第一章 运动的描述
一、选择题
1.在研究下述运动时,能把物体看作质点的是( )
A.研究地球的自转
B.研究乒乓球的旋转
C.研究火车从北京运行到上海
D.研究悬挂的轻绳下系着的小钢球的摆动
2.关于参考系的选择,以下说法中正确的是( )
A.参考系必须选择静止不动的物体
B.任何物体都可以被选作参考系
C.参考系就是不动的物体
D.参考系必须是和地面连在一起的物体
3.下列说法中哪些表示的是时刻( )
A.2008年8月8日晚20∶00,第二十九届奥林匹克运动会在北京开幕
B.校运动会100 m赛跑的最好成绩是12.8 s
C.学校早8∶00开始上课
D.人造地球卫星绕地球运行的最小周期是86 min
4.下列关于路程和位移的说法中,正确的是( )
A.位移为零时,路程一定为零
B.路程为零时,位移不一定为零
C.物体沿直线运动时,位移的大小可以等于路程
D.物体沿曲线运动时,位移的大小可以等于路程
5.一个质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后在
t (s)末
0
1
2
3
4
5
x(m)
0
5
-4
-1
-7
1
前几秒内位移的大小最大的是( )
A.1 s B.2 s C.3 s D.4 s
6.图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。该照片经过放大后分析出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500 m/s,因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近( )
A.10-3 s B.10-6 s
C.10-9 s D.10-12 s
7.下列说法中正确的是( )
A.变速直线运动的速度是变化的
B.平均速度即为一段时间内初末速度的平均值
C.瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度
D.瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度
8.下列位移图象中,表示物体始终做匀速直线运动的是( )
A B C D
9.下列关于速度、加速度的描述中,正确的是( )
A.加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量
B.物体的速度为零时,加速度也为零
C.物体的速度变化量越大,加速度越大
D.物体的速度变化越快,加速度越大
10.用打点计时器研究物体运动时,接通电源和让纸带随物体开始运动,这两个操作的时间关系应当是( )
A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源
C.释放纸带的同时接通电源 D.先释放纸带或先接通电源都可以
11.如图为某运动物体的速度—时间图象,下列说法中正确的是( )
A.物体以某初速开始运动,在0~2 s内加速运动,2~4 s内匀速运动,4~6 s内减速运动
B.物体在0~2 s内的加速度是2.5 m/s2,2~4 s内加速度为零,4~6 s内加速度是-10 m/s2
C.物体在4.5 s时的速度为5 m/s
D.物体在0~5 s内始终向同一方向运动
二、填空题
12.一个皮球从5 m高的地方落下,碰撞地面后又反弹起1 m,通过的路程是_____m,该球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,在整个运动过程中皮球的位移是_____m。
13.做变速直线运动的物体,若前一半时间的平均速度为v1,后一半时间的平均速度为v2,则它在全程的平均速度是 。
14.汽车以10 m/s的速度前进,从开始制动到停下来共用了5 s。在这段时间内,汽车每1 s前进的距离分别是9 m,7 m,5 m,3 m,l m。则:
(1)汽车运动的初速度为 m/s,末速度为 m/s;
(2)汽车前1 s、前3 s和全程的平均速度分别是 m/s, m/s和 m/s。
15.电磁打点计时器使用 电源,通常的工作电压在 V以下,电源频率为50 Hz时,每隔 s打一次点,如果每打5次取一个计数点,则相邻两个计数点间的时间为 s。
16.某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验,让重锤自由下落,打出的一条纸带如图所示,图中直尺的单位为cm,点O为纸带上记录到的第一点,点A、B、C、D……依次表示点O以后连续的各点。已知打点计时器每隔 T = 0.02 s 打一个点。
(1)FG段的平均速度可用表达式vFG =____________进行计算, GH段的平均速度可用表达式vGH=____________进行计算;
(2)根据实验,计算FH段的平均速度为vFH =____________m/s。
三、计算题
17.某测量员是这样利用回声测距离的:他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪,经过
1.00 s第一次听到回声,又经过0.50 s再次听到回声。已知声速为340 m/s,则两峭壁间的距离为多少?
18.我国列车第四次提速后,出现了“星级列车”。T14次列车从上海始发,途经蚌埠、济南等城市,最后到达北京。由T14次列车时刻表可知,列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均速率为多少?
T14次列车时刻表
停靠站
到达时刻
开车时刻
里程(km)
上海
……
18∶00
0
蚌埠
22∶26
22∶34
484
济南
03∶13
03∶21
966
北京
08∶00
……
1463
19.一个同学在百米赛跑中,测得10 s末他在50 m处的瞬时速度是6 m/s,16 s末到终点时的瞬时速度为7.5 m/s,求他从50 m处到终点的平均加速度大小,及他在全程内平均速度的大小。
参考答案
一、选择题
1.CD
解析:在不研究物体自身转动,而只研究整个物体的运动时,无论这种运动是直线还是曲线,均可视为质点。
2.B
解析:参考系的选取是任意的,运动的物体也可视为参考系。
3.AC
4.C
解析:一个物体运动一圈后又回到起点,则位移为零,而路程不为零,所以A错。若物体运动的路程为零,即轨迹长度为零,则物体没有运动,位移一定为零,所以B错。物体沿直线运动,若没有折返,位移的大小等于路程,C对。路程等于轨迹的长度,位移的大小等于初末位置连接线段的长度,物体若沿曲线运动,路程一定比位移的大小要大,D错。
5.D
解析:D正确。注意“前n秒内”指的是n秒末与计时起点之间的时间间隔。
6.B
解析:B正确。曝光时间可以用子弹影像错开的距离与子弹速度的比估算。子弹的长度大约5 cm。t==s
7.ACD
解析:平均速度不一定等于初末速度的平均值。平均速度相同,只能说明物体在相等的时间内的位移相同,但并不代表物体一定做匀速直线运动。
8.D
解析:A表示物体静止,B表示物体做加速直线运动,C表示物体匀速运动到位移原点后,又匀速折返。
9.AD
解析:当物体的速度为零时,加速度不一定为零。例如竖直向上运动的小球,运动到最高点时速度减为零,此时小球仍有加速度,B错。加速度的大小取决于速度的变化率,C错,D对。
10.A
解析:由于纸带长度有限,有时物体运动的较快,后接通电源可能采集不到足够数量的点。
11.BCD
解析:4~6 s内加速度是-10 m/s2,但4~5s内物体做匀减速运动,5~6 s内物体做匀加速运动,所以A错。
二、填空题
12.6;5
解析:注意路程与位移的区别。路程是质点实际运动轨迹的长度,位移是用来表示物体(质点)位置变化的物理量。
13.
14.(1)10;0
(2)9;7;5
15.交流;6;0.02;0.1
16.(1),(FG表示F、G两点间的距离);
(2)1.30
三、计算题
17.解析:
如图,近峭壁与测量者的距离
d1 = == 170 m
远峭壁与测量者的距离
d2 === 255 m
两峭壁间的距离d = d1+d2 = 170 m+255 m = 425 m
18.解析:由时刻表可知,蚌埠至济南区间段路程x = 966 km-484 km = 482 km
运行时间t = 4.65 h
这段过程的平均速率v =≈104 km/h
19.解析:他在后50 m内的平均加速度a == 0.25 m/s2
他在全程的平均速度v === 6.25 m/s
第二章 匀变速直线运动的研究
一、选择题
1.物体做自由落体运动时,某物理量随时间的变化关系如图所示,由图可知,纵轴表示的这个物理量可能是( )
A.位移 B.速度
C.加速度 D.路程
2.物体做匀加速直线运动,其加速度的大小为2 m/s2,那么,在任1秒内( )
A.物体的加速度一定等于物体速度的2倍
B.物体的初速度一定比前1秒的末速度大2 m/s
C.物体的末速度一定比初速度大2 m/s
D.物体的末速度一定比前1秒的初速度大2 m/s
3.物体做匀变速直线运动,初速度为10 m/s,经过2 s后,末速度大小仍为10 m/s,方向与初速度方向相反,则在这2 s内,物体的加速度和平均速度分别为( )
A.加速度为0;平均速度为10 m/s,与初速度同向
B.加速度大小为10 m/s2,与初速度同向;平均速度为0
C.加速度大小为10 m/s2,与初速度反向;平均速度为0
D.加速度大小为10 m/s2,平均速度为10 m/s,二者都与初速度反向
4.以v0 =12 m/s的速度匀速行驶的汽车,突然刹车,刹车过程中汽车以a =-6 m/s2的加速度继续前进,则刹车后( )
A.3 s内的位移是12 m B.3 s内的位移是9 m
C.1 s末速度的大小是6 m/s D.3 s末速度的大小是6 m/s
5.一个物体以v0 = 16 m/s的初速度冲上一光滑斜面,加速度的大小为8 m/s2,冲上最高点之后,又以相同的加速度往回运动。则( )
A.1 s末的速度大小为8 m/s B.3 s末的速度为零
C.2 s内的位移大小是16 m D.3 s内的位移大小是12 m
6.从地面竖直向上抛出的物体,其匀减速上升到最高点后,再以与上升阶段一样的加速度匀加速落回地面。图中可大致表示这一运动过程的速度图象是( )
7.两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为v0,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车。已知在刹车过程中所行的距离为s,若要保证两车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少为( )
A.s B.2s C.3s D.4s
8.物体做直线运动,速度—时间图象如图所示。由图象可以判断( )
A.第1 s末物体相对于出发点的位移改变方向
B.第1 s末物体的速度改变方向
C.前2 s物体的位移之和为零
D.第3 s末和第5 s末物体的位置相同
9.一辆沿笔直公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距50 m的电线杆共用5 s时间,它经过第二根电线杆时的速度为15 m/s,则经过第1根电线杆时的速度为( )
A.2 m/s B.10 m/s C.2.5 m/s D.5 m/s
10.某物体由静止开始做加速度为a1的匀加速直线运动,运动了t1时间后改为加速度为a2的匀减速直线运动,经过t2时间后停下。则物体在全部时间内的平均速度为( )
A. B.
C. D.
二、填空及实验题
11.一辆汽车从甲地出发,沿平直公路开到乙地刚好停止,其速度图象如图所示。那么0~t和t~3 t两段时间内,加速度的大小之比为 ,位移的大小之比为 ,平均速度的大小之比为 ,中间时刻速度的大小之比为 。
12.如图所示,质点A从高为h的窗台上方H处自由下落。则A通过窗台所用的时间为 __________。
13.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.打点计时器;
E.低压交流电源(50 Hz);
F.低压直流电源;
G.天平。
为了测量重锤下落的加速度的数值,上述仪器中必须有的是 (填字母代号),实验是通过研究重锤做 运动来测量重锤下落加速度的。
14.在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带中的某段如图所示,若A、B、C ……点间的时间间隔均为0.10 s,从图中给定的长度,求出小车的加速度大小是 ,打下C点时小车的速度大小是 。
15.为了比较汽车的加速性能,请计算下列汽车的加速度。
(单位用m/s2,结果保留到小数点后两位。)
动力性
羚羊SC7130
基本型
奇瑞SQR7160
基本型
悦达QYZ6390
基本型
0~100 km/h
加速所需时间(s)
14
13.5
15
最高时速(km/h)
170
168
160
百公里耗油(L/100 km)
4.8
6.9
6
16.物体以10 m/s的初速度冲上一足够长的斜坡,当它再次返回坡底时速度大小为
6 m/s,设上行和下滑阶段物体均做匀变速运动,则上行和下滑阶段,物体运动的时间之
比多大?加速度之比多大?
17.一个屋檐距地面9 m高,每隔相等的时间就有一个水滴从屋檐自由落下。当第4滴水刚要离开屋檐时,第1滴水正好落到地面,求此时第2滴水离地的高度。(g = 10 m/s2)
18.竖直上抛的物体,上升阶段与下降阶段都做匀变速直线运动,它们的加速度都等于自由落体加速度。一个竖直上抛运动,初速度是30 m/s,经过2.0 s、3.0 s、4.0 s,物体的位移分别是多大?通过的路程分别是多长?各秒末的速度分别是多大?(g取10 m/s2)
19.矿井里的升降机从静止开始做匀加速运动,经过3 s,它的速度达到3 m/s;然后做匀速运动,经过6 s;再做匀减速运动,3 s后停止。求升降机上升的高度,并画出它的速度图象。
20.跳伞运动员从350 m高空离开飞机开始下降,最初未打开伞,自由下落一段距离后才打开伞,打开伞后以2 m/s2的加速度匀减速下降,到达地面时速度为4 m/s,求跳伞运动员自由下降的高度。
参考答案
一、选择题
1.B
2.C
解析:只有C正确。你能把错误的选项都改正确了吗?改A:在任1秒内物体的加速度不变,而物体速度增加2 m/s。改B:在任1秒内物体的初速度一定跟前1秒的末速度相等。改D:在任1秒内物体的末速度一定比前1秒的初速度大4 m/s。
3.C
解析:规定初速度v0方向为正,则a ===m/s2=-10 m/s2,== 0,
C正确。
4.AC
解析:以v0方向为正,汽车做匀减速直线运动,a =-6 m/s2。
停下所需时间 t' ==s = 2 s
3 s内的位移x =t' = 12 m
∴若不经判断分析,而直接选用公式 x = v0t+at2将3 s代入,求得x = 9 m是错误的。
5.ACD
解析:此题情景中,物体先做匀减速直线运动,速度到零后,又做反向匀加速直线运动。所以1 s末的速度大小为8 m/s,2 s内的位移大小是16 m,3 s末的速度大小为8 m/s,3 s内的位移大小是12 m。A、C、D正确。
6.A
解析:竖直上抛运动,虽然速度方向有改变,但加速度大小、方向始终未改变,所以是匀变速直线运动,速度—时间图象应是一条直线。A正确。
7.B
解析:如果刹车的时间为t,刹车距离为s;在这段时间内后车匀速行驶的距离为2s。前车刹车结束时,两车距离为s;后车刹车距离也为s,只有两车相距为2s以上才能不相撞。
8.D
解析:由速度-时间图象中,曲线与横轴间所围的面积为物体在一段时间内的位移。所以在前2 s内物体的位移一直在增大。到第2 s末,物体的速度改变方向。第1 s末、第3 s末、第5 s末物体所处的位置相同。
9.D
解析:汽车通过两根电线杆的平均速度==m/s = 10 m/s,又=,所以经过第一根电线杆的速度为5 m/s。D正确。
此题也可以用匀变速直线运动的位移公式来解,但计算起来用平均速度公式更容易些。
10.D
解析:===
∴正确答案为D。
二、填空及实验题
11.2 : 1;1 : 2;1 : 1;1 : 1
解析:运用平均速度及初速度为零的匀加速直线运动的比例关系可解。
12.-
解析:根据h =,得到t =
所求时间t =-
注意,公式t =必须在初速度为零的条件下运用。
13.ADE;自由落体
14.4.0 m/s2;1.1 m/s
解析:x1 = AB = 5.0 cm; x2 = AC-AB = 9.0 cm。
x3 = AD-AC = 13.0 cm; x4 = AE-AD = 17.0 cm。
Δx= x2-x1 = x3-x2 = x4-x3 = 4. 0 cm
a == 4.0 m/s2
由vc =或vc =
得vc = 1.1 m/s
三、计算题
15.解析:1.98 m/s2;2.06 m/s2;1.85 m/s2
a羚 ==m/s2 = 1.98 m/s2
a奇== m/s2 = 2.06 m/s2
a悦==m/s2 = 1.85 m/s2
16.解析:;
由平均速度v平均 =
上行和下滑阶段的平均速度大小分别为:
v平上= 5 m/s
v平下= 3 m/s
由于上行和下滑阶段的位移大小相等,所以
时间之比=
加速度之比 =
17.解析:5 m
由初速度为零的匀加速直线运动规律可知,
h43∶h32∶h21 = 1∶3∶5
h21 == 5 m
18.解析:40 m,45 m,40 m;40 m,45 m,50 m;10 m/s向上,0 m/s,10 m/s向下。
根据竖直上抛运动的对称性,如图,
初速度30 m/s的上抛过程,与末速度30 m/s的自由落体过程对称。
此题还可用匀变速直线运动公式求解。
19.解析:27 m
升降机的速度—时间图象如图所示。
H = S梯形 =(6+12)×3 m = 27 m
20.解析:59 m
设运动员自由下落的高度为h1,做减速运动的高度为h2。
h1 + h2 = 350 m
自由下落:2gh1 = v
减速下落:-2ah2 = v-v
联解三式得h1 = 59 m