2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
一、单选题
1.ETC是电子不停车收费系统的简称,可以提高高速公路的通行能人工通道力,如图甲所示为ETC通道和人工通道的示意图。一辆汽车通过人工通道时的图像如图乙所示,时刚好进入人工通道。时离开人工通道。若该汽车以4m/s的速度匀速通过ETC通道,则相比通过人工通道可节省的时间为( )
A.2s B.4s C.5s D.6s
2.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则( )
A.乙车的加速度大小为
B.在时,乙车在甲车前
C.两车另一次并排行数的时刻是
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
3.某校高一物理兴趣小组,进行了如图甲所示的无人机飞行表演活动。图乙为该无人机运动的图像,关于无人机的运动情况,下列说法正确的是( )
A.无人机在末时和末时的加速度相同
B.无人机在末时达到最高点
C.无人机在末时位于发射点上方处
D.无人机在末时加速度的方向改变
4.利用无人机送外卖已经率先在深圳启动,“天上掉馅饼”时代已经来临。如图所示为某一无人机送外卖时竖直上升过程的v-t图象,则( )
A.3~6s内,无人机处于悬停状态
B.无人机在第2s末与第7s末的加速度之比为34
C.无人机上升的高度为26m
D.无人机在上升过程中的平均速度大小为2m/s
5.如图所示四幅图为物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,物体在t0这段时间内的位移等于
B.乙图中,物体的加速度为2m/s2
C.丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量
D.丁图中,t=3s时物体的速度为10m/s
6.如图所示,一辆汽车安装了全自动刹车系统,该车车速v=8 m/s,当汽车与前方障碍物之间的距离小于安全距离时,该系统立即启动,启动后汽车刹车加速度大小为4~6 m/s2,在该系统控制下汽车刹车的最长时间为( )
A.1.33 s B.2 s C.2.5 s D.4 s
7.一物体自某高度静止释放,忽略空气阻力,落地之前瞬间的速度为v,在运动过程中下列说法中不正确的是( )
A.物体在前一半时间和后一半时间发生的位移之比为1:2
B.物体在中间时刻的速度等
C.物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为
D.物体在位移中点的速度等于
8.子弹垂直射入叠在一起的相同木板,穿过第20块木板后速度变为0。把子弹视为质点,如果子弹在木板中做匀变速直线运动的总时间是t,那么子弹穿过第20块木板所用的时间是( )
A. B. C. D.
9.小球由静止开始沿斜面滑下,后进入水平面,又经小球恰好停下,小球在斜面上和水平面上均做匀变速直线运动,且由斜面进入水平面瞬间,速度的大小不变,则小球在斜面上和水平面上的位移大小之比为( )
A. B. C. D.
二、多选题
10.一汽车以10m/s的速度行驶,到红绿灯前做匀减速运动,经过5s恰好停住,则在汽车的上述刹车过程中( )
A.加速度大小为 B.平均速度大小为2 m/s
C.位移大小为50m D.加速度方向与速度方向相反
11.如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的图像,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体的出发点相距
B.甲物体比乙物体早出发t0秒
C.甲、乙两物体在起始时刻相距最远
D.甲、乙两物体在t1时刻相遇
12.一质点在0-10s内的图象的图线恰好是与两坐标轴相切的圆弧,由图可知( )
A.该质点做匀减速直线运动
B.10s内质点的位移约为21.5m
C.质点的加速度大小等于时的速度约为2.93m/s
D.质点的加速度随时间增大
13.近期,一段特殊的“飙车”视频红遍网络,视频中,一辆和谐号动车正和一辆复兴号动车在互相追赶。两车并排做直线运动,其运动情况如图乙所示,时,两车车头刚好并排,则( )
A.末和谐号的加速度比复兴号的大
B.图乙中复兴号的最大速度为
C.0到内,在末两车头相距最远
D.两车头在末再次并排
14.老师讲述了龟兔沿直线赛道赛跑的故事,故事情节中兔子和乌龟运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.乌龟一直做匀速直线运动 B.兔子和乌龟在同一地点同时出发
C.兔子和乌龟在比赛途中相遇过2次 D.时刻兔子的加速度为
三、填空题
15.有一做匀加速直线运动的质点,它在最初连续相等的时间间隔内,所通过的位移分别是24m和64m,每一时间间隔为4.0s,求质点的初速度=___________和加速度大小a=___________。
16.一物体从静止开始以加速度a做匀加速运动,速度达到2m/s后,又以大小为2a的加速度做匀减速运动至停止,整个过程历时5s,整个过程中物体运动的位移____________m,加速度a=____________m/s2。
17.已知某沿直线运动的质点的运动规律为(以为单位,以为单位),则它的初速度大小为__________,加速度大小为__________。
四、解答题
18.如图所示,机动车在斑马线前礼让行人是城市文明和交通规范的体现。小王驾驶汽车以15m/s的速度沿直线行驶。发现前方斑马线有行人他立即制动,刹车的加速度大小为,停车等待10s后,又用了6s时间匀加速至原来的速度。求:
(1)汽车从刹车开始8s内的位移大小x;
(2)汽车因礼让行人而耽搁的时间t。
19.一物体以初速度v0做匀减速直线运动,第1 s内通过的位移为x1=3 m,第2 s内通过的位移为x2=2 m,又经过位移x3物体的速度减小为0,
(1)求物体的初速度的大小,加速度a的大小为?
(2)位移x3的大小为?
20.A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA = 10m/s,B车在后,速度vB = 30m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车x0 = 75m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能停下来。
(1)B车刹车时加速度为多大?
(2)B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?
21.如图所示,一辆自行车以的速度匀速经过汽车时,汽车从静止开始以加速度做匀加速直线运动。求:
(1)运动汽车的位移大小;
(2)汽车追上自行车的时间;
(3)在追上自行车之前,汽车与自行车之间的最大距离及此时汽车的速度大小。
试卷第6页,共6页
试卷第5页,共6页
参考答案
1.C
【详解】
图像中面积表示位移,汽车所走的位移为
若该汽车以4m/s的速度匀速通过ETC通道,所用时间为
相比通过人工通道可节省的时间为
故ABD错误,C正确。
故选C。
2.D
【详解】
A.乙车的加速度
A错误;
B.在0-2s内甲位移为
乙的位移
时并排行驶,故t=0时,乙在前方甲,甲、乙相距
B错误;
C.根据图像和时间轴围城的面积表示位移,在 时间内,甲的位移和乙的位移相等,两车另一次并排行数的时刻是,C错误;
D.根据图像和时间轴围城的面积表示位移,在 时间内,对于甲位移为
甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为,D正确。
故选D。
3.A
【详解】
A.0-2s内与4-6s内图像平行,斜率相同,则加速度相同,因此无人机在1s时和5s时的加速度相同,故A正确;
B.0-3s内无人机向上运动,3-6s内无人机向下运动,则无人机3s时达到最高点,故B错误;
C.根据v-t图像与时间轴围成的面积表示位移,知0-4s内无人机的位移为
则无人机在第4s末时位于发射点上方4m,故C错误;
D.v-t图像的斜率表示加速度,2-4s内图像是直线,斜率不变,加速度不变,则无人机在第3s末时加速度的方向没有改变,故D错误。
故选A。
4.C
【详解】
A.由竖直上升过程的v-t图象可知,3~6s内,无人机在匀速上升,A错误;
B.由图知,0~3s内,无人机做匀加速,加速度大小为
6~10s内,无人机做匀减速,加速度大小为
所以,第2s末与第7s末的加速度之比为43,B错误;
C.无人机上升的高度为
C正确;
D.无人机在上升过程中的平均速度大小为
D错误。
故选C。
5.C
【详解】
A.根据v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移可知,物体在t0这段时间内的位移大于,故A错误;
B.根据匀变速直线运动速度与位移关系式有
由图可知物体的加速度为
故B错误;
C.a-t图像中阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量,故C正确;
D.根据匀变速直线运动位移与时间关系式有
整理得
由图可知物体的加速度为
初速度为
t=3s时物体的速度为
故D错误。
故选C。
6.B
【详解】
汽车刹车的加速度最小时用时间最长,则a=4m/s2,解得
故选B。
7.A
【详解】
A.根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知物体在前一半时间和后一半时间发生的位移之比为1:3,故A错误;
B.匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程的平均速度等于
故B正确;
C.根据初速度初速度为零的匀变速直线运动的规律可知物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为,故C正确;
D.物体在位移中点的速度为
故D正确。
本题选错误项,故选A。
8.A
【详解】
子弹做匀减速运动穿过第20块木板后速度变为0,运用逆向思维法,子弹反向做初速度为零的匀加速直线运动,设每块木板的厚度为s,则有
设穿过第20块木板的时间为,则有
联立解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
9.A
【详解】
设小球到达斜面底端时的速度大小为v,小球先做匀加速运动,再做匀减速运动,且初、末状态速度均为零,根据匀变速直线运动规律的推论可得小球在斜面上和水平面上的位移大小之比为
故选A。
10.AD
【详解】
A.加速度大小为
选项A正确;
B.平均速度大小为
选项B错误;
C.位移大小为
选项C错误;
D.汽车做减速运动,则加速度方向与速度方向相反,选项D正确。
故选AD。
11.BCD
【详解】
A.由图可知甲、乙两物体的出发点相距,故A错误;
B.由图可知甲物体比乙物体早出发t0秒,故B正确;
C.由图可知,甲与乙相向而行,在起始时刻相距最远,故C正确;
D.由图可知甲、乙两物体时刻在同一位置,表示相遇,故D正确。
故选BCD。
12.BC
【详解】
AD.图线的斜率表示加速度,由题图可知质点做加速度减小的减速运动,故AD错误;
B.图象的图线恰好是与两坐标轴相切的圆弧,由几何关系知圆心坐标为(10,10),由图线时间轴围成的面积表示位移,可得
故B正确;
C.图线的斜率的绝对值表示加速度的大小,当质点的加速度大小等于1m/s2时,如图所示
由几何关系可知
根据几何知识知
故C正确;
故选BC。
13.BC
【详解】
A.由图像的斜率表示加速度,可得和谐号的加速度为
复兴号的加速度为
则末和谐号的加速度比复兴号的小,故A错误;
B.图乙中复兴号的最大速度为
故B正确;
C.因时两车车头刚好并排,在0到内和谐号的速度大于复兴号的速度,两者的距离逐渐增大,速度相等后两者的距离缩小,则在末两车头相距最远,故C正确;
D.由图像的面积表示位移,则在两者的最大距离为
而在内能缩小的距离为
即复兴号还未追上复兴号,故D错误。
故选BC。
14.AC
【详解】
A.图像斜率表示速度,由图可知,乌龟速度一直不变,做匀速直线运动,故A正确;
B.由图可知,乌龟先出发,故B错误;
C.图像的交点表示相遇,由图可知,兔子和乌龟在比赛途中相遇过2次,故C正确;
D.图像斜率表示速度,由图可知,时间内,兔子的速度不变,加速度为零,故D错误。
故选AC。
15.1m/s 2.5m/s2
【详解】
根据解得
根据
代入数据
解得
16.5 0.6
【详解】
根据匀变速直线运动规律有
解得
整个过程中物体运动的位移
17.8 8
【详解】
由题可得质点运动的位移时间关系式为
结合匀变速直线运动位移时间关系式
根据对应关系可得
,
即物体的初速度大小为8m/s,加速度大小为8m/s2。
18.(1);(2)
【详解】
(1)汽车的时间刹车时间设为t0,则有
所以汽车从刹车开始8s内的位移大小x实际上为刹车5s内的位移,即
(2)汽车加速阶段的位移为
汽车一直匀速行驶所用时间为
因礼让行人,减速、等待、加速的总时间为
汽车因礼让行人而耽搁的时间为
19.(1)3.5 m/s,1 m/s2;(2)1.125 m
【详解】
(1)由
可得加速度的大小
a=1 m/s2
第1 s末的速度
则
v0=v1+at1=3.5 m/s
(2)物体的速度由2.5 m/s减速到0所需时间
经过位移x3的时间
t′-1s=1.5 s
故
x3=at′2=1.125 m
20.(1)2.5m/s2,方向与运动方向相反;(2)会相撞
【详解】
(1)B车刹车至停下过程中,根据速度位移公式
解得
B车刹车时加速度大小为2.5m/s2,方向与运动方向相反。
(2)假设始终不相撞,设经时间两车速度相等,则有
解得
此时B车的位移
解得
A车的位移
因
所以两车相撞。
21.(1)4.5m;(2)8s;(3)8m,
【详解】
(1)汽车的位移大小
解得
x=4.5m
(2)当两者的位移相等时,汽车追上自行车,有
,
即
解得
(3)当两者速度相等时,即。两者距离最大,有
解得
t3=4s
此时自行车的位移
x1=vt3
汽车的位移
s2=
汽车与自行车之间的最大距离
d=s1-s2=8m答案第12页,共1页
答案第11页,共11页