第二章 匀变速直线运动 第三节2 速度与位移的关系 培优练习(含解析)

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名称 第二章 匀变速直线运动 第三节2 速度与位移的关系 培优练习(含解析)
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文件大小 1.5MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-08-16 11:26:27

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第二章 匀变速直线运动的研究
2.3.2 匀变速直线运动的速度与位移的关系1
题组一 速度与位移的关系
1.关于公式x=,下列说法正确的是(  )
A.此公式只适用于匀加速直线运动
B.此公式适用于匀减速直线运动
C.此公式只适用于位移为正的情况
D.此公式不可能出现a、x同时为负值的情况
2.(多选)物体先做初速度为零的匀加速运动,加速度大小为a1,当速度达到v时,改为以大小为a2的加速度做匀减速运动,直至速度为零.在加速和减速过程中物体的位移和所用时间分别为x1、t1和x2、t2,下列各式成立的是(  )
A.= B.= C.= D.=
3.如图1所示,一小滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端C,已知AB=BC,则下列说法正确的是(  )
A.滑块到达B、C两点的速度之比为1∶2
B.滑块到达B、C两点的速度之比为1∶4
C.滑块通过AB、BC两段的时间之比为1∶
D.滑块通过AB、BC两段的时间之比为(+1)∶1
题组二 =v=的灵活运用
4.一颗子弹以大小为v的速度射进一墙壁但未穿出,射入深度为x,如果子弹在墙内穿行时做匀变速直线运动,则子弹在墙内运动的时间为(  )
A. B. C. D.
5.一物体从斜面上某点由静止开始做匀加速直线运动,经过3 s 后到达斜面底端,并在水平地面上做匀减速直线运动,又经9 s停止,则物体在斜面上的位移与在水平面上的位移之比是(  )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶1
6.(多选)一个做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点的速度分别是v和7v,经过AB的时间是t,则下列判断中正确的是(  )
A.经过AB中点的速度是4v
B.经过AB中间时刻的速度是4v
C.前时间通过的位移比后时间通过的位移少1.5vt
D.前位移所需时间是后位移所需时间的2倍
7.某物体做直线运动,物体的速度—时间图象如图2所示.若初速度的大小为v0,末速度的大小为v1,则在时间t1内物体的平均速度(  )
A.等于(v0+v1) B.小于(v0+v1)
C.大于(v0+v1) D.条件不足,无法比较
题组三 Δx=aT2
8.一小球沿斜面以恒定的加速度滚下并依次通过A、B、C三点,已知AB=6 m,BC=10 m,小球通过AB、BC所用的时间均为2 s,则小球经过A、B、C三点时的速度分别为(  )
A.2 m/s,3 m/s,4 m/s
B.2 m/s,4 m/s,6 m/s
C.3 m/s,4 m/s,5 m/s
D.3 m/s,5 m/s,7 m/s
9.一质点做匀加速直线运动,第3 s内的位移是2 m,第4 s内的位移是2.5 m,那么以下说法中不正确的是(  )
A.这2 s内平均速度是2.25 m/s
B.第3 s末瞬时速度是2.25 m/s
C.质点的加速度是0.125 m/s2
D.质点的加速度是0.5 m/s2
10.某次实验得到的一段纸带如图3所示(电源频率为50 Hz),若以每五次打点的时间作为时间单位,得到图示的5个计数点,各点到标号为0的计数点的距离已量出,分别是4 cm、10 cm、18 cm、28 cm,则小车的运动性质是________,当打点计时器打第1点时速度v1=________ m/s加速度a=________ m/s2.
题组四 综合应用
11.假设飞机着陆后做匀减速直线运动,经10 s速度减为着陆时的一半,滑行了450 m,则飞机着陆时的速度为多大?着陆后30 s滑行的距离是多少?
12.一列火车进站前先关闭气阀,让车减速滑行.滑行了300 m时速度减为关闭气阀时的一半,此后又继续滑行了20 s停在车站.设火车在滑行过程中加速度始终维持不变,试求:
(1)火车滑行的加速度;
(2)火车关闭气阀时的速度;
(3)从火车关闭气阀到停止滑行时,滑行的总位移.
13.为了安全,汽车过桥的速度不能太大.一辆汽车由静止出发做匀加速直线运动,用了10 s时间通过一座长120 m的桥,过桥后的速度是14 m/s.请计算:
(1)它刚开上桥头时的速度有多大?
(2)桥头与出发点的距离多远?
14.客车以速度v1前进,在同一轨道正前方有一辆货车以速度v2同向行驶,v2<v1,货车车尾距客车的距离为x0.客车司机发觉后立即刹车,使客车以加速度a做匀减速直线运动,而货车仍保持原速前进,问:
(1)客车加速度至少为多少两车可避免相撞?
(2)若v1=20m/s,v2=16m/s,a大小为0.2m/s2,要求不相碰,x0至少多大?
15.一小球由静止沿斜面以恒定的加速度滚下来,依次通过斜面上A、B、C三点,已知AB=1.2m,AC=3.2m,小球通过AB、BC所用的时间均为1s,则:
(1)求出小球运动的加速度?
(2)小球通过A、B、C三点时的速度分别是多少?
(3)斜面A点以上部分至少有多长?
参考答案
第二章 匀变速直线运动的研究
2.3.2 匀变速直线运动的速度与位移的关系1
题组一 速度与位移的关系
1.关于公式x=,下列说法正确的是(  )
A.此公式只适用于匀加速直线运动
B.此公式适用于匀减速直线运动
C.此公式只适用于位移为正的情况
D.此公式不可能出现a、x同时为负值的情况
答案 B
解析 公式x=适用于匀变速直线运动,既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动,既适用于位移为正的情况,也适用于位移为负的情况,选项B正确,选项A、C错误.当物体做匀加速直线运动,且规定初速度的反方向为正方向时,a、x就会同时为负值,选项D错误.
2.(多选)物体先做初速度为零的匀加速运动,加速度大小为a1,当速度达到v时,改为以大小为a2的加速度做匀减速运动,直至速度为零.在加速和减速过程中物体的位移和所用时间分别为x1、t1和x2、t2,下列各式成立的是(  )
A.= B.= C.= D.=
答案 AC
解析 在加速运动阶段v2=2a1x1,v=a1t1;在减速运动阶段0-v2=2(-a2)x2,0-v=-a2t2.由以上几式可得=,=,进一步可得=,选项A、C正确.
3.如图1所示,一小滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端C,已知AB=BC,则下列说法正确的是(  )
A.滑块到达B、C两点的速度之比为1∶2
B.滑块到达B、C两点的速度之比为1∶4
C.滑块通过AB、BC两段的时间之比为1∶
D.滑块通过AB、BC两段的时间之比为(+1)∶1 图1
答案 D
解析 v=2axAB,v=2axAC,故vB∶vC=∶=1∶,A、B错;tAB∶tAC=∶=1∶,而tBC=tAC-tAB,故滑块通过AB、BC两段的时间之比tAB∶tBC=1∶(-1)=(+1)∶1,C错,D对.
题组二 =v=的灵活运用
4.一颗子弹以大小为v的速度射进一墙壁但未穿出,射入深度为x,如果子弹在墙内穿行时做匀变速直线运动,则子弹在墙内运动的时间为(  )
A. B. C. D.
答案 B
解析 由=和x= t得t=,B选项正确.
5.一物体从斜面上某点由静止开始做匀加速直线运动,经过3 s 后到达斜面底端,并在水平地面上做匀减速直线运动,又经9 s停止,则物体在斜面上的位移与在水平面上的位移之比是(  )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶1
答案 C
解析 设物体到达斜面底端时的速度为v,
在斜面上的平均速度1=,
在斜面上的位移x1=1t1=t1
在水平地面上的平均速度2=,
在水平地面上的位移x2=2t2=t2
所以x1∶x2=t1∶t2=1∶3.故选C.
6.(多选)一个做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点的速度分别是v和7v,经过AB的时间是t,则下列判断中正确的是(  )
A.经过AB中点的速度是4v
B.经过AB中间时刻的速度是4v
C.前时间通过的位移比后时间通过的位移少1.5vt
D.前位移所需时间是后位移所需时间的2倍
答案 BCD
解析 平均速度AB==4v,即中间时刻的瞬时速度为4v,B对;中点位移处的速度v= =5v,A错;由Δx=a()2和7v=v+at,可以判断C对;由=t1和=t2得t1=2t2,D对.
7.某物体做直线运动,物体的速度—时间图象如图2所示.若初速度的大小为v0,末速度的大小为v1,则在时间t1内物体的平均速度(  )
A.等于(v0+v1) B.小于(v0+v1)
C.大于(v0+v1) D.条件不足,无法比较
答案 C
解析 如果物体在0~t1时间内做匀变速直线运动,则有′=,这段时间内发生的位移大小为阴影部分的面积,如图所示,则x1=′t1,而阴影部分面积的大小x1小于速度—时间图象与t轴包围的面积大小x2,x2= t1,则>′=,故选项C正确.
题组三 Δx=aT2
8.一小球沿斜面以恒定的加速度滚下并依次通过A、B、C三点,已知AB=6 m,BC=10 m,小球通过AB、BC所用的时间均为2 s,则小球经过A、B、C三点时的速度分别为(  )
A.2 m/s,3 m/s,4 m/s B.2 m/s,4 m/s,6 m/s
C.3 m/s,4 m/s,5 m/s D.3 m/s,5 m/s,7 m/s
答案 B
解析 B-A=aT2,a= m/s2=1 m/s2 ,vB== m/s=4 m/s
由vB=vA+aT,得vA=vB-aT=(4-1×2) m/s=2 m/s,vC=vB+aT=(4+1×2) m/s=6 m/s,B正确.
9.一质点做匀加速直线运动,第3 s内的位移是2 m,第4 s内的位移是2.5 m,那么以下说法中不正确的是(  )
A.这2 s内平均速度是2.25 m/s
B.第3 s末瞬时速度是2.25 m/s
C.质点的加速度是0.125 m/s2
D.质点的加速度是0.5 m/s2
答案 C
解析 这2 s内的平均速度== m/s=2.25 m/s,A对;第3 s末的瞬时速度等于2 s~4 s内的平均速度,B对;质点的加速度a== m/s2=0.5 m/s2,C错,D对.
10.某次实验得到的一段纸带如图3所示(电源频率为50 Hz),若以每五次打点的时间作为时间单位,得到图示的5个计数点,各点到标号为0的计数点的距离已量出,分别是4 cm、10 cm、18 cm、28 cm,则小车的运动性质是________,当打点计时器打第1点时速度v1=________ m/s加速度a=________ m/s2.
答案 匀加速直线运动 0.5 2
解析 0~1、1~2、2~3、3~4间距:x1=4 cm,x2=6 cm,x3=8 cm,x4=10 cm,连续相等相间内的位移之差: Δx1=x2-x1=2 cm,Δx2=x3-x2=2 cm,Δx3=x4-x3=2 cm,所以在连续相等时间内的位移之差为常数,故小车做匀加速直线运动.
根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度,有v1= m/s=0.5 m/s.由Δx=aT2得a== m/s2=2 m/s2.
题组四 综合应用
11.假设飞机着陆后做匀减速直线运动,经10 s速度减为着陆时的一半,滑行了450 m,则飞机着陆时的速度为多大?着陆后30 s滑行的距离是多少?
答案 60 m/s 600 m
解析 设飞机着陆时的速度为v0,减速10 s,滑行距离x=t,解得v0=60 m/s
飞机着陆后做匀减速运动的加速度大小为a==3 m/s2
飞机停止运动所用时间为t0==20 s,由v2-v=2(-a)x′,
得着陆后30 s滑行的距离是x′== m=600 m
12.一列火车进站前先关闭气阀,让车减速滑行.滑行了300 m时速度减为关闭气阀时的一半,此后又继续滑行了20 s停在车站.设火车在滑行过程中加速度始终维持不变,试求:
(1)火车滑行的加速度;
(2)火车关闭气阀时的速度;
(3)从火车关闭气阀到停止滑行时,滑行的总位移.
答案 (1)-0.5 m/s2 (2)20 m/s (3)400 m
解析 设火车初速度为v0,x=300 m
滑行前300 m的过程,有:()2-v=2ax,后20 s的过程有:0-=at2
两式联立可得:v0=20 m/s,a=-0.5 m/s2
减速全程,由速度—位移公式有:2ax总=02-v
代入数据,解得x总=400 m
13.为了安全,汽车过桥的速度不能太大.一辆汽车由静止出发做匀加速直线运动,用了10 s时间通过一座长120 m的桥,过桥后的速度是14 m/s.请计算:
(1)它刚开上桥头时的速度有多大?
(2)桥头与出发点的距离多远?
答案 (1)10 m/s (2)125 m
解析 (1)设汽车刚开上桥头的速度为v1
则有x=t
v1=-v2=-14 m/s=10 m/s
(2)汽车的加速度a== m/s2=0.4 m/s2
桥头与出发点的距离x′== m=125 m
14.客车以速度v1前进,在同一轨道正前方有一辆货车以速度v2同向行驶,v2<v1,货车车尾距客车的距离为x0.客车司机发觉后立即刹车,使客车以加速度a做匀减速直线运动,而货车仍保持原速前进,问:
(1)客车加速度至少为多少两车可避免相撞?
(2)若v1=20m/s,v2=16m/s,a大小为0.2m/s2,要求不相碰,x0至少多大?
答案 (1) (2)要求不相碰,x0至少为40m。
解析 (1)解法一:客车与货车恰好不相撞的条件:当两车相遇时速度恰好相等,即为:v1﹣at=v2…①
且x客≤x货+x0,即为:v2t+x0…②
解①②式得:a。
解法二:以货车为参考系,客车做匀减速运动的初速度为(v1﹣v2),加速度大小为a,则客车发生位移x0时的速度为零时,两车刚好相遇而不相撞。
由v2﹣v02=2ax得:0﹣(v1﹣v2)2=2(﹣a)x0
可得:a为所求客车加速度的最小值。
(2)当客车减速至与货车速度相等时,恰相遇,则x0有最小值,设用时为t,则有:
v1﹣at=v2…③
v1tat2=v2t+x0…④
代入数值,解③④式得:x0=40 m。
15.一小球由静止沿斜面以恒定的加速度滚下来,依次通过斜面上A、B、C三点,已知AB=1.2m,AC=3.2m,小球通过AB、BC所用的时间均为1s,则:
(1)求出小球运动的加速度?
(2)小球通过A、B、C三点时的速度分别是多少?
(3)斜面A点以上部分至少有多长?
答案 (1)0.8m/s2 (2)0.8m/s、1.6m/s、2.4m/s (3)0.4m
解析 (1)小球沿斜面向下做匀加速直线运动,则有:BC﹣AB=aT2
得到:
(2)小球经过B点时的瞬时速度为:
小球经过A点时的瞬时速度为:vA=vB﹣aT=(1.6﹣0.8×1)m/s=0.8m/s
小球经过C点时的瞬时速度为:vC=vB+aT=(1.6+0.8×1)m/s=2.4m/s
(3)设斜面A点以上部分至少为x,则
解得:。
:程老师;邮箱:orFmNtxEmWXt4w13ei98JL08pwQc@weixin.m;学号:39462254
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