2019人教版必修第一册第二章专题强化匀变速直线运动的平均速度公式和位移差公式v-t图像的综合应用分层训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
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一、多选题
1.一物体做匀加速直线运动,经A、B、C三点,已知AB=BC,AB段平均速度为20 m/s,BC段平均速度为30 m/s,则可求得( )
A.A点速度vA
B.C点速度vc
C.这段时间内的平均速度
D.物体运动的加速度
2.a、b、c三个物体在同一条直线上运动,三个物体的x t图象如图所示,图象c是一条抛物线,坐标原点是抛物线的顶点,下列说法中正确的是( ).
A.a、b两物体都做匀速直线运动,两个物体的速度相同
B.t=0时,c速度为0
C.在0~5 s内,当t=5 s时,a、b两个物体相距最近
D.物体c一定做匀变速直线运动,且加速度为0.2m/s2
3.学习是一个不断探究、积累和总结的过程。科学的研究也是如此,在第一章的学习过程我们也总结出一些科学研究方法,下面关于这些研究方法表达正确的是( )
A.质点是一种理想化模型,它忽略了物体的形状和大小,在研究任何物理问题时都可以把物体看成质点
B.图像可以描述质点的运动,v-t图像可以反映速度随时间的变化规律,图像的斜率反映加速度的大小和方向
C.用两个物理量△v和△t之比定义了一个新的物理量a,,这在物理学上叫比值定义法,这个式子说明加速度a与速度变化量成正比
D.是速度公式,可以通过测量 、,并且→0,计算出瞬时速度。在实际测量瞬时速度时,取的越小,得到的瞬时速度大小误差就一定越小
4.做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时的速度分别为v和7v,经历的时间为t,则( )
A.前半程速度增加3.5v B.前时间内通过的位移为
C.后时间内通过的位移为 D.后半程速度增加2v
5.如图,为港珠澳大桥上四段l10m的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A.通过cd段的时间为t
B.通过ce段的时间为(2-)t
C.ae段的平均速度等于b点的瞬时速度
D.ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
6.质点做直线运动的速度一时间图像如图所示,该质点( )
A.在第1秒末速度方向发生了改变
B.在第3秒末加速度方向发生了改变
C.第3秒末和第5秒末的位置相同
D.在前2秒内发生的位移为零
评卷人得分
二、单选题
7.物体做匀变速直线运动,在运动时间一定的条件下,下列说法正确的是( )
A.初速越大,位移越大
B.末速越大,位移越大
C.中间时刻速度越大,位移越大
D.中间位置速度越大,位移越大
8.物体从静止开始做匀加速直线运动,测得它在第内的位移为,则物体运动的加速度为( )
A. B. C. D.
9.如图,a、b两条对称圆弧曲线分别是汽车甲、乙在同一条平直公路上行驶时的v-t图像.已知在t1时刻两车相遇,a曲线在t1和t2时刻的切线斜率均大于零,则
A. t2时刻两车再次相遇
B.在 t1~t2时间内两车平均速度相等
C.甲车速度一直增大,加速度先减小后增大
D.在 t1~t2时间内某时刻两车加速度可能相等
10.一物体沿直线运动,其速度υ随时间t变化关系的图象如图,下列正确的是( )
A.0~2s内的位移小于2~3s内的位移
B.0~2s内的位移等于2~3s内的位移
C.0~3s内物体的运动方向不变
D.0~2s内加速度大小为2m/s2
11.如图是两辆汽车从同一地点同时做直线运动的速度时间图像,下列说法中正确的是( )
A.在0~时间内,汽车I的平均速度大于汽车II的平均速度
B.汽车I的位移不断增大,汽车II的位移不断减小
C.汽车I的加速度不断增大,汽车II的加速度不断减小
D.当t=时两车相遇
12.一个物体在几个力的共同作用下处于静止状态,现让力F1逐渐减小到零再逐渐恢复到原来的值(其余力保持不变),下列图像可能正确的是:
A. B.
C. D.
13.沙尘暴天气会严重影响交通.有一辆卡车以54 km/h的速度匀速行驶,司机突然模糊看到正前方十字路口一个老人跌倒(若没有人扶起他),该司机刹车的反应时间为0.6 s,刹车后卡车匀减速前进,最后停在老人前1.5 m处,避免了一场事故.已知刹车过程中卡车加速度大小为5 m/s2,则
A.司机发现情况后,卡车经过3 s停下
B.司机发现情况时,卡车与该老人的距离为43 m
C.从司机发现情况到停下来过程中卡车的平均速度为11 m/s
D.若卡车的初速度为72 km/h,其他条件都不变,则卡车将撞到老人
14.汽车从甲地由静止出发,沿直线运动到丙地,乙地是甲、丙两地的中点.汽车从甲地匀加速运动到乙地,经过乙地速度为60 km/h;接着又从乙地匀加速运动到丙地,到丙地时速度为120 km/h,求汽车从甲地到达丙地的平均速度 ( )
A.45 km/h B.50 km/h C.40 km/h D.43 km/h
15. 在“测量匀变速直线运动的加速度”实验中,某次实验所用交流电的周期为T.得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点开始,每5个打点取一个点作为计数点,分别标明0、1、2、3、4.量得x1、x2、x3、x4、,以下四位同学求得的加速度值误差最小的是( )
A.甲同学先算出a1=,a2= ,a3=,再求平均值
B.乙同学先用平均速度求出第2点的速度,再代入,求得a
C.丙同学直接代入
D.丁同学直接代入
16.一辆汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8 s,由于前方突然有巨石滚在路中央,所以又紧急刹车,经4 s 停在巨石前。则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2=1∶2
B.加速、减速中的位移之比x1∶x2=1∶1
C.加速、减速中的平均速度之比v1∶v2=2∶1
D.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2=2∶1
17.如图所示为一质点做直线运动的速度—时间图像,下列说法中正确的是( )
A.ab段与bc段的速度方向相反 B.bc段与cd段的加速度方向相反
C.质点ab段的加速度大于bc段的加速度 D.ad段质点通过的位移为3m
18.t=0时,甲乙两汽车从相距82.5km的两地开始相向行驶,它们的v—t图象如图所示,忽略汽车掉头所需时间。下列对汽车运动状况的描述正确的是( )
A.在第1小时末,乙车改变运动方向
B.在第2小时末,甲乙两车相距22.5km
C.在前4小时内,乙车加速度的大小总比甲车的小
D.在第3小时内,甲乙两车相遇
评卷人得分
三、解答题
19.法国人劳伦斯·费舍尔在澳大利亚的冒险世界进行高空特技表演,他从20m高的塔上直接落入水池中(可视为自由落体运动)。落入水中可视为匀减速直线运动,加速度大小为a=8m/s2.求:
(1)落入水面时的速度?
(2)需要准备一个至少深度为多少米的水池。(g取10m/s2)
20.一滑雪运动员从85m长的山坡上匀加速滑下,初速度是1.8m/s,末速度是5.0m/s.求:
(1)滑雪运动员通过这段斜坡需要多长时间?
(2)滑雪运动员通过斜坡中间时刻的瞬时速度是多少?
21.学校在操场直跑道举行的“50米折返跑”体能测试,同学们站立在起跑线,听到发令枪响后全力跑向折返点,然后立马返回起跑点。某同学到达折返点的速度为0,加速和减速过程视为匀变速运动且加速度大小相同,运动过程中的最大速度是10,他的“50米折返跑”成绩。求:(结果均保留1位有效数字)
(1)该同学在整个折返跑中加速和减速运动花费的总时间;
(2)该同学加速和减速的加速度大小。
22.在幼儿园里为了锻炼小朋友四肢的力量,进行了一项游戏活动,让小朋友用轻绳拉着汽车轮胎奔跑,如图甲所示,在一次训练中,小朋友手里拉着不可伸长的轻绳拖着质量m=5.5kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道匀加速奔跑,5s时轮胎从轻绳上脱落,此时轮胎的速度为5m/s,再经过1s轮胎停止.不计空气阻力.已知绳与地面的夹角为37°,轮胎与地面间的摩擦因数始终保持不变.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)画出轮胎运动全过程的v﹣t图象.
(2)绳子拉力的大小为多少?
(3)轮胎在整个运动的过程中,由于摩擦而产生的热量Q是多少?
23.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75,当落到离地面30m的位置时开始制动,座舱均匀减速.重力加速度取10,不计空气阻力.
(1)求座舱下落的最大速度;
(2)求座舱下落的总时间;
(3)若座舱中某人用手托着重30N的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力.
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.ABC
【详解】
设质点在ABC三点的速度分别为vA,vB,vC,根据AB段的平均速度为20m/s,可以得到:
=20m/s ①
根据在BC段的平均速度为30m/s,可以得到: =30m/s ②
设AB=BC=x,整个过程中的平均速度为:
所以有:=24m/s ③
联立①②③解得:vA=14m/s,vB=26m/s,vC=34m/s,由于不知道具体的运动时间或者AB,BC之间的距离,因此无法求出其加速度的大小,故ABC正确,D错误.故选ABC.
点睛:本题主要是对匀变速直线运动规律的考查,对于匀变速直线运动规律要求学生一定要掌握住,匀变速直线运动是我们在学习中遇到的物体的主要运动形式,也是考查的重点.
2.BD
【详解】
A.位移-时间图象中倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,则知a、b两物体都做匀速直线运动,由图看出斜率看出,a、b两图线的斜率大小、正负相反,说明两物体的速度大小相等、方向相反,速度不同,故A错误;
B.t=0时,c图象斜率为零,所以速度为0,故B正确;
C.a、b向背运动,在0~5s内,5s时距离最远,故C错误;
D.匀加速运动位移时间公式为,代入数据(0,0)(10,10)坐标数值,解得
故D正确。
3.BD
【详解】
A.理想化模型是抓主要因素,忽略次要因素得到的,质点是理想化模型,但不是在研究任何物理问题时都可以把物体看成质点,A错误;
B.v-t图像的纵坐标表示物体的速度,横坐标表示时间,图像可以反映速度随时间的变化规律,图像的斜率反映加速度的大小和方向,B正确;
C.用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,加速度的定义式
是采用比值法定义的,但加速度的大小与速度的变化量Δv的大小无关,C错误;
D.根据速度定义式
当 非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度, D正确。
故选BD。
4.CD
【详解】
试题分析:A、设中间位置的速度为,根据公式,,所以,;错误
BC、时刻的速度,前时间内的平均速度,后时间内的平均速度,所以前时间内通过的位移为,后时间内通过的位移为;C正确
D、中间位置的速度为,后半程速度增加;正确
故选CD
考点:匀变速直线运动的速度与时间的关系;中点时刻的速度和中点位置的速度
点评:匀变速直线运动的中点位置的速度,匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.
5.BC
【详解】
A.根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知,汽车通过ab、bc、cd、de所用的时间之比为1:( 1):( ):(2 ),可得出通过cd时间为( ) t,A错误;
B.通过cd段的时间为( )t,通过de段的时间为(2 ) t,通过ce段的时间为(2 )t,选项B正确;
CD.通过ae时间为2t,通过b点的时刻为通过ae时间的中间时刻,故通过b点的速度等于ae段的平均速度,选项C正确,D错误。
故选BC。
6.BC
【详解】
A.0-2s内质点的速度一直为正,则知在第1秒末速度方向没有发生改变,故A错误;
B.根据速度时间图线的斜率表示加速度,在第3秒末斜率正负发生了改变,则加速度方向发生了改变,故B正确;
C.根据图象与坐标轴围成的面积表示位移,在时间轴上方的位移为正,下方的面积表示位移为负。3s-5s运动位移为0,故第3秒末和第5秒末的位置相同,故C正确;
D.根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,在前2秒内发生的位移不为零,故D错误。
故选BC。
7.C
【详解】
A.根据
可知位移与初速度与加速度有关,若初速度大而加速度小,位移可能也不大,A错误;
B.根据
可知,末速度大而初速度小可能位移也不大,B错误;
C.由于
而
因此一定时间内,大时,大,位移一定大,C正确;
D.而中间时刻的速度不等于平均速度,D错误。
故选C。
8.D
【详解】
第内位移为,该秒内的平均速度大小为,与该秒内中间时刻的瞬时速度相等,则时的瞬时速度大小也为,即,可得:
A.。故A不符合题意。
B.。故B不符合题意。
C.。故C不符合题意。
D.。故D符合题意。
故选D。
9.D
【详解】
A、v-t图像与时间轴围成的面积等于位移,在t1时刻,两车相遇,在t1-t2时间内,a图线与时间轴围成的面积大,则a的位移大,可知t2时刻,甲车在前,乙车在后,故A错误;
B、在t1-t2时间内,a图线与时间轴围成的面积大,则a的位移大,可知甲车平均速度大,故B错误;
C、图线切线的斜率表示加速度,由图象可知,在t1-t2这段时间内的相同时刻,甲车速度一直增大,加速度减小,故C错误;
D、图线切线的斜率表示加速度,由图象可知,在t1-t2这段时间内的某时刻,甲车与 乙车加速度大小相等.故D正确;
故选D.
【点睛】v-t图像与时间轴围成的面积等于位移,图线切线的斜率表示加速度.
10.C
【详解】
AB.根据速度图线与时间轴围成的面积表示位移,则知,0~2s内的位移大于2~3s内的位移,故AB错误;
C.速度的正负表示物体的运动方向,由图知,0~3s内物体的速度一直为正,运动方向不变,故C正确;
D.速度图线的斜率表示加速度,则0~2s内加速度大小为
故D错误。
故选C。
11.A
【详解】
A.v—t图像中,图线与坐标轴围成的图形的面积,在数量上等于物体的位移,由图可知,在0~时间内,汽车I的位移大于汽车II的位移,所以汽车I的平均速度大于汽车II的平均速度,故A正确;
B.汽车II做减速运动,但是其位移一直在增大,故B错误;
C.v—t图像中,图像在某点的斜率在大小上等于该时刻的加速度,由图可知汽车I的加速度不断减小,汽车II的加速度也不断减小,故C错误;
D.在时刻,两车速度相等,但是汽车I的位移小于汽车II的位移,所以两车没有在该时刻相遇,故D错误。
故选A。
12.B
【详解】
ABC.依题,原来物体在多个力的作用下处于静止状态,物体所受的合力为零,使其中的一个力保持方向不变、大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中,物体的合力从开始逐渐增大,又逐渐减小恢复到零,物体的加速度先增大后减小,物体先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的加速运动。根据速度图象的斜率等于加速度可知,速度图象的斜率先增大后减小,所以AC错误,B正确。
D.物体的速度一直变大,则位移时间图像的斜率一直变大,选项D错误;
故选B。
13.D
【详解】
试题分析:,卡车减速到零的时间.则,故A错误;在反应时间内的位移,匀减速直线运动的位移,则,故B错误;平均速度,故C错误;若卡车的初速度为,则卡车减速到零的时间为:,在反应时间内的位移为:.卡车匀减速运动的位移为:,则卡车运动的总位移为,肯定撞到老人,故D正确.
考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系、平均速度
【名师点睛】本题考查运动学公式的应用;解决本题的关键掌握匀变速直线运动运动学公式,并能灵活运用.知道在反应时间内做匀速直线运动.
14.A
【详解】
设甲丙两地距离为2L,汽车通过甲乙两地的时间分别为t1和t2,则有:汽车从甲运动到乙的过程中做匀加速运动故其平均速度为
所用时间为
同理汽车从乙运动到丙的过程中做匀加速运动故其平均速度
汽车所用时间
所以汽车从甲至丙的平均速度
故A正确.
15.C
【详解】
ACD.为减小测量误差,根据逐差法公式有:
这样才能采集到所有四个数据,故C正确,AD错误;
B.为减小实验误差,使用逐差法求得加速度,故B错误。
故选C。
16.A
【详解】
AD.设汽车的最大速度为v,则加速运动的加速度大小为
减速运动的加速度大小为
则
a1:a2=t2:t1=4:8=1:2
故A正确,D错误。
BC.加速运动的平均速度大小
减速运动的平均速度大小
则平均速度之比
v1:v2=1:1
加速、减速中的位移之比
s1:s2=v1t1:v2t2=2:1
故BC错误。
故选A。
17.D
【详解】
A.ab段与bc段的速度均为正值,所以方向相同,A错误;
B.图像斜率的物理意义为加速度,bc段与cd段的斜率相同,所以加速度大小和方向均相同,B错误;
C.从图像中可知质点ab段的斜率小于bc段的斜率,所以ab段的加速度小于bc段的加速度,C错误;
D.图线和时间轴围成的面积为位移,根据图像面积的正负关系可知内质点的位移与质点的位移相同,计算面积:
D正确。
故选D。
18.B
【详解】
A.在第1小时末,乙车的速度仍然为负值,说明运动方向并未改变,故A错误;
B.在第2小时末,甲的位移大小
乙的位移大小
此时两车相距
△x=82.5-30-30=22.5km
故B正确;
C.图象的斜率表示加速度,由图可知,乙车的图象斜率总是大于甲车的图象的斜率,故乙车的加速度总比甲车的大,故C错误;
D.4小内甲车的总位移为
而乙车的总位移为
因
x甲>x乙+82.5km
可知在第3小时内甲乙两车未相遇,故D错误。
故选B。
19.(1)(2)
【解析】试题分析:(1)由速度位移公式可得,方向竖直向下
(2)由得
考点:考查了自由落体运功会规律的应用
【名师点睛】本题是基础题,关键是对公式的灵活掌握,(1)根据速度位移公式求出到达水面的速度.(2)根据速度位移公式求出下落的深度,从而确定水池至少多
20.(1)25 s (2)3.4 m/s
【分析】
根据速度位移公式求运动员的加速度,根据速度公式求运动员运动的时间;根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度求通过斜坡中间时刻的瞬时速度;
【详解】
解:(1)取初速度方向为正方向,根据速度位移公式得:
运动员的加速度
运动员运动的时间
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,所以中间时刻的瞬时速度
21.(1)6s;(2)
【详解】
(1)该同学的运动过程是先加速,再匀速,然后减速到0,接着又反向加速,最后匀速达到终点(起跑点),设每一次加速(或减速)用时间为,最大速度为v,则
解得时间
则
(2)达到匀速运动时有
解得
22.(1)(2)30N(3)300J
【详解】
(1)轮胎运动全过程的v﹣t图象如右图所示.
(2)由v﹣t图象知,绳脱落后加速度大小为:a2=5m/s2
由a2=μg得:μ=0.5
加速跑时加速度为:a1=1m/s2
水平方向:Fcos θ﹣μFN=ma1
竖直方向:FN+Fsin θ=mg
联立解得:F=30 N
(3)对全过程运用动能定理得:Fx1cos37°﹣Wf=0,
又m=12.5m,
代入数据解得:Wf=300J
即为:Q=300J.
23.(1)30m/s(2)5s.(3)75N.
【详解】
试题分析:(1)v2=2gh;
vm=30m/s
⑵座舱在自由下落阶段所用时间为: t1=3s
座舱在匀减速下落阶段所用的时间为:t2==2s
所以座舱下落的总时间为:t=t1+t2=5s
⑶对球,受重力mg和手的支持力N作用,在座舱自由下落阶段,根据牛顿第二定律有mg-N=mg
解得:N=0
根据牛顿第三定律有:N′=N=0,即球对手的压力为零
在座舱匀减速下落阶段,根据牛顿第二定律有mg-N=ma
根据匀变速直线运动规律有:a==-15m/s2
解得:N=75N(2分)
根据牛顿第三定律有:N′=N=75N,即球对手的压力为75N
考点:牛顿第二及第三定律的应用
答案第1页,共2页
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