高中物理人教版(2019) · 必修 第一册1.2 时间 位移 同步练习
一、选择题
1.(2023高一上·清远期末)北京时间2022年12月12日16时22分,我国在酒泉卫星发射中心使用“长征四号”丙运载火箭,成功将“北斗卫星试验二十号”A、B星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列说法正确的是( )
A.地面探测装置跟踪火箭发射升空后的位置时,火箭不能看成质点
B.“2022年12月12日16时22分”指的是时间间隔
C.卫星绕地球运动一周,位移大小小于路程
D.卫星绕地球运动一周,瞬时速度处处相同
2.(2023高一上·惠州期末)下列对于运动基本概念的描述正确的是( )
A.“无人机快递”完成快件投递后返回到出发点,此运动过程“无人机”的路程为零
B.高速公路启用的“区间测速”系统,测量的一定是汽车行驶的平均速度大小
C.微信交易记录中有一单的转时间为“20221205 19∶49:34”,这里的时间是指时刻
D.坐在高速行驶车上的乘客感觉旁边的车没动,乘客是以地面为参考系的
3.(2023高一上·怀化期末)以下说法正确的是( )
A.体积很大的物体一定不能视为质点
B.参考系必须是静止不动的物体
C.做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程
D.上午第一节课8点上课,这里的8点指时刻
4.(2023高一上·玉溪期末)新冠疫情期间,为减少人员接触,酒店采用机器人送餐,一人工智能机器人在平直路面上运动的位移一时间图像如图所示,则( )
A.前25s内机器人的运动方向不发生改变
B.前10s内机器人的加速度为3m/s2
C.18s末机器人的速度大小为1m/s
D.前15s内机器人的位移为300m
5.(2023高一上·上饶期末)A、B两物体从同一点(原点)开始做直线运动,A、B两物体的位移—时间图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.A,B两物体同时从原点出发 B.A比B晚出发2s
C.A的速度比B的速度大 D.A,B两物体在距原点20m处相遇
6.(2023高一上·襄阳期末)龟兔赛跑的故事告诉我们“满招损、谦受益”的道理。如图所示为乌龟和兔子沿直线赛跑的图像,则下列判断正确的是( )
A.乌龟与兔子同时由同一位置开始运动
B.乌龟做初速度为零的匀加速直线运动
C.在时间里兔子的平均速度较大
D.乌龟获胜的原因是全程的平均速度较大
7.(2023高一上·吉林期末)如图所示为甲、乙两物体运动的位移-时间图像,在0-30s内,下列说法正确的是( )
A.甲沿曲线运动,乙沿直线运动
B.两物体运动路程均为30m
C.乙物体运动位移大小为450m
D.两物体的平均速度大小均为1m/s
二、多项选择题
8.(2023高一上·成都期末)下列说法正确的是( )
A.如图甲,高铁车厢里显示的速度为平均速度的大小
B.如图乙,苏炳添跑出百米最好成绩“9秒83”,其中“9秒83”指的是时间
C.如图丙,研究谷爱凌大跳台“1620”的动作时,可将其视为质点
D.如图丁,当跳伞运动员俯视大地,看到大地迎面而来,是以自己为参考系
9.(2023高一上·龙岗期末)如图,一辆汽车由南向北直线驶过一座桥。假如小华和小明均用一维坐标系来描述汽车的运动;小华以南桥头为原点,小明以北桥头为原点,均选定汽车运动方向为正方向,根据这两个坐标系对汽车运动的物理量进行描述,下列说法正确的是( )
A.对汽车位置的描述一致
B.对汽车运动的位移的描述一致
C.对汽车运动的路程的描述一致
D.对汽车运动的平均速度的描述一致
10.(2023高一上·上饶期末)人们越来越多地使用手机进行导航,如图所示是某人手机导航从上饶市弋阳县到横峰县的截屏画面,该地图提供了①②③三种驾车线路规划方案及相对应的数据。下列说法正确的是( )
A.①②③三条线路方案的位移相同
B.图中显示31分钟和24千米分别指的是时刻和距离
C.研究汽车在地图上的实时位置时,汽车不可以被看成质点
D.研究汽车在地图上的实时位置时,汽车可以被看成质点
11.(2023高一上·新化期末)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t2时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等
D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
12.(2023高一上·成都期末)甲、乙两质点做直线运动的x—t图像分别如图(a)、图(b)所示,由图可知( )
A.甲在前3s和后3s的位移之比为
B.甲在前3s和后3s的速度之比为
C.乙在前4s的位移大小为6m
D.乙在4s末的速度大小为0.5m/s
13.(2023高一上·福州期末)如图为某质点位移s随时间t变化的s-t图像,下列说法正确的是( )
A.0~2s内质点位移大小等于20m,方向沿s轴正方向
B.0~2s内质点位移大小等于30m,方向沿s轴正方向
C.在t=4s时,质点速度大小15m/s,方向沿s轴负方向
D.0~5s内质点运动的平均速度大小为2m/s,平均速率为2m/s
14.(2023高一上·内江期末)如图,是做直线运动的A、B两物体的位移时间图像,由图像可知( )
A.A物体开始运动时,两物体相距20m
B.在0~10s这段时间内,物体间的距离逐渐变大
C.在10~25s这段时间内,物体间的距离逐渐变大
D.两物体在10s时相距最近,在25s时两物体相遇
15.(2022高一上·武汉期中)如图所示是甲、乙两物体做直线运动的x-t图像,其中图线甲为抛物线,图线乙为过原点的直线。t=3s时,图线甲的斜率为图线乙的斜率的1.5倍,已知甲的加速度,则( )
A.甲的初速度为0 B.甲、乙相遇2次
C.图中 D.图中
三、非选择题
16.(2016高一上·延津期中)如图所示AB两球在运动过程中的频闪照片,数字表示频闪的时刻顺序,每两次相继频闪的时间间隔相等,则由图可知:
①其中 球做匀速直线运动.
②在与数字 相对应的时刻,B球追上A球.
③在与数字5相对应的时刻, 球的速度更大.
④两球速度相等的时刻在数字 和数字 对应的时刻之间.
17.(2018高一上·深圳月考) 2016年奥运会在巴西里约进行,里约市交警部门为了保障奥运期间交通安全畅通,为了能够准确检测车辆行驶情况,在公路上安装了超声波测速仪,图甲是超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度。图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔t=1.0s,超声波在空气中的传播速度v=340m/s,若汽车匀速行驶,则根据图乙可知,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内,前进的距离是多少?汽车的速度是多大(保留三位有效数字)?
18.(2023高一上·沧县期末)一船模爱好者在水面上对如图甲所示的模型船进行测试,模型船在水面上的运动轨迹如图乙所示。模型船(视为质点)从A点由静止出发,以大小的加速度沿AB做匀加速直线运动,6s后到达B点,此后保持速率不变,再经过4.5s到达C点并立即沿CA做匀减速直线运动,最后刚好在A点停下。已知点A、B、C恰能构成一个直角三角形,且∠A=37°,∠B=90°,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)模型船在AC段的加速度大小;
(2)模型船全程的平均速率。
19.(2022高一上·南阳月考)一辆轿车由静止出发做变速运动,经过2s向东行驶了30 m,停留3s后向西运动,又经过5s行驶了80 m。以向东为正方向,求整个运动过程中轿车的位移、平均速率和平均速度。
20.(2021高一上·云南月考)如图所示,从距墙为1m的A点,一小球以某一速度冲向一端固定在墙壁的弹簧,将弹簧压缩到最短时的点是距墙为0.2m的B点,然后又被弹回到距墙为1.5m的C点并静止,分别求小球从A点运动到C点的过程中的位移和路程
21.(2022高一上·金台期中)一辆汽车以54km/h的速度向正西方向运动了3km,接着以48km/h的速度向正南方向运动了4km,则汽车在整个运动过程中的平均速度大小是 m/s。
22.(2022高一上·福清期中)如图所示,半径为1m的半圆形圆弧槽固定在水平面上,一可视为质点的小球从圆弧槽的边缘A点开始沿圆弧槽运动,到达圆弧槽的另一个边缘B点。则小球从A点运动到B点位移的大小为 m,小球从A点运动到B点通过的路程为 m。(取3.14)
23.(2022高一上·绍兴月考)某质点做直线运动的图像如右图所示,则质点在2s末的速度为 m/s,在6s末质点到出发点的距离大小为 m。
24.(2022高一上·绍兴月考)左图为某汽车直线运动的图线,从图中可以看出汽车的初速度为 ,汽车在前10s内的加速度为 ,汽车在10s到40s内的加速度为 。
25.(2016高一上·金山期中)如图(a),一个小球在固定的轨道AB上往复运动,其位移﹣时间(x﹣t)图象如图(b)所示.则轨道AB的长度为 m,小球在t=0到t=6s内的平均速度大小为 m/s.
26.(2016高一上·日喀则期中)某物体的位移图象如图所示,若规定向东为正方向,试求物体在OA,AB,BC,CD,DE各阶段的速度.
27.(2022高一上·通州期中)如图所示,在匀变速直线运动的v-t图像中,我们可以用图线与坐标轴围成的面积求位移.试通过加速度的定义式,结合v-t图像推导匀变速直线运动的位移公式.
28.(2020高一上·山西期中)如图所示,表示一质点在 内的 图象,试据此画出它的速度-时间即 图象。
29.(2022高一上·杭州期中)明明同学讲了一个龟兔赛跑的故事,按照明明讲的故事情节,聪聪画出了兔子和乌龟的位移图象如图所示,请你依照图象中的坐标,并结合物理学的术语来讲述这个故事.在讲故事之前,先回答下列问题.
(1)小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发?
(2)乌龟做的是什么运动?
(3)兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次?
(4)哪一个先通过预定位移到达终点?
30.(2022高一上·辽阳期中)从车站开出的汽车做匀加速直线运动,走了8s时,司机发现有乘客还没有上来,于是立即做匀减速直线运动至停车,总共历时12s,行进了30m,其图像如图所示。求:
(1)汽车加速的加速度大小和减速的加速度大小
(2)汽车的加速位移大小与减速位移大小。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程
【解析】【解答】A.地面探测装置跟踪火箭发射升空后的位置时,火箭的形状大小可以忽略,所以火箭可以看成质点,A不符合题意;
B.“2022年12月12日16时22分”指的是时刻,B不符合题意;
C.卫星绕地球运动一周,位移为零,路程不为零,所以位移大小小于路程,C符合题意;
D.卫星绕地球运动一周,瞬时速度大小不变,方向处处改变,所以瞬时速度处处不同,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】探测器检测火箭的位置,火箭可以作为质点;发射的时间属于时间间隔;卫星运动过程中瞬时速度的方向时刻改变。
2.【答案】C
【知识点】时间与时刻;位移与路程;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.路程是指物体运动轨迹的长度,是标量,则“无人机快递”完成快件投递后返回到出发点,此运动过程“无人机”的路程不为零,A不符合题意;
B.高速公路启用的“区间测速”系统,测量的是汽车行驶的平均速率,B不符合题意;
C.微信交易记录中有一单的转时间为“20221205 19∶49:34”,这里的时间是指时刻,C符合题意;
D.坐在高速行驶车上的乘客感觉旁边的车没动,乘客是以自己为参考系的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】路程是物体运动运动轨迹的长度,时间间隔在时间轴上为一时间点,结合参考系和平均速度进行分析判断。
3.【答案】D
【知识点】质点;位移与路程
【解析】【解答】A.物体是否可以看成质点不是取决于物体的大小,而是看物体的形状大小在研究的问题中是否可以忽略不计,所以体积很大的物体也可能可以看成质点,比如研究地球的公转,地球可以看成质点,A不符合题意;
B.参考系也可以是运动的物体,B不符合题意;
C.做往返的直线运动的物体,其位移大小不等于路程,C不符合题意;
D.上午第一节课8点上课,这里的8点指时刻,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体的形状大小在研究的问题中是否可以忽略不计,可以忽略则物体可以看成质点,做往返的直线运动的物体,其位移大小不等于路程。
4.【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.位移时间图像中倾斜直线表示汽车做匀速运动,图线与横坐标平行说明汽车静止不动,图线的斜率大小表示速度大小,斜率的正负表示速度方向,汽车前10s沿x轴正向运动,中间5s静止,后面10s又沿x轴的负方向运动,A不符合题意;
B.由图像斜率可知,前10s汽车做匀速直线运动,加速度为0,B不符合题意;
C.15~25s内图像中倾斜直线的斜率表示这段时间内的速度,18s末的速度为,C符合题意;
D.15s末汽车的位置坐标为30m,离开出发点30m,即位移为30m,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用图像斜率可以判别速度的大小及方向;利用速度不变可以判别加速度等于0;利用初末坐标可以求出位移的大小。
5.【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AB.根据题意,由图可知,B比A晚出发 ,AB不符合题意;
C.根据 图像中,斜率表示速度,由图可知,B的速度大于A的速度,C不符合题意;
D.根据题意,由图可知,两物体在 均到达 处,即A、B两物体在距原点20m处相遇,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】x-t图像的斜率表示物体的速度,x-t图像的交点处两物体相遇,结合图像分析判断。
6.【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图像表示物体某时刻的位置,由图像可知乌龟与兔子开始运动的时刻不同,开始运动的位置相同,A不符合题意;
B.图像的斜率表示速度,乌龟运动的图像斜率不变,速度不变,做匀速直线运动,B不符合题意;
C.在 时间,乌龟和兔子初末位置相同,位移相同,运动时间相同,所以平均速度相同,C不符合题意;
D. 时间内乌龟的位移比兔子大,平均速度大,所以乌龟获胜的原因是全程的平均速度较大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由图像可知乌龟与兔子开始运动的时刻不同,开始运动的位置相同,图像的斜率表示速度,斜率不变,速度不变,做匀速运动。
7.【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图像只能表示直线运动,故A不符合题意;
B.甲先向正方向运动位移大于30m,后反向运动回到30m处,所以甲的路程大于30m,而乙一直向正方向运动,路程等于位移大小30m,故B不符合题意;
CD.由图像知,甲、乙的位移相等均为30m,时间相同,则平均速度为:,故D符合题意,C不符合题意。
故答案为:D
【分析】图象只能表示直线运动;分析甲、乙两物体的运动情况,再分析路程关系;位移等于纵坐标的变化量,结合平均速度等于位移与时间之比进行分析。
8.【答案】B,D
【知识点】质点;时间与时刻
【解析】【解答】A.高铁车厢里显示的速度为瞬时速度的大小,A不符合题意;
B.9秒83是苏炳添跑完100m所用时间,B符合题意;
C.动作是肢体配合做出的,所以研究谷爱凌大跳台“1620”的动作时,不能忽略其形状,不可将其视为质点,C不符合题意;
D.当跳伞运动员俯视大地,看到大地迎面而来,是研究大地相对运动员的运动,是以运动员自己为参考系的,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】车厢显示的速度为瞬时速度的大小;百米赛跑的成绩为时间;研究运动员的动作不能把运动员作为质点。
9.【答案】B,C,D
【知识点】位移与路程;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.因原点选取不同,则建立的坐标系不同,故对汽车位置的描述是不一致的,A不符合题意;
BC.由题可知,两人均选定汽车运动方向为正方向,故这两个坐标系描述汽车运动的位移、路程和时间是一样的,BC符合题意;
D.由于两个坐标系对应的位移和时间都相同,则平均速度相同,故对汽车运动的平均速度的描述一致,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】选择不同坐标系,描述小车的位置不同;不同坐标所以参考系相同所以汽车的位移和路程描述一致;结合位移和时间相同平均速度描述一致。
10.【答案】A,D
【知识点】质点;位移与路程
【解析】【解答】A.三条线路方案的初位置相同,末位置相同,位移相同,A符合题意;
B.图中显示31分钟和24千米分别指的是时间间隔和路程,B不符合题意;
C.研究汽车在地图上的实时位置时,汽车的大小和形状对问题研究影响不大,汽车可以被看成质点,C不符合题意;D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】位移是从初点到末点有向线段的长度,路程是物体运动轨迹的长度,当物体的大小和形状对问题的研究没有影响时该物体可看做质点。
11.【答案】C,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图线的斜率等于速度,可知在t1时刻两车速度不相等,A不符合题意;
B.因两车初始位置不同,而t2时刻位置相同,可知从0到t2时间内,两车走过的路程不相等,B不符合题意;
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等,均为x2-x1,C符合题意;
D.图线的斜率等于速度,则在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】利用图像斜率的大小可以比较速度的大小;利用初末位置坐标可以比较路程的大小。
12.【答案】B,C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.根据图像可知甲在前3s内的位移大小 ,甲在后3s内的位移大小 ,可知 ,A不符合题意;
B.由于 图像中图线切线的斜率的绝对值表示速度大小,则甲在前3s的速度为 ,甲在后3s的速度为 ,解得 ,B符合题意;
C.乙在前4s的位移大小 ,C符合题意;
D. 图像中图线切线的斜率的绝对值表示速度大小,根据图(b)所示,乙在4s末图线的切线与时间轴平行,即乙在4s末的速度为0,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】 图像中图线切线的斜率的绝对值表示速度,结合图像进行分析判断。
13.【答案】A,C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AB.由图可知0~2s内质点位移大小等于20m,方向沿s轴正方向,A符合题意,B不符合题意;
C.在t=4s时,质点速度大小为 ,方向沿s轴负方向,C符合题意;
D.0~5s内质点运动的平均速度大小为 ,平均速率为 ,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】st图像斜率表示速度,位移可以之间由纵坐标得出,平均速度等于位移除以时间。
14.【答案】A,B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知,初始时A物体在20m处,而B物体在0处,所以两物体相距20m,A符合题意;
B.在0~10s这段时间内,A做匀速直线运动,B静止,所以两物体间的距离逐渐增大,B符合题意;
C.在10~25s这段时间内,两物体的纵坐标的差值逐渐减小,说明两物体间的距离不断减小,C不符合题意;
D.两物体在10s时相距最远,在25s时两物体到同一位置,即B追上A相遇,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】st图像直接由纵坐标即可读出位移大小,在0~10s这段时间内,A做匀速直线运动,B静止,所以两物体间的距离逐渐增大。
15.【答案】B,C,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图像的斜率等于速度,可知乙的速度,则t=3s时甲的速度为v甲=3m/s,则在t=0时刻甲的速度,A不符合题意;
B.两个图像有2个交点,说明甲乙相遇2次,B符合题意;
CD.第一次相遇时,第二次相遇时,解得,,CD符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用图像斜率可以求出乙的速度的大小,结合速度公式可以求出甲初速度的大小;利用图像交点可以判别甲乙相遇的次数;利用位移公式可以求出第一次相遇的时刻及两物体最初的距离。
16.【答案】A;5;B;3;4
【知识点】时间与时刻
【解析】【解答】解:①在相同的时刻内B球的位移越来越大,所以B球做的是变速直线运动;在相同的时刻内A球的位移不变,所以A球做的是匀速直线运动.
②在与数字5相对应的时刻,B球追上A球.
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得:在与数字5相对应的时刻B球的速度更大.
④根据图可知在数字3和4之间的B球的平均速度大小等于A球的速度大小,故在3和4之间某一时刻B球速度大小可能和A球速度大小相等.
故答案为:①A;②5;③B;④3,4
【分析】解决此题要知道在相同的时间内通过的位移相等做的是匀速直线运动,否则做的是变速运动;
根据两者位移和时间关系可以明确其速度大小之间的关系
17.【答案】解:由题图乙知,超声波信号P1、P2间隔30格,因时间t=1.0 s,故1格时间为 s,发出超声波信号P1到接收到反射信号n1之间的时间间隔
t1=10× s= s
则接收超声波信号时汽车与测速仪间的距离x1= = m
发出超声波信号P2到接收到反射信号n2之间的时间间隔
t2=7× s= s
则接收超声波信号时汽车与测速仪之间的距离x2= = m
接收到P1、P2两个信号之间的时间内汽车前进的距离Δx=x1-x2=17 m
接收到P1时,时间对应P1、n1中间,即图中第“10”刻度位置;接收到P2时,时间对应P2、n2中间,即图中“38.5”刻度位置,所以汽车两次接收信号的时间间隔
Δt=28.5× s= s
故汽车的速度v汽= ≈17.9 m/s
【知识点】时间与时刻;位移与路程
【解析】【分析】要求出汽车前进的距离,只要找出两个接受到信号时小车的位置,利用两个位置相减就可以知道小车在两个信号间运动的距离;要测出小车的速度就要找出两次汽车遇到电信号的时刻,刚好为发送信号和接受信号的中间时刻,找出两个中间时刻,计算出之间的时间间隔就是小车运动的时间。
18.【答案】(1)模型船在AB段做匀加速运动,则由匀变速运动规律有
模型船在C点的速度大小为
由几何关系有
在AC段,有
联立解得
(2)在BC段,有
模型船在AC段,有
模型船全程,有
【知识点】位移与路程
【解析】【分析】(1)模型船做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出运动的位移,结合速度公式可以求出速度的大小,结合速度位移公式可以求出模型船在AC段加速度的大小;
(2)已知模型船运动的位移,结合速度公式可以求出模型船运动的时间,结合全过程的路程和时间可以求出平均速率的大小。
19.【答案】解:以向东为正方向,全程的位移为
所以轿车的位移大小为 ,方向向西;
全程的路程为
平均速率为
平均速度
可知平均速度大小为 ,方向向西。
【知识点】位移与路程
【解析】【分析】已知轿车运动的路径,利用初末位置之间的距离可以求出位移的大小,结合速度公式可以求出平均速度的大小及方向。
20.【答案】解:位移是起点到终点的有向线段长,则位移大小是
方向
路程是轨迹的长
【知识点】位移与路程
【解析】【分析】根据题意,确定始末位置,确定位移,根据轨迹求解路程。
21.【答案】10
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】由题意,可得汽车在整个运动过程中的位移大小为 ,运动的总时间为 ,可得整个过程的平均速度大小是
【分析】利用几何关系可以求出位移的大小,结合运动的时间可以求出平均速度的大小。
22.【答案】2;3.14
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】小球从A点运动到B点位移的大小为
小球从A点运动到B点通过的路程为
【分析】位移是初点到末点有向线段的长度,路程是物体运动轨迹的长度。
23.【答案】0;5
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】x-t图像的斜率表示速度,2s末时斜率为0,则速度为0;6s末时位移为-5m,则距出发点5m。
【分析】利用图像斜率可以求出速度的大小,利用初末位置可以求出位移的大小,进而判别质点的位置。
24.【答案】5;0.5;0
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】由 图像可知汽车的初速度为 ;根据 图像斜率表示加速度,可知前10s内汽车的加速度为 ;汽车在10s到40s内做匀速直线运动,则加速度为 0 。
【分析】利用图像初始坐标可以求出初速度的大小;利用图像斜率可以求出加速度的大小。
25.【答案】0.6;0.1
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】解:根据位移﹣时间(x﹣t)图象可知,小球在0﹣2s向正方向运动,最大位移为0.6m,2s﹣4s向反方向运动,位移大小也为0.6m,4s﹣6s又向正方向运动,位移为,故轨道AB的长度为:L=0.6m,小球在0﹣6s内的位移为:x=0.6m,根据平均速度的定义t=0到t=6s内的平均速度大小为: .
故答案为:0.6,0.1.
【分析】根据x﹣t图象分析小球的运动情形,由于小球在轨道AB上往复运动,故AB的长度等于正向的最大位移.根据图象判断前6s内的位移,再根据平均速度的定义计算前6s内的平均速度大小.
26.【答案】解:由s﹣t图象的斜率大小表示速度,可得各阶段的速度如下:
OA段:v1= = =2m/s 方向向东;
AB段:v2=0 静止;
BC段:v3= = =6m/s 方向向东;
CD段:v4= = =﹣5m/s 方向向西;
DE段:v5= = =﹣0.5m/s 方向向西
答:OA段速度大小是2m/s 方向向东;AB段速度是0;BC段速度是6m/s 方向向东;CD段速度大小是5m/s,方向向西;DE段速度大小是0.5m/s,方向向西
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】s﹣t图象的纵坐标表示物体某时刻的位移,s﹣t图象的斜率等于物体运动的速度,由图象的斜率求出各段的速度.
27.【答案】解:对于匀变速直线运动,加速度的定义式是: ,所以:
在图像中,图线与坐标轴围成的面积可求位移,所以时间t内的位移:
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】已知质点运动的速度时间图象,利用图象面积可以求出位移的大小,结合速度公式可以导出匀变速直线运动的位移公式。
28.【答案】解:x-t图象上直线斜率表示速度,所以0~2s的速度
2s~4s的速度v2=0,4s~6s的速度
故图像如下
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】其位移时间图像的斜率代表速度,分段求出三个过程的速度大小;结合运动的时间可以画出对应的速度时间图像。
29.【答案】(1)解:故事中的兔子和乌龟是在同一地点,但不是同时出发,兔子出发的时间晚.
(2)解:由位移时间图像的性质可知乌龟做的是匀速直线运动.
(3)解:位移时间图像的交点表示相遇,因此兔子和乌龟在比赛途中相遇过2次.
(4)解:乌龟达到最大位移时兔子还没有达到最大位移,因此乌龟先到达终点
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】(1)已知兔子和乌龟位移随时间变化的图线,利用起始坐标可以判别同地点不同时间出发;
(2)已知乌龟对应的图线斜率不变则乌龟做匀速直线运动;
(3)已知图像两线交点的个数,利用交点的个数可以判别兔子和乌龟相遇的次数;
(4)已知最后时刻乌龟的位移最大所以乌龟先到达终点。
30.【答案】(1)解:从 图像中可以看出,汽车先加速再减速,图像与坐标轴围成三角形,三角形的底表示总时间t,为12s,面积表示总位移x,为30m,汽车匀加速时间为 ,匀减速时间为 。
则
解得
根据速度一时间关系有
解得
因为总时间为12s,所以减速时间
根据速度时间关系有
解得
(2)解:根据位移时间关系有,加速过程位移大小为
解得
因为总位移为30m,所以减速过程的位移大小为
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】(1)已知图像面积代表位移,利用图像面积可以求出汽车最大速度的大小,结合速度公式可以求出加速过程和减速过程加速度的大小;
(2)已知运动的时间,结合位移公式可以求出加减速过程位移的大小。
1 / 1高中物理人教版(2019) · 必修 第一册1.2 时间 位移 同步练习
一、选择题
1.(2023高一上·清远期末)北京时间2022年12月12日16时22分,我国在酒泉卫星发射中心使用“长征四号”丙运载火箭,成功将“北斗卫星试验二十号”A、B星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列说法正确的是( )
A.地面探测装置跟踪火箭发射升空后的位置时,火箭不能看成质点
B.“2022年12月12日16时22分”指的是时间间隔
C.卫星绕地球运动一周,位移大小小于路程
D.卫星绕地球运动一周,瞬时速度处处相同
【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程
【解析】【解答】A.地面探测装置跟踪火箭发射升空后的位置时,火箭的形状大小可以忽略,所以火箭可以看成质点,A不符合题意;
B.“2022年12月12日16时22分”指的是时刻,B不符合题意;
C.卫星绕地球运动一周,位移为零,路程不为零,所以位移大小小于路程,C符合题意;
D.卫星绕地球运动一周,瞬时速度大小不变,方向处处改变,所以瞬时速度处处不同,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】探测器检测火箭的位置,火箭可以作为质点;发射的时间属于时间间隔;卫星运动过程中瞬时速度的方向时刻改变。
2.(2023高一上·惠州期末)下列对于运动基本概念的描述正确的是( )
A.“无人机快递”完成快件投递后返回到出发点,此运动过程“无人机”的路程为零
B.高速公路启用的“区间测速”系统,测量的一定是汽车行驶的平均速度大小
C.微信交易记录中有一单的转时间为“20221205 19∶49:34”,这里的时间是指时刻
D.坐在高速行驶车上的乘客感觉旁边的车没动,乘客是以地面为参考系的
【答案】C
【知识点】时间与时刻;位移与路程;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.路程是指物体运动轨迹的长度,是标量,则“无人机快递”完成快件投递后返回到出发点,此运动过程“无人机”的路程不为零,A不符合题意;
B.高速公路启用的“区间测速”系统,测量的是汽车行驶的平均速率,B不符合题意;
C.微信交易记录中有一单的转时间为“20221205 19∶49:34”,这里的时间是指时刻,C符合题意;
D.坐在高速行驶车上的乘客感觉旁边的车没动,乘客是以自己为参考系的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】路程是物体运动运动轨迹的长度,时间间隔在时间轴上为一时间点,结合参考系和平均速度进行分析判断。
3.(2023高一上·怀化期末)以下说法正确的是( )
A.体积很大的物体一定不能视为质点
B.参考系必须是静止不动的物体
C.做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程
D.上午第一节课8点上课,这里的8点指时刻
【答案】D
【知识点】质点;位移与路程
【解析】【解答】A.物体是否可以看成质点不是取决于物体的大小,而是看物体的形状大小在研究的问题中是否可以忽略不计,所以体积很大的物体也可能可以看成质点,比如研究地球的公转,地球可以看成质点,A不符合题意;
B.参考系也可以是运动的物体,B不符合题意;
C.做往返的直线运动的物体,其位移大小不等于路程,C不符合题意;
D.上午第一节课8点上课,这里的8点指时刻,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体的形状大小在研究的问题中是否可以忽略不计,可以忽略则物体可以看成质点,做往返的直线运动的物体,其位移大小不等于路程。
4.(2023高一上·玉溪期末)新冠疫情期间,为减少人员接触,酒店采用机器人送餐,一人工智能机器人在平直路面上运动的位移一时间图像如图所示,则( )
A.前25s内机器人的运动方向不发生改变
B.前10s内机器人的加速度为3m/s2
C.18s末机器人的速度大小为1m/s
D.前15s内机器人的位移为300m
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.位移时间图像中倾斜直线表示汽车做匀速运动,图线与横坐标平行说明汽车静止不动,图线的斜率大小表示速度大小,斜率的正负表示速度方向,汽车前10s沿x轴正向运动,中间5s静止,后面10s又沿x轴的负方向运动,A不符合题意;
B.由图像斜率可知,前10s汽车做匀速直线运动,加速度为0,B不符合题意;
C.15~25s内图像中倾斜直线的斜率表示这段时间内的速度,18s末的速度为,C符合题意;
D.15s末汽车的位置坐标为30m,离开出发点30m,即位移为30m,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用图像斜率可以判别速度的大小及方向;利用速度不变可以判别加速度等于0;利用初末坐标可以求出位移的大小。
5.(2023高一上·上饶期末)A、B两物体从同一点(原点)开始做直线运动,A、B两物体的位移—时间图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.A,B两物体同时从原点出发 B.A比B晚出发2s
C.A的速度比B的速度大 D.A,B两物体在距原点20m处相遇
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AB.根据题意,由图可知,B比A晚出发 ,AB不符合题意;
C.根据 图像中,斜率表示速度,由图可知,B的速度大于A的速度,C不符合题意;
D.根据题意,由图可知,两物体在 均到达 处,即A、B两物体在距原点20m处相遇,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】x-t图像的斜率表示物体的速度,x-t图像的交点处两物体相遇,结合图像分析判断。
6.(2023高一上·襄阳期末)龟兔赛跑的故事告诉我们“满招损、谦受益”的道理。如图所示为乌龟和兔子沿直线赛跑的图像,则下列判断正确的是( )
A.乌龟与兔子同时由同一位置开始运动
B.乌龟做初速度为零的匀加速直线运动
C.在时间里兔子的平均速度较大
D.乌龟获胜的原因是全程的平均速度较大
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图像表示物体某时刻的位置,由图像可知乌龟与兔子开始运动的时刻不同,开始运动的位置相同,A不符合题意;
B.图像的斜率表示速度,乌龟运动的图像斜率不变,速度不变,做匀速直线运动,B不符合题意;
C.在 时间,乌龟和兔子初末位置相同,位移相同,运动时间相同,所以平均速度相同,C不符合题意;
D. 时间内乌龟的位移比兔子大,平均速度大,所以乌龟获胜的原因是全程的平均速度较大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由图像可知乌龟与兔子开始运动的时刻不同,开始运动的位置相同,图像的斜率表示速度,斜率不变,速度不变,做匀速运动。
7.(2023高一上·吉林期末)如图所示为甲、乙两物体运动的位移-时间图像,在0-30s内,下列说法正确的是( )
A.甲沿曲线运动,乙沿直线运动
B.两物体运动路程均为30m
C.乙物体运动位移大小为450m
D.两物体的平均速度大小均为1m/s
【答案】D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图像只能表示直线运动,故A不符合题意;
B.甲先向正方向运动位移大于30m,后反向运动回到30m处,所以甲的路程大于30m,而乙一直向正方向运动,路程等于位移大小30m,故B不符合题意;
CD.由图像知,甲、乙的位移相等均为30m,时间相同,则平均速度为:,故D符合题意,C不符合题意。
故答案为:D
【分析】图象只能表示直线运动;分析甲、乙两物体的运动情况,再分析路程关系;位移等于纵坐标的变化量,结合平均速度等于位移与时间之比进行分析。
二、多项选择题
8.(2023高一上·成都期末)下列说法正确的是( )
A.如图甲,高铁车厢里显示的速度为平均速度的大小
B.如图乙,苏炳添跑出百米最好成绩“9秒83”,其中“9秒83”指的是时间
C.如图丙,研究谷爱凌大跳台“1620”的动作时,可将其视为质点
D.如图丁,当跳伞运动员俯视大地,看到大地迎面而来,是以自己为参考系
【答案】B,D
【知识点】质点;时间与时刻
【解析】【解答】A.高铁车厢里显示的速度为瞬时速度的大小,A不符合题意;
B.9秒83是苏炳添跑完100m所用时间,B符合题意;
C.动作是肢体配合做出的,所以研究谷爱凌大跳台“1620”的动作时,不能忽略其形状,不可将其视为质点,C不符合题意;
D.当跳伞运动员俯视大地,看到大地迎面而来,是研究大地相对运动员的运动,是以运动员自己为参考系的,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】车厢显示的速度为瞬时速度的大小;百米赛跑的成绩为时间;研究运动员的动作不能把运动员作为质点。
9.(2023高一上·龙岗期末)如图,一辆汽车由南向北直线驶过一座桥。假如小华和小明均用一维坐标系来描述汽车的运动;小华以南桥头为原点,小明以北桥头为原点,均选定汽车运动方向为正方向,根据这两个坐标系对汽车运动的物理量进行描述,下列说法正确的是( )
A.对汽车位置的描述一致
B.对汽车运动的位移的描述一致
C.对汽车运动的路程的描述一致
D.对汽车运动的平均速度的描述一致
【答案】B,C,D
【知识点】位移与路程;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.因原点选取不同,则建立的坐标系不同,故对汽车位置的描述是不一致的,A不符合题意;
BC.由题可知,两人均选定汽车运动方向为正方向,故这两个坐标系描述汽车运动的位移、路程和时间是一样的,BC符合题意;
D.由于两个坐标系对应的位移和时间都相同,则平均速度相同,故对汽车运动的平均速度的描述一致,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】选择不同坐标系,描述小车的位置不同;不同坐标所以参考系相同所以汽车的位移和路程描述一致;结合位移和时间相同平均速度描述一致。
10.(2023高一上·上饶期末)人们越来越多地使用手机进行导航,如图所示是某人手机导航从上饶市弋阳县到横峰县的截屏画面,该地图提供了①②③三种驾车线路规划方案及相对应的数据。下列说法正确的是( )
A.①②③三条线路方案的位移相同
B.图中显示31分钟和24千米分别指的是时刻和距离
C.研究汽车在地图上的实时位置时,汽车不可以被看成质点
D.研究汽车在地图上的实时位置时,汽车可以被看成质点
【答案】A,D
【知识点】质点;位移与路程
【解析】【解答】A.三条线路方案的初位置相同,末位置相同,位移相同,A符合题意;
B.图中显示31分钟和24千米分别指的是时间间隔和路程,B不符合题意;
C.研究汽车在地图上的实时位置时,汽车的大小和形状对问题研究影响不大,汽车可以被看成质点,C不符合题意;D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】位移是从初点到末点有向线段的长度,路程是物体运动轨迹的长度,当物体的大小和形状对问题的研究没有影响时该物体可看做质点。
11.(2023高一上·新化期末)甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.在t1时刻两车速度相等
B.从0到t2时间内,两车走过的路程相等
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等
D.在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
【答案】C,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图线的斜率等于速度,可知在t1时刻两车速度不相等,A不符合题意;
B.因两车初始位置不同,而t2时刻位置相同,可知从0到t2时间内,两车走过的路程不相等,B不符合题意;
C.从t1到t2时间内,两车走过的路程相等,均为x2-x1,C符合题意;
D.图线的斜率等于速度,则在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】利用图像斜率的大小可以比较速度的大小;利用初末位置坐标可以比较路程的大小。
12.(2023高一上·成都期末)甲、乙两质点做直线运动的x—t图像分别如图(a)、图(b)所示,由图可知( )
A.甲在前3s和后3s的位移之比为
B.甲在前3s和后3s的速度之比为
C.乙在前4s的位移大小为6m
D.乙在4s末的速度大小为0.5m/s
【答案】B,C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.根据图像可知甲在前3s内的位移大小 ,甲在后3s内的位移大小 ,可知 ,A不符合题意;
B.由于 图像中图线切线的斜率的绝对值表示速度大小,则甲在前3s的速度为 ,甲在后3s的速度为 ,解得 ,B符合题意;
C.乙在前4s的位移大小 ,C符合题意;
D. 图像中图线切线的斜率的绝对值表示速度大小,根据图(b)所示,乙在4s末图线的切线与时间轴平行,即乙在4s末的速度为0,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】 图像中图线切线的斜率的绝对值表示速度,结合图像进行分析判断。
13.(2023高一上·福州期末)如图为某质点位移s随时间t变化的s-t图像,下列说法正确的是( )
A.0~2s内质点位移大小等于20m,方向沿s轴正方向
B.0~2s内质点位移大小等于30m,方向沿s轴正方向
C.在t=4s时,质点速度大小15m/s,方向沿s轴负方向
D.0~5s内质点运动的平均速度大小为2m/s,平均速率为2m/s
【答案】A,C
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AB.由图可知0~2s内质点位移大小等于20m,方向沿s轴正方向,A符合题意,B不符合题意;
C.在t=4s时,质点速度大小为 ,方向沿s轴负方向,C符合题意;
D.0~5s内质点运动的平均速度大小为 ,平均速率为 ,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】st图像斜率表示速度,位移可以之间由纵坐标得出,平均速度等于位移除以时间。
14.(2023高一上·内江期末)如图,是做直线运动的A、B两物体的位移时间图像,由图像可知( )
A.A物体开始运动时,两物体相距20m
B.在0~10s这段时间内,物体间的距离逐渐变大
C.在10~25s这段时间内,物体间的距离逐渐变大
D.两物体在10s时相距最近,在25s时两物体相遇
【答案】A,B
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.由图可知,初始时A物体在20m处,而B物体在0处,所以两物体相距20m,A符合题意;
B.在0~10s这段时间内,A做匀速直线运动,B静止,所以两物体间的距离逐渐增大,B符合题意;
C.在10~25s这段时间内,两物体的纵坐标的差值逐渐减小,说明两物体间的距离不断减小,C不符合题意;
D.两物体在10s时相距最远,在25s时两物体到同一位置,即B追上A相遇,D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】st图像直接由纵坐标即可读出位移大小,在0~10s这段时间内,A做匀速直线运动,B静止,所以两物体间的距离逐渐增大。
15.(2022高一上·武汉期中)如图所示是甲、乙两物体做直线运动的x-t图像,其中图线甲为抛物线,图线乙为过原点的直线。t=3s时,图线甲的斜率为图线乙的斜率的1.5倍,已知甲的加速度,则( )
A.甲的初速度为0 B.甲、乙相遇2次
C.图中 D.图中
【答案】B,C,D
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】A.图像的斜率等于速度,可知乙的速度,则t=3s时甲的速度为v甲=3m/s,则在t=0时刻甲的速度,A不符合题意;
B.两个图像有2个交点,说明甲乙相遇2次,B符合题意;
CD.第一次相遇时,第二次相遇时,解得,,CD符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】利用图像斜率可以求出乙的速度的大小,结合速度公式可以求出甲初速度的大小;利用图像交点可以判别甲乙相遇的次数;利用位移公式可以求出第一次相遇的时刻及两物体最初的距离。
三、非选择题
16.(2016高一上·延津期中)如图所示AB两球在运动过程中的频闪照片,数字表示频闪的时刻顺序,每两次相继频闪的时间间隔相等,则由图可知:
①其中 球做匀速直线运动.
②在与数字 相对应的时刻,B球追上A球.
③在与数字5相对应的时刻, 球的速度更大.
④两球速度相等的时刻在数字 和数字 对应的时刻之间.
【答案】A;5;B;3;4
【知识点】时间与时刻
【解析】【解答】解:①在相同的时刻内B球的位移越来越大,所以B球做的是变速直线运动;在相同的时刻内A球的位移不变,所以A球做的是匀速直线运动.
②在与数字5相对应的时刻,B球追上A球.
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得:在与数字5相对应的时刻B球的速度更大.
④根据图可知在数字3和4之间的B球的平均速度大小等于A球的速度大小,故在3和4之间某一时刻B球速度大小可能和A球速度大小相等.
故答案为:①A;②5;③B;④3,4
【分析】解决此题要知道在相同的时间内通过的位移相等做的是匀速直线运动,否则做的是变速运动;
根据两者位移和时间关系可以明确其速度大小之间的关系
17.(2018高一上·深圳月考) 2016年奥运会在巴西里约进行,里约市交警部门为了保障奥运期间交通安全畅通,为了能够准确检测车辆行驶情况,在公路上安装了超声波测速仪,图甲是超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度。图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔t=1.0s,超声波在空气中的传播速度v=340m/s,若汽车匀速行驶,则根据图乙可知,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内,前进的距离是多少?汽车的速度是多大(保留三位有效数字)?
【答案】解:由题图乙知,超声波信号P1、P2间隔30格,因时间t=1.0 s,故1格时间为 s,发出超声波信号P1到接收到反射信号n1之间的时间间隔
t1=10× s= s
则接收超声波信号时汽车与测速仪间的距离x1= = m
发出超声波信号P2到接收到反射信号n2之间的时间间隔
t2=7× s= s
则接收超声波信号时汽车与测速仪之间的距离x2= = m
接收到P1、P2两个信号之间的时间内汽车前进的距离Δx=x1-x2=17 m
接收到P1时,时间对应P1、n1中间,即图中第“10”刻度位置;接收到P2时,时间对应P2、n2中间,即图中“38.5”刻度位置,所以汽车两次接收信号的时间间隔
Δt=28.5× s= s
故汽车的速度v汽= ≈17.9 m/s
【知识点】时间与时刻;位移与路程
【解析】【分析】要求出汽车前进的距离,只要找出两个接受到信号时小车的位置,利用两个位置相减就可以知道小车在两个信号间运动的距离;要测出小车的速度就要找出两次汽车遇到电信号的时刻,刚好为发送信号和接受信号的中间时刻,找出两个中间时刻,计算出之间的时间间隔就是小车运动的时间。
18.(2023高一上·沧县期末)一船模爱好者在水面上对如图甲所示的模型船进行测试,模型船在水面上的运动轨迹如图乙所示。模型船(视为质点)从A点由静止出发,以大小的加速度沿AB做匀加速直线运动,6s后到达B点,此后保持速率不变,再经过4.5s到达C点并立即沿CA做匀减速直线运动,最后刚好在A点停下。已知点A、B、C恰能构成一个直角三角形,且∠A=37°,∠B=90°,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)模型船在AC段的加速度大小;
(2)模型船全程的平均速率。
【答案】(1)模型船在AB段做匀加速运动,则由匀变速运动规律有
模型船在C点的速度大小为
由几何关系有
在AC段,有
联立解得
(2)在BC段,有
模型船在AC段,有
模型船全程,有
【知识点】位移与路程
【解析】【分析】(1)模型船做匀加速直线运动,利用位移公式可以求出运动的位移,结合速度公式可以求出速度的大小,结合速度位移公式可以求出模型船在AC段加速度的大小;
(2)已知模型船运动的位移,结合速度公式可以求出模型船运动的时间,结合全过程的路程和时间可以求出平均速率的大小。
19.(2022高一上·南阳月考)一辆轿车由静止出发做变速运动,经过2s向东行驶了30 m,停留3s后向西运动,又经过5s行驶了80 m。以向东为正方向,求整个运动过程中轿车的位移、平均速率和平均速度。
【答案】解:以向东为正方向,全程的位移为
所以轿车的位移大小为 ,方向向西;
全程的路程为
平均速率为
平均速度
可知平均速度大小为 ,方向向西。
【知识点】位移与路程
【解析】【分析】已知轿车运动的路径,利用初末位置之间的距离可以求出位移的大小,结合速度公式可以求出平均速度的大小及方向。
20.(2021高一上·云南月考)如图所示,从距墙为1m的A点,一小球以某一速度冲向一端固定在墙壁的弹簧,将弹簧压缩到最短时的点是距墙为0.2m的B点,然后又被弹回到距墙为1.5m的C点并静止,分别求小球从A点运动到C点的过程中的位移和路程
【答案】解:位移是起点到终点的有向线段长,则位移大小是
方向
路程是轨迹的长
【知识点】位移与路程
【解析】【分析】根据题意,确定始末位置,确定位移,根据轨迹求解路程。
21.(2022高一上·金台期中)一辆汽车以54km/h的速度向正西方向运动了3km,接着以48km/h的速度向正南方向运动了4km,则汽车在整个运动过程中的平均速度大小是 m/s。
【答案】10
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】由题意,可得汽车在整个运动过程中的位移大小为 ,运动的总时间为 ,可得整个过程的平均速度大小是
【分析】利用几何关系可以求出位移的大小,结合运动的时间可以求出平均速度的大小。
22.(2022高一上·福清期中)如图所示,半径为1m的半圆形圆弧槽固定在水平面上,一可视为质点的小球从圆弧槽的边缘A点开始沿圆弧槽运动,到达圆弧槽的另一个边缘B点。则小球从A点运动到B点位移的大小为 m,小球从A点运动到B点通过的路程为 m。(取3.14)
【答案】2;3.14
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】小球从A点运动到B点位移的大小为
小球从A点运动到B点通过的路程为
【分析】位移是初点到末点有向线段的长度,路程是物体运动轨迹的长度。
23.(2022高一上·绍兴月考)某质点做直线运动的图像如右图所示,则质点在2s末的速度为 m/s,在6s末质点到出发点的距离大小为 m。
【答案】0;5
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】x-t图像的斜率表示速度,2s末时斜率为0,则速度为0;6s末时位移为-5m,则距出发点5m。
【分析】利用图像斜率可以求出速度的大小,利用初末位置可以求出位移的大小,进而判别质点的位置。
24.(2022高一上·绍兴月考)左图为某汽车直线运动的图线,从图中可以看出汽车的初速度为 ,汽车在前10s内的加速度为 ,汽车在10s到40s内的加速度为 。
【答案】5;0.5;0
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】由 图像可知汽车的初速度为 ;根据 图像斜率表示加速度,可知前10s内汽车的加速度为 ;汽车在10s到40s内做匀速直线运动,则加速度为 0 。
【分析】利用图像初始坐标可以求出初速度的大小;利用图像斜率可以求出加速度的大小。
25.(2016高一上·金山期中)如图(a),一个小球在固定的轨道AB上往复运动,其位移﹣时间(x﹣t)图象如图(b)所示.则轨道AB的长度为 m,小球在t=0到t=6s内的平均速度大小为 m/s.
【答案】0.6;0.1
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【解答】解:根据位移﹣时间(x﹣t)图象可知,小球在0﹣2s向正方向运动,最大位移为0.6m,2s﹣4s向反方向运动,位移大小也为0.6m,4s﹣6s又向正方向运动,位移为,故轨道AB的长度为:L=0.6m,小球在0﹣6s内的位移为:x=0.6m,根据平均速度的定义t=0到t=6s内的平均速度大小为: .
故答案为:0.6,0.1.
【分析】根据x﹣t图象分析小球的运动情形,由于小球在轨道AB上往复运动,故AB的长度等于正向的最大位移.根据图象判断前6s内的位移,再根据平均速度的定义计算前6s内的平均速度大小.
26.(2016高一上·日喀则期中)某物体的位移图象如图所示,若规定向东为正方向,试求物体在OA,AB,BC,CD,DE各阶段的速度.
【答案】解:由s﹣t图象的斜率大小表示速度,可得各阶段的速度如下:
OA段:v1= = =2m/s 方向向东;
AB段:v2=0 静止;
BC段:v3= = =6m/s 方向向东;
CD段:v4= = =﹣5m/s 方向向西;
DE段:v5= = =﹣0.5m/s 方向向西
答:OA段速度大小是2m/s 方向向东;AB段速度是0;BC段速度是6m/s 方向向东;CD段速度大小是5m/s,方向向西;DE段速度大小是0.5m/s,方向向西
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】s﹣t图象的纵坐标表示物体某时刻的位移,s﹣t图象的斜率等于物体运动的速度,由图象的斜率求出各段的速度.
27.(2022高一上·通州期中)如图所示,在匀变速直线运动的v-t图像中,我们可以用图线与坐标轴围成的面积求位移.试通过加速度的定义式,结合v-t图像推导匀变速直线运动的位移公式.
【答案】解:对于匀变速直线运动,加速度的定义式是: ,所以:
在图像中,图线与坐标轴围成的面积可求位移,所以时间t内的位移:
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】已知质点运动的速度时间图象,利用图象面积可以求出位移的大小,结合速度公式可以导出匀变速直线运动的位移公式。
28.(2020高一上·山西期中)如图所示,表示一质点在 内的 图象,试据此画出它的速度-时间即 图象。
【答案】解:x-t图象上直线斜率表示速度,所以0~2s的速度
2s~4s的速度v2=0,4s~6s的速度
故图像如下
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】其位移时间图像的斜率代表速度,分段求出三个过程的速度大小;结合运动的时间可以画出对应的速度时间图像。
29.(2022高一上·杭州期中)明明同学讲了一个龟兔赛跑的故事,按照明明讲的故事情节,聪聪画出了兔子和乌龟的位移图象如图所示,请你依照图象中的坐标,并结合物理学的术语来讲述这个故事.在讲故事之前,先回答下列问题.
(1)小李故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发?
(2)乌龟做的是什么运动?
(3)兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次?
(4)哪一个先通过预定位移到达终点?
【答案】(1)解:故事中的兔子和乌龟是在同一地点,但不是同时出发,兔子出发的时间晚.
(2)解:由位移时间图像的性质可知乌龟做的是匀速直线运动.
(3)解:位移时间图像的交点表示相遇,因此兔子和乌龟在比赛途中相遇过2次.
(4)解:乌龟达到最大位移时兔子还没有达到最大位移,因此乌龟先到达终点
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】(1)已知兔子和乌龟位移随时间变化的图线,利用起始坐标可以判别同地点不同时间出发;
(2)已知乌龟对应的图线斜率不变则乌龟做匀速直线运动;
(3)已知图像两线交点的个数,利用交点的个数可以判别兔子和乌龟相遇的次数;
(4)已知最后时刻乌龟的位移最大所以乌龟先到达终点。
30.(2022高一上·辽阳期中)从车站开出的汽车做匀加速直线运动,走了8s时,司机发现有乘客还没有上来,于是立即做匀减速直线运动至停车,总共历时12s,行进了30m,其图像如图所示。求:
(1)汽车加速的加速度大小和减速的加速度大小
(2)汽车的加速位移大小与减速位移大小。
【答案】(1)解:从 图像中可以看出,汽车先加速再减速,图像与坐标轴围成三角形,三角形的底表示总时间t,为12s,面积表示总位移x,为30m,汽车匀加速时间为 ,匀减速时间为 。
则
解得
根据速度一时间关系有
解得
因为总时间为12s,所以减速时间
根据速度时间关系有
解得
(2)解:根据位移时间关系有,加速过程位移大小为
解得
因为总位移为30m,所以减速过程的位移大小为
【知识点】运动学 S-t 图象
【解析】【分析】(1)已知图像面积代表位移,利用图像面积可以求出汽车最大速度的大小,结合速度公式可以求出加速过程和减速过程加速度的大小;
(2)已知运动的时间,结合位移公式可以求出加减速过程位移的大小。
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