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高中物理人教版(2019)必修一【2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系】同步练习
一、单选题
1.(2020高一上·梧州期中)“道路千万条,安全第一条.”《道路交通安全法)第四十七条规定:“机动车行经人行横道,应减速行驶;遇行人正在通过人行横道时,应停车让行”一辆汽车以 的速度匀速行驶,驾驶员发现前方的斑马线上有行人通过,随即刹车使车做匀减速直线运动至停止。若不计驾驶员的反应时间,且减速过程的加速度大小为 ,则汽车距斑马线的安全距离至少为( )
A. B. C. D.
2.(2020高一上·北海期末)如图所示为甲、乙两人从同一起点沿平直路面步行时的位移随时间变化的规律,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两人做匀加速直线运动
B.8s末甲、乙两人一定相遇
C.0~8s内,甲的位移小于乙的位移
D.8s末甲、乙两人速度相等
3.(2020高一上·揭阳期末)物体以 的初速度沿光滑斜坡向上减速运动,经 又滑回原处时速度大小仍为 ,则物体的加速度( )
A.大小为 ,方向沿斜面向下
B.大小为 ,方向沿斜面先向上后向下
C.大小为 ,方向沿斜面向下
D.物体的加速度为0
4.(2020高一上·泉州期末)一辆遥控玩具汽车在平直路上运动,其位移 s 随时间 t 变化的关系如图,以下说法正确的是( )
A.前 4s 内汽车的加速度为 2.5m/s2
B.4~6s 内汽车做匀速直线运动
C.7s 末汽车的速度大小为 7.5 m/s
D.8s 末汽车运动方向发生改变
5.(2020高一上·顺义期末)纯电动汽车不排放污染空气的有害气体,具有较好的发展前景。某辆电动汽车在一次刹车测试中,初速度为18m/s,经过3s汽车停止运动。若将该过程视为匀减速直线运动,可以分析出汽车在刹车两秒后速度为( )
A.6m/s B.8m/s C.10m/s D.12m/s
6.(2020高一上·河西期末)在交通事故分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹,在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14m,假设汽车刹车时的加速度大小为 ,则汽车开始刹车时的速度为( )
A.7m/s B.10m/s C.20m/s D.14m/s
7.(2020高一上·苏州期末)小明同学在周末参加文明城市建设推进活动,他从一个路口做匀速直线运动到另一路口做相关服务,停留一会儿后又做匀速直线运动返回出发点。那么在下列的位移---时间图像中,能够粗略地表示他运动过程的是( )
A. B.
C. D.
8.(2020高一上·乾安期末)某列车离开车站后做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,前1 s内的位移为10 m,前2 s内的位移为25 m,则前3秒内的位移为 ( )
A.40 m B.45 m C.50 m D.55 m
9.(2020高一上·哈尔滨期末)一辆汽车从车站由静止出发,做匀加速直线运动。运动一段时间之后司机发现一乘客未上车,立即紧急刹车,做匀减速直线运动。从启动到停止,总共用时10秒,前进了20米,在此过程中,汽车的最大速度是( )
A.1.5m/s B.3m/s C.4m/s D.无法确定
10.(2020高一上·浦东月考)某物体做匀变速直线运动的位移跟时间的关系式是s=0.5t+t2,则该物体 ( )
A.初速度为1 m/s B.加速度为1m/s2
C.前2 s内位移为5 m D.第2 s内位移为5 m
二、多选题
11.(2020高一上·广州期末)a、b两汽车在同一平直公路上做直线运动,其位置时间( )图像分别如图中所示,其中a图线是直线,b图线是抛物线的一部分。 到 时间内,关于两车的运动情况,判断正确的是( )
A.b车的速度先减小后增大 B.两车速度变化量的大小相等
C.两车运动方向始终相同 D.两车间距先增大后减小
12.(2020高一上·张掖期末) 与 两个质点向同一方向运动, 做初速度为零的匀加速直线运动, 做匀速直线运动。开始计时时, 、 位于同一位置,则当它们再次位于同一位置时( )
A.两质点速度相等
B. 与 在这段时间内的平均速度相等
C. 的瞬时速度是 的2倍
D. 与 的位移相同
三、解答题
13.(2020高一上·襄阳期中)物体做匀加速直线运动,初速度为v0=2m/s,加速度a=0.5m/s2,求:
前4s的位移和前4s的平均速度大小;第4秒内的位移大小。
四、综合题
14.(2020高一上·泰安期末)一辆汽车在平直高速公路上以 v0= 30 m/s的速度匀速行驶,由于在前方出现险情,司机采取紧急刹车,刹车加速度的大小为a=5m/s2,求:
(1)汽车刹车后4s内行驶的距离;
(2)汽车刹车后8s内行驶的距离。
15.(2020高一上·抚州期末)某雾天能见度低,A车以某速度匀速行驶,在其正前方有辆汽车B正以36km/h的速度向前匀速行驶。当A车司机发现B车时两车仅相距35m,于是立即采取制动措施,A车司机反应时间为1s,之后A车做匀减速运动,从发现开始经6s后追上B车,两车刚好未发生追尾事故。求:
(1)A车匀速行驶时的速度;
(2)A车停止运动时离B车的距离。
16.(2020高一上·怀化期末)一质点从静止开始做匀加速直线运动,质点在第1s内的位移为3m,求:
(1)质点运动的加速度大小?
(2)质点在前3s内的位移为多大?
(3)经过的位移为12m时,质点的速度为多大?
17.(2020高一上·梧州期中)我国自主生产的飞机C919首飞成功,这标志着我国民用航空领域的一次重大跨越。该飞机在起飞前沿平直跑道做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为4 ,速度达到80 时起飞。求:
(1)飞机滑行的时间;
(2)飞机滑行的距离。
18.(2020高一上·揭阳期末)在平直公路上,汽车以 的速度做匀速直线运动,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以大小为 的加速度做匀减速直线运动,求:
(1)刹车后3秒内汽车的位移大小;
(2)刹车后第4秒内汽车的位移大小;
(3)刹车后第9秒末汽车的速度大小。
19.(2020高一上·顺义期末)一辆汽车由静止启动,经过4.0s速度增加到20m/s,若汽车做的是匀加速直线运动。求:
(1)汽车做匀加速直线运动的加速度a大小;
(2)汽车在这个4s内通过的位移x。
20.(2020高一上·咸阳期末)如图所示是雷速登某款玩具车,在某次做匀加速直线运动时,玩具车加速度为a=2m/s2,运动2s内通过的位移为12m,求:
(1)玩具车的初速度大小;
(2)第3s内位移的大小。
21.(2020高一上·吉安期末)小明同学某日骑自行车从家去学校的位移一时间关系如图所示,求:
(1)0~2min时间内的速率;
(2)0~5min时间内的平均速度大小。
22.(2020高一上·七台河期末)由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1s内通过0.5m位移,问:
(1)汽车运动的加速度大小;
(2)汽车在第1s末的速度大小;
(3)汽车在第2s内通过的位移大小。
23.(2020高一上·番禺期末)一汽车速度为2m/s时,以加速度2m/s2开始加速运动,5s后改做匀速直线运动,某时刻关闭发动机做匀减速直线运动,最后一秒内的位移为2m。求:
(1)汽车匀速行速时的速度;
(2)汽车关闭发动机后的加速度。
24.(2020高一上·靖远期末)一辆公交车在平直的公路上从甲站出发前往乙站。公交车由静止开始先做匀加速直线运动,加速度大小 ,加速 后做匀速直线运动,匀速行驶 后因即将到达乙站而关闭了发动机,此后的运动可看成匀减速直线运动,减速 后恰好到达乙站。求:
(1)公交车匀速行驶的速度大小v;
(2)甲、乙两站之间的距离x。
25.(2020高一上·鄂州期中)一物体做初速度为v0=2 m/s,加速度为a=2 m/s2的匀加速直线运动,求:
(1)第3s末的速度是多大?
(2)前3s内的位移是多少?
(3)第3s内的位移是多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】由公式 可得,汽车距斑马线的安全距离至少为
故答案为:B。
【分析】汽车做匀减速a=- ;安全距离为从刹车开始到最后停下来时汽车运动的距离。
2.【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象;追及相遇问题
【解析】【解答】AD.x-t图象的斜率表示速度的大小,由于甲和乙的直线斜率均不变,两者在0~8s内一直做匀速直线运动,并且甲直线的斜率大于乙直线的斜率,即甲的速度一直大于乙的速度,AD不符合题意;
BC.在8s末,两直线相交,则证明两者此时位置相同,即两者相遇,由于甲、乙两人从同一起点出发,所以0~8s内两者位移相同,B符合题意,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】x-t图象的斜率表示速度的大小;x-t图象相交表示此时两者相遇。
3.【答案】A
【知识点】加速度
【解析】【解答】因为 后的速度大小与初速度大小相等,可知方向不可能与初速度方向相同,而是与初速度方向相反,则物体的加速度
方向与初速度方向相反,即沿斜面向下;A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】4s时速度方向与初速度方向相反,根据加速度的定义式求出物体的加速度。
4.【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由s-t图像可知,前 4s 内汽车做匀速运动,则加速度为0,A不符合题意;
B.4~6s 内汽车静止,B不符合题意;
C.4~6s 内汽车匀速运动,则7s 末汽车的速度大小为
C符合题意;
D.因s-t图像的斜率等于速度,可知8s 末汽车运动方向没有发生改变,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】s-t图像斜率代表速度,匀速直线运动的s-t图像为倾斜直线。
5.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】汽车的加速度大小为
汽车在刹车两秒后速度为
故答案为:A。
【分析】汽车刹车后做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动的速度时间公式列方程求解。
6.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】刹车过程中满足v2=2as
代入数据解得
故答案为:D。
【分析】利用速度位移公式可以求出刹车时速度的大小。
7.【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.该图象中第三段图线表示时光倒流,不可能,A不符合题意;
B.根据位移-时间图象的斜率表示速度,知该图表示先沿正方向做匀速直线运动,接着静止一段时间,然后再沿负方向做匀速直线运动返回出发点,能够粗略地表示他运动情况,B符合题意;
C.根据位移-时间图象的斜率表示速度,知该图表示先沿正方向做匀速直线运动,然后静止一会后仍然沿着沿正方向做匀速直线运动,不能表示他运动情况,C不符合题意;
D.该图象中第三段图线表示时光倒流,不可能,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】小明同学的运动过程为:匀速出发段——静止段——匀速返回段,找出符合此规律的图像即可。
8.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】第1 s内的位移x1=10 m,第2 s内的位移x2=(25-10) m=15 m,由x2-x1=x3-x2得第3秒内的位移x3=20 m,前3 s的位移x=x1+x2+x3=45 m.
故答案为:B
【分析】物体做匀变速直线运动,相邻两段相同时间内所谓的位移之差是定值,结合数据求解第一段位移,相加即为前三秒的位移。
9.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】设最大速度为v,则根据平均速度公式,汽车加速过程和减速过程的平均速度均为 ,则有
解得
故答案为:C。
【分析】汽车做先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动;假设汽车的最大速度,结合题目给出的物体的初末速度、运动位移和运动时间,利用运动学公式列方程求解即可。
10.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】根据位移时间公式: 与 比较系数可得: , ,AB不符合题意;前2 s内位移为: ,C符合题意;第2 s内位移为: ,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】结合题目中给出的物体位移与时间的关系,对比匀变速直线运动公式,求出物体的初速度和加速度,再结合选项分析求解即可。
11.【答案】A,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.根据x-t图象的斜率表示速度,知b车图象切线斜率的绝对值先减小后增大,则知b车的速度先减小后增大,A符合题意;
B.根据x-t图象的斜率表示速度,知a车的速度不变,做匀速直线运动,速度不变,速度变化量为零,而b车做变速直线运动,速度变化量不为零,所以,b车的速度变化量大于a车的速度变化量,B不符合题意;
C.根据x-t图象的斜率表示速度,斜率的正负表示速度方向,知两车运动方向先相反后相同,C不符合题意;
D.两车间距等于纵坐标的差值,则知两车间距先增大后减小,D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】根据x-t图象的斜率绝对值表示速度大小,纵坐标相减即为位移差。
12.【答案】B,C,D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】A.在速度相等之前,B的速度一直大于A的速度,所以B的位移一直大于A的位移,所以速度相等的时候一定不可能相遇,A不符合题意。
B.根据平均速度公式
可知,相遇的时候位移和时间均相同,故平均速度一定一致。B符合题意。
C.根据运动学公式,在相遇时,则有
则有
C符合题意。
D.AB相遇即AB位移相同,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】平均速度指的是一段位移除以对应时间,在该段位移内,物体的速度可能会发生很大的变化,但是平均速度并不能发映出,只是的一段位移对应的等效速度,求解平均速度利用路程除以这一段路程对应的时间即可。
13.【答案】解:前4秒内位移为
前4秒的平均速度为
前3秒的位移
第4秒内的位移
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】1.根据位移公式 求位移,根据平均速度公式 求平均速度。
2.根据位移公式 ,求前3s位移,前4s位移
14.【答案】(1)解:设汽车经时间t0停止 vt = v0 - at0①
解得 t0 = 6s
汽车刹车后4s内行驶距离 ②
解得x1 = 80 m
(2)解:汽车在刹车6s后已经停止,故刹车8s内行驶距离
解得x1=90 m ③
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】(1)汽车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出减速的时间,结合位移公式可以求出刹车的距离大小;
(2)利用刹车的时间结合位移公式可以求出汽车运动的位移。
15.【答案】(1)解:由题知vB = 10m/s,且A车经6s后追上B车,两车刚好未发生追尾事故,则说明二者此时刚好共速,且位置相同,则设A匀速行驶的速度为vA、加速度为a、反应时间为t1该时间内的位移为x1、匀减速直线运动时间为t2该时间内的位移为x2,有x1 = vAt1,vB2 - vA2 = - 2ax2,x1 + x2 = vBt + 35,t = t1 + t2,vB = vA - at2
代入数据有vA = 20m/s,a = 2m/s2
(2)解:刹车的时间为t3,根据匀变速直线运动有0 = vA - at3
则A、B车走过的位移为xA = vAt3 - at32 + vAt1,xB = vB(t3 + t1)
则A车停止运动时离B车的距离为Dx = xB +35 - xA= 25m
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)A车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出共速的时间,结合位移公式可以求出A初速度和加速度的大小;
(2)A车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出减速的时间;结合两车的位移公式可以求出两车的距离。
16.【答案】(1)解:根据 得,质点运动的加速度
(2)解:质点在前3s内的位移
(3)解:根据速度位移公式
解得,质点的速度
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)质点做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出加速度的大小;
(2)已知加速度和运动的时间,利用位移公式可以求出运动的位移;
(3)利用速度位移公式可以求出质点速度的大小。
17.【答案】(1)解:由速度与时间的关系式
解得飞机滑行的时间
(2)解:由速度与位移的关系式
解得飞机滑行的距离
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)根据匀变速直线运动的速度公式求出时间;
(2)根据匀变速直线运动速度与位移的关系求出飞机滑行的距离。
18.【答案】(1)解:刹车后3秒内汽车的位移大小
(2)解:刹车后第4秒内汽车的位移大小
(3)解:刹车停止的时间
则刹车后第9秒末汽车的速度大小为零。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】(1)根据匀变速直线运动的时间位移公式求出刹车后3s内的位移;
(2)根据时间位移关系求出刹车后4s内的位移,再由位移差求出第4s内汽车的位移;
(3)根据速度时间关系确定汽车运动的时间为8s,所以得出9s的速度为零。
19.【答案】(1)解:汽车做匀加速直线运动的加速度a大小
(2)解:汽车在这个4s内通过的位移
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】根据匀变速直线运动的速度公式和位移公式求解。
20.【答案】(1)解:由位移—时间公式有
解得
(2)解:由速度—时间公式有
由位移—时间公式有
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)玩具车做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出初速度的大小;
(2)玩具车做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出第3s的初速度大小,结合位移公式可以求出位移的大小。
21.【答案】(1)解:由图可知0~2min内,小明做匀速直线运动,位移大小x1=600m,时间t1=2min=120s,所以速率
(2)解:0-5min内的总位移x=1200m,运动的总时间t=5min=300s,所以平均速度
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】(1)从位移和时间图像的坐标可以求出位移的大小;结合运动的时间可以求出平均速度的大小;
(2)从图像坐标可以求出总位移的大小,结合运动的时间可以求出平均速度的大小。
22.【答案】(1)解:汽车运动的加速度大小
(2)解:汽车在第1s末的速度大小v1=at1=1m/s
(3)解:汽车在第2s内通过的位移大小
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)汽车做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出加速度的大小;
(2)汽车做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出速度的大小;
(3)汽车做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出位移的大小。
23.【答案】(1)解:汽车匀速行速时的速度
得到
(2)解:关闭发动机后,匀减速到停止,逆向来看,为初速度为零的匀加速,最后一秒
解得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】(1)汽车先做匀加速直线运动,再做匀加速直线运动;利用速度公式可以求出速度的大小;
(2)关闭发动机,汽车做匀减速直线运动,利用位移公式可以求出加速度的大小。
24.【答案】(1)解:根据匀变速直线运动规律有
(2)解:公交车先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动直到静止,则有 , ,
所以甲、乙两站之间的距离x为
代入数据解得:x=1275m
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)汽车先做加速运动,结合加速度和加速时间求解末速度,即匀速运动的速度;
(2)汽车先做加速运动,再做匀速运动,最后做减速运动,结合加速度和运动时间求解每一段位移相加即可。
25.【答案】(1)解:第3s末的速度
(2)解:前3s内的位移是
(3)解:第3s内的位移是
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】1.根据速度公式, 求速度。
2.根据位移公式 求位移。
3.第3s位移=前3s位移-前2s位移,即 计算即可。
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一、单选题
1.(2020高一上·梧州期中)“道路千万条,安全第一条.”《道路交通安全法)第四十七条规定:“机动车行经人行横道,应减速行驶;遇行人正在通过人行横道时,应停车让行”一辆汽车以 的速度匀速行驶,驾驶员发现前方的斑马线上有行人通过,随即刹车使车做匀减速直线运动至停止。若不计驾驶员的反应时间,且减速过程的加速度大小为 ,则汽车距斑马线的安全距离至少为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】由公式 可得,汽车距斑马线的安全距离至少为
故答案为:B。
【分析】汽车做匀减速a=- ;安全距离为从刹车开始到最后停下来时汽车运动的距离。
2.(2020高一上·北海期末)如图所示为甲、乙两人从同一起点沿平直路面步行时的位移随时间变化的规律,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两人做匀加速直线运动
B.8s末甲、乙两人一定相遇
C.0~8s内,甲的位移小于乙的位移
D.8s末甲、乙两人速度相等
【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象;追及相遇问题
【解析】【解答】AD.x-t图象的斜率表示速度的大小,由于甲和乙的直线斜率均不变,两者在0~8s内一直做匀速直线运动,并且甲直线的斜率大于乙直线的斜率,即甲的速度一直大于乙的速度,AD不符合题意;
BC.在8s末,两直线相交,则证明两者此时位置相同,即两者相遇,由于甲、乙两人从同一起点出发,所以0~8s内两者位移相同,B符合题意,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】x-t图象的斜率表示速度的大小;x-t图象相交表示此时两者相遇。
3.(2020高一上·揭阳期末)物体以 的初速度沿光滑斜坡向上减速运动,经 又滑回原处时速度大小仍为 ,则物体的加速度( )
A.大小为 ,方向沿斜面向下
B.大小为 ,方向沿斜面先向上后向下
C.大小为 ,方向沿斜面向下
D.物体的加速度为0
【答案】A
【知识点】加速度
【解析】【解答】因为 后的速度大小与初速度大小相等,可知方向不可能与初速度方向相同,而是与初速度方向相反,则物体的加速度
方向与初速度方向相反,即沿斜面向下;A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】4s时速度方向与初速度方向相反,根据加速度的定义式求出物体的加速度。
4.(2020高一上·泉州期末)一辆遥控玩具汽车在平直路上运动,其位移 s 随时间 t 变化的关系如图,以下说法正确的是( )
A.前 4s 内汽车的加速度为 2.5m/s2
B.4~6s 内汽车做匀速直线运动
C.7s 末汽车的速度大小为 7.5 m/s
D.8s 末汽车运动方向发生改变
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由s-t图像可知,前 4s 内汽车做匀速运动,则加速度为0,A不符合题意;
B.4~6s 内汽车静止,B不符合题意;
C.4~6s 内汽车匀速运动,则7s 末汽车的速度大小为
C符合题意;
D.因s-t图像的斜率等于速度,可知8s 末汽车运动方向没有发生改变,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】s-t图像斜率代表速度,匀速直线运动的s-t图像为倾斜直线。
5.(2020高一上·顺义期末)纯电动汽车不排放污染空气的有害气体,具有较好的发展前景。某辆电动汽车在一次刹车测试中,初速度为18m/s,经过3s汽车停止运动。若将该过程视为匀减速直线运动,可以分析出汽车在刹车两秒后速度为( )
A.6m/s B.8m/s C.10m/s D.12m/s
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】汽车的加速度大小为
汽车在刹车两秒后速度为
故答案为:A。
【分析】汽车刹车后做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动的速度时间公式列方程求解。
6.(2020高一上·河西期末)在交通事故分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹,在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14m,假设汽车刹车时的加速度大小为 ,则汽车开始刹车时的速度为( )
A.7m/s B.10m/s C.20m/s D.14m/s
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】刹车过程中满足v2=2as
代入数据解得
故答案为:D。
【分析】利用速度位移公式可以求出刹车时速度的大小。
7.(2020高一上·苏州期末)小明同学在周末参加文明城市建设推进活动,他从一个路口做匀速直线运动到另一路口做相关服务,停留一会儿后又做匀速直线运动返回出发点。那么在下列的位移---时间图像中,能够粗略地表示他运动过程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.该图象中第三段图线表示时光倒流,不可能,A不符合题意;
B.根据位移-时间图象的斜率表示速度,知该图表示先沿正方向做匀速直线运动,接着静止一段时间,然后再沿负方向做匀速直线运动返回出发点,能够粗略地表示他运动情况,B符合题意;
C.根据位移-时间图象的斜率表示速度,知该图表示先沿正方向做匀速直线运动,然后静止一会后仍然沿着沿正方向做匀速直线运动,不能表示他运动情况,C不符合题意;
D.该图象中第三段图线表示时光倒流,不可能,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】小明同学的运动过程为:匀速出发段——静止段——匀速返回段,找出符合此规律的图像即可。
8.(2020高一上·乾安期末)某列车离开车站后做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,前1 s内的位移为10 m,前2 s内的位移为25 m,则前3秒内的位移为 ( )
A.40 m B.45 m C.50 m D.55 m
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的定义与特征
【解析】【解答】第1 s内的位移x1=10 m,第2 s内的位移x2=(25-10) m=15 m,由x2-x1=x3-x2得第3秒内的位移x3=20 m,前3 s的位移x=x1+x2+x3=45 m.
故答案为:B
【分析】物体做匀变速直线运动,相邻两段相同时间内所谓的位移之差是定值,结合数据求解第一段位移,相加即为前三秒的位移。
9.(2020高一上·哈尔滨期末)一辆汽车从车站由静止出发,做匀加速直线运动。运动一段时间之后司机发现一乘客未上车,立即紧急刹车,做匀减速直线运动。从启动到停止,总共用时10秒,前进了20米,在此过程中,汽车的最大速度是( )
A.1.5m/s B.3m/s C.4m/s D.无法确定
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】设最大速度为v,则根据平均速度公式,汽车加速过程和减速过程的平均速度均为 ,则有
解得
故答案为:C。
【分析】汽车做先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动;假设汽车的最大速度,结合题目给出的物体的初末速度、运动位移和运动时间,利用运动学公式列方程求解即可。
10.(2020高一上·浦东月考)某物体做匀变速直线运动的位移跟时间的关系式是s=0.5t+t2,则该物体 ( )
A.初速度为1 m/s B.加速度为1m/s2
C.前2 s内位移为5 m D.第2 s内位移为5 m
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】根据位移时间公式: 与 比较系数可得: , ,AB不符合题意;前2 s内位移为: ,C符合题意;第2 s内位移为: ,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】结合题目中给出的物体位移与时间的关系,对比匀变速直线运动公式,求出物体的初速度和加速度,再结合选项分析求解即可。
二、多选题
11.(2020高一上·广州期末)a、b两汽车在同一平直公路上做直线运动,其位置时间( )图像分别如图中所示,其中a图线是直线,b图线是抛物线的一部分。 到 时间内,关于两车的运动情况,判断正确的是( )
A.b车的速度先减小后增大 B.两车速度变化量的大小相等
C.两车运动方向始终相同 D.两车间距先增大后减小
【答案】A,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.根据x-t图象的斜率表示速度,知b车图象切线斜率的绝对值先减小后增大,则知b车的速度先减小后增大,A符合题意;
B.根据x-t图象的斜率表示速度,知a车的速度不变,做匀速直线运动,速度不变,速度变化量为零,而b车做变速直线运动,速度变化量不为零,所以,b车的速度变化量大于a车的速度变化量,B不符合题意;
C.根据x-t图象的斜率表示速度,斜率的正负表示速度方向,知两车运动方向先相反后相同,C不符合题意;
D.两车间距等于纵坐标的差值,则知两车间距先增大后减小,D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】根据x-t图象的斜率绝对值表示速度大小,纵坐标相减即为位移差。
12.(2020高一上·张掖期末) 与 两个质点向同一方向运动, 做初速度为零的匀加速直线运动, 做匀速直线运动。开始计时时, 、 位于同一位置,则当它们再次位于同一位置时( )
A.两质点速度相等
B. 与 在这段时间内的平均速度相等
C. 的瞬时速度是 的2倍
D. 与 的位移相同
【答案】B,C,D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】A.在速度相等之前,B的速度一直大于A的速度,所以B的位移一直大于A的位移,所以速度相等的时候一定不可能相遇,A不符合题意。
B.根据平均速度公式
可知,相遇的时候位移和时间均相同,故平均速度一定一致。B符合题意。
C.根据运动学公式,在相遇时,则有
则有
C符合题意。
D.AB相遇即AB位移相同,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】平均速度指的是一段位移除以对应时间,在该段位移内,物体的速度可能会发生很大的变化,但是平均速度并不能发映出,只是的一段位移对应的等效速度,求解平均速度利用路程除以这一段路程对应的时间即可。
三、解答题
13.(2020高一上·襄阳期中)物体做匀加速直线运动,初速度为v0=2m/s,加速度a=0.5m/s2,求:
前4s的位移和前4s的平均速度大小;第4秒内的位移大小。
【答案】解:前4秒内位移为
前4秒的平均速度为
前3秒的位移
第4秒内的位移
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】1.根据位移公式 求位移,根据平均速度公式 求平均速度。
2.根据位移公式 ,求前3s位移,前4s位移
四、综合题
14.(2020高一上·泰安期末)一辆汽车在平直高速公路上以 v0= 30 m/s的速度匀速行驶,由于在前方出现险情,司机采取紧急刹车,刹车加速度的大小为a=5m/s2,求:
(1)汽车刹车后4s内行驶的距离;
(2)汽车刹车后8s内行驶的距离。
【答案】(1)解:设汽车经时间t0停止 vt = v0 - at0①
解得 t0 = 6s
汽车刹车后4s内行驶距离 ②
解得x1 = 80 m
(2)解:汽车在刹车6s后已经停止,故刹车8s内行驶距离
解得x1=90 m ③
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】(1)汽车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出减速的时间,结合位移公式可以求出刹车的距离大小;
(2)利用刹车的时间结合位移公式可以求出汽车运动的位移。
15.(2020高一上·抚州期末)某雾天能见度低,A车以某速度匀速行驶,在其正前方有辆汽车B正以36km/h的速度向前匀速行驶。当A车司机发现B车时两车仅相距35m,于是立即采取制动措施,A车司机反应时间为1s,之后A车做匀减速运动,从发现开始经6s后追上B车,两车刚好未发生追尾事故。求:
(1)A车匀速行驶时的速度;
(2)A车停止运动时离B车的距离。
【答案】(1)解:由题知vB = 10m/s,且A车经6s后追上B车,两车刚好未发生追尾事故,则说明二者此时刚好共速,且位置相同,则设A匀速行驶的速度为vA、加速度为a、反应时间为t1该时间内的位移为x1、匀减速直线运动时间为t2该时间内的位移为x2,有x1 = vAt1,vB2 - vA2 = - 2ax2,x1 + x2 = vBt + 35,t = t1 + t2,vB = vA - at2
代入数据有vA = 20m/s,a = 2m/s2
(2)解:刹车的时间为t3,根据匀变速直线运动有0 = vA - at3
则A、B车走过的位移为xA = vAt3 - at32 + vAt1,xB = vB(t3 + t1)
则A车停止运动时离B车的距离为Dx = xB +35 - xA= 25m
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)A车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出共速的时间,结合位移公式可以求出A初速度和加速度的大小;
(2)A车做匀减速直线运动,利用速度公式可以求出减速的时间;结合两车的位移公式可以求出两车的距离。
16.(2020高一上·怀化期末)一质点从静止开始做匀加速直线运动,质点在第1s内的位移为3m,求:
(1)质点运动的加速度大小?
(2)质点在前3s内的位移为多大?
(3)经过的位移为12m时,质点的速度为多大?
【答案】(1)解:根据 得,质点运动的加速度
(2)解:质点在前3s内的位移
(3)解:根据速度位移公式
解得,质点的速度
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)质点做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出加速度的大小;
(2)已知加速度和运动的时间,利用位移公式可以求出运动的位移;
(3)利用速度位移公式可以求出质点速度的大小。
17.(2020高一上·梧州期中)我国自主生产的飞机C919首飞成功,这标志着我国民用航空领域的一次重大跨越。该飞机在起飞前沿平直跑道做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为4 ,速度达到80 时起飞。求:
(1)飞机滑行的时间;
(2)飞机滑行的距离。
【答案】(1)解:由速度与时间的关系式
解得飞机滑行的时间
(2)解:由速度与位移的关系式
解得飞机滑行的距离
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】(1)根据匀变速直线运动的速度公式求出时间;
(2)根据匀变速直线运动速度与位移的关系求出飞机滑行的距离。
18.(2020高一上·揭阳期末)在平直公路上,汽车以 的速度做匀速直线运动,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以大小为 的加速度做匀减速直线运动,求:
(1)刹车后3秒内汽车的位移大小;
(2)刹车后第4秒内汽车的位移大小;
(3)刹车后第9秒末汽车的速度大小。
【答案】(1)解:刹车后3秒内汽车的位移大小
(2)解:刹车后第4秒内汽车的位移大小
(3)解:刹车停止的时间
则刹车后第9秒末汽车的速度大小为零。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】(1)根据匀变速直线运动的时间位移公式求出刹车后3s内的位移;
(2)根据时间位移关系求出刹车后4s内的位移,再由位移差求出第4s内汽车的位移;
(3)根据速度时间关系确定汽车运动的时间为8s,所以得出9s的速度为零。
19.(2020高一上·顺义期末)一辆汽车由静止启动,经过4.0s速度增加到20m/s,若汽车做的是匀加速直线运动。求:
(1)汽车做匀加速直线运动的加速度a大小;
(2)汽车在这个4s内通过的位移x。
【答案】(1)解:汽车做匀加速直线运动的加速度a大小
(2)解:汽车在这个4s内通过的位移
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】根据匀变速直线运动的速度公式和位移公式求解。
20.(2020高一上·咸阳期末)如图所示是雷速登某款玩具车,在某次做匀加速直线运动时,玩具车加速度为a=2m/s2,运动2s内通过的位移为12m,求:
(1)玩具车的初速度大小;
(2)第3s内位移的大小。
【答案】(1)解:由位移—时间公式有
解得
(2)解:由速度—时间公式有
由位移—时间公式有
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)玩具车做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出初速度的大小;
(2)玩具车做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出第3s的初速度大小,结合位移公式可以求出位移的大小。
21.(2020高一上·吉安期末)小明同学某日骑自行车从家去学校的位移一时间关系如图所示,求:
(1)0~2min时间内的速率;
(2)0~5min时间内的平均速度大小。
【答案】(1)解:由图可知0~2min内,小明做匀速直线运动,位移大小x1=600m,时间t1=2min=120s,所以速率
(2)解:0-5min内的总位移x=1200m,运动的总时间t=5min=300s,所以平均速度
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】(1)从位移和时间图像的坐标可以求出位移的大小;结合运动的时间可以求出平均速度的大小;
(2)从图像坐标可以求出总位移的大小,结合运动的时间可以求出平均速度的大小。
22.(2020高一上·七台河期末)由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1s内通过0.5m位移,问:
(1)汽车运动的加速度大小;
(2)汽车在第1s末的速度大小;
(3)汽车在第2s内通过的位移大小。
【答案】(1)解:汽车运动的加速度大小
(2)解:汽车在第1s末的速度大小v1=at1=1m/s
(3)解:汽车在第2s内通过的位移大小
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)汽车做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出加速度的大小;
(2)汽车做匀加速直线运动,利用速度公式可以求出速度的大小;
(3)汽车做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出位移的大小。
23.(2020高一上·番禺期末)一汽车速度为2m/s时,以加速度2m/s2开始加速运动,5s后改做匀速直线运动,某时刻关闭发动机做匀减速直线运动,最后一秒内的位移为2m。求:
(1)汽车匀速行速时的速度;
(2)汽车关闭发动机后的加速度。
【答案】(1)解:汽车匀速行速时的速度
得到
(2)解:关闭发动机后,匀减速到停止,逆向来看,为初速度为零的匀加速,最后一秒
解得
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】(1)汽车先做匀加速直线运动,再做匀加速直线运动;利用速度公式可以求出速度的大小;
(2)关闭发动机,汽车做匀减速直线运动,利用位移公式可以求出加速度的大小。
24.(2020高一上·靖远期末)一辆公交车在平直的公路上从甲站出发前往乙站。公交车由静止开始先做匀加速直线运动,加速度大小 ,加速 后做匀速直线运动,匀速行驶 后因即将到达乙站而关闭了发动机,此后的运动可看成匀减速直线运动,减速 后恰好到达乙站。求:
(1)公交车匀速行驶的速度大小v;
(2)甲、乙两站之间的距离x。
【答案】(1)解:根据匀变速直线运动规律有
(2)解:公交车先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动直到静止,则有 , ,
所以甲、乙两站之间的距离x为
代入数据解得:x=1275m
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】(1)汽车先做加速运动,结合加速度和加速时间求解末速度,即匀速运动的速度;
(2)汽车先做加速运动,再做匀速运动,最后做减速运动,结合加速度和运动时间求解每一段位移相加即可。
25.(2020高一上·鄂州期中)一物体做初速度为v0=2 m/s,加速度为a=2 m/s2的匀加速直线运动,求:
(1)第3s末的速度是多大?
(2)前3s内的位移是多少?
(3)第3s内的位移是多少?
【答案】(1)解:第3s末的速度
(2)解:前3s内的位移是
(3)解:第3s内的位移是
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【分析】1.根据速度公式, 求速度。
2.根据位移公式 求位移。
3.第3s位移=前3s位移-前2s位移,即 计算即可。
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