2025高考物理一轮考点突破训练第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第3讲自由落体运动和竖直上抛运动多过程问题考点3多阶段匀变速运动问题

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第1章运动的描述匀变速直线运动的研究第3讲自由落体运动和竖直上抛运动多过程问题考点3多阶段匀变速运动问题，共2页。试卷主要包含了基本思路，解题关键等内容，欢迎下载使用。

1．基本思路
如果一个物体的运动包含几个阶段，就要分段分析，各段交接处的速度往往是联系各段的纽带，可按下列步骤解题：
(1)画：分清各阶段运动过程，画出草图；
(2)列：列出各运动阶段的运动方程；
(3)找：找出交接处的速度与各段间的位移—时间关系；
(4)解：联立求解，算出结果。
2．解题关键
多运动过程的转折点的速度是联系两个运动过程的纽带，因此，转折点速度的求解往往是解题的关键。
2023年8月7日，成都大运会跳水项目结束全部比赛，13个小项产生的15枚金牌全部被中国队收入囊中。某运动员(视为质点)在一次练习跳水时，从离水面h1＝4.05 m的高处自由落下，落入水中做匀减速直线运动，到离水面h2＝2.7 m的水深处速度恰好为0，取重力加速度大小g＝10 m/s2，不计运动员在空中受到的阻力，求：
(1)运动员落到水面时的速度大小；
(2)运动员在水中运动的加速度大小和时间。
[解析] (1)运动员在空中做自由落体运动，有h1＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,1)
v＝gt1
解得t1＝0.9 s
v＝9 m/s。
(2)取竖直向下为正方向，运动员在水中做匀减速直线运动，有2ah2＝0－v2
解得a＝－15 m/s2
即运动员在水中的加速度大小为15 m/s2，根据匀变速直线运动规律有0＝v＋at2
解得t2＝0.6 s。
[答案] (1)9 m/s (2)15 m/s2 0.6 s
【跟踪训练】
(2024·山东菏泽高三联考)2023年10月1日，杭州亚运会田径铁饼赛场上，首次在体育赛事中使用机械狗来运输铁饼。某次掷出铁饼后，机械狗需要跑到49.5 m外的工作人员处，把铁饼运回。机械狗可视为经历了匀加速直线运动、匀速直线运动和匀减速直线运动三个过程。其中在匀加速过程中运动了7.5 m，匀速运动的时间为11 s，匀减速过程中的加速度大小为0.5 m/s2，求：
(1)机械狗的最大速度；
(2)机械狗加速过程中的加速度大小和加速时间；
(3)整个过程中机械狗的平均速度大小。
[答案] (1)v＝3 m/s (2)a1＝0.6 m/s2 t1＝5 s (3)eq \x\t(v)＝2.25 m/s
[解析] (1)已知x1＝7.5 m，匀速运动的距离为x2＝vt
匀减速运动的距离为x3＝eq \f(v2,2a3)
总位移为x＝x1＋x2＋x3
解得v＝3 m/s。
(2)根据速度—位移关系可知加速的位移x1＝eq \f(v2,2a1)
解得a1＝0.6 m/s2
匀加速阶段v＝a1t1
解得t1＝5 s。
(3)由题可知匀速阶段t2＝11 s，匀减速阶段v＝a3t3
总时间t＝t1＋t2＋t3
平均速度为eq \x\t(v)＝eq \f(x,t)
解得eq \x\t(v)＝2.25 m/s。