第6讲 匀变速直线运动的特点
一、匀变速直线运动的速度特点
(一)实验原理
1.利用数字计时器计算瞬时速度:小球直径D与经过光电门的时间t的比值是小球经过光电门的平均速度,用该平均速度表示小球经过光电门的瞬时速度.
2.用v-t图像表示小球的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法作出小球的v-t图像,图线的斜率表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小球在相等时间内的速度变化相等,加速度不变.
(二)实验器材
数字计时器、交流电源、倾斜直槽、小球(直径为0.02 m)、坐标纸.
(三)实验步骤
1.如图1所示,倾斜直槽放置在水平桌面上,把光电门B、C固定在倾斜直槽上.
图1
2.闭合电源开关,将计时器选择按钮选择1.让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放,数字计时器采集的小球经过B、C两个光电门的时间记录到下表中.
3.将计时器选择按钮选择2.从同一(填“同一”或“任意”)位置A再次由静止释放小球,把数字计时器测量的小球经过两个光电门之间的时间记录到下表中.
4.断开电源开关,改变光电门C的位置,重复上述操作过程,将五次测量获得的实验数据填入下表中.
小球经过两个光电门实验数据表
小球直径D=0.02 m.
项目 实验次数
1 2 3 4 5
小球经过光电门B的遮光时间t1/s
小球经过光电门B的瞬时速度v1/(m·s-1)
小球经过光电门C的遮光时间t2/s
小球经过光电门C的瞬时速度v2/(m·s-1)
小球经过两个光电门之间的位移s/m
小球经过两个光电门之间的时间t/s
(四)数据处理
1.计算小球经过光电门B、C的瞬时速度.小球经过光电门的瞬时速度用平均速度来代替,
即v1=,v2=.
2.作出小球运动的v-t图像.
(1)在坐标纸上建立直角坐标系,以小球经过两个光电门之间的时间t为横轴,小球经过光电门的速度v为纵轴,根据表格中的数据在下图中坐标系中描点.
(2)观察得到的图线,分析物体的速度随时间的变化规律.
3.结论:做匀变速直线运动的物体,在相等时间内的速度变化相等,加速度恒定.
二、匀变速直线运动的位移特点
(一)实验器材
倾斜直槽(带刻度)、小球、频闪照相机
(二)实验步骤
1.把倾斜直槽放置在水平桌面上.
2.将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放,用频闪照相机对小球的运动进行拍照.
(三)数据处理
1.比较相邻的相等时间内的位移s1、s2、s3、s4和s5的大小(如图3所示).
2.比较相邻的相等时间内的位移之差Δs1、Δs2、Δs3、Δs4的大小.
3.结论:做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的.
题型一、匀变速直线运动的速度特点
1.(2021·广西藤县第七中学高一阶段)关于匀变速直线运动,下列说法错误的是( )
A.匀变速直线运动是速度均匀变化的运动
B.匀变速直线运动是速度的变化率恒定的运动
C.匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线
D.做直线运动的物体,若任意1s内速度的变化都相等,则该运动一定是匀变速直线运动
2.(2021·云南砚山县第三高级中学高一期中)对匀变速直线运动的理解下列说法正确的是( )
A.匀变速直线运动是加速度不变的运动
B.匀变速直线运动中加速度方向与速度改变量方向相反
C.匀变速直线运动是速度保持不变的运动
D.匀变速直线运动中速度方向总是与加速度方向相同
3.(2021·陕西西安市第二中学高一阶段)判断下列图像属于匀加速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
4.(2021·贵州·遵义市汇川区私立恺瑞学校高一期中)关于匀变速直线运动,下列说法不正确的是( )
A.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
B.匀变速直线运动的加速度恒定不变
C.匀变速直线运动的速度不一定与时间成正比关系
D.匀变速直线运动的加速度随时间均匀变化
5.(2021·河南濮阳一高高一阶段)关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.加速度大小不变的直线运动一定为匀变速直线运动
B.匀加速直线运动的速度一定与时间成正比
C.加速度为负值物体可能做匀加速直线运动
D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
题型二、匀变速直线运动的位移特点
1.(2022·上海·模拟预测,多选)如图是小球在水平桌面上做直线运动的频闪照片,由此可以断定小球的运动情况可能是( )
A.向右加速 B.向右匀速 C.向右减速 D.向左减速
2.(2021·山西长治第二中学高一期中)对于做匀变速直线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.物体的路程随时间是均匀变化的 B.物体的位移随时间是均匀变化的
C.物体的速度随时间是均匀变化 D.物体的加速度随时间是均匀变化的
3.(2018·浙江·长兴县高一期中)对“汽车向右做匀减速直线运动”,理解正确的是( )
A.“减速”可以判断加速度方向向左 B.“向右”指加速度的方向
C.“匀减速”指位移随时间均匀减小 D.“匀”指加速度大小不变,方向可以改变
4.(2021·全国·高一专题练)做变速直线运动的质点经过A点时的速度为3m/s,这表示( )
A.质点在过A点后1s内的位移是3m
B.质点在过A点前1s内的位移是3m
C.若质点从A点做减速直线运动,则以后每1s内的位移是3m
D.若质点从A点做匀速直线运动,则以后每1s内的位移是3m
5.(2021·上海市进才中学高一期中)物体做匀变速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.加速度方向一定与速度方向相同 B.速度一定随时间均匀变化
C.位移一定与时间的平方成正比 D.加速度一定随时间均匀增加
题型三、综合运用
1.(2013·河南三门峡·高一阶段练)匀加速直线运动中,加速度为3 m/s2,则( )
A.某一秒的末速度一定等于这一秒初速度的3倍
B.某一秒的初速度一定比前一秒的末速度大3 m/s
C.某一秒的末速度一定比这一秒的初速度大3 m/s
D.某一秒的末速度一定比前一秒的初速度大3 m/s
2.(2021·海南·三亚市崖州区崖城中学高一期中)一物体做匀变速直线运动,初速度为2m/s,加速度大小为1m/s2,则经1s后,其末速度( )
A.—定为3m/s B.—定为1m/s C.可能为1m/s D.不可能为3m/s
3.(2021·全国高一专题练习)如图所示,在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学在几条较理想的纸带上按每5个点取一个计数点,依打点先后标记为0、1、2、3、4、5。由于不小心,几条纸带都被撕断了,请根据给出的①②③④四段纸带判断,下列说法正确的是( )
A.打①纸带计数点1时的速度大小为1.90m/s
B.打①纸带计数点4时的速度大小2.13m/s
C.打①纸带时物体的加速度大小0.6m/s2
D.纸带④是从纸带①上撕下的那段
4.(2021·重庆市秀山高级中学校高一阶段练)利用如图甲所示的装置,做测定重力加速度的实验中,得到了一条较为理想的纸带.已知每条纸带上每5个点取一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1 s,依打点先后编为0,1,2,3,4,…,由于不小心,纸带被撕断了,如图乙所示,根据给出的A、B、C、D四段回答:
甲
(1)在B、C、D三段纸带中为3,4两点的纸带,选出纸带A上撕下的那段应该是______(填B、C或D);
乙
(2)纸带A上,打点1时重物的速度是_____ m/s(结果保留三位有效数字);
(3)从纸带A上可测得当地的重力加速度大小是______ m/s2(结果保留三位有效数字).
(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
5.(2019·四川·雅安中学高一阶段)(1)关于电火花打点计时器的使用,下列说法正确的是____(填正确选项前的字母).
A.电火花打点计时器使用的是220V的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢
(2)在测定小车加速度的实验中,下列说法正确的是( )(填正确选项前的字母).
A.电火花打点计时器使用的可以是直流电源,也可以是交流电源
B.实验时应使纸带从复写纸的上方穿过
C.实验时要先接通电源后放开纸带
D.开始打点前,小车应离打点计时器远一些
(3)电火花打点计时器是测量时间的仪器,其工作电压约为____V,电源频率是50Hz,它每隔____s打一次点
(4)在测定匀变速直线运动加速度实验中,某次实验纸带的记录如图所示,纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,O到各点距离由图可知.则纸带的加速度等于________,在打D点时纸带的速度为________m/s2 (保留两位有效数字),F到G的距离为________cm.
1.(2021·陕西西安第二中学高一阶段,多选)下列关于匀变速直线运动的理解中正确的是( )
A.匀变速直线运动就是速度大小变化的直线运动
B.匀变速直线运动就是加速度不变的运动
C.匀变速直线运动的速度方向一定不变
D.匀变速直线运动的加速度方向一定不变
2.(2022·新疆皮山县高级中学高一期末)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.速度随时间均匀变化的直线运动是匀变速直线运动
B.加速度随时间均匀增加的直线运动是匀加速直线运动
C.加速度方向保持不变的直线运动一定是匀变速直线运动
D.加速度大小保持不变的直线运动一定是匀变速直线运动
3.(2020·青海第一中学高一期中,多选)物体在做匀减速直线运动(运动方向不变),下面结论正确的是( )
A.加速度越来越小 B.加速度方向总与运动方向相反
C.位移随时间逐渐增大 D.速率可能随时间均匀增大
4.(2020·全国高一课时练)关于匀变速直线运动下列说法正确的是( )
A.速度-时间图线是一条倾斜向上的直线 B.速度-时间图线是一条过原点的直线
C.加速度的大小和方向恒定不变 D.速度的大小和方向恒定不变
5.(2022·云南学业考试)下列运动图像,描述物体做初速度为零的匀加速直线运动的是( )
A. B. C. D.
6.(2021·山东·滨州高新高级中学高一阶段练)物体在做直线运动时,一定随时间增大的是( )
A.位移 B.速度 C.路程 D.加速度
7.(2021·浙江省衢州高级中学高一期中)对于“电梯向上启动做匀加速直线运动”,下列理解正确的是( )
A.“向上”指电梯加速度的方向向上 B.“加速”可以判断加速度方向向上
C.“匀加速”指位移随时间均匀增加 D.“匀”指加速度大小不变,方向可以改变
8.(2021·安徽省舒城中学高一阶段练习)某质点做匀加速直线运动,加速度为,那么在任意1秒内( )
A.此质点的末速度一定等于初速度的2倍
B.此质点的初速度一定比前1秒末的速度增加2m/s
C.此质点的速度变化为4m/s
D.此质点的初速度一定比末速度小2m/s
9.(2021·海南·海口一中高一阶段练)一质点做匀变速直线运动,加速度大小为2m/s2,则下列说法中正确的是( )
A.第2秒末速度一定等于第1秒末速度的2倍
B.第2秒末速度可能比第1秒末速度小2m/s
C.第2秒末的速度一定比第1秒末的速度大2m/s
D.第2秒末速度可能比第3秒初速度小2m/s
10.(2021·海南·海口一中高一期中)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带,已在每条纸带上:每5个计时点取好了一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0、1、2、3、4、5,由于不小心,纸带被撕断了,如图所示。请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:(填字母)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的( )
A. B.
C. D.
11.(2021·江苏常州·高一期中)如图所示,在“研究匀变速直线运动的实验中,某同学在几条较理想的纸带上按每5个点取一个计数点,依打点先后标记为0、1、2、3、4、5。由于不小心,几条纸带都被撕断了,请根据给出的①②③④四段纸带判断,下列说法正确的是( )
A.打①纸带计数点1时的速度大小为1.65m/s
B.打①纸带时物体的加速度大小0.06m/s2
C.打①纸带计数点4时的速度大小0.51m/s
D.纸带④是从纸带①上撕下的那段
12.(2020·广东·卓雅外国语学校高一阶段练习)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力下的A、B、C、D等几条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s。将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5…,如图所示,甲、乙、丙三段纸带分别是从三条不同纸带上撕下的。
(1)根据已有的数据,计算打A纸带时,物体的加速度大小是______m/s2;
(2)在纸带A中,打第1个点时物体的速度为______m/s;
(3)在甲、乙、丙三段纸带中,属于纸带A的是______。
13.(2020·重庆西藏中学校高一期中)在“测定手拉纸带做变速直线运动的速度”的实验中:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、长木板、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有______(填仪器前符号)
A.电压合适的50Hz交流电源 B.电压可调的直流电源
C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(2)图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的,图乙是______(填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是____________(填“交流4~ 6 V” “交流220 V”或“四节干电池”)。
(3)实验过程中,下列做法正确的是______。
A.先接通电源,再使纸带运动
B.先使纸带运动,再接通电源
(4)若在某次实验中,打点计时器打下如图所示的一条点迹清晰纸带。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个打点未画出。由纸带上的数据可知:相邻两个计数点间所对应的时间t=______s;
(5)打E点时物体的速度vE=___________m/s;(结果保留3位有效数字);
14.(2020·福建·莆田二中高一阶段练习)某同学用图1所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)实验中,除打点计时器(含交流电源、纸带、复写纸)、小车、平板和重物外,在下面的器材中,必须使用的是______(选填选项前的字母)。
A.刻度尺 B.秒表 C.天平 D.弹簧测力计
(2)下列实验步骤的正确顺序是______(用字母填写)。
A.关闭电源,取下纸带
B.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
C.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔
D.接通电源后,放开小车
(3)实验中获得的一条纸带如图2所示,在纸带上依次取、、、、……若干个计数点,利用实验数据计算出打点时小车的速度,以为纵坐标,为横坐标,做出如图3所示的图象。根据图象求出小车的加速度a=______(保留3位有效数字)。
15.(2019·江苏省海头高级中学高一阶段)实验室备有下列仪器:
A.长度为1 m,最小刻度为毫米的刻度尺; B.长度为1 m最小刻度为分米的刻度尺;C.秒表;D.电磁打点计时器; E.低压交流电源(50 Hz);F.低压直流电源; G.天平;H.小车、一端带滑轮的长木板、细线、钩码、纸带.
(1)为了测量小车在长木板上运动的加速度,上述仪器中必须有的是__________(填字母代号).
(2)在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点记时器打出的一条纸带中的某段如图所示,若A,B,C ……点是从纸带上每隔4个点选出的计数点.从图中给定的长度:
①相邻两个计数点之间的时间间隔为T=________s.
②计数点C点的瞬时速度的大小是______m/s.(此处结果保留3位有效数字)
③小车运动的加速度计算表达式为________________,加速度的大小是______m/s2.
第6讲 匀变速直线运动的特点(解析版)
一、匀变速直线运动的速度特点
(一)实验原理
1.利用数字计时器计算瞬时速度:小球直径D与经过光电门的时间t的比值是小球经过光电门的平均速度,用该平均速度表示小球经过光电门的瞬时速度.
2.用v-t图像表示小球的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法作出小球的v-t图像,图线的斜率表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小球在相等时间内的速度变化相等,加速度不变.
(二)实验器材
数字计时器、交流电源、倾斜直槽、小球(直径为0.02 m)、坐标纸.
(三)实验步骤
1.如图1所示,倾斜直槽放置在水平桌面上,把光电门B、C固定在倾斜直槽上.
图1
2.闭合电源开关,将计时器选择按钮选择1.让小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放,数字计时器采集的小球经过B、C两个光电门的时间记录到下表中.
3.将计时器选择按钮选择2.从同一(填“同一”或“任意”)位置A再次由静止释放小球,把数字计时器测量的小球经过两个光电门之间的时间记录到下表中.
4.断开电源开关,改变光电门C的位置,重复上述操作过程,将五次测量获得的实验数据填入下表中.
小球经过两个光电门实验数据表
小球直径D=0.02 m.
项目 实验次数
1 2 3 4 5
小球经过光电门B的遮光时间t1/s
小球经过光电门B的瞬时速度v1/(m·s-1)
小球经过光电门C的遮光时间t2/s
小球经过光电门C的瞬时速度v2/(m·s-1)
小球经过两个光电门之间的位移s/m
小球经过两个光电门之间的时间t/s
(四)数据处理
1.计算小球经过光电门B、C的瞬时速度.小球经过光电门的瞬时速度用平均速度来代替,
即v1=,v2=.
2.作出小球运动的v-t图像.
(1)在坐标纸上建立直角坐标系,以小球经过两个光电门之间的时间t为横轴,小球经过光电门的速度v为纵轴,根据表格中的数据在下图中坐标系中描点.
(2)观察得到的图线,分析物体的速度随时间的变化规律.
3.结论:做匀变速直线运动的物体,在相等时间内的速度变化相等,加速度恒定.
二、匀变速直线运动的位移特点
(一)实验器材
倾斜直槽(带刻度)、小球、频闪照相机
(二)实验步骤
1.把倾斜直槽放置在水平桌面上.
2.将小球从紧靠竖直支架A的位置由静止释放,用频闪照相机对小球的运动进行拍照.
(三)数据处理
1.比较相邻的相等时间内的位移s1、s2、s3、s4和s5的大小(如图3所示).
2.比较相邻的相等时间内的位移之差Δs1、Δs2、Δs3、Δs4的大小.
3.结论:做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间内的位移之差是相等的.
题型一、匀变速直线运动的速度特点
1.(2021·广西藤县第七中学高一阶段)关于匀变速直线运动,下列说法错误的是( )
A.匀变速直线运动是速度均匀变化的运动
B.匀变速直线运动是速度的变化率恒定的运动
C.匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线
D.做直线运动的物体,若任意1s内速度的变化都相等,则该运动一定是匀变速直线运动
【答案】D
A.匀变速直线运动是速度均匀变化的运动,选项A正确;
B.匀变速直线运动是速度的变化率恒定的运动,选项B正确;
C.匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线,选项C正确;
D.做直线运动的物体,若任意相等时间内速度的变化都相等,则该运动是匀变速直线运动,选项D错误。
2.(2021·云南砚山县第三高级中学高一期中)对匀变速直线运动的理解下列说法正确的是( )
A.匀变速直线运动是加速度不变的运动
B.匀变速直线运动中加速度方向与速度改变量方向相反
C.匀变速直线运动是速度保持不变的运动
D.匀变速直线运动中速度方向总是与加速度方向相同
【答案】A
A.匀变速直线运动是加速度不变的运动。A正确;
B.匀变速直线运动中加速度方向与速度改变量方向相同。B错误;
C.匀变速直线运动是速度均匀变化的运动。C错误;
D.匀变速直线运动中速度变化方向总是与加速度方向相同,速度方向与加速度方向相同或相反。D错。
3.(2021·陕西西安市第二中学高一阶段)判断下列图像属于匀加速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
A、由图象可知,速度随时间均匀减小,是匀减速直线运动,故A错误;
B、由图象可知,速度随时间增大,由于斜率不断增大,所以物体做加速度增大的变加速直线运动,故B错误;
C、速度随时间均匀增大,是匀加速直线运动,故C正确;
D、速度图线平行于t轴,说明速度不随时间变化,说明物体做匀速直线运动,故D错误.
点睛:根据速度图象直接读出速度的变化情况,根据图线的斜率分析加速度如何变化,确定物体的运动情况,即可进行选择.
4.(2021·贵州·遵义市汇川区私立恺瑞学校高一期中)关于匀变速直线运动,下列说法不正确的是( )
A.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
B.匀变速直线运动的加速度恒定不变
C.匀变速直线运动的速度不一定与时间成正比关系
D.匀变速直线运动的加速度随时间均匀变化
【答案】D
A.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化,所以A正确,不符合题意;
B.匀变速直线运动的加速度恒定不变,所以B正确,不符合题意;
C.匀变速直线运动的速度不一定与时间成正比关系,只要是一次函数关系就可以,,所以C正确,不符合题意;
D.匀变速直线运动的加速度恒定不变,所以D错误,符合题意;
5.(2021·河南濮阳一高高一阶段)关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.加速度大小不变的直线运动一定为匀变速直线运动
B.匀加速直线运动的速度一定与时间成正比
C.加速度为负值物体可能做匀加速直线运动
D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
【答案】C
A.由于加速度是矢量,即有大小又有方向,若加速度大小不变而方向发生变化,这时加速度就发生了变化,物体就不是做匀变速运动了,故A错误;
B.只有初速度为零时速度与时间成正比,初速度不为零时,速度与时间是一次函数关系,但不是正比关系,故B错误;
C.加速度为负值,如果初速度也为负值,则物体做匀加速直线运动,故C正确;
D.速度先减小再增大的运动,如果加速度恒定,可以是匀变速直线运动,故D错误。
题型二、匀变速直线运动的位移特点
1.(2022·上海·模拟预测,多选)如图是小球在水平桌面上做直线运动的频闪照片,由此可以断定小球的运动情况可能是( )
A.向右加速 B.向右匀速
C.向右减速 D.向左减速
【答案】AD
如果小球向左运动,则右侧位置先出现,左侧位置后出现,按时间先后相邻两球间距在减小,说明小球在向左减速运动;如果小球向右运动,则左侧位置先出现,右侧位置后出现,按时间先后相邻两球间距在增大,说明小球在向右加速运动;故BC错误,AD正确。
2.(2021·山西长治第二中学高一期中)对于做匀变速直线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.物体的路程随时间是均匀变化的 B.物体的位移随时间是均匀变化的
C.物体的速度随时间是均匀变化 D.物体的加速度随时间是均匀变化的
【答案】C
AB.当物体做单向的匀变速直线运动时,位移大小等于路程,根据
匀变速直线运动的路程和位移随时间不是均匀变化的,故AB错误;
C.匀变速直线运动,单位时间内速度的变化量相等,即速度随时间均匀变化,故C正确;
D.匀变速直线运动的加速度不变,故D错误。
3.(2018·浙江·长兴县高一期中)对“汽车向右做匀减速直线运动”,理解正确的是( )
A.“减速”可以判断加速度方向向左
B.“向右”指加速度的方向
C.“匀减速”指位移随时间均匀减小
D.“匀”指加速度大小不变,方向可以改变
【答案】A
A.“减速”说明加速度方向和速度方向相反,运动方向向右,即速度方向向右,则加速度方向向左,A正确;
B.汽车向右运动,“向右”指速度方向,B错误;
C.“匀减速”指速度随时间均匀减小,C错误;
D.“匀”指加速度大小不变,方向也不变,D错误。
4.(2021·全国·高一专题练)做变速直线运动的质点经过A点时的速度为3m/s,这表示( )
A.质点在过A点后1s内的位移是3m
B.质点在过A点前1s内的位移是3m
C.若质点从A点做减速直线运动,则以后每1s内的位移是3m
D.若质点从A点做匀速直线运动,则以后每1s内的位移是3m
【答案】D
AB.因为质点做变速直线运动,在A点前后1s内的速度都不等于3m/s,则质点在过A点前1s内或后1s内的位移不一定等于3m,故AB错误;
C.若质点从A点做减速直线运动,则以后每1s内的速度小于3m/s,所以以后每1s内的位移不是3m,故C错误;
D.若质点从A点做匀速直线运动,速度保持不变,由
即知以后每1s内的位移是3m,故D正确。
5.(2021·上海市进才中学高一期中)物体做匀变速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.加速度方向一定与速度方向相同 B.速度一定随时间均匀变化
C.位移一定与时间的平方成正比 D.加速度一定随时间均匀增加
【答案】B
A.在匀变速直线运动中,加速度方向可以与速度方向相同,也可以相反,故A错误;
B.匀变速直线运动,加速度恒定,则速度一定随时间均匀变化,但不一定是增加的,也可以均匀减小,故B正确,D错误;
C.匀变速直线运动中,位移不一定与时间的平方成正比,在初速度为零的匀加速直线运动中,位移与时间的平方成正比,故C错误。
题型三、综合运用
1.(2013·河南三门峡·高一阶段练)匀加速直线运动中,加速度为3 m/s2,则( )
A.某一秒的末速度一定等于这一秒初速度的3倍
B.某一秒的初速度一定比前一秒的末速度大3 m/s
C.某一秒的末速度一定比这一秒的初速度大3 m/s
D.某一秒的末速度一定比前一秒的初速度大3 m/s
【答案】C
试题分析:加速度表示物体速度变化快慢的物理量,某一秒的末和这一秒初相隔1s时间,故某一秒的末速度一定比这一秒初速度增加了3m/s,A错误C正确,某一秒的初和前一秒的末是同一个时间段,故B错误,某一秒的末和前一秒的初相隔2s,故增大了6m/s,D错误,
2.(2021·海南·三亚市崖州区崖城中学高一期中)一物体做匀变速直线运动,初速度为2m/s,加速度大小为1m/s2,则经1s后,其末速度( )
A.—定为3m/s B.—定为1m/s C.可能为1m/s D.不可能为3m/s
【答案】C
一物体做匀变速直线运动,初速度2m/s,加速度大小1m/s2,则加速度与初速度可能同向,也可能反向,即可能是加速,也可能是减速,以初速度的方向为正方向,则v0=2m/s,a=1m/s2或a=-1m/s2,则有
,也可能为
3.(2021·全国高一专题练习)如图所示,在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学在几条较理想的纸带上按每5个点取一个计数点,依打点先后标记为0、1、2、3、4、5。由于不小心,几条纸带都被撕断了,请根据给出的①②③④四段纸带判断,下列说法正确的是( )
A.打①纸带计数点1时的速度大小为1.90m/s
B.打①纸带计数点4时的速度大小2.13m/s
C.打①纸带时物体的加速度大小0.6m/s2
D.纸带④是从纸带①上撕下的那段
【答案】C
AC.由题意可知,相邻两个计数点之间的时间间隔为
根据位移差公式
可得
其中打①纸带计数点1时的速度大小为,所以A错误,C正确;
B.由题可知,计数点1与4之间的时间间隔为3T,则由匀变速运动的公式,可得打①纸带计数点4时的速度大小为,所以B错误;
D.由B选项分析可知,同理,计数点1与5之间的时间间隔为4T,则则由匀变速运动的公式,可得打①纸带计数点5时的速度大小为
则计数点4到计数点5的距离为
所以纸带③是从纸带①上撕下的那段,不是④那一段,所以D错误。
4.(2021·重庆市秀山高级中学校高一阶段练)利用如图甲所示的装置,做测定重力加速度的实验中,得到了一条较为理想的纸带.已知每条纸带上每5个点取一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1 s,依打点先后编为0,1,2,3,4,…,由于不小心,纸带被撕断了,如图乙所示,根据给出的A、B、C、D四段回答:
甲
(1)在B、C、D三段纸带中为3,4两点的纸带,选出纸带A上撕下的那段应该是______(填B、C或D);
乙
(2)纸带A上,打点1时重物的速度是_____ m/s(结果保留三位有效数字);
(3)从纸带A上可测得当地的重力加速度大小是______ m/s2(结果保留三位有效数字).
(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【答案】 (1)C; (2)3.47; (3)9.00; (4)偏小
(1)由A图可知:s2-s1=aT2=9cm,因此s4-s2=2aT2=18cm,即s4=57.2cm,故纸带C满足条件,即在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是C.故选C.
(2)根据匀变速直线运动特点可知:.
由逐差法可得:s4-s1=3aT2;
5.(2019·四川·雅安中学高一阶段)(1)关于电火花打点计时器的使用,下列说法正确的是____(填正确选项前的字母).
A.电火花打点计时器使用的是220V的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢
(2)在测定小车加速度的实验中,下列说法正确的是( )(填正确选项前的字母).
A.电火花打点计时器使用的可以是直流电源,也可以是交流电源
B.实验时应使纸带从复写纸的上方穿过
C.实验时要先接通电源后放开纸带
D.开始打点前,小车应离打点计时器远一些
(3)电火花打点计时器是测量时间的仪器,其工作电压约为____V,电源频率是50Hz,它每隔____s打一次点
(4)在测定匀变速直线运动加速度实验中,某次实验纸带的记录如图所示,纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,O到各点距离由图可知.则纸带的加速度等于________,在打D点时纸带的速度为________m/s2 (保留两位有效数字),F到G的距离为________cm.
【答案】 CD C 220V 0.02s 0.75m/s2 0.40m/s 5.90cm
[1]A.电火花打点计时器使用的是220V交流电源,故A错误;
B.在“探究匀变速直线运动的规律”的实验中应先接通电源,再释放小车,故B错误;
C.频率和打点时间隔间互为倒数,故C正确;
D.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,即物体运动的越慢,故D正确.
[2]A.根据电磁打点计时器的原理可知,它所使用的电源是交流电源,故A错误.
B.纸带穿过限位孔后应置于复写纸下面,故B错误.
C.实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车,故C正确.
D.在释放小车前,小车应靠近打点计时器,故D错误.
[3][4]电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的仪器,电火花计时器的工作电压是220V,其中电火花计时器实验误差较小.当电源频率是50Hz时,它们每隔0.02s打一次点.
[5][6][7]根据题意可知:
每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,因此计数点之间的时间间隔为:T=0.1s,
根据匀变速直线运动逐差法,可得:
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,因此有:
根据题意可知:
1.(2021·陕西西安第二中学高一阶段,多选)下列关于匀变速直线运动的理解中正确的是( )
A.匀变速直线运动就是速度大小变化的直线运动
B.匀变速直线运动就是加速度不变的运动
C.匀变速直线运动的速度方向一定不变
D.匀变速直线运动的加速度方向一定不变
【答案】BD
AB.匀变速直线运动的加速度恒定不变,速度均匀变化的直线运动,速度大小变化的不一定是匀变速直线运动,A错误,B正确;
CD.匀变速直线运动的特点是加速度恒定不变,即加速度大小和方向均不变,但速度方向可以改变,比如速度和加速度方向相反的匀变速直线运动,其速度一定时间后会反向,C错误,D正确。
2.(2022·新疆皮山县高级中学高一期末)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.速度随时间均匀变化的直线运动是匀变速直线运动
B.加速度随时间均匀增加的直线运动是匀加速直线运动
C.加速度方向保持不变的直线运动一定是匀变速直线运动
D.加速度大小保持不变的直线运动一定是匀变速直线运动
【答案】A
A.速度随时间均匀变化,即加速度不变的直线运动是匀变速直线运动,故A正确;
B.加速度随时间均匀增加的直线运动是变加速直线运动,故B错误;
CD.只有加速度方向及大小保持不变的直线运动才是匀变速直线运动,故CD错误。
3.(2020·青海第一中学高一期中,多选)物体在做匀减速直线运动(运动方向不变),下面结论正确的是( )
A.加速度越来越小 B.加速度方向总与运动方向相反
C.位移随时间逐渐增大 D.速率可能随时间均匀增大
【答案】BC
A.匀减速运动说明加速度不变,故A错误;
B.当速度和加速度方向相反时,物体做减速运动,故B正确;
C.物体运动方向不变,位移随时间增大,故C正确;
D.根据匀减速运动的定义,速率越来越小,故D错误。
4.(2020·全国高一课时练)关于匀变速直线运动下列说法正确的是( )
A.速度-时间图线是一条倾斜向上的直线
B.速度-时间图线是一条过原点的直线
C.加速度的大小和方向恒定不变
D.速度的大小和方向恒定不变
【答案】C
AB.匀变速直线运动的v-t图线是一条斜率不变的倾斜直线,直线或倾斜向上,或倾斜向下,初速度为零的情况下图线才会过原点,故AB错误;
C.匀变速直线运动的加速度保持不变,即加速度大小和方向均不变,C正确;
D.速度随时间均匀变化,D错误;
5.(2022·云南学业考试)下列运动图像,描述物体做初速度为零的匀加速直线运动的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
A.A为匀速直线运动的x~t图像,故A不符合题意;
B.B为静止时的x~t图像,故B不符合题意;
C.C为初速度为零的匀加速直线运动v~t图像,故C符合题意;
D.D为匀速直线运动的v~t图像,故D不符合题意。
6.(2021·山东·滨州高新高级中学高一阶段练)物体在做直线运动时,一定随时间增大的是( )
A.位移 B.速度 C.路程 D.加速度
【答案】C
物体做直线运动可以做匀速直线运动或匀加速直线也可以是一般的变速运动;故速度、加速度均可能不变;物体若做往返运动,则位移也可能不变;只有路程一定会增大。
7.(2021·浙江省衢州高级中学高一期中)对于“电梯向上启动做匀加速直线运动”,下列理解正确的是( )
A.“向上”指电梯加速度的方向向上 B.“加速”可以判断加速度方向向上
C.“匀加速”指位移随时间均匀增加 D.“匀”指加速度大小不变,方向可以改变
【答案】B
AB.电梯向上运动,“向上”指运动方向向上,“加速”说明加速度的方向与速度方向相同,则加速度方向向上,故A错误,B正确;
CD.“匀加速”直线运动是指速度随时间均匀增加的直线运动,则位移不随时间均匀增加,加速度大小和方向都不变,故CD错误。
8.(2021·安徽省舒城中学高一阶段练习)某质点做匀加速直线运动,加速度为,那么在任意1秒内( )
A.此质点的末速度一定等于初速度的2倍
B.此质点的初速度一定比前1秒末的速度增加2m/s
C.此质点的速度变化为4m/s
D.此质点的初速度一定比末速度小2m/s
【答案】D
ACD.质点做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,根据加速度定义式
可知质点的速度每秒增加2m/s,质点在任意1s内的末速度一定比初速度大2m/s,故AC错误,D正确;
B.某秒初与前一秒末是同一时刻,速度相等,故B错误;
9.(2021·海南·海口一中高一阶段练)一质点做匀变速直线运动,加速度大小为2m/s2,则下列说法中正确的是( )
A.第2秒末速度一定等于第1秒末速度的2倍
B.第2秒末速度可能比第1秒末速度小2m/s
C.第2秒末的速度一定比第1秒末的速度大2m/s
D.第2秒末速度可能比第3秒初速度小2m/s
【答案】B
A.匀变速直线运动中,第2秒末速度不一定等于第1秒末速度的2倍,故A错误;
BC.若质点做匀加速直线运动,则第2秒末速度比第1秒末速度大2m/s,若质点做匀减速直线运动,第2秒末速度比第1秒末速度小2m/s,故B正确,C错误;
D.第2秒末与第3秒初是同一时刻,速度相同,故D错误。
10.(2021·海南·海口一中高一期中)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了几条较为理想的纸带,已在每条纸带上:每5个计时点取好了一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0、1、2、3、4、5,由于不小心,纸带被撕断了,如图所示。请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:(填字母)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
由题意可知
根据匀变速直线运动的规律可得,故x45=54.0mm,ABD错误,C正确。
11.(2021·江苏常州·高一期中)如图所示,在“研究匀变速直线运动的实验中,某同学在几条较理想的纸带上按每5个点取一个计数点,依打点先后标记为0、1、2、3、4、5。由于不小心,几条纸带都被撕断了,请根据给出的①②③④四段纸带判断,下列说法正确的是( )
A.打①纸带计数点1时的速度大小为1.65m/s
B.打①纸带时物体的加速度大小0.06m/s2
C.打①纸带计数点4时的速度大小0.51m/s
D.纸带④是从纸带①上撕下的那段
【答案】C
AB.由题意可知,相邻两个计数点之间的时间间隔为
根据位移差公式
可得
其中打①纸带计数点1时的速度大小为,故AB错误;
C.由题可知,计数点1与4之间的时间间隔为3T,则由匀变速运动的公式,可得打①纸带计数点4时的速度大小为,故C正确;
D.分析可知,同理,计数点1与5之间的时间间隔为4T,则由匀变速运动的公式,可得打①纸带计数点5时的速度大小为
则计数点4到计数点5的距离为
所以纸带③是从纸带①上撕下的那段,不是④那一段,故D错误。
12.(2020·广东·卓雅外国语学校高一阶段练习)某同学在测定匀变速直线运动的加速度时,得到了在不同拉力下的A、B、C、D等几条较为理想的纸带,并在纸带上每5个点取一个计数点,即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s。将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5…,如图所示,甲、乙、丙三段纸带分别是从三条不同纸带上撕下的。
(1)根据已有的数据,计算打A纸带时,物体的加速度大小是______m/s2;
(2)在纸带A中,打第1个点时物体的速度为______m/s;
(3)在甲、乙、丙三段纸带中,属于纸带A的是______。
【答案】 3.11 0.46 丙
(1)[1] 根据运动学公式Δx=aT2
得
(2)[2]利用匀变速直线运动的推论
(3)[3]根据匀变速直线运动的特点(相邻的等长时间间隔位移之差相等)得出
x45-x34=x34-x23=x23-x12=x12-x01
则x45-x12= 3(x12-x01),x45=15.44cm,所以纸带丙的数据最接近,应和A是同一条纸带。
13.(2020·重庆西藏中学校高一期中)在“测定手拉纸带做变速直线运动的速度”的实验中:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、长木板、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有______(填仪器前符号)
A.电压合适的50Hz交流电源 B.电压可调的直流电源
C.刻度尺 D.秒表 E.天平
(2)图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的,图乙是______(填“电磁”或“电火花”)打点计时器,电源采用的是____________(填“交流4~ 6 V” “交流220 V”或“四节干电池”)。
(3)实验过程中,下列做法正确的是______。
A.先接通电源,再使纸带运动
B.先使纸带运动,再接通电源
(4)若在某次实验中,打点计时器打下如图所示的一条点迹清晰纸带。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个打点未画出。由纸带上的数据可知:相邻两个计数点间所对应的时间t=______s;
(5)打E点时物体的速度vE=___________m/s;(结果保留3位有效数字);
【答案】 AC 电火花 交流220 V A 0.1 0.246
(1) [1]打点计时器使用的是交流电源,测量点迹间的距离需要刻度尺,由于打点计时器可以记录时间,不需要秒表,该实验不需要测量钩码的质量,所以不需要天平。
故选AC。
(2) [2]图乙是电火花打点计时器
[3]电火花打点计时器的电源采用的是220V的交流电
(3) [4]实验时,应先接通电源,再释放纸带,故选A。
(4) [5]打点的时间间隔为0.02s,由于相邻两计数点间还有四个打点未画出,则相邻两个计数点间所对应的时间为0.1s。
(5) [6] E点的瞬时速度为
14.(2020·福建·莆田二中高一阶段练习)某同学用图1所示的装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)实验中,除打点计时器(含交流电源、纸带、复写纸)、小车、平板和重物外,在下面的器材中,必须使用的是______(选填选项前的字母)。
A.刻度尺 B.秒表 C.天平 D.弹簧测力计
(2)下列实验步骤的正确顺序是______(用字母填写)。
A.关闭电源,取下纸带
B.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连
C.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔
D.接通电源后,放开小车
(3)实验中获得的一条纸带如图2所示,在纸带上依次取、、、、……若干个计数点,利用实验数据计算出打点时小车的速度,以为纵坐标,为横坐标,做出如图3所示的图象。根据图象求出小车的加速度a=______(保留3位有效数字)。
【答案】 A CBDA
(1)[1]A.需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据,故A需要;
B.打点计时器有计时功能,所以不需要秒表,故B不需要;
C.本实验是研究匀变直线运动的特点,只让小车做匀加速即可,不需要测量质量,所以天平不需要,故C不需要;
D.本实验是研究匀变直线运动的特点,只让小车做匀加速即可,不需要测量力,所以弹簧测力计不需要,故D不需要。
故选A。
(2)[2]根据实验原理以及实验过程,先安装仪器,然后接通电源放开小车进行实验,最后关闭电源,取下纸带数据处理,则下列实验步骤的正确顺序是DCBA。
(3)[3]根据图像可得
15.(2019·江苏省海头高级中学高一阶段)实验室备有下列仪器:
A.长度为1 m,最小刻度为毫米的刻度尺; B.长度为1 m最小刻度为分米的刻度尺;C.秒表;D.电磁打点计时器; E.低压交流电源(50 Hz);F.低压直流电源; G.天平;H.小车、一端带滑轮的长木板、细线、钩码、纸带.
(1)为了测量小车在长木板上运动的加速度,上述仪器中必须有的是__________(填字母代号).
(2)在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点记时器打出的一条纸带中的某段如图所示,若A,B,C ……点是从纸带上每隔4个点选出的计数点.从图中给定的长度:
①相邻两个计数点之间的时间间隔为T=________s.
②计数点C点的瞬时速度的大小是______m/s.(此处结果保留3位有效数字)
③小车运动的加速度计算表达式为________________,加速度的大小是______m/s2.
【答案】 ADEH 0.1 1.10 4.00
(1)[1].为了测量小车在长木板上运动的加速度,上述仪器中必须有的是:A.长度为1 m,最小刻度为毫米的刻度尺; D.电磁打点计时器; E.低压交流电源(50 Hz); H.小车、一端带滑轮的长木板、细线、钩码、纸带;故选ADEH;
(2) ①[2].相邻两个计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s.
②[3].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,有:
③[4][5].由题意可知:
x1=5.0cm,x2=14.0-5.0=9cm,x3=27.0cm-14.0vm=13cm,x4=44.0cm-27.0cm=17cm
所以根据逐差法有:△x=aT2
其中△x=4cm,T=0.1s,故代入数据解得: