课时分层作业(一) 质点 参考系
?题组一 物体和质点
1.(2022·陕西榆林二中高一上月考)下列关于质点的说法正确的是( )
A.质点是一个理想化模型,实际上并不存在,所以,引入这个概念没有多大意义
B.只有体积很小的物体才能看成质点
C.凡轻小的物体,皆可看成质点
D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看成质点
2.第32届夏季奥林匹克运动会于2021年在日本东京举行。在评判下列运动员的比赛成绩时,运动员可视为质点的是( )
A B
C D
3.在研究物体的运动时,下列物体中可以看成质点的是( )
A.研究乒乓球的旋转
B.研究运动员的跳水动作
C.研究卫星绕地球运行的周期
D.研究车轮的转动
4.(2022·山东潍坊高一上期中)歼 20隐形战斗机是我国自主研制的新型战机,下列有关该战机的说法中正确的是( )
A.对该战机进行空中加油时,可以将其看成质点
B.研究该战机飞行时间时,不能将其看成质点
C.研究该战机降落过程中着地装置性能时,不能将其看成质点
D.研究该战机做特技表演飞行动作时,可以将其看成质点
?题组二 参考系
5.每天早上,校园里都会响起琅琅的读书声,同学们通过诵读经典,尽享经典之美,感受诗词之趣,从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。下列说法不正确的是( )
A.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来。”诗中的“青山相对出”选择的参考系是孤帆
B.“空手把锄头,步行骑水牛。人从桥上过,桥流水不流。”诗中“桥流水不流”中的“桥流”应理解成其选择的参考系是水
C.“一江春水向东流”是以水为参考系来描述水的运动的
D.“迢迢牵牛星,皎皎河汉女。纤纤擢素手,札札弄机杼。”牛郎星、织女星之间的距离很远,在研究它们的相对运动时,可以把它们视为质点
6.甲、乙两列客运列车在两条平行的平直轨道上匀速并排同向行驶,甲车中的乘客看到窗外的树木、房屋向正南方向移动,乙车中的乘客看到甲车不动,下列说法不正确的是( )
A.甲车中的乘客是以甲车为参考系
B.乙车中的乘客是以树木为参考系
C.甲、乙两车相对静止
D.甲、乙两车相对地面以相同的速度向正北方向匀速行驶
7.如图所示是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是( )
A.大地 B.太阳
C.滑板运动员 D.静止的人
8.公路上向左匀速行驶的小车如图甲所示。经过一棵果树附近时,恰有一个果子从树上自由落下。地面上的观察者看到果子的运动轨迹是乙图中的___________________________________________________________________,
车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是乙图中的______。(不计阻力)
甲 乙
9.(多选)在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢“走过”,持续时间达六个半小时左右,那便是金星,如图所示,下面说法正确的是( )
A.地球在金星与太阳之间
B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C.以太阳为参考系,地球是运动的
D.以太阳为参考系,金星是运动的
10.(多选)(2022·天津新华中学月考)甲、乙、丙三人到某超级商场去购物,他们分别在三个都正常运行的电梯上向上一层楼或向下一层楼运动,如图所示。关于他们运动的说法正确的是( )
A.乙相对丙静止,相对甲运动
B.乙相对甲静止,相对丙运动
C.甲与丙在竖直方向上是相对静止的
D.甲与丙在水平方向上是相对静止的
11.(2022·广东中山纪念中学月考)如图所示,静止站在地面的人仰头看一座高楼时,感到高楼正向一边倾斜。这是由于天空中的云朵在飘动,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.高楼是绝对静止的
B.高楼相对于人在运动
C.高楼相对于地面在运动
D.高楼相对于云朵在运动
12.(多选)根据中国已经确定的探月工程计划,整个探月工程分为三个阶段,一期工程为“绕”,二期工程为“落”,2017年进行的三期工程为“回”。中国首颗绕月探测卫星嫦娥一号由长征三号甲运载火箭成功送入太空,在嫦娥一号卫星飞向38万千米外的月球的漫长旅途中,需要进行一系列高度复杂又充满风险的动作,即三次绕地球变轨,然后进入地月转移轨道,再三次绕月球变轨,最后绕月球做圆周运动,如图所示是嫦娥一号升空的路线图,下列说法正确的是( )
A.图中描述卫星绕地球运动情境的三个椭圆轨道都是以地球为参考系的
B.图中描述卫星绕月球运动情境的三个轨道都是以月球为参考系的
C.图中描述卫星运动情境的所有轨道都是以地球为参考系的
D.图中描述卫星运动情境的所有轨道都是以太阳为参考系的
1课时分层作业(一) 质点 参考系
?题组一 物体和质点
1.(2022·陕西榆林二中高一上月考)下列关于质点的说法正确的是( )
A.质点是一个理想化模型,实际上并不存在,所以,引入这个概念没有多大意义
B.只有体积很小的物体才能看成质点
C.凡轻小的物体,皆可看成质点
D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看成质点
D [如果研究对象相对于研究背景而言,可以忽略其大小和形状,就可以将物体视为质点,只保留研究对象质量的属性,方便我们研究问题,故D正确,A错误;物体能否看成质点和所研究的问题有关,而不是看其大小和质量,如研究乒乓球的旋转时乒乓球就不能看成质点,故B、C错误。]
2.第32届夏季奥林匹克运动会于2021年在日本东京举行。在评判下列运动员的比赛成绩时,运动员可视为质点的是( )
A B
C D
A [马拉松比赛时,由于路程长,运动员的体积可以忽略,可以将其视为质点,故选项A符合题意;跳水时,评委要关注运动员的动作,所以不能将运动员视为质点,故选项B不符合题意;击剑时评委需要观察运动员的肢体动作,不能将其视为质点,故选项C不符合题意;艺术体操比赛时评委主要根据艺术体操运动员的肢体动作进行评分,所以不能将其视为质点,故选项D不符合题意。]
3.在研究物体的运动时,下列物体中可以看成质点的是( )
A.研究乒乓球的旋转
B.研究运动员的跳水动作
C.研究卫星绕地球运行的周期
D.研究车轮的转动
C [研究乒乓球的旋转时,球的大小和形状不能忽略,故不能看作质点,故A错误;研究跳水动作时,运动员的肢体动作不能忽略,不能看作质点,故B错误;研究卫星绕地球运行的周期时,卫星的大小和形状可以忽略,可以看作质点,故C正确;研究车轮的转动时,车轮的大小和形状不能忽略,不能看作质点,故D错误。]
4.(2022·山东潍坊高一上期中)歼 20隐形战斗机是我国自主研制的新型战机,下列有关该战机的说法中正确的是( )
A.对该战机进行空中加油时,可以将其看成质点
B.研究该战机飞行时间时,不能将其看成质点
C.研究该战机降落过程中着地装置性能时,不能将其看成质点
D.研究该战机做特技表演飞行动作时,可以将其看成质点
C [研究战机进行空中加油时要看受油口在什么位置,该战机的形状和大小不能忽略,所以不能看成质点,故A错误;战机长度相对从起点到终点的距离很小,以至于对飞行时间的影响可忽略,所以战机可看成质点,故B错误;研究该战机降落过程中着地装置性能时,该战机的形状和大小不能忽略,不能看成质点,故C正确;研究该战机做特技表演飞行动作时,该战机的形状和大小不能忽略,不能看成质点,故D错误。]
?题组二 参考系
5.每天早上,校园里都会响起琅琅的读书声,同学们通过诵读经典,尽享经典之美,感受诗词之趣,从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。下列说法不正确的是( )
A.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来。”诗中的“青山相对出”选择的参考系是孤帆
B.“空手把锄头,步行骑水牛。人从桥上过,桥流水不流。”诗中“桥流水不流”中的“桥流”应理解成其选择的参考系是水
C.“一江春水向东流”是以水为参考系来描述水的运动的
D.“迢迢牵牛星,皎皎河汉女。纤纤擢素手,札札弄机杼。”牛郎星、织女星之间的距离很远,在研究它们的相对运动时,可以把它们视为质点
C [“青山相对出”是以孤帆为参考系的,青山和孤帆之间的相对位置发生了变化,故青山是运动的,A说法正确;“桥流水不流”是以水为参考系的,桥的位置相对于水发生了变化,则桥是运动的,B说法正确;“一江春水向东流”是以河岸为参考系来描述江水的运动的,C说法错误;牛郎星、织女星之间的距离很远,在研究它们的相对运动时,它们的大小和形状可以忽略,可以把它们视为质点,D说法正确。]
6.甲、乙两列客运列车在两条平行的平直轨道上匀速并排同向行驶,甲车中的乘客看到窗外的树木、房屋向正南方向移动,乙车中的乘客看到甲车不动,下列说法不正确的是( )
A.甲车中的乘客是以甲车为参考系
B.乙车中的乘客是以树木为参考系
C.甲、乙两车相对静止
D.甲、乙两车相对地面以相同的速度向正北方向匀速行驶
B [甲车中的乘客看到窗外的树木、房屋向正南方向移动,是以甲车为参考系,故A正确;乙车中的乘客看见甲车未动,可知两车的相对位置没有发生变化,即知以乙车为参考系,甲车是静止的,两车都向北运动,且速度相同,故C、D正确,B错误。本题选错误的,故选B。]
7.如图所示是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是( )
A.大地 B.太阳
C.滑板运动员 D.静止的人
C [“追拍法”是跟踪运动的物体,将运动的物体看成静止的,题图图片是运动的滑板运动员被摄影师当成静止的,而用镜头跟踪,所以选择的参考系是滑板运动员,故C正确,A、B、D错误。]
8.公路上向左匀速行驶的小车如图甲所示。经过一棵果树附近时,恰有一个果子从树上自由落下。地面上的观察者看到果子的运动轨迹是乙图中的___________________________________________________________________,
车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是乙图中的______。(不计阻力)
甲 乙
[解析] 果子从树上自由落下相对地面是直线运动,地面上的人以地面为参考系看到果子竖直下落,故地面上的人看到的轨迹为C;车中人以车为参考系,看到果子竖直下落的同时还向后运动,故轨迹为B。
[答案] C B
9.(多选)在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢“走过”,持续时间达六个半小时左右,那便是金星,如图所示,下面说法正确的是( )
A.地球在金星与太阳之间
B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C.以太阳为参考系,地球是运动的
D.以太阳为参考系,金星是运动的
CD [金星通过太阳和地球之间时,我们才会看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A错误;因为太阳的大小对所研究问题的影响起着至关重要的作用,所以观测“金星凌日”时不能将太阳看成质点,选项B错误;以太阳为参考系,金星和地球都是运动的,选项C、D正确。]
10.(多选)(2022·天津新华中学月考)甲、乙、丙三人到某超级商场去购物,他们分别在三个都正常运行的电梯上向上一层楼或向下一层楼运动,如图所示。关于他们运动的说法正确的是( )
A.乙相对丙静止,相对甲运动
B.乙相对甲静止,相对丙运动
C.甲与丙在竖直方向上是相对静止的
D.甲与丙在水平方向上是相对静止的
BD [由题图可知,甲正由二楼下到一楼,乙正由三楼下到二楼,丙正由一楼上到二楼。由于电梯正常运行的速率相等,电梯的倾角又相同,所以,乙相对甲静止,相对丙运动;甲与丙在竖直方向上相对运动,在水平方向上是相对静止的。故A、C两项错误,B、D两项正确。]
11.(2022·广东中山纪念中学月考)如图所示,静止站在地面的人仰头看一座高楼时,感到高楼正向一边倾斜。这是由于天空中的云朵在飘动,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.高楼是绝对静止的
B.高楼相对于人在运动
C.高楼相对于地面在运动
D.高楼相对于云朵在运动
D [高楼随着地球一块运动,故不是绝对静止的,故A项错误;人和高楼均静止在地面上,故高楼相对于人是静止的,故B项错误;高楼相对于地面是静止的,故C项错误;人之所以看到高楼向一边倾斜,是因为人把云朵看成了参考系,高楼相对于云朵发生了运动,故D项正确。]
12.(多选)根据中国已经确定的探月工程计划,整个探月工程分为三个阶段,一期工程为“绕”,二期工程为“落”,2017年进行的三期工程为“回”。中国首颗绕月探测卫星嫦娥一号由长征三号甲运载火箭成功送入太空,在嫦娥一号卫星飞向38万千米外的月球的漫长旅途中,需要进行一系列高度复杂又充满风险的动作,即三次绕地球变轨,然后进入地月转移轨道,再三次绕月球变轨,最后绕月球做圆周运动,如图所示是嫦娥一号升空的路线图,下列说法正确的是( )
A.图中描述卫星绕地球运动情境的三个椭圆轨道都是以地球为参考系的
B.图中描述卫星绕月球运动情境的三个轨道都是以月球为参考系的
C.图中描述卫星运动情境的所有轨道都是以地球为参考系的
D.图中描述卫星运动情境的所有轨道都是以太阳为参考系的
AB [卫星绕地球运行的三个椭圆轨道是以地球为参考系的,卫星绕月球运行时的三个轨道是以月球为参考系的,故选项A、B正确。]
1课时分层作业(二) 时间 位移
?题组一 时刻和时间间隔
1.下列关于甲、乙两图中计时数据的说法,正确的是( )
甲 乙
A.甲图中运动员百米夺冠成绩“9.58”是指时刻
B.乙图中的列车到点“16:30”是指时间间隔
C.乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔
D.甲、乙两图中所列计时数据均指时间间隔
2.如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间的说法正确的是( )
A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内
B.t2~t3如表示时间,称为第3 s内
C.t0~t2表示时间,称为最初2 s或第2 s内
D.tn-1~tn表示时间,称为第(n~1)s内
?题组二 位置和位移 矢量和标量 直线运动的位移
3.对矢量和标量的理解,下列选项正确的是( )
A.矢量和标量的区别只是有无方向,运算法则是一样的
B.矢量和标量的区别不仅是有无方向,运算法则也不同
C.位移、时间都是矢量
D.只有大小没有方向的量是矢量,既有大小又有方向的量是标量
4.如图所示,在距墙1.0 m的A点,小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧,将弹簧压缩到最短时到达距离墙壁0.2 m远的B点,然后又被弹回至距墙1.5 m的C点静止。则从A点到C点的过程中,小球的位移大小和路程分别是( )
A.0.5 m,1.3 m B.0.8 m,1.3 m
C.0.8 m,1.5 m D.0.5 m,2.1 m
5.如图所示,物体沿两个半径为R的圆弧由A到C,则它的位移和路程分别为( )
A.R,方向由A指向C;R
B.R,方向由A指向C;R
C.R,方向由A指向C;R
D.R,方向由C指向A;R
?题组三 位移—时间图像
6.一物体做直线运动,其位移—时间图像如图所示,设向右为正方向,则在前6 s内( )
A.物体先向左运动,2 s后开始向右运动
B.在t=2 s时物体距出发点最远
C.前2 s内物体位于出发点的左方,后4 s内位于出发点的右方
D.在t=4 s时物体距出发点最远
7.(多选)某一质点沿直线运动的位移x随时间t变化的图像如图所示,则( )
A.10 s时,质点所处的位置坐标为5 m
B.在10 s内,质点的位移为5 m
C.在20 s内,质点的位移为9 m
D.第5 s末和第15 s末,质点的运动方向相反
8.(多选)A、B两质点从同一地点同时出发的x t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.前4 s内A质点的位移比B质点的位移小
B.A质点做匀速直线运动
C.B质点运动方向不变
D.4 s时B质点离出发点最远
?题组四 时间和位移的测量
9.(1)图甲是电火花打点计时器的示意图。电火花打点计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔________s打一次点。电火花打点计时器使用时的基本步骤如下:
A.当纸带完全通过电火花打点计时器后,及时关闭电源
B.将电火花打点计时器电源插头插入相应的电源插座
C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花打点计时器
D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是________(按顺序填写步骤字母)。
(2)如图乙所示的纸带是某同学练习使用电火花打点计时器时得到的,纸带的左端先通过电火花打点计时器,从点迹的分布情况可以断定纸带运动得________(选填“越来越快”或“越来越慢”)。若所用电源的频率为50 Hz,从打下A点到打下B点共14个点迹,历时________s。
甲 乙
10.(多选)2020年初,面对新型冠状病毒疫情,宁波医疗救援队先后两批出征前往武汉,假设两批医疗援助人员从宁波的同一个医院出发分别采用导航中两个不同的推荐方案至武汉的同一家医院,其中方案①889.1公里,用时11小时41分钟,下列说法正确的是( )
A.两批医疗人员的路程一定相同
B.方案①的11小时41分钟是指时间间隔
C.方案①的889.1公里是指位移的大小
D.两批医疗人员的位移一定相同
11.如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,气门芯位移的大小为( )
A.πR B.2R
C.2πR D.R
12.如图所示,一辆汽车在马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20 m处;过了2 s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3 s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处。如果把这条马路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向。
(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表:
观测时刻 t=0 过2 s 再过3 s
位置坐标 x1=______ x2=______ x3=______
(2)前2 s内、后3 s内汽车的位移分别为多少?这5 s 内的位移又是多少?
13.一位电脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画,如图所示,在一个棱长为a的大正方体木箱的一个顶点G上,老鼠从猫的爪间逃出,沿着木箱的棱边奔向洞口,洞口在木箱的另一顶点A处。若老鼠仅沿着棱边奔跑,聪明的猫选择了一条最短的路线奔向洞口,结果猫在洞口A再次捉到了老鼠,从老鼠逃出到再次被捉,问:
(1)老鼠的位移大小及最短路程是多少?
(2)猫的位移大小和路程是多少?
1课时分层作业(二) 时间 位移
?题组一 时刻和时间间隔
1.下列关于甲、乙两图中计时数据的说法,正确的是( )
甲 乙
A.甲图中运动员百米夺冠成绩“9.58”是指时刻
B.乙图中的列车到点“16:30”是指时间间隔
C.乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔
D.甲、乙两图中所列计时数据均指时间间隔
C [甲图中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时间间隔,选项A错误;乙图中的列车到点“16:30”是指时刻,选项B错误;乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔,即时间,选项C正确,D错误。]
2.如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间的说法正确的是( )
A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内
B.t2~t3如表示时间,称为第3 s内
C.t0~t2表示时间,称为最初2 s或第2 s内
D.tn-1~tn表示时间,称为第(n~1)s内
B [t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,而2 s内表示时间,A错误;t2~t3表示时间,称为第3 s内,是从第3 s初到第3 s末的时间间隔,B正确;t0~t2表示时间,称为最初2 s内,而第2 s内指t1~t2,C错误;tn-1~tn表示时间,称为第n s内,D错误。]
?题组二 位置和位移 矢量和标量 直线运动的位移
3.对矢量和标量的理解,下列选项正确的是( )
A.矢量和标量的区别只是有无方向,运算法则是一样的
B.矢量和标量的区别不仅是有无方向,运算法则也不同
C.位移、时间都是矢量
D.只有大小没有方向的量是矢量,既有大小又有方向的量是标量
B [矢量是指既有大小又有方向的物理量,如位移、速度等,矢量相加减遵循平行四边形定则;标量是指只有大小没有方向的物理量,如时间,路程等,标量相加减遵循算术加减法,故B正确。]
4.如图所示,在距墙1.0 m的A点,小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧,将弹簧压缩到最短时到达距离墙壁0.2 m远的B点,然后又被弹回至距墙1.5 m的C点静止。则从A点到C点的过程中,小球的位移大小和路程分别是( )
A.0.5 m,1.3 m B.0.8 m,1.3 m
C.0.8 m,1.5 m D.0.5 m,2.1 m
D [位移的大小等于初末位置的距离,则小球的位移大小等于AC之间的距离,即为1.5 m-1.0 m=0.5 m;路程等于运动轨迹的长度,则小球的路程s=(1.0-0.2) m+(1.5-0.2) m=2.1 m。]
5.如图所示,物体沿两个半径为R的圆弧由A到C,则它的位移和路程分别为( )
A.R,方向由A指向C;R
B.R,方向由A指向C;R
C.R,方向由A指向C;R
D.R,方向由C指向A;R
C [从A到C的直线距离l==R,所以位移为R,方向由A指向C;从A到C的路径长度为πR,所以路程为πR,故C正确。]
?题组三 位移—时间图像
6.一物体做直线运动,其位移—时间图像如图所示,设向右为正方向,则在前6 s内( )
A.物体先向左运动,2 s后开始向右运动
B.在t=2 s时物体距出发点最远
C.前2 s内物体位于出发点的左方,后4 s内位于出发点的右方
D.在t=4 s时物体距出发点最远
D [物体向右运动为正方向。由图像可知,物体从-5 m处向右运动至5 m处,然后返回至4 m处,物体在前4 s内向右运动,后2 s内向左运动,故A、C错误;物体在t=4 s时物体距出发点最远,B错误,D正确。]
7.(多选)某一质点沿直线运动的位移x随时间t变化的图像如图所示,则( )
A.10 s时,质点所处的位置坐标为5 m
B.在10 s内,质点的位移为5 m
C.在20 s内,质点的位移为9 m
D.第5 s末和第15 s末,质点的运动方向相反
AD [图像反映质点位置随时间的变化关系,10 s时质点处在5 m的位置,A项正确;在10 s内,质点的初位置坐标为1 m,末位置坐标为5 m,位移大小为4 m,B项错误;在20 s内,质点的位移为Δx=x2-x1=0-1 m=-1 m,C项错误;5 s末质点沿正方向运动,15 s末质点沿负方向运动,D项正确。]
8.(多选)A、B两质点从同一地点同时出发的x t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.前4 s内A质点的位移比B质点的位移小
B.A质点做匀速直线运动
C.B质点运动方向不变
D.4 s时B质点离出发点最远
BD [由图像可知,A质点和B质点从同一位置出发,4 s时又在同一位置,两质点的位移相等,A项错误;A质点的x t图线为一倾斜直线,说明做匀速直线运动,B项正确;B质点的位移先是增大,然后减小,4 s时位移最大,4 s前后的运动方向不同,C项错误,D项正确。]
?题组四 时间和位移的测量
9.(1)图甲是电火花打点计时器的示意图。电火花打点计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源,当电源的频率是50 Hz时,每隔________s打一次点。电火花打点计时器使用时的基本步骤如下:
A.当纸带完全通过电火花打点计时器后,及时关闭电源
B.将电火花打点计时器电源插头插入相应的电源插座
C.将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花打点计时器
D.接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是________(按顺序填写步骤字母)。
(2)如图乙所示的纸带是某同学练习使用电火花打点计时器时得到的,纸带的左端先通过电火花打点计时器,从点迹的分布情况可以断定纸带运动得________(选填“越来越快”或“越来越慢”)。若所用电源的频率为50 Hz,从打下A点到打下B点共14个点迹,历时________s。
甲 乙
[解析] (1)电火花打点计时器和电磁打点计时器都是使用交流电源的计时仪器,当电源的频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一次点;实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则,故正确的步骤顺序是CBDA。
(2)打点计时器所用电源频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一个点,从左往右,纸带上两点之间的距离越来越大,说明纸带运动得越来越快。从打下A点到打下B点共14个点迹,从A到B共有13个时间间隔,所以所用时间t=13×0.02 s=0.26 s。
[答案] (1)交流 0.02 CBDA (2)越来越快 0.26
10.(多选)2020年初,面对新型冠状病毒疫情,宁波医疗救援队先后两批出征前往武汉,假设两批医疗援助人员从宁波的同一个医院出发分别采用导航中两个不同的推荐方案至武汉的同一家医院,其中方案①889.1公里,用时11小时41分钟,下列说法正确的是( )
A.两批医疗人员的路程一定相同
B.方案①的11小时41分钟是指时间间隔
C.方案①的889.1公里是指位移的大小
D.两批医疗人员的位移一定相同
BD [路程为实际走过轨迹的长度,通过题图无法判断两种方案轨迹长度的关系,所以路程不一定相同,故A错误;推荐方案①的11小时41分钟,指的是从起点到终点这一过程所用的时间,为时间间隔,故B正确;推荐方案的①889.1公里是指从起点到终点的轨迹的长度,为路程,而位移大小为起点到终点的线段的长度,由题图可判断,路程大于位移的大小,故C错误;由题图可判断两批医疗人员的位移相等,故D正确。]
11.如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,气门芯位移的大小为( )
A.πR B.2R
C.2πR D.R
D [如图所示,气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方的过程中,设初、末位置之间的距离为x,则位移大小x==R,选项D正确。]
12.如图所示,一辆汽车在马路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20 m处;过了2 s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3 s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处。如果把这条马路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向。
(1)试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表:
观测时刻 t=0 过2 s 再过3 s
位置坐标 x1=______ x2=______ x3=______
(2)前2 s内、后3 s内汽车的位移分别为多少?这5 s 内的位移又是多少?
[解析] (1)马路演化为坐标轴,因为向右为x轴的正方向,所以,在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,原点右侧的点的坐标为正值,即:
x1=-20 m,x2=0,x3=30 m。
(2)前2 s内的位移
Δx1=x2-x1=0-(-20 m)=20 m
后3 s内的位移
Δx2=x3-x2=30 m-0=30 m
这5 s内的位移
Δx=x3-x1=30 m-(-20 m)=50 m
上述位移Δx1、Δx2和Δx都是矢量,大小分别为20 m、30 m和50 m,方向都向右,即与x轴正方向相同。
[答案] (1)-20 m 0 30 m
(2)20 m 30 m 50 m 方向都与x轴正方向相同
13.一位电脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画,如图所示,在一个棱长为a的大正方体木箱的一个顶点G上,老鼠从猫的爪间逃出,沿着木箱的棱边奔向洞口,洞口在木箱的另一顶点A处。若老鼠仅沿着棱边奔跑,聪明的猫选择了一条最短的路线奔向洞口,结果猫在洞口A再次捉到了老鼠,从老鼠逃出到再次被捉,问:
(1)老鼠的位移大小及最短路程是多少?
(2)猫的位移大小和路程是多少?
[解析] (1)由几何关系可知,老鼠从顶点G出发,走过的最短路程为3a(三条棱),位移大小为a。
(2)将立体图形展开,如图所示,当猫按照GA线走时,路程最短,则最短路程为=a,猫的位移大小也是a。
[答案] (1)a 3a (2)a a
1课时分层作业(三) 位置变化快慢的描述——速度
?题组一 对速度的理解
1.下列关于速度的说法正确的是( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快
B.速度描述物体的位置变化的快慢,速度大表示物体位置变化大
C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.一段时间内,物体的位置不变化,则这段时间内物体的速度不一定为零
2.对于做匀速直线运动的物体,下列说法中不正确的是( )
A.任意2 s内的位移一定等于1 s内位移的两倍
B.任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程
C.若两物体运动快慢相同,则两物体在相同时间内通过的路程相等
D.若两物体运动快慢相同,则两物体在相同时间内发生的位移相等
?题组二 平均速度和瞬时速度
3.(多选)(2022·河北石家庄高一检测)下列说法正确的是( )
A.小球第3 s末的速度为6 m/s,这里是指平均速度
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/s,这里是指瞬时速度
C.“复兴号”动车组列车速度计显示速度为350 km/h,这里的速度是指瞬时速度
D.为了解决偏远地区的配送问题,某快递公司采取“无人机快递”,无人机从某一投递站带着快件到达指定位置送达后又返回该投递站,这一过程中无人机的平均速度为零
4.“五米三向折返跑”的成绩反映了人体的灵敏素质,测试时,受试者听到口令起跑,测试员同时开始计时,如图所示,受试者从起点A全力跑向距A 5 m处的B点用手触摸折返线处后返回A点,然后依次到C点、A点、D点,最终返回A点,所用时间即为“五米三向折返跑”的成绩,现测得某受试者成绩为7.50 s,该受试者在测试全过程中的平均速率、平均速度的大小分别为( )
A.0、0 B.4 m/s,0
C.2 m/s,0 D.30 m/s,3 m/s
5.如图所示,物体沿曲线ABCDE以箭头指示方向运动,在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s。已知方格的边长为1 m。下列说法正确的是( )
A.物体在AB段的平均速率为1 m/s
B.物体在BC段的平均速度大小为 m/s
C.物体在CD段的平均速度与DE段的平均速度相同
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
6.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt,测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.增大气垫导轨与水平面的夹角
?题组三 速度—时间图像
7.某矿井中的升降机由井底上升到进口过程中的v t图像如图所示,根据图像下列判断正确的是( )
A.2 s末升降机的速度达到最大
B.2~4 s升降机静止
C.1~2 s升降机的速度变化比4~5 s的速度变化大
D.1~2 s升降机的速度变化比4~5 s的速度变化快
8.如图所示为甲、乙两质点的v t图像,对于甲、乙两质点的运动,下列说法中正确的是( )
A.质点甲沿所选定的正方向运动,质点乙与甲的运动方向相反
B.质点甲、乙的速度相同
C.在相同的时间内,质点甲、乙的位移相同
D.质点甲、乙之间的距离一定越来越大
9.一质点沿直线Ox方向做加速运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=4+2t3(m),它的速度随时间变化的关系为v=3t2(m/s)。则该质点在t=2 s时的瞬时速度和t=0到t=2 s间的平均速度分别为( )
A.8 m/s,24 m/s
B.12 m/s,10 m/s
C.12 m/s,8 m/s
D.24 m/s,8 m/s
10.如图所示是实验中得到的一条纸带,从0点开始每五个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50 Hz),依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6,量得x1=1.22 cm,x2=2.00 cm,x3=2.78 cm,x4=3.62 cm,x5=4.40 cm,x6=5.18 cm。
(1)相邻两计数点间的时间间隔为T=________________s。
(2)计数点2、4之间的平均速度v24=_________________m/s。
(3)打点计时器打计数点3时,小车的速度大小v3=__________ m/s。
11.(2022·辽宁省实验中学高一检测)随着火车不断提速,普通列车的速度达到了v1=180 km/h。为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处装有自动信号灯。当列车还有一段距离才到达公路道口时,道口会亮出红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过。如果汽车通过道口的速度v0=36 km/h,停车线距道口拦木的距离s0=5 m,道口宽度s=26 m,汽车长l=15 m(如图所示),把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动。问:列车离道口的距离L至少为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?
6课时分层作业(三) 位置变化快慢的描述——速度
?题组一 对速度的理解
1.下列关于速度的说法正确的是( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动快
B.速度描述物体的位置变化的快慢,速度大表示物体位置变化大
C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.一段时间内,物体的位置不变化,则这段时间内物体的速度不一定为零
A [根据速度的定义知A正确。速度大表示物体的位置变化快,但在很短的时间内物体位置变化(位移)不一定大,故B、C错误。物体的位置不变化,这段时间内物体的速度一定为零,故D错误。]
2.对于做匀速直线运动的物体,下列说法中不正确的是( )
A.任意2 s内的位移一定等于1 s内位移的两倍
B.任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程
C.若两物体运动快慢相同,则两物体在相同时间内通过的路程相等
D.若两物体运动快慢相同,则两物体在相同时间内发生的位移相等
D [匀速直线运动的运动规律:任意相等时间内,物体的位移相等;位移与时间成正比,A、B选项正确。两物体运动快慢相同,但不一定在做同向直线运动,所以在相同时间内,位移未必相同,但路程一定相同,C选项正确,D选项错误。]
?题组二 平均速度和瞬时速度
3.(多选)(2022·河北石家庄高一检测)下列说法正确的是( )
A.小球第3 s末的速度为6 m/s,这里是指平均速度
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/s,这里是指瞬时速度
C.“复兴号”动车组列车速度计显示速度为350 km/h,这里的速度是指瞬时速度
D.为了解决偏远地区的配送问题,某快递公司采取“无人机快递”,无人机从某一投递站带着快件到达指定位置送达后又返回该投递站,这一过程中无人机的平均速度为零
CD [第3 s末的速度是指瞬时速度,故A错误;汽车从甲站行驶到乙站的速度为平均速度,故B错误;速度计显示的速度为瞬时速度,故C正确;无人机回到了原位置,位移为零,故平均速度为零,故D正确。]
4.“五米三向折返跑”的成绩反映了人体的灵敏素质,测试时,受试者听到口令起跑,测试员同时开始计时,如图所示,受试者从起点A全力跑向距A 5 m处的B点用手触摸折返线处后返回A点,然后依次到C点、A点、D点,最终返回A点,所用时间即为“五米三向折返跑”的成绩,现测得某受试者成绩为7.50 s,该受试者在测试全过程中的平均速率、平均速度的大小分别为( )
A.0、0 B.4 m/s,0
C.2 m/s,0 D.30 m/s,3 m/s
B [路程等于运动轨迹的长度,所以受试者的路程s=(5+5)×3 m=30 m,平均速率==m/s=4 m/s,受试者的位移为零,平均速度等于位移与时间的比值,则平均速度为零,选项B正确。]
5.如图所示,物体沿曲线ABCDE以箭头指示方向运动,在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s。已知方格的边长为1 m。下列说法正确的是( )
A.物体在AB段的平均速率为1 m/s
B.物体在BC段的平均速度大小为 m/s
C.物体在CD段的平均速度与DE段的平均速度相同
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
B [物体在AB段的位移为1 m,运动的时间为1 s,则物体在AB段的平均速度为1==1 m/s,物体在AB段的路程大于1 m,运动的时间为1 s,则物体在AB段的平均速率大于1 m/s,故A错误;物体在BC段的位移大小为 m,运动的时间为1 s,则物体在BC段的平均速度大小为2== m/s,故B正确;物体在CD段和DE段的位移大小都为2 m,运动时间都为1 s,则CD段与DE段的平均速度大小相等,但方向不同,故C错误;物体在B点的速度与在AC段的平均速度方向不同,二者不相等,故D错误。]
6.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt,测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使更接近瞬时速度,正确的措施是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.提高测量遮光条宽度的精确度
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.增大气垫导轨与水平面的夹角
A [平均速度近似等于瞬时速度,应用了极限思想,即在Δt→0的情况下v=为瞬时速度,所以要使得更接近遮光条通过光电门时的瞬时速度,需要缩短通过光电门的时间,采用宽度更窄的遮光条可以实现,故A正确;提高测量遮光条宽度的精确度,不能缩短遮光条通过光电门的时间,故B错误;使滑块的释放点更靠近光电门,则Δt变长,故C错误;增大气垫导轨与水平面的夹角可以使更接近瞬时速度,但改变导轨倾角可能会给实验造成误差,因此不要轻易改变,故D错误。]
?题组三 速度—时间图像
7.某矿井中的升降机由井底上升到进口过程中的v t图像如图所示,根据图像下列判断正确的是( )
A.2 s末升降机的速度达到最大
B.2~4 s升降机静止
C.1~2 s升降机的速度变化比4~5 s的速度变化大
D.1~2 s升降机的速度变化比4~5 s的速度变化快
A [由v t图像可知,2 s末升降机的速度达到最大,A正确;2~4 s升降机做匀速运动,B错误;1~2 s升降机的速度变化没有4~5 s的速度变化大,1~2 s升降机的速度变化比4~5 s的速度变化慢,C、D错误。]
8.如图所示为甲、乙两质点的v t图像,对于甲、乙两质点的运动,下列说法中正确的是( )
A.质点甲沿所选定的正方向运动,质点乙与甲的运动方向相反
B.质点甲、乙的速度相同
C.在相同的时间内,质点甲、乙的位移相同
D.质点甲、乙之间的距离一定越来越大
A [由v t图像可知,甲的速度为正,乙的速度为负,即甲沿规定的正方向运动,乙沿负方向运动,A对;甲、乙的速度大小相等,方向相反,B错;甲、乙在相等的时间内位移大小相等,方向相反,C错;若甲、乙相向运动,则其距离越来越小,D错。故选A。]
9.一质点沿直线Ox方向做加速运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=4+2t3(m),它的速度随时间变化的关系为v=3t2(m/s)。则该质点在t=2 s时的瞬时速度和t=0到t=2 s间的平均速度分别为( )
A.8 m/s,24 m/s
B.12 m/s,10 m/s
C.12 m/s,8 m/s
D.24 m/s,8 m/s
C [将t=2 s代入质点的速度随时间变化的关系式v=3t2(m/s),得t=2 s时刻的瞬时速度为v=3×22 m/s=12 m/s。将t=0和t=2 s分别代入距离随时间变化的关系式x=4+2t3(m),得x1=4 m,x2=20 m。则质点在2 s时间内通过的位移为Δx=x2-x1=20 m-4 m=16 m,t=0到t=2 s间的平均速度为v′===8 m/s,故C正确。]
10.如图所示是实验中得到的一条纸带,从0点开始每五个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50 Hz),依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6,量得x1=1.22 cm,x2=2.00 cm,x3=2.78 cm,x4=3.62 cm,x5=4.40 cm,x6=5.18 cm。
(1)相邻两计数点间的时间间隔为T=________________s。
(2)计数点2、4之间的平均速度v24=_________________m/s。
(3)打点计时器打计数点3时,小车的速度大小v3=__________ m/s。
[解析] (1)两相邻计数点之间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s。
(2)根据平均速度的计算公式得
24== m/s=0.32 m/s。
(3)由于计数点2、4之间的时间间隔比较小,所以打点计时器打计数点3时,小车的速度大小v3近似等于计数点2、4之间平均速度,即v3=24=0.32 m/s。
[答案] (1)0.1 (2)0.32 (3)0.32
11.(2022·辽宁省实验中学高一检测)随着火车不断提速,普通列车的速度达到了v1=180 km/h。为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处装有自动信号灯。当列车还有一段距离才到达公路道口时,道口会亮出红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过。如果汽车通过道口的速度v0=36 km/h,停车线距道口拦木的距离s0=5 m,道口宽度s=26 m,汽车长l=15 m(如图所示),把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动。问:列车离道口的距离L至少为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?
[解析] 为确保汽车安全,要求在列车驶过距离L的时间内,已越过停车线的汽车车尾必须能够通过道口,则有汽车从越过停车线至车尾通过道口,汽车的位移x=l+s+s0=15 m+26 m+5 m=46 m,汽车通过道口的速度v0=36 km/h=10 m/s,普通列车的速度v1=180 km/h=50 m/s,汽车通过的时间t==s=4.6 s,高速列车行驶的距离L=v1t=50×4.6 m=230 m。
[答案] 230 m
6课时分层作业(四) 速度变化快慢的描述——加速度
?题组一 加速度的理解与计算
1.在物理学中,常用两个物理量的比值定义一个新的物理量,这种定义物理量的方法叫作“比值定义法”,如速度、加速度都采用了比值定义法。下列关于加速度的说法,正确的是( )
A.加速度就是物体增加或减少的速度
B.加速度的大小等于物体单位时间内速度的变化量
C.加速度的大小与速度的变化量成正比
D.加速度大的物体,速度一定大
2.物体A、B做直线运动,A的加速度为3 m/s2,B的加速度为-5 m/s2,下列说法正确的是( )
A.物体A的加速度比物体B的加速度大
B.物体B的速度比物体A的速度变化快
C.物体A的速度一定在增加
D.物体B的速度一定在减小
3.结合图片中提供的情境及数据,以下判断正确的是( )
A.高速行驶的磁悬浮列车的速度很大,所以它的加速度不可能为零
B.轿车速度为100 km/h,紧急刹车用2.24 s停下来(可视为加速度不变),由此可得轿车刹车阶段的加速度的大小约为a=12.4 m/s2
C.炮膛中的炮弹离开炮口时的速度指的是炮弹在炮膛中的平均速度
D.根据图中数据可求出苏炳添在100 m决赛中通过终点线时的速率约为v=10.09 m/s
?题组二 加速度、速度和速度变化的比较
4.(2022·山西应县一中检测)足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度为( )
A.-200 m/s2 B.200 m/s2
C.100 m/s2 D.-100 m/s2
5.(2022·北京西城区期末)汽车的初速度是v1,经过一段时间后速度变为v2,用Δv表示Δt时间内速度的变化量,为了在图中表示加速度a,我们以初速度v1的箭头端为起点,以后来的速度v2的箭头端为终点,作出一个新的箭头,表示速度的变化量Δv。则下列能正确表示汽车做减速运动的是( )
6.关于小汽车的运动,下列说法不可能的是( )
A.小汽车在某一时刻速度很大,而加速度为0
B.小汽车在某一时刻速度为0,而加速度不为0
C.小汽车在某一段时间,速度变化量很大而加速度较小
D.小汽车加速度很大,而速度变化得很慢
7.(多选)(2022·湖北黄石高一阶段检测)一质点做直线运动,当时间t=t0时,位移x>0,速度v>0,加速度a>0,此后a逐渐减小,则它的( )
A.速度逐渐减小
B.位移始终为正,速度变为负值
C.速度的变化越来越慢
D.位移的变化越来越快
?题组三 由v t图像看加速度
8.如图所示为一质点沿直线运动时的速度—时间图像,根据图像可知( )
A.0~12 s内该质点加速度不变
B.该质点在4 s末向反方向运动
C.0~12 s内该质点的平均速度为3 m/s
D.0~4 s内与4~12 s内质点加速度的大小之比为2∶1
9.(2022·山西岢岚中学检测)一个质点做变速直线运动的v t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.第1 s内与第5 s内的速度方向相反
B.第1 s内的加速度大于第5 s内的加速度
C.OA、AB、BC段的加速度大小aBC>aOA>aAB
D.OA段的加速度方向与速度方向相反
10.一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a t图像如图所示。下列所示的v t图像中,能正确描述此物体运动的是( )
A B
C D
11.(2022·德州高一检测)足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动。设脚与球作用时间为0.1 s,球又在空中飞行0.3 s后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.1 s,且球被挡出后以10 m/s速度沿原路弹回,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)守门员挡球瞬间,球的加速度的大小。
12.下表是通过测量得到的一辆摩托车沿直线做变速直线运动时速度随时间的变化数据。
t/s 0 5 10 15 20 25 30
v/(m·s-1) 0 10 20 30 20 10 0
请根据测量数据:
(1)画出摩托车运动的v t图像;
(2)求摩托车在第1个10 s内的加速度;
(3)根据画出的v t图像,利用求斜率的方法求出第1个10 s内的加速度;
(4)求摩托车在最后15 s内的加速度。
6课时分层作业(四) 速度变化快慢的描述——加速度
?题组一 加速度的理解与计算
1.在物理学中,常用两个物理量的比值定义一个新的物理量,这种定义物理量的方法叫作“比值定义法”,如速度、加速度都采用了比值定义法。下列关于加速度的说法,正确的是( )
A.加速度就是物体增加或减少的速度
B.加速度的大小等于物体单位时间内速度的变化量
C.加速度的大小与速度的变化量成正比
D.加速度大的物体,速度一定大
B [物体的速度变化量是物体增加或减小的速度,加速度是速度的变化量和所用时间的比值,也就是物体单位时间内速度的变化量,故A错误,B正确;只有在时间一定的情况下加速度的大小才与速度的变化量成正比,故C错误;加速度大的物体,速度变化快,其速度不一定大,故D错误。]
2.物体A、B做直线运动,A的加速度为3 m/s2,B的加速度为-5 m/s2,下列说法正确的是( )
A.物体A的加速度比物体B的加速度大
B.物体B的速度比物体A的速度变化快
C.物体A的速度一定在增加
D.物体B的速度一定在减小
B [比较加速度的大小应比较它们的绝对值,物体A的加速度比物体B的加速度小,B的速度变化较快,A项错误,B项正确;当加速度与初速度方向相同时,物体做加速直线运动,反之则做减速直线运动,本题由于不知A、B两物体的运动方向与其加速度方向的关系,故不能确定它们做加速运动还是减速运动,C、D项错误。]
3.结合图片中提供的情境及数据,以下判断正确的是( )
A.高速行驶的磁悬浮列车的速度很大,所以它的加速度不可能为零
B.轿车速度为100 km/h,紧急刹车用2.24 s停下来(可视为加速度不变),由此可得轿车刹车阶段的加速度的大小约为a=12.4 m/s2
C.炮膛中的炮弹离开炮口时的速度指的是炮弹在炮膛中的平均速度
D.根据图中数据可求出苏炳添在100 m决赛中通过终点线时的速率约为v=10.09 m/s
B [当磁悬浮列车匀速行驶时,加速度为零,故A错误。根据加速度的定义得a== m/s2≈12.4 m/s2,故B正确。炮膛中的炮弹离开炮口时的速度是瞬时速度,故C错误。平均速度等于位移与时间的比值,则平均速度为 m/s≈10.09 m/s,但通过终点线的速度不一定是10.09 m/s,故D错误。]
?题组二 加速度、速度和速度变化的比较
4.(2022·山西应县一中检测)足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度为( )
A.-200 m/s2 B.200 m/s2
C.100 m/s2 D.-100 m/s2
D [已知球飞来的方向为正方向,则v0=8 m/s,反向踢出时v=-12 m/s。由a=得a=m/s2=-100 m/s2。故D正确。]
5.(2022·北京西城区期末)汽车的初速度是v1,经过一段时间后速度变为v2,用Δv表示Δt时间内速度的变化量,为了在图中表示加速度a,我们以初速度v1的箭头端为起点,以后来的速度v2的箭头端为终点,作出一个新的箭头,表示速度的变化量Δv。则下列能正确表示汽车做减速运动的是( )
D [速度变化量的方向与加速度方向一致,加速度方向与初速度方向相同时汽车做加速运动,加速度方向与初速度方向相反时汽车做减速运动,据此可知,选项A中汽车做加速运动,选项B中加速度的方向错误,选项C中速度变化量的方向作错了且汽车做加速运动,选项D中汽车做减速运动。故本题应选D。]
6.关于小汽车的运动,下列说法不可能的是( )
A.小汽车在某一时刻速度很大,而加速度为0
B.小汽车在某一时刻速度为0,而加速度不为0
C.小汽车在某一段时间,速度变化量很大而加速度较小
D.小汽车加速度很大,而速度变化得很慢
D [小汽车在高速且匀速行驶时,速度很大,而加速度为0,A项可能;小汽车在刚启动时,速度为0,加速度不为0,B项可能;在较长的时间内,小汽车加速度较小,速度变化量也可以很大,C项可能;加速度是表示速度变化快慢的物理量,加速度大,速度变化一定快,D项不可能。]
7.(多选)(2022·湖北黄石高一阶段检测)一质点做直线运动,当时间t=t0时,位移x>0,速度v>0,加速度a>0,此后a逐渐减小,则它的( )
A.速度逐渐减小
B.位移始终为正,速度变为负值
C.速度的变化越来越慢
D.位移的变化越来越快
CD [速度v>0,加速度a>0,则代表加速度方向与速度方向相同,物体做加速运动,速度逐渐增大,一直为正,a逐渐减小,质点做正方向加速度减小的加速运动,因初位移为正,所以位移沿正方向越来越大,故A、B错误;加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度减小,说明速度变化越来越慢,但是速度一直增大,所以可知位移的变化越来越快,故C、D正确。]
?题组三 由v t图像看加速度
8.如图所示为一质点沿直线运动时的速度—时间图像,根据图像可知( )
A.0~12 s内该质点加速度不变
B.该质点在4 s末向反方向运动
C.0~12 s内该质点的平均速度为3 m/s
D.0~4 s内与4~12 s内质点加速度的大小之比为2∶1
D [由v t图线的斜率表示加速度可知0~4 s内质点运动的加速度为负,4~12 s质点运动的加速度为正,故该质点的加速度改变,A错误;该质点在4 s末加速度反向,但速度方向始终沿正方向不变,B错误;图像与时间轴围成图形的面积表示位移,可知0~12 s内质点的位移Δx=48 m,平均速度v==4 m/s,C错误;由图像可知0~4 s质点运动的加速度a1=-1 m/s2,4~12 s质点运动的加速度a2=0.5 m/s2,故0~4 s内与4~12 s内质点加速度的大小之比为2∶1,D正确。]
9.(2022·山西岢岚中学检测)一个质点做变速直线运动的v t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.第1 s内与第5 s内的速度方向相反
B.第1 s内的加速度大于第5 s内的加速度
C.OA、AB、BC段的加速度大小aBC>aOA>aAB
D.OA段的加速度方向与速度方向相反
C [第1 s 内与第5 s内的速度图线都在时间轴的上方,都为正,方向相同,A错;v t图像斜率表示加速度,同一图像中斜率越大,加速度越大,从题图可以看出aBC>aOA>aAB,B错,C对;OA段的加速度与速度方向都为正,方向相同,D错。]
10.一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a t图像如图所示。下列所示的v t图像中,能正确描述此物体运动的是( )
A B
C D
D [由a t图像可知,物体在0~内做速度均匀增大的直线运动,在~T内做匀速直线运动,在T~内做速度均匀减小的直线运动,直至速度为零,在~2T内做反向的加速度运动,故正确选项为D。]
11.(2022·德州高一检测)足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动。设脚与球作用时间为0.1 s,球又在空中飞行0.3 s后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.1 s,且球被挡出后以10 m/s速度沿原路弹回,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)守门员挡球瞬间,球的加速度的大小。
[解析] 以初速度方向为正方向。
(1)a1==m/s2=300 m/s2。
(2)a2=m/s2=-400 m/s2,故球的加速度大小为400 m/s2,方向与初速度方向相反。
[答案] (1)300 m/s2 (2)400 m/s2
12.下表是通过测量得到的一辆摩托车沿直线做变速直线运动时速度随时间的变化数据。
t/s 0 5 10 15 20 25 30
v/(m·s-1) 0 10 20 30 20 10 0
请根据测量数据:
(1)画出摩托车运动的v t图像;
(2)求摩托车在第1个10 s内的加速度;
(3)根据画出的v t图像,利用求斜率的方法求出第1个10 s内的加速度;
(4)求摩托车在最后15 s内的加速度。
[解析] (1)v t图像如图所示。
(2)第1个10 s内的加速度a==m/s2=2 m/s2,与运动方向相同。
(3)v t图像的斜率表示加速度,第1个10 s内的加速度a=k=2 m/s2,与运动方向相同。
(4)最后15 s内的加速度
a′==m/s2=-2 m/s2,
“-”表示加速度方向与运动方向相反。
[答案] (1)见解析图
(2)2 m/s2,与运动方向相同
(3)2 m/s2,与运动方向相同
(4)2 m/s2,与运动方向相反
6