代入数据得：x′＝16.7 m。
(3)棒在(2)过程以v＝10 m/s速度运动，所以有：
t＝eq \f(L,v)＝2 s。
[答案] (1)6 m (2)16.7 m (3)2 s
以生活科技为背景的实际应用问题
[示例2] (2019·广州3月模拟)高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以21.6 km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.7 s，刹车的加速度大小为5 m/s2，则该ETC通道的长度约为( )
A．4.2 m B．6.0 m C．7.8 m D．9.6 m
D [汽车的运动过程分为两个阶段，在识别时间内和司机反应内汽车做匀速运动，然后减速刹车。在识别车载电子标签的0.3 s时间内汽车匀速运动距离x1＝vt1＝6×0.3 m＝1.8 m，在司机的反应时间0.7 s内汽车匀速运动距离x2＝vt2＝6×0.7 m＝4.2 m，刹车距离x3＝eq \f(v2,2a)＝3.6 m，该ETC通道的长度约为x＝x1＋x2＋x3＝9.6 m，所以只有选项D正确。]
以交通安全为背景的综合应用问题
[示例3] 为了最大限度地减少道路交通事故，某地开始了“集中整治酒后驾驶违法行为”专项行动。这是因为一般驾驶员酒后的反应时间比正常时慢了0.1～0.5 s，易发生交通事故。下图是《驾驶员守则》中的部分安全距离表格和安全距离图示。
请根据该图表回答下列问题(结果保留2位有效数字)：
(1)请根据表格中的数据计算驾驶员的反应时间；
(2)如果驾驶员的反应时间相同，请计算出表格中A的数据；
(3)假设在同样的路面上，一名饮了少量酒的驾驶员驾车以72 km/h速度行驶，在距离一学校门前52 m处发现有一队学生在斑马线上横过马路，他的反应时间比正常时慢了0.2 s，会发生交通事故吗？
[解析] (1)车速v1＝40 km/h＝eq \f(40,3.6) m/s
由于在反应时间内汽车仍匀速行驶，根据车速v和反应距离s，可计算驾驶员的反应时间Δt＝eq \f(s1,v1)＝eq \f(10,\f(40,3.6)) s＝0.90 s，即驾驶员的反应时间为0.90 s。
(2)如果驾驶员的反应时间相同，由eq \f(s1,v1)＝eq \f(s3,v3)可计算出表格中A的数据为s3＝eq \f(s1v3,v1)＝10×eq \f(80,40) m＝20 m，即表格中数据A表示20。
(3)车速v＝72 km/h＝20 m/s
反应时间Δt＝0.90 s＋0.2 s＝1.1 s
驾驶员的反应距离s＝vΔt＝20×1.1 m＝22 m
设刹车距离为x，由比例法eq \f(v2,x)＝eq \f(v\\al(2,1),x1)
即x＝eq \f(v2x1,v\\al(2,1))＝eq \f(722×10,402) m＝32.4 m
停车距离L＝s＋x＝54.4 m
由于停车距离L>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
车速v/(km/h)
反应距离s/m
刹车距离x/m
40
10
10
60
15
22.5
80
A
40