大题01 牛顿运动定律与直线运动 牛顿运动定律与直线运动是高考物理的基石性内容，在全国卷及新高考卷中每年占比约18%~25%，贯穿选择题、实验题与压轴计算题。2025年高考对“牛顿运动定律与直线运动”的考查将延续“重基础、强综合、拓创新”的命题思路，注重物理观念与关键能力的深度融合。备考需以核心素养为纲，强化真实情境的模型转化能力，同时关注科技前沿与实验创新，做到“以不变应万变，如多关注冰雪运动：冰球碰撞后的匀变速运动分析（冬奥会背景）、自动驾驶汽车紧急制动的加速度计算与安全距离建、月球表面低重力环境下的自由落体实验分析、电磁弹射装置的匀加速启动过程（舰载机起飞模型）等等。 题型1 匀变速直线运动规律及应用 例1.交通运输部办公厅发布了《关于大力推动高速公路ETC发展应用工作的通知》，明确提出：高速公路基本实现不停车快捷收费。汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示。假设汽车以v1＝12 m/s的速度朝收费站沿直线行驶，如果走ETC通道，需要在距收费站中心线前d＝10 m处正好匀减速至v2＝4 m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v1正常行驶；如果走人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过t0＝20 s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v1正常行驶。设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s2。求： (1)汽车走ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小； (2)汽车走人工收费通道，应在离收费站中心线多远处开始减速； (3)汽车走ETC通道比走人工收费通道节约的时间。 答案 (1)138 m (2)72 m (3)25 s 思路点拨：画出运动过程示意图 (1)走ETC通道时经历三个运动阶段： (2)走人工收费通道经历两个运动阶段： 解析 (1)走ETC通道时，减速的位移和加速的位移相等，则 x1＝＝64 m 故总的位移x总1＝2x1＋d＝138 m。 (2)走人工收费通道时，开始减速时离中心线的距离为x2＝＝72 m。 (3)走ETC通道时，汽车从开始匀减速到匀加速到v1的时间t1＝×2＋＝18.5 s 走人工收费通道时，汽车从开始匀减速到匀加速到v1的时间t2＝×2＋t0＝44 s 又x总2＝2x2＝144 m 二者的位移差：Δx＝x总2－x总1＝6 m 在这段位移内汽车以正常行驶速度做匀速直线运动，则Δt＝t2－＝25 s。 匀变速直线运动问题常用的解题方法 1．(2024广东广州高三模拟)城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生。如图所示，某高楼距地面高H＝47 m的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看作自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长L1＝8 m、高h＝2 m的货车，正以v0＝9 m/s的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时，货车车头距花盆的水平距离为L2＝24 m，由于道路限制，货车只能直行通过阳台的正下方的通道。 (1)若司机没有发现花盆掉落，货车保持v0＝9 m/s的速度匀速直行，通过计算说明货车是否会被花盆砸到。 (2)若司机发现花盆开始掉落，采取制动的方式来避险，货车最大加速度为4.5 m/s2，使货车在花盆砸落点前停下，求货车司机允许反应的最长时间。 (3)若司机发现花盆开始掉落，司机反应时间Δt＝1 s，则司机采取什么方式可以避险(货车加速减速可视为匀变速)。 答案 (1)货车会被花盆砸到 (2) s (3)货车司机反应后立即以至少a1＝2.5 m/s2加速或立即以至少a2＝2.7 m/s2减速能避险 解析 (1)花盆从47 m高处落下，到达离地高2 m的车顶过程中位移为h＝(47－2) m＝45 m 根据位移公式，有h＝gt2 得t＝＝3 s 3 s内货车位移为x＝v0t＝27 m 有24 m
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