2022--2023学年高中物理必修第一册同步练习:匀变速直线运动位移与时间的关系
一、单选题
1.(2022高三上·柳州开学考)A、B两车在同一条平直公路上行驶,它们的图像a、b如图所示,可知( )
A.A车做匀加速直线运动
B.在时刻B车追上A车
C.时间内B车的速率不断增大
D.时间内B车的平均速度大于A车的平均速度
【答案】B
【知识点】速度与速率;平均速度;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知A车做匀速直线运动,A不符合题意;
B.由图可知,A车先开始运动,时刻两车位置相同,在时刻B车追上A车,B符合题意;
C.由图像斜率的绝对值表示速度的大小可知,时间内B车的速率不断减小,C不符合题意;
D.时间内两车位移相同,则平均速度相等,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】匀速直线运动的x-t图像为一条倾斜直线,图像斜率的绝对值表示速度的大小,利用平均速度的定义式进行分析判断。
2.(2022高一下·黄山期末)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a和速度的倒数图像如图所示。根据图像所给的信息,试问当汽车的速率为10m/s时,其加速度的大小是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】由图像可知与a满足一次函数关系,设其关系式为
代入图像上的点(0,)和(,0),解得
将代入数据,解得
ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】图像可知与a满足一次函数关系,代入代入图像上的点求得加速度的大小 。
3.(2022高二下·南宁期末)甲、乙两车沿同一直线运动,其中甲车以6m/s的速度做匀速直线运动,乙车做初速度为零的匀变速直线运动,它们的位移x随时间t的变化如图所示。已知t=3s时,甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是( )
A.最初的一段时间内,甲、乙的运动方向相反
B.t=3s时,乙车的速度大小为9m/s
C.两车相遇时t1=10s
D.乙车经过原点(即参照点)时的速度大小为m/s
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.位移时间图像的斜率表示速度,则最初的一段时间内,甲、乙的斜率都为正方向,所以运动方向相同,A不符合题意;
B.乙车作初速度为零的匀变速直线运动,t=3s时,甲、乙图线的斜率相等,所以t=3s时乙的速度是6m/s,B不符合题意;
C.乙的加速度
设过t1两车相遇
解得:
C符合题意。
D.根据v2-0=2ax
乙经过原点时的速度大小为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】位移时间图像的斜率表示速度,斜率的正负表示运动的方向,利用匀变速直线运动的规律得出相遇的时刻以及乙经过原点时速度的大小。
4.(2022高二下·杭州期末)2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号运载火箭(火箭全长约60m),在酒泉卫星发射中心按预定时间精准点火发射,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。假设火箭在竖直升空的过程中加速度恒定,图为发射后3.5秒末的照片和毫米刻度尺,可估算出这一阶段火箭竖直升空的加速度大小为( )
A.1.3m/s2 B.2.6m/s2 C.12.6m/s2 D.26m/s2
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】由图片和题意可知,火箭在内上升的高度约为,由
代入数据得
B选项最为接近,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】火箭上升的过程中根据匀变速直线 运动的规律得出火箭升空阶段的加速度。
5.(2022·上海市模拟)如图所示,音乐喷泉竖直向上喷出水流,喷出的水经3s到达最高点,把最大高度分成三等份,水通过起始的第一等份用时为,通过最后一等份用时为。空气阻力不计,则满足( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】根据初速度为零的匀变速直线运动规律,水通过连续相等位移所用时间之比为
将水的运动逆向看成自由落体运动,可知
即。
故答案为:B。
【分析】利用匀变速的位移公式结合其位移相等可以求出对应的时间。
二、多选题
6.(2022高一下·湖南期末)雾霾天气严重影响交通和人们的健康,设有一辆汽车在能见度较低的雾霾天气里以的速度匀速行驶,司机突然看到正前方有一辆静止的故障车,该司机刹车的反应时间为0.5s,刹车后汽车匀减速前进,刹车过程中加速度大小为,最后停在故障车前2.0m处,避免了一场事故。下列说法正确的是( )
A.司机发现故障车后,汽车经过2s停下
B.司机发现故障车时,汽车与故障车的距离为17m
C.从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为5.0m/s
D.从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为6.0m/s
【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】A.刹车后汽车做匀减速运动的时间为
则有
司机发现故障车后,汽车经过停下来,A不符合题意;
BCD.汽车从司机看见故障车到停下通过的位移为
汽车与故障车的距离为
从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为
BD符合题意,C不符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用速度公式可以求出汽车做匀减速的时间,进而判别司机发生故障后的运动时间;利用位移公式可以求出汽车与障碍车之间的距离,利用位移和时间可以求出平均速度的大小。
7.(2022高二下·南阳期末)甲,乙两车在公路上沿同一车道行驶,甲车在前,乙车在后。时刻,两车司机同时发现前方发生事故,立即刹车,行驶过程中两车最近时相距,两车刹车过程的速度一时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车刹车的加速度大小之比为4:3
B.时刻两车间距等于
C.两车都停止运动时相距
D.时两车的间距等于时两车的间距
【答案】B,D
【知识点】追及相遇问题;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.甲的加速度大小为
乙的加速度大小为
甲、乙加速度大小之比为1:2,A不符合题意;
B.二者速度相等时距离最近,即10s末距离最近且速度为10m/s,设t=0时刻两车间距x0,有
B符合题意;
C.两车都停止运动时,甲、乙的位移分别为
他们之间的距离
C不符合题意;
D.t=8s时两车的间距
t=12s时两车的间距
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度,结合相遇追击以及匀变速直线运动的规律进行分析判断。
8.(2022高二下·河南期末)如图所示为汽车从发现紧急情况到开始制动到最后停止的运动模型,已知反应时间内的位移为,匀减速的位移为,下列说法正确的是( )
A.若反应时间为,则制动的加速度大小为
B.若制动的时间为,则匀速行驶的速度为
C.若制动的加速度大小为a,则从发现紧急情况到停止的总时间为
D.若制动的加速度大小为a,则从发现紧急情况到停止的平均速度为
【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;追及相遇问题
【解析】【解答】A.若反应时间为,则开始制动的初速度为
由匀减速运动的规律可得制动的加速度大小为
联立可得
A不符合题意;
B.若制动的时间为,设开始制动的初速度为(即匀速行驶的速度),由匀减速运动的规律可得
解得
B符合题意;
C.由
可得
由匀减速运动的逆向思维规律可得
解得
则从发现紧急情况到停止的总时间为
C不符合题意;
D.从发现紧急情况到停止的平均速度为
结合
计算可得
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据匀变速直线运动的规律得出制动加速度的关系式,结合平均速度的表达式得出匀速行驶的速度,以及从发现紧急情况到停止的总时间。
9.(2022高二下·丽江期末)一质点沿轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其图像如图所示,则( )
A.质点在末的速度大小为
B.质点做匀速直线运动,速度大小为
C.质点做匀加速直线运动,加速度大小为
D.质点在第内的平均速度大小为
【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】BC.由图可得与的关系为
由匀变速直线运动的位移公式
可得
对比后可得
BC不符合题意;
AD.质点在末的速度大小为
质点在第内的平均速度大小为
AD符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用匀变速的位移公式可以求出初速度和加速度的大小,结合速度公式可以求出1s后质点的速度,利用初末速度之和的一半可以求出平均速度的大小。
10.(2022高一下·丽江期末)在龟兔赛跑的故事中,某段时间内兔子和乌龟沿直线运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.乌龟和兔子同时出发
B.t2时刻乌龟和兔子相遇
C.t2~t3时间内,兔子的速度大于乌龟的速度
D.t1~t4时间内,兔子运动的位移大于乌龟运动的位移
【答案】B,C,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.乌龟比兔子先出发,A不符合题意;
B.t2时刻乌龟和兔子的位移均为x1,该时刻相遇,B符合题意;
C.图像的斜率越大速度越大, t2~t3时间内,兔子的速度大于乌龟的速度,C符合题意;
D. t1~t4时间内,兔子运动的位移等于x2,t1~t4时间内,乌龟运动的位移小于x2,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用图像初始坐标可以判别其乌龟先出发;利用初末坐标可以求出位移的大小;利用图像斜率可以比较速度的大小。
三、填空题
11.(2022·普陀模拟)一斜面固定于水平地面。某同学第一次将滑块从斜面顶端静止释放,滑块下滑到底端;第二次使滑块以某一初速度从斜面底端沿斜面上冲,滑块恰好能到达斜面顶端。滑块两次运动的频闪照片如图a、图b所示,频闪的时间间隔相同。滑块第一次运动的频闪照片是 (选填“图a”或“图b”),滑块沿斜面下滑与沿斜面上冲时加速度大小之比为 。
【答案】图a;16∶25
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】 设斜面的长度为,下滑时有
上滑过程可反向看成初速度为零的匀加速运动,同理可得
可得
设频闪时间间隔为T,由图可知,图a为5T,图b为4T,故图a是滑块第一次运动的照片。
滑块沿斜面下滑与沿斜面上冲时加速度大小之比
【分析】物块在斜面上做匀变速直线运动,利用匀变速直线运动的规律得出 滑块沿斜面下滑与沿斜面上冲时加速度大小之比 。
四、综合题
12.(2022高一下·衡南期末)2016年元旦起厦门实施“史上最严交规”,对闯红灯,逆向行驶等严重违规行为,处以500元罚款.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为v=10m/s,当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s).甲车司机为了熟悉车况,驾驶车辆进行了一段空档滑行,根据经验计算出滑行加速度大小为a0=0.5m/s2,已知乙车紧急刹车时加速度大小为a2=5m/s2.求:
(1)若甲司机看到黄灯时车头距停车线x=16m,他刹车过程中发现停车位置应该离停车线还有段距离,于是在车离停车线x,=4m时松开刹车让车做空档滑行,车恰好停在停车线前,则甲车紧急刹车时的加速度多大
(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离
【答案】(1)解:甲空档滑行前的速度为v1,则
设甲车紧急刹车时的加速度为a1,则
联立解得甲车紧急刹车的加速度大小a1=4m/s2
(2)解:甲车紧急刹车的时间
设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离x0,在乙车刹车t2时间两车速度相等,所以
解得
所以速度相等的时间在甲车空档滑行时间内,上式应为
解得
甲车的位移
乙车的位移
甲、乙两车行驶过程中应保持的距离:
【知识点】追及相遇问题
【解析】【分析】(1)甲先紧急刹车做匀减速直线运动再空挡滑行做匀减速直线运动,利用两个过程的速度位移公式可以求出紧急刹车的加速度大小;
(2)甲车紧急刹车过程,利用速度公式可以求出运动的时间,当两车速度相等时,利用速度公式可以求出共速的时间;结合其运动的时间可以求出两车的位移,利用两车的位移可以求出应该保持的安全距离。
13.(2022高二下·南阳期末)平直公路上两车一前一后同向匀速行驶,前车B速度大小为,后车A速度大小为,当两车之间相距为28m时,前车开始以的加速度刹车。求:
(1)两车之间的最大距离;
(2)后车追上前车所用时间;
(3)若两车在同一车道行驶,为避免追尾,前车刹车灯亮起时后车应至少以多大加速度开始刹车。
【答案】(1)解:根据题意可知,前车B的速度为
后车A的速度为
根据题意可知,两车速度相等时,两车的距离最大,设此时的运动时间为,则有
可得
此时,前车B的位移为
后车A的位移为
两车之间的最大距离
(2)解:根据题意,设前车B停止的时间为,由可得
此时,前车B的位移为
后车A的位移为
则有
即在前车B停止时,后车A未追上前车,设后车追上前车所用时间为,则有
(3)解:设后车的加速度大小为,由上述分析可知,为避免碰撞,后车的刹车距离
由有
可得
即为避免追尾,前车刹车灯亮起时后车的加速度至少为
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;追及相遇问题
【解析】【分析】(1)根据匀变速直线运动的速度与时间的关系以及位移与时间的关系得出两车之间的最大距离;
(2)根据匀变速直线运动的位移得出AB车前进的位移,结合两车间的距离和各自运动位移之间的关系得出后车追上前车所用时间;
(3)为避免撞车,后车的刹车距离应小于128m,结合匀变速直线运动的物体速度和位移之间的关系得出刹车的加速度。
1 / 12022--2023学年高中物理必修第一册同步练习:匀变速直线运动位移与时间的关系
一、单选题
1.(2022高三上·柳州开学考)A、B两车在同一条平直公路上行驶,它们的图像a、b如图所示,可知( )
A.A车做匀加速直线运动
B.在时刻B车追上A车
C.时间内B车的速率不断增大
D.时间内B车的平均速度大于A车的平均速度
2.(2022高一下·黄山期末)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a和速度的倒数图像如图所示。根据图像所给的信息,试问当汽车的速率为10m/s时,其加速度的大小是( )
A. B. C. D.
3.(2022高二下·南宁期末)甲、乙两车沿同一直线运动,其中甲车以6m/s的速度做匀速直线运动,乙车做初速度为零的匀变速直线运动,它们的位移x随时间t的变化如图所示。已知t=3s时,甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是( )
A.最初的一段时间内,甲、乙的运动方向相反
B.t=3s时,乙车的速度大小为9m/s
C.两车相遇时t1=10s
D.乙车经过原点(即参照点)时的速度大小为m/s
4.(2022高二下·杭州期末)2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号运载火箭(火箭全长约60m),在酒泉卫星发射中心按预定时间精准点火发射,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。假设火箭在竖直升空的过程中加速度恒定,图为发射后3.5秒末的照片和毫米刻度尺,可估算出这一阶段火箭竖直升空的加速度大小为( )
A.1.3m/s2 B.2.6m/s2 C.12.6m/s2 D.26m/s2
5.(2022·上海市模拟)如图所示,音乐喷泉竖直向上喷出水流,喷出的水经3s到达最高点,把最大高度分成三等份,水通过起始的第一等份用时为,通过最后一等份用时为。空气阻力不计,则满足( )
A. B. C. D.
二、多选题
6.(2022高一下·湖南期末)雾霾天气严重影响交通和人们的健康,设有一辆汽车在能见度较低的雾霾天气里以的速度匀速行驶,司机突然看到正前方有一辆静止的故障车,该司机刹车的反应时间为0.5s,刹车后汽车匀减速前进,刹车过程中加速度大小为,最后停在故障车前2.0m处,避免了一场事故。下列说法正确的是( )
A.司机发现故障车后,汽车经过2s停下
B.司机发现故障车时,汽车与故障车的距离为17m
C.从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为5.0m/s
D.从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为6.0m/s
7.(2022高二下·南阳期末)甲,乙两车在公路上沿同一车道行驶,甲车在前,乙车在后。时刻,两车司机同时发现前方发生事故,立即刹车,行驶过程中两车最近时相距,两车刹车过程的速度一时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车刹车的加速度大小之比为4:3
B.时刻两车间距等于
C.两车都停止运动时相距
D.时两车的间距等于时两车的间距
8.(2022高二下·河南期末)如图所示为汽车从发现紧急情况到开始制动到最后停止的运动模型,已知反应时间内的位移为,匀减速的位移为,下列说法正确的是( )
A.若反应时间为,则制动的加速度大小为
B.若制动的时间为,则匀速行驶的速度为
C.若制动的加速度大小为a,则从发现紧急情况到停止的总时间为
D.若制动的加速度大小为a,则从发现紧急情况到停止的平均速度为
9.(2022高二下·丽江期末)一质点沿轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其图像如图所示,则( )
A.质点在末的速度大小为
B.质点做匀速直线运动,速度大小为
C.质点做匀加速直线运动,加速度大小为
D.质点在第内的平均速度大小为
10.(2022高一下·丽江期末)在龟兔赛跑的故事中,某段时间内兔子和乌龟沿直线运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.乌龟和兔子同时出发
B.t2时刻乌龟和兔子相遇
C.t2~t3时间内,兔子的速度大于乌龟的速度
D.t1~t4时间内,兔子运动的位移大于乌龟运动的位移
三、填空题
11.(2022·普陀模拟)一斜面固定于水平地面。某同学第一次将滑块从斜面顶端静止释放,滑块下滑到底端;第二次使滑块以某一初速度从斜面底端沿斜面上冲,滑块恰好能到达斜面顶端。滑块两次运动的频闪照片如图a、图b所示,频闪的时间间隔相同。滑块第一次运动的频闪照片是 (选填“图a”或“图b”),滑块沿斜面下滑与沿斜面上冲时加速度大小之比为 。
四、综合题
12.(2022高一下·衡南期末)2016年元旦起厦门实施“史上最严交规”,对闯红灯,逆向行驶等严重违规行为,处以500元罚款.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为v=10m/s,当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s).甲车司机为了熟悉车况,驾驶车辆进行了一段空档滑行,根据经验计算出滑行加速度大小为a0=0.5m/s2,已知乙车紧急刹车时加速度大小为a2=5m/s2.求:
(1)若甲司机看到黄灯时车头距停车线x=16m,他刹车过程中发现停车位置应该离停车线还有段距离,于是在车离停车线x,=4m时松开刹车让车做空档滑行,车恰好停在停车线前,则甲车紧急刹车时的加速度多大
(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离
13.(2022高二下·南阳期末)平直公路上两车一前一后同向匀速行驶,前车B速度大小为,后车A速度大小为,当两车之间相距为28m时,前车开始以的加速度刹车。求:
(1)两车之间的最大距离;
(2)后车追上前车所用时间;
(3)若两车在同一车道行驶,为避免追尾,前车刹车灯亮起时后车应至少以多大加速度开始刹车。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】速度与速率;平均速度;运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知A车做匀速直线运动,A不符合题意;
B.由图可知,A车先开始运动,时刻两车位置相同,在时刻B车追上A车,B符合题意;
C.由图像斜率的绝对值表示速度的大小可知,时间内B车的速率不断减小,C不符合题意;
D.时间内两车位移相同,则平均速度相等,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】匀速直线运动的x-t图像为一条倾斜直线,图像斜率的绝对值表示速度的大小,利用平均速度的定义式进行分析判断。
2.【答案】D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】由图像可知与a满足一次函数关系,设其关系式为
代入图像上的点(0,)和(,0),解得
将代入数据,解得
ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】图像可知与a满足一次函数关系,代入代入图像上的点求得加速度的大小 。
3.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.位移时间图像的斜率表示速度,则最初的一段时间内,甲、乙的斜率都为正方向,所以运动方向相同,A不符合题意;
B.乙车作初速度为零的匀变速直线运动,t=3s时,甲、乙图线的斜率相等,所以t=3s时乙的速度是6m/s,B不符合题意;
C.乙的加速度
设过t1两车相遇
解得:
C符合题意。
D.根据v2-0=2ax
乙经过原点时的速度大小为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】位移时间图像的斜率表示速度,斜率的正负表示运动的方向,利用匀变速直线运动的规律得出相遇的时刻以及乙经过原点时速度的大小。
4.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】由图片和题意可知,火箭在内上升的高度约为,由
代入数据得
B选项最为接近,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】火箭上升的过程中根据匀变速直线 运动的规律得出火箭升空阶段的加速度。
5.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】根据初速度为零的匀变速直线运动规律,水通过连续相等位移所用时间之比为
将水的运动逆向看成自由落体运动,可知
即。
故答案为:B。
【分析】利用匀变速的位移公式结合其位移相等可以求出对应的时间。
6.【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【解答】A.刹车后汽车做匀减速运动的时间为
则有
司机发现故障车后,汽车经过停下来,A不符合题意;
BCD.汽车从司机看见故障车到停下通过的位移为
汽车与故障车的距离为
从司机发现故障车到停下来的过程,汽车的平均速度为
BD符合题意,C不符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用速度公式可以求出汽车做匀减速的时间,进而判别司机发生故障后的运动时间;利用位移公式可以求出汽车与障碍车之间的距离,利用位移和时间可以求出平均速度的大小。
7.【答案】B,D
【知识点】追及相遇问题;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.甲的加速度大小为
乙的加速度大小为
甲、乙加速度大小之比为1:2,A不符合题意;
B.二者速度相等时距离最近,即10s末距离最近且速度为10m/s,设t=0时刻两车间距x0,有
B符合题意;
C.两车都停止运动时,甲、乙的位移分别为
他们之间的距离
C不符合题意;
D.t=8s时两车的间距
t=12s时两车的间距
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】v-t图像的斜率表示物体的加速度,结合相遇追击以及匀变速直线运动的规律进行分析判断。
8.【答案】B,D
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;追及相遇问题
【解析】【解答】A.若反应时间为,则开始制动的初速度为
由匀减速运动的规律可得制动的加速度大小为
联立可得
A不符合题意;
B.若制动的时间为,设开始制动的初速度为(即匀速行驶的速度),由匀减速运动的规律可得
解得
B符合题意;
C.由
可得
由匀减速运动的逆向思维规律可得
解得
则从发现紧急情况到停止的总时间为
C不符合题意;
D.从发现紧急情况到停止的平均速度为
结合
计算可得
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据匀变速直线运动的规律得出制动加速度的关系式,结合平均速度的表达式得出匀速行驶的速度,以及从发现紧急情况到停止的总时间。
9.【答案】A,D
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【解答】BC.由图可得与的关系为
由匀变速直线运动的位移公式
可得
对比后可得
BC不符合题意;
AD.质点在末的速度大小为
质点在第内的平均速度大小为
AD符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用匀变速的位移公式可以求出初速度和加速度的大小,结合速度公式可以求出1s后质点的速度,利用初末速度之和的一半可以求出平均速度的大小。
10.【答案】B,C,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.乌龟比兔子先出发,A不符合题意;
B.t2时刻乌龟和兔子的位移均为x1,该时刻相遇,B符合题意;
C.图像的斜率越大速度越大, t2~t3时间内,兔子的速度大于乌龟的速度,C符合题意;
D. t1~t4时间内,兔子运动的位移等于x2,t1~t4时间内,乌龟运动的位移小于x2,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用图像初始坐标可以判别其乌龟先出发;利用初末坐标可以求出位移的大小;利用图像斜率可以比较速度的大小。
11.【答案】图a;16∶25
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】 设斜面的长度为,下滑时有
上滑过程可反向看成初速度为零的匀加速运动,同理可得
可得
设频闪时间间隔为T,由图可知,图a为5T,图b为4T,故图a是滑块第一次运动的照片。
滑块沿斜面下滑与沿斜面上冲时加速度大小之比
【分析】物块在斜面上做匀变速直线运动,利用匀变速直线运动的规律得出 滑块沿斜面下滑与沿斜面上冲时加速度大小之比 。
12.【答案】(1)解:甲空档滑行前的速度为v1,则
设甲车紧急刹车时的加速度为a1,则
联立解得甲车紧急刹车的加速度大小a1=4m/s2
(2)解:甲车紧急刹车的时间
设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离x0,在乙车刹车t2时间两车速度相等,所以
解得
所以速度相等的时间在甲车空档滑行时间内,上式应为
解得
甲车的位移
乙车的位移
甲、乙两车行驶过程中应保持的距离:
【知识点】追及相遇问题
【解析】【分析】(1)甲先紧急刹车做匀减速直线运动再空挡滑行做匀减速直线运动,利用两个过程的速度位移公式可以求出紧急刹车的加速度大小;
(2)甲车紧急刹车过程,利用速度公式可以求出运动的时间,当两车速度相等时,利用速度公式可以求出共速的时间;结合其运动的时间可以求出两车的位移,利用两车的位移可以求出应该保持的安全距离。
13.【答案】(1)解:根据题意可知,前车B的速度为
后车A的速度为
根据题意可知,两车速度相等时,两车的距离最大,设此时的运动时间为,则有
可得
此时,前车B的位移为
后车A的位移为
两车之间的最大距离
(2)解:根据题意,设前车B停止的时间为,由可得
此时,前车B的位移为
后车A的位移为
则有
即在前车B停止时,后车A未追上前车,设后车追上前车所用时间为,则有
(3)解:设后车的加速度大小为,由上述分析可知,为避免碰撞,后车的刹车距离
由有
可得
即为避免追尾,前车刹车灯亮起时后车的加速度至少为
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的位移与速度的关系;追及相遇问题
【解析】【分析】(1)根据匀变速直线运动的速度与时间的关系以及位移与时间的关系得出两车之间的最大距离;
(2)根据匀变速直线运动的位移得出AB车前进的位移,结合两车间的距离和各自运动位移之间的关系得出后车追上前车所用时间;
(3)为避免撞车,后车的刹车距离应小于128m,结合匀变速直线运动的物体速度和位移之间的关系得出刹车的加速度。
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