人教版高一第二章匀变速直线运动的研究课时3匀变速直线运动的位移与时间的关系天天练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
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一、多选题
1.有四个运动的物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图象如图甲所示,物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图象如图乙所示,根据图象做出以下判断正确的是( )
A.物体A和B均做匀加速直线运动且A的加速度比B的大
B.在0~3s时间内,物体B运动的位移为10m
C.t=3s时,物体C追上物体D
D.物体C与D间距离最大时,物体C的位移为15m
2.一质点沿x轴做直线运动,其图像如图所示。下列时间内,质点的平均速度大小是的有( )
A. B. C. D.
3.高铁列车做直线运动进站,总能准确地停靠在对应车门的位置,这是利用计算机控制制动装置,实现列车安全准确地进站停车。如图所示为某列车在进站停车过程中加速度大小a随速度v的变化曲线。则该列车( )
A.速度从17 m/s降至3 m/s经过的时间为20 s
B.速度从20 m/s降至3 m/s行进的距离为11.9 m
C.速度从100 m/s降至20 m/s过程中受到的合力变大
D.进站过程,先做匀减速运动,后做加速度越来越小的减速运动
4.甲、乙两物体在同一直线上运动的x-t图象如图所示,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点。则从图象可以看出( )
A.乙比甲先出发
B.t2到t3这段时间内甲的速度大于乙的速度
C.甲在中途停了一会儿,最终也没追上乙
D.甲开始运动时,乙在甲前面x0处
5.如图所示,一人乘坐滑车由静止开始沿长10m的倾斜直轨道向下运动,某时刻开始减速,到达轨道来端时,滑车恰好停止,整个过程历时4s.若将滑车加速和政速过程均视为匀变速直线运动,则( )
A.下滑过程中乘坐滑车的人始终处于失重状态
B.下滑过程中乘坐滑车的人始终处于超重状态
C.滑车加速阶段的平均速度和减速阶段的平均速度大小相等
D.滑车下滑过程中的最大速度为5m/s
6.一辆汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶.遇突发情况后,司机紧急刹车使车做匀减速直线运动.已知汽车速度在1s内减小了8m/s,下列说法正确的是( )
A.汽车在减速过程中的加速度大小为8m/s2
B.在减速行驶的全过程中,汽车的平均速度大小为10m/s
C.汽车刹车后,在3s内滑行的距离是24m
D.汽车刹车后,在2s末的速度大小为4m/s
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二、单选题
7.在平直公路上行驶的汽车,司机突然发现前方出现交通事故,立即刹车,从此时刻起汽车的位置坐标与时间的关系为x=-2t2+20t+10(x和t的单位分别为m和s),则下列说法正确的是( )
A.3s内汽车发生的位移为54m
B.10s内汽车发生的位移为32m
C.10s内汽车的平均速度大小为5m/s
D.10s内汽车的平均速度大小为6.25m/s
8.一质量为的物体(可视为质点),在的水平拉力作用下,在粗糙的水平面上沿x轴正方向做直线运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数为(未知),物体通过坐标原点时开始计时,其运动的的图象如图所示,g取。则( )
A.质点做匀加速直线运动,加速度为
B.物体与地面间的动摩擦因数为0.5
C.物体在末,拉力的瞬时功率为
D.物体与地面间在内产生的内能为
9.在图中所示的x﹣t和v﹣t图象中,能表示质点做匀变速直线运动的是( )
A. B. C. D.
10.某汽车沿平直公路以10m/s的速度行驶,司机发现前方道路施工,立即以大小为2m/s2的加速度紧急刹车,则汽车刹车过程( )
A.汽车在6s末的速度为2m/s
B.汽车在前2.5s的位移大小为18m
C.汽车在2.5s末的速度为5m/s
D.汽车在前6s的平均速度大小为5m/s
11.褐马鸡是中国特产珍稀鸟类,翅短,不善飞行,两腿粗壮,善于奔跑.某褐马鸡做匀加速直线运动,加速度大小为,在时间内速度变为原来的5倍,则该质点在时间内的位移为
A. B. C. D.
12.物体做匀变速直线运动,连续通过两段相邻位移x1、x2,速度变化量相同均为Δv,则物体运动的加速度为( )
A. B.
C. D.
13.今年8月四川盆地出现了大暴雨灾情引发当地多处严重的泥石流灾害。一辆救灾的汽车匀速行驶在一段平直的山路上,突然发现前方山顶有石头滚下,由于距离很近来不及刹车,司机只能全力加速,经过3秒匀加速刚好躲过石头,然后立刻开始减速,经过6秒匀减速变回原来的速度继续匀速行驶,下列关于汽车运动情况的描述正确的是( )
A.加速和减速过程的加速度大小之比为1∶1
B.加速和减速过程的平均速度之比为2∶1
C.加速和减速过程的位移之比为1∶2
D.若已知汽车匀速行驶的速度,可以算得加速过程的位移
14.同向运动的甲、乙两质点在某时刻恰好通过同一路标,以此时为计时起点,此后甲质点的速度随时间的变化关系为,乙质点位移随时间的变化关系为,下列说法正确的是( )
A.之后两质点不会相遇 B.两质点之后会相遇两次
C.相遇之前两质点间的最大距离为 D.相遇之前时两质点相距最远
15.一固定的光滑斜面长为x,一物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑,当物体速度是到达斜面底端的速度的时,它沿斜面下滑的距离是( )
A. B. C. D.
16.一质点做匀加速直线运动,初速度未知,物理课外实验小组的同学们用固定在地面上的频闪照相机对该运动进行研究.已知相邻的两次闪光的时间间隔为1 s,发现质点在第1次到第2次闪光的时间间隔内移动了2 m,在第3次到第4次闪光的时间间隔内移动了8 m,则仅仅由此信息还是不能推算出
A.第1次闪光时质点速度的大小
B.质点运动的加速度
C.第2次到第3次闪光的时间间隔内质点的位移大小
D.质点运动的初速度
17.做匀加速直线运动的物体,依此通过A、B、C三点,位移xAB=xBC,已知物体在AB段的平均速度大小为6m/s,在BC段的平均速度大小为12m/s,那么,物体通过B点的瞬时速度大小( )
A.8 m/s B.9m/s C.10 m/s D.11 m/s
18.物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=2m,BC=3m。且物体通过AB、BC、CD所用时间均为0.5s,下列说法正确的是( )
A.物体运动的加速度为2m/s2
B.物体通过OA所用时间为0.5s
C.OA之间的距离为1.125m
D.CD之间的距离为5m
19.一辆汽车做匀加速直线运动,从某时刻开始计时,初速度为6m/s,经28m后速度增加到8m/s,则下列说法正确的是( )
A.这段运动所用时间为7s
B.这段运动的加速度是0.4m/s2
C.自计时开始,2s末的速度为7m/s
D.从开始计时,运动到14m位置时速度为7m/s
20.一汽车由静止加速到20m/s所用时间为5.0s.若此过程中汽车的运动可视为匀加速直线运动,则其加速度的大小为
A.0.25m/s2 B.4.0m/s2 C.15m/s2 D.25m/s2
21.一个物体从斜面顶端由静止开始加速下滑,经过中间位置时的速度为,则物体的末速度为( )
A. B. C. D.
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三、解答题
22.一列长100m的列车以v0=72km/h的正常速度运行,当通过1000m长的某大桥时,列车必须以v1=36km/h的速度运行.列车在减速过程中的加速度大小为0.2m/s2,加速过程中的加速度大小为0.5m/s2,列车加速和减速过程均可视为匀变速运动,求列车因为过桥而延误的时间是多少?
23.飞船返回舱竖直下落,在计时开始时速度为10m/s,匀速降落5s后,缓冲发动机开始向下喷气,舱体做匀减速运动,0.5s后到达的地面,到达地面的速度恰好为0.
(1)画出整个运动过程中的v﹣t图象;
(2)求减速运动时的加速度大小;
(3)求自计时开始到着陆过程中运动的位移大小.
24.世界一级方程式(F1)比赛某次比赛中,处于第一名的赛车进站加油,该赛车进站时一直做减速运动,平均加速度为30m/s2,出站时一直做加速运动,平均加速度为45m/s2,加油时间为6s,进站前和出站后在赛道上的速度均为90m/s,则该赛车从进站到出站所用时间是多少?
试卷第页,共页
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参考答案:
1.BD
【解析】
【详解】
A.根据x-t图象的斜率表示速度,知物体A和B的速度均保持不变,均做匀速直线运动且A的速度比B的大,故A错误;
B.在0~3s时间内,物体B运动的位移为:
△x=x2-x1=10m-0=10m
故B正确;
C.由乙图看出:t=3s时,D图线与时间轴所围的“面积”大于C图线与时间轴所围的“面积”,说明0-3s内物体D的位移大于C的位移,而两物体从同一地点开始运动的,所以t=3s时,物体C还没有追上物体D,故C错误;
D.由乙图看出:t=3s前,D的速度较大,C、D间距离逐渐增大。t=3s后C的速度较大,两者距离减小,则t=3s时,物体C与物体D之间距离最大,此时物体C的位移为:
故D正确。
故选BD。
2.AC
【解析】
【详解】
A.根据位移等于末位置与初位置坐标之差,知在0~1s内,质点的位移为
平均速度为
故A正确
B.在1s~3s内,质点处于静止状态,位移为0,平均速度为0,故B错误;
C.在3s~4s内,质点的位移为
平均速度为
平均速度大小是2m/s,故C正确;
D.在4s~5s内,质点的位移为
平均速度为
平均速度大小是1m/s,故D错误。
故选AC。
3.AC
【解析】
【详解】
A.速度从17 m/s降至3 m/s的加速度恒定为,经过匀减速直线运动的时间为
故A正确;
B.速度从20 m/s降至3 m/s的加速度恒定为,行进的距离为
故B错误;
C.速度从100 m/s降至20 m/s过程中加速度逐渐增大,由牛顿第二定律可知合力逐渐增大,故C正确;
D.进站过程速度逐渐减小,由图像可知列车先做加速度逐渐增大的变减速直线运动,再做加速度恒定的匀减速直线运动,故D错误;
故选AC。
4.BD
【解析】
【详解】
A.由图像可知,甲乙同时出发,选项A错误;
B.因图像的斜率等于速度,可知t2到t3这段时间内甲的速度大于乙的速度,选项B正确;
C.甲在t1到t2时间内停了一会儿,最终在t3时刻追上了乙,选项C错误;
D.由图像可知,甲开始运动时,乙在甲前面x0处,选项D正确。
故选BD。
5.CD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.滑车沿斜面的方向先加速后减速,加速的过程中加速度沿斜面向下,有竖直向下的分加速度,战车处于失重状态;当战车减速时,加速度沿斜面向上,有竖直向上的分加速度,战车处于超重状态,AB错误;
CD.设滑车最大速度为v,则加速时平均速度为,减速时平均速度也为,则整个过程战车的位移
据题
代入上式解得
CD正确。
故选CD。
6.ABD
【解析】
【详解】
A.汽车在减速过程中的加速度大小:
选项A正确;
B.在减速行驶的全过程中,汽车的平均速度大小为
选项B正确;
C.汽车刹车后,经过
停止,则在3s内滑行的距离是
选项C错误;
D.汽车刹车后,在2s末的速度大小为:
选项D正确;
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据
可知汽车的加速度a=-4m/s2,初速度v0=20m/s,初位置,则汽车停止运动经过的时间
则3s内汽车发生的位移为
A错误;
B.10s内汽车发生的位移等于5s内的位移,为
B错误;
CD.10s内汽车的平均速度大小为
C正确,D错误。
故选C。
8.C
【解析】
【详解】
A.由图得
根据匀变速运动的位移公式
得
对比可得
则质点的加速度为
初速度为,则知质点的加速度不变,质点做匀加速直线运动,故A项错误;
B.由牛顿第二定律
可得
故B错误;
C.1s末的速度
拉力的功率
故C正确;
D.由
可得0至内的位移
产生的内能
故D错误。
故选C。
9.C
【解析】
【详解】
试题分析:匀变速直线运动的位移时间图线是曲线,匀变速直线运动的速度时间图线是倾斜的直线.
解:A、位移随时间不变,表示物体静止.故A错误.
B、位移随时间均匀增大,表示物体做匀速直线运动.故B错误.
C、速度随时时间均匀减小,表示物体做匀减速直线运动.故C正确.
D、速度随时间不是均匀变化,做变加速直线运动.故D错误.
故选C.
【点评】解决本题的关键知道位移时间图线和速度时间图线的物理意义,知道物体做匀速直线运动,匀变速直线运动图线的形状.
10.C
【解析】
【详解】
A.由公式
可知,汽车速度减为零的时间
故汽车在6s末的速度为0,故A错误;
B.由公式
解得,汽车在前2.5s的位移大小为
故B错误;
C.汽车在2.5s末的速度为
故C正确;
D.汽车在前6s的位移大小为
平均速度大小为
故D错误。
故选C。
11.C
【解析】
【详解】
设褐马鸡的初速度为,则t秒末的速度为,根据速度位移公式得:
①,
又因为
,
则有:
②,
联立①②可得
;
A.综上分析,A错误;
B.综上分析,B错误;
C.综上分析,C正确;
D.综上分析,D错误;
12.C
【解析】
【详解】
试题分析:设质点第一段位移所用时间为t1,其速度变化量△v=at1 ①
第二段位移所用时间为t2,其速度变化量△v=at2 ②
故t1=t2=t
根据重要推论在整个过程中可得 x2 x1=at2 ③
联立解得: ,故选C.
考点:匀变速直线运动的规律
【名师点睛】此题考查了匀变速直线运动规律的推论;匀变速直线运动中如果相邻两段位移所用时间相等,则满足:x2 x1=at2,我们可以利用两个重要推论解决问题.
13.C
【解析】
【详解】
A.设汽车匀速的速度v0,最大速度为v,则加速和减速过程的加速度大小之比为
选项A错误;
B.加速和减速过程的平均速度之比为
选项B错误;
C.根据
可知加速和减速过程的位移之比为
选项C正确;
D.若已知汽车匀速行驶的速度,因不能求解加速过程的加速度,则不可以算得加速过程的位移,选项D错误。
故选C。
14.D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.根据题意可得
甲的位移表达式为
甲乙如果相遇,位移相等,有
可得
即2s时相遇一次,之后不再相遇,故AB错误;
CD.根据题意得
乙的速度表达式为
当甲乙速度相等时,相距最远,即
可得
相遇之前最大距离为
故C错误,D正确。
故选D。
15.C
【解析】
【详解】
设到达底端的速度为v,则有
当物体的速度是到达斜面底端速度的时,下滑距离为
故选C。
16.D
【解析】
【详解】
B.由题意可知:x1=2m,x3=8m,T=1s,根据xm-xn=(m-n)aT2得:
可以求出加速度,故B不符合题意;
A.设第一次曝光时的速度为v,由
x=vt+at2
解得:
v=0.5m/s
可以求出第一次闪光时质点的速度,故A不符合题意;
C.由x2-x1=at2得:
x2=aT2+x1=3×12+2=5m
可以求出从第二次闪光到第三次闪光这段时间内质点的位移,故C不符合题意;
D.由于不知道第一次曝光时物体已运动的时间,故无法知道初速度,故D符合题意.
17.C
【解析】
【详解】
试题分析:物体做匀加速直线运动,对AB、BC两段过程分别根据速度位移关系式列方程,得出A、B、C三点的速度与位移的关系,根据AB段和BC段的平均速度与A、B、C三点的速度列式,联立求出.
设质点在A、B、C三点的速度分别为vA,vB,vC,根据AB段的平均速度为3m/s,可以得到:①,根据在BC段的平均速度为6m/s,可以得到②,设AB=BC=x,整个过程中的平均速度为:,所以有:③,联立三式可得,C正确.
18.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由
得
故A错误;
D.由匀变速直线运动的规律知
解得
故D错误;
C.通过B点的速度
解得
所以OA之间的距离为1.125m,故C正确;
B.又
得
故B错误。
故选C。
19.C
【解析】
【详解】
A.这段位移内的平均速度
因此这段运动所用时间
A错误;
B.这段运动的加速度
B错误;
C.自计时开始,2s末的速度
C正确;
D.根据
可知从开始计时,运动到14m位置时速度
D错误。
故选C。
20.B
【解析】
【分析】
汽车做初速度为零的匀加速直线运动,根据速度时间公式求得加速度.
【详解】
根据速度时间公式可知,,故B正确;故选B.
21.D
【解析】
【详解】
设物体到达底端的速度为v2,到达中点时的速度为v1,根据速度位移公式得
,
联立两式解得
故选D。
22.72.5s
【解析】
【详解】
由题意,
由A到B匀减速,B到C匀速, C到D匀加速
由运动学公式得:
实际用总时间:
AB段的距离:
CD段的距离:
若一直匀速通过大桥:
故延误的时间为:
23.(1)飞船的速度时间图线如图所示.
(2)减速过程中的加速度大小为20m/s2.
(3)自计时开始到着陆过程中运动的位移大小为52.5m.
【解析】
【详解】
试题分析:根据飞船的运动规律作出速度时间图线.根据速度时间公式求出减速运动的加速度大小,根据图线围成的面积求出位移的大小.
解:(1)飞船在整个过程中的速度时间图线如图所示,
(2)减速运动过程中的加速度,
可知加速度的大小为20m/s2.
(3)根据图线围成的面积知,开始到着陆的位移大小x=.
答:(1)飞船的速度时间图线如图所示.
(2)减速过程中的加速度大小为20m/s2.
(3)自计时开始到着陆过程中运动的位移大小为52.5m.
【点评】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移.
24.11s
【解析】
【详解】
赛车的进站过程做匀减速运动,初速度为v0=90m/s,末速度为v=0,加速度为a1=﹣36m/s2,则进站时间为
赛车的出站过程做匀加速运动,初速度为v0=0,末速度为v=90m/s,加速度为a2=45m/s2,则出站时间为
所以该赛车从进站到出站所用时间是
t=t1+t2+6s=2s+3s+6s=11s
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