高中物理人教版(2019) · 必修 第一册1.4 速度变化快慢的描述——加速度 同步练习
一、选择题
1.(2023高一上·清远期末)磁悬浮列车与运载火箭在启动后都能达到较大的速度,然而关于它们的加速度下列说法正确的是( )
A.当它们的加速度为零时,它们的速度也一定为零
B.当它们有加速度时,速度一定增大
C.若它们的加速度越大,则速度变化量也一定越大
D.当它们有速度变化时,一定有加速度
2.(2023高一上·上饶期末)加速度的概念是人类认识史上最难建立的概念之一,是在400多年前伽利略对落体运动的研究中逐步建立起来的。关于速度和加速度,下列说法中正确的是( )
A.加速度大的物体速度变化快
B.加速度大的物体速度变化大
C.速度是表示物体运动快慢的物理量,是标量
D.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫做平均速度
3.(2023高一上·楚雄期末)2022年全国乒乓球锦标赛男子单打决赛中,某回合乒乓球以14m/s的速度飞向球拍,在0.01s时被球拍以26m/s的速度反向打回,则乒乓球在该段时间内的平均加速度大小为( )
A. B.
C. D.
4.(2023高一上·绵阳期末)某新型电动汽车采用双电机四驱,其最大功率为500马力,可以在2.5s时间内由静止加速到30m/s(此过程可看成匀加速直线运动)。则在2.5s的加速过程中()
A.位移为75m B.平均速度为30m/s
C.加速度为 D.中间时刻1.25s时速度为15m/s
5.(2023高一上·西安期末)小聪学习了匀变速直线运动后,对物体的运动进行了描述,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度越大,加速度越大
B.有加速度时,物体的速度就会增大
C.物体运动的速度的变化量越大,加速度越大
D.物体运动的速度的变化率越大,加速度越大
6.(2023高一上·江阴期末)物理量的表达式往往有多个,通常都有其定义式和决定式,它们反应人们对自然界认识的不同层次。定义式侧重描述客观世界,决定式侧重对因果关系的解释。下列表达式中,侧重解释因果关系的是( )
A.加速度 B.速度
C.密度 D.加速度
二、多项选择题
7.(2023高一上·海南期末)我国自主研制的运重型运输机,从静止开始滑行到起飞离地,速度v随时间t变化的图像如图所示,对此过程,飞机( )
A.做变加速直线运动 B.做匀加速直线运动
C.加速度大小为 D.滑行的距离为
8.(2023高一上·苏仙期末)运动学中有人想引入“加速度的变化率”,关于“加速度的变化率”,下列说法确的是( )
A.从运动学角度的定义,“加速度的变化率”的单位应是
B.加速度的变化率为的运动是匀速运动
C.若加速度与速度同方向,如图所示的图像,表示的是物体的速度在增加
D.若加速度与速度同方向,如图所示的图像,已知物体在时速度为,则末的速度大小为
9.(2023高一上·阳新期末)汽车沿平直的道路运动,速度从v1变为v2,如图所示.下列关于汽车速度的变化、加速度方向,表示正确的是
A.
B.
C.
D.
10.(2023高一上·沧县期末)如图所示,一舰载机在航母甲板上直线弹射起飞过程中,在1s内速度大小从零变为10m/s;一足球在草地上做直线运动过程中,在8s内速度大小从20m/s减为零。对于上述两个过程,下列说法正确的是( )
A.舰载机的速度变化量比足球的速度变化量小
B.舰载机的平均加速度比足球的平均加速度小
C.题述中的“10m/s”、“20m/s”均指的是平均速率
D.足球运动过程中的速度方向与加速度方向相反
11.(2023高一上·内江期末)在平直的公路上,一辆警车启动加速追赶一辆冲关卡的嫌疑车,警车所受的合力大小逐渐减小、方向不变,警车从开始运动到在合力减为零的过程中,关于警车运动的说法正确的是()
A.加速度与速度方向相同
B.加速度逐渐减小,速度逐渐减小
C.加速度逐渐减小,速度逐渐增大
D.速度逐渐增大,位移逐渐减小
12.(2023高一上·单县期末)加速度的概念是由伽利略建立起来的,哲学家罗素给予了极高的评价:“加速度的重要性,也许是伽利略所有发现中最具有永久价值和最有效果的一个发现。”关于加速度,下列说法正确的是( )
A.物体速度变化量越大,其加速度一定越大
B.物体速度变化越快,其加速度一定越大
C.物体加速度的方向与其速度方向必定相同
D.加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量
三、非选择题
13.(2022高一上·绍兴月考)在台球比赛中,黑色球以1.6m/s的速度垂直撞击边框后,以1.5m/s的速度反向弹回。现规定初速度方向为正方向,则黑色球的速度改变量为 ;若球与边框接触的时间为,则该撞击过程中黑色球的加速度a是 。
14.(2022高一上·邢台月考)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为(),以警醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。在一次事故中一辆行驶的汽车以的速度撞向停在路上的大货车上,大货车没有被撞动,汽车与大货车的碰撞时间为,汽车的加速度大小为 ,若汽车内装有安全气囊,缓冲时间为,汽车驾驶员的加速度大小为 。
15.(2020高一上·蚌埠期末)图甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图象,推导中把整个运动过程划分成很多小段,在每一小段内,可粗略认为物体做 运动。甲、乙两图相比, (选填“甲”或“乙”)阴影部分面积更贴近梯形的面积,丙图中 图像包围的面积表示的物理量是 。
16.(2020高一上·长宁期中)在运动学中,描述运动快慢的物理量是 ,描述速度变化快慢的物理量是 。
17.(2020高一上·普陀期中)一辆火车以54km/h的速度行驶,撤去牵引力后,做匀减速直线运动,6s末的速度为43.2km/h,则火车的加速度大小为 m/s2 ;火车35s末的速度大小为 m/s。
18.(2019高一上·长春月考)一个做匀加速度直线运动的质点,在最初两个连续的2s的时间内发生的位移分别为X1=24m,X2=64m.。求质点运动的初速度和加速度。
19.(2015高一上·威海开学考)做匀减速直线运动的物体,10s内速度由20m/s减为5m/s.求10s内物体的速度变化和加速度.
20.(2023高一上·红桥期末)神舟五号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置,速度减至10m/s,并以这个速度在大气中降落.在距地面1.2m时,返回舱的4台缓冲发动机开始向下喷气,舱体再次减速.设最后减速过程中返回舱做匀减速运动,并且到达地面时恰巧速度为0,求最后减速阶段的加速度.
21.(2022高一上·梁山期中)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为(取),以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险,那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值。试问:
一辆以54 km/h的速度行驶的货车与一辆以36 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞,摩托车驾驶员被以与货车相同的速度撞飞,碰撞时间为,通过计算说明摩托车驾驶员是否有生命危险?(提示:摩托车与货车相撞瞬间,货车速度几乎不变,摩托车反向速度大小与货车相同)
22.(2022高一上·乌兰察布期中)某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度,他在滑块上安装了宽度为2cm的遮光板。然后他利用气垫导轨和数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为,通过第二个光电门的时间,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为2.0s。根据他通过实验得到的数据,滑块的加速度大小为 。
23.(2020高一上·太原月考)使用如图所示的气垫导轨装置进行实验测定滑块的加速度a。滑块上安装了宽度为d的遮光条,当滑块通过两个光电门时,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个和第二个光电门的时间,分别为 和 。已知遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为 。回答下列问题(结果用题中所给符号表示)∶
(1)滑块通过第一个光电门的速度为 。
(2)滑块的加速度a可以通过表达式 估算得到。
24.(2020高一上·河南月考)如图1所示,某同学设计了测量斜面上滑块的加速度的实验。所用器材有:斜面、滑块、宽度为 的遮光条、光电门(含配套的电源、光电计时器,图中未画出)、刻度尺。
实验步骤如下:
①将光电门固定在斜面下端附近,令装有遮光条的滑块从斜面上方由静止开始下滑,遮光条到光电门的距离为 ;
②滑块通过光电门时,光电计时器记录遮光条遮住光线的时间 ;
③改变 的大小,多次重复实验,利用实验中得到的数据作出 图象,如图2所示。
完成下列填空:
(1)用 表示滑块下滑的加速度大小, 表示滑块经过光电门时的速度大小,则 ,加速度 (用 、 及 表示)。
(2)由图2的 图象知,图象的斜率 ,斜面上滑块的加速度大小为 。
25.(2019高一上·哈尔滨月考)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz)。
(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2(保留两位有效数字)。
(2)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线,如图所示。该图线不通过原点,请你分析其主要原因是 。
26.(2019高一上·黑龙江期中)用打点计时器测量重力加速度的实验装置如图所示。当纸带在钩码带动下向下运动时,打点计时器在纸带上打下一系列的点。
(1)该实验中,下列实验操作正确的是__________。
A.应从纸带上的第一个点迹开始测量、计算
B.选用的钩码的质量应尽可能小些
C.操作时,应先释放纸带,后接通电源
D.打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上
(2)某同学在正确操作下,从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。把开始打的第一个点标为A,随后连续的几个点依次标记为B、C、D、E和F,测量出B点以后各点间的距离如图所示。计算纸带下落的加速度g= m/s2。(保留三位有效数字)
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因: 。
27.(2023高一上·成都期末)为测试图(a)所示无人机的垂直起降性能,某同学利用传感器测得的数据,作出了图(b)所示某段时间内该机在竖直方向做直线运动的速度-时间图像(以竖直向上为正方向)。求:
(1)无人机分别在1s末和9s末的加速度;
(2)无人机在0~14s内上升的最大高度。
28.(2022高一上·惠州期中)一篮球以的速度沿水平方向撞到篮板上,经以的速度水平弹回,规定以篮球初速度的方向为正方向,求:
(1)篮球速度的变化量;
(2)篮球撞板过程中的加速度大小。
29.(2022高一上·阳泉期中)如图所示,弹丸和足球的初速度均为12m/s,方向水平向右。设它们与木板作用的时间都是0.1s,求:
(1)子弹击穿木板后速度大小变为6m/s,方向不变,求弹丸击穿木板时的加速度;
(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为6m/s,求足球与木板碰撞反弹时的加速度。
30.(2022高一上·梁山期中)让小球以恒定加速度从斜面的顶端滚下,如图所示,是用闪光照相机拍摄小球在斜面上运动的一段,已知闪频为10Hz,且O点是0.3s时小球所处的位置,试根据此图估算小球:
(1)从O点到C点的平均速度大小;
(2)在A点和B点的瞬时速度大小;
(3)加速度大小。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.当磁悬浮列车与运载火箭匀速运动时,此时它们的加速度也为零,A不符合题意;
B.当加速度与速度方向相反时,速度减小,B不符合题意;
C.当加速度越大,但运动时间未知时,不能判断速度变化量,C不符合题意;
D.根据加速度的定义可知,当它们有速度变化时,一定有加速度,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】加速度的大小与速度的大小无关;物体有加速度时速度不一定增大;加速度的大小与速度变化量无关。
2.【答案】A
【知识点】加速度;速度与速率
【解析】【解答】A.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,故加速度大的物体速度变化快,A符合题意;
B.物体速度的变化快慢还与时间有关,故加速度大的物体速度变化不一定大,B不符合题意;
C.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小又有方向,是矢量,C不符合题意;
D.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫做瞬时速度,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,物体速度的变化快慢还与时间有关,速度是表示物体运动快慢的物理量,结合瞬时速度的定义进行分析判断。
3.【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】规定乒乓球反弹回来的方向为正方向,则在该段时间内的平均加速度大小
故答案为:C。
【分析】利用加速度的定义式可以求出平均加速度的大小。
4.【答案】D
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【解答】AC.加速过程中的加速度大小为 ,加速过程中的位移为 ,AC不符合题意;
BD.匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段过程的平均速度,则中间时刻1.25s时速度为 ,B不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合加速度的定义式和匀变速直线运动的位移与时间的关系得出加速过程的位移,利用中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度得出1.25s时的速度。
5.【答案】D
【知识点】加速度;速度与速率
【解析】【解答】A.物体运动的速度越大,加速度不一定越大,如物体做速度很大的匀速直线运动,A不符合题意;
B.若加速度方向与速度方向相反,速度减小,B不符合题意;
C.物体运动的速度的变化量很大,若所需时间很长,加速度可能很小,C不符合题意;
D.物体运动的速度的变化率越大,加速度越大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】加速度与速度大小没有之间联系。物体运动的速度的变化率越大,即速度变化量与时间比值越大,加速度越大。
6.【答案】A
【知识点】加速度;速度与速率
【解析】【解答】A.加速度 ,加速度与力和质量有关,是决定式侧重解释因果关系,A符合题意;
B.速度 ,速度与位移和时间比值有关,与位移、时间无关,是定义式侧重描述客观世界,B不符合题意;
C.密度 ,密度与质量和体积比值有关,与质量、体积无关,是定义式侧重描述客观世界,C不符合题意;
D.加速度 ,加速度与速度变化量和时间比值有关,与速度变化量、时间无关,是定义式侧重描述客观世界,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据加速度的定义式和决定式以及速度的定义式进行分析判断。
7.【答案】B,D
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【解答】ABC.由图可知,图像的斜率表示运输机的加速度,其大小为 ,加速度保持不变,所以运输机做匀加速直线运动,AC不符合题意,B符合题意;
D.由运动学公式,在此过程中,飞机滑行的距离为 ,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据加速度的定义式得出加速度的大小,从而得出运输机的变化情况,通过匀变速直线运动的平均速度的表达式得出飞机滑行的距离。
8.【答案】A,C,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.加速度的变化率是指加速度的变化量与所用时间的比值,即 根据单位制可知,其单位为 ,A符合题意;
B.加速度变化率为0是指加速度保持不变,如果加速度为0,则物体做匀速直线运动,如果加速度不为0,则物体做匀变速运动,B不符合题意;
C.若加速度与速度同向,则物体做加速运动,如图示加速度减小,则物体速度增加得变慢了,但仍是加速运动,C符合题意;
D.在 图像中图像与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量,即 ,则得
由于加速度与速度同向,物体做变加速直线运动,物体在 时速度为 ,则 末的速度大小为 ,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】速度的变化率是指加速度的变化量与所用时间的比值,根据定义求解单位。加速度变化率为0是指加速度保持不变。在 图像中图像与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量。
9.【答案】A,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】根据加速度的定义 ,速度的变化方向与加速度方向一致.
A. 图示速度的变化量方向与加速度方向一致,故A正确;
B. 图示速度的变化量方向标识错误,与加速度方向相反,故B错误;
C. 图示速度的变化量标识错误,加速度方向标识错误,故C错误;
D. 图示速度的变化量方向与加速度方向一致,故D正确;
故选:AD
【分析】根据加速度的定义式以及矢量的加减法进行分析判断。
10.【答案】A,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.舰载机的速度变化量为
足球的速度变化量为
所以,舰载机的速度变化量比足球的速度变化量小,A符合题意;
B.舰载机的平均加速度为
足球的平均加速度为
所以,舰载机的平均加速度比足球的平均加速度大,B不符合题意;
C.题述中的“10m/s”、“20m/s”均指的是瞬时速率,C不符合题意;
D.足球在草地上做减速直线运动,则足球运动过程中的速度方向与加速度方向相反,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用初末速度的大小可以求出速度变化量的大小,结合变化时间可以求出加速度的大小;题目对应的速度为瞬时速率;当足球做减速运动时,加速度方向与速度方向相反。
11.【答案】A,C
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.根据题意可知,警车做加速运动,而警车所受的合力方向不变,根据牛顿第二定律可知,加速度与速度方向相同。A符合题意;
BC.警车所受的合力大小逐渐减小、方向不变,根据牛顿第二定律可知,加速度逐渐减小,速度逐渐增大。B不符合题意,C符合题意;
D.由于警车的运动方向未变,故位移逐渐增大。D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】当警车做加速运动时,加速度方向与速度方向相同;当加速度逐渐减小,当加速度方向与速度方向相同所以做加速运动;由于速度方向不变所以位移不断增大。
12.【答案】B,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】C.物体加速度的方向与速度变化量的方向必定相同,但与速度方向可能相同,也可能不同,C不符合题意;
A.物体速度变化量越大,其加速度不一定越大,A不符合题意;
BD.加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量,且物体速度变化越快,其加速度一定越大,BD符合题意。
故答案为:BD。
【分析】加速度的方向与速度变化量方向相同,与速度方向无关;速度变化量及速度的大小与加速度的大小无关;加速度是描述速度变化快慢的物理量。
13.【答案】-3.1m/s;-31m/s2
【知识点】加速度
【解析】【解答】取球的初速度方向为正方向,则v0=1.6m/s,反弹后的速度v=-1.,5 m/s,则球速度的变化量 v=v-v0=-1.5m/s-1.6m/s=-3.1m/s,负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反;球与边框接触的时间为0.1s,根据加速度的定义可得 ,号表示加速度方向与初速度方向相反,加速度的大小为31m/s2。
【分析】利用初末速度的大小及方向可以求出速度变化量的大小;结合作用的时间可以求出加速度的大小及方向。
14.【答案】10000;200
【知识点】加速度
【解析】【解答】由题意,根据 ,可得汽车的加速度大小为
汽车驾驶员的加速度大小为
【分析】根据加速度的定义式得出汽车的加速度。
15.【答案】匀速直线;乙;位移
【知识点】加速度;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】推导中把整个运动过程划分成很多小段,在每一小段内,速度变化很小,可粗略认为物体做匀速直线运动;由图甲、乙可知,乙图阴影部分面积更贴近梯形的面积;丙图中 图像包围的面积
即丙图中 图像包围的面积表示的物理量是位移。
【分析】数理结合的应用,掌握“ 图像包围的面积表示的物理量是位移”这个知识点。
16.【答案】速度;加速度
【知识点】加速度
【解析】【解答】在运动学中,描述运动快慢的物理量是速度,描述速度变化快慢的物理量是加速度。
【分析】速度描述物体运动的快慢;其加速度描述物体速度变化的快慢。
17.【答案】0.5;0
【知识点】加速度
【解析】【解答】54km/h=15m/s;43.2km/h=12m/s,则火车的加速度为
即加速度大小为0.5m/s2;火车停止时用时间
则火车35s末的速度大小为0。
【分析】利用加速度的定义式可以求出加速度的大小;结合速度公式可以判别末速度的大小。
18.【答案】解:根据位移差公式可知
根据位移时间关系式
代入数据解得:
答:a=10m/s2;v0=2m/s
【知识点】加速度
【解析】【分析】利用邻差公式结合位移公式可以求出初速度和加速度的大小。
19.【答案】解:△v=v2﹣v1=﹣15m/s
故10s内物体的速度变化为=﹣15m/s.
a= =﹣1.5m/s2
故物体的加速度为﹣1.5m/s2.
【知识点】加速度
【解析】【分析】根据△v=v2﹣v1求速度的变化量;根据a= 求加速度.
20.【答案】根据 得最后减速阶段的加速度
【知识点】加速度
【解析】【分析】利用匀变速直线运动的速度位移关系求解最后减速阶段的加速度。
21.【答案】解:摩托车碰撞前的速度大小为
摩托车碰撞后的速度大小为
取摩托车的碰后速度方向为正方向,则两车相碰撞时摩托车驾驶员的加速度大小为
因此摩托车驾驶员有生命危险。
【知识点】加速度
【解析】【分析】当摩托车碰撞前后的速度已知,利用加速度的定义式可以求出加速度的大小,进而判别驾驶员是否有生命危险。
22.【答案】
【知识点】加速度
【解析】【解答】由于遮光板很窄,通过光电门的时间很短,滑块通过光电门时的平均速度可以看成是滑块在该处的瞬时速度,可得 , ,故加速度大小为
【分析】利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小,结合速度公式可以求出滑块加速度的大小。
23.【答案】(1)
(2)
【知识点】加速度
【解析】【解答】(1)物体在极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小,则滑块通过第一个光电门的速度为 (2)由加速度的定义得
【分析】当运动位移很短时,物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度,利用宽度除以挡光的时间即可;结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度。
24.【答案】(1);
(2)10.0;5.0
【知识点】加速度
【解析】【解答】(1)滑块经过光电门时的速度
根据v2=2ax可得加速度
(2) 图象的斜率
根据v2=2ax,则2a=k
则斜面上滑块的加速度大小为
【分析】(1)利用平均速度公式可以求出滑块经过光电门速度的大小,结合速度位移公式可以求出加速度的大小;
(2)利用图像坐标可以求出斜率的大小;利用图像斜率可以求出加速度的大小。
25.【答案】(1)3.2
(2)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够
【知识点】加速度
【解析】【解答】(1)由于交流电的频率为50Hz,故打点时间间隔为0.02s,所以每两个计数点之间的时间间隔为T=0.04s利用逐差法△x=aT2可得: ;(2)图线中当F≠0时物体的加速度a=0,即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度,故在物体保持静止的时候其所受的静摩擦力等于绳子的拉力,所以出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够.
【分析】(1)利用逐差法可以求出加速度的大小;
(2)利用牛顿第二定律可以判别误差来源于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
26.【答案】(1)D
(2)9.50
(3)纸带和限位孔之间的摩擦
【知识点】加速度
【解析】【解答】(1)A.不一定要从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒,A不符合题意;
B.选用的钩码的质量应尽可能大些,密度尽量大一些,可以减小受到的阻力的影响,可减少实验误差,B不符合题意;
C.操作时,应先接通电源,后释放纸带,以保证纸带充分利用,该次序不能颠倒。C不符合题意;D.打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上,以减小摩擦造成的误差,D符合题意。(2)由题意知T=0.02s,根据匀变速直线运动的推论公式:△
可以求出加速度的大小,则有:
代入数据得:
m/s2(3)测量值比真实值偏小,误差的来源是纸带和限位孔之间的摩擦。
【分析】(1)自由落体过程中应该是限位孔在同一竖直线上减少阻力的作用;
(2)利用邻差公式可以求出重力加速度的大小;
(3)下落过程受到阻力的作用会导致测量值小于真实值。
27.【答案】(1)解:由图像知,前2s无人机向上做匀加速运动,0s末、2s末的速度分别为0和20m/s;8s~10s内无人机向下做匀加速运动,8s末、10s末的速度分别为0和-10m/s,由加速度定义式 ,代入数据解得1s末的加速度
方向竖直向上
9s末的加速度
方向竖直向下;
(2)解:由图像知,8s末无人机达到最大高度,由图像面积的物理意义有
【知识点】加速度;运动学 v-t 图象
【解析】【分析】(1)根据加速度的定义式得出1s末和9s末的加速度;
(2)v-t图像与坐标轴围成图形的面积表示物体的位移。
28.【答案】(1)解:规定以篮球初速度的方向为正方向,则篮球速度的变化量为
负号表示与初速度方向相反;
(2)解:加速度的大小
【知识点】加速度
【解析】【分析】(1)根据速度变化量的求解得出 篮球速度的变化量;
(2)结合加速度的定义式得出篮球撞板过程中的加速度 。
29.【答案】(1)解:令弹丸初速度方向为正方向,则知子弹的初速度v1=12m/s,末速度v2=6m/s,根据加速度的定义知,此过程中弹丸的加速度
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
(2)解:令足球初速度方向为正方向,则知足球的初速度v1=12m/s,末速度v3=-6m/s,根据加速度的定义知,此过程中足球的加速度
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
【知识点】加速度
【解析】【分析】(1) 令弹丸初速度方向为正方向 ,通过加速度的定义式得出弹丸的加速度;
(2) 令足球初速度方向为正方向 ,结合加速度的定义式得出足球与木板碰撞反弹时的加速度。
30.【答案】(1)解:已知闪频为10Hz,则每一个时间间隔为
根据平均速度的计算公式有
(2)解:由于小球以恒定加速度从斜面的顶端滚下,则小球做匀变速直线运动,根据匀变速直线运动有
代入数据有
(3)解:加速度大小为
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【分析】(1)已知闪频的大小,利用频率的大小可以两个小球像之间的时间间隔;利用位移和时间可以求出平均速度的大小;
(2)小球做匀加速直线运动,利用平均速度公式可以求出A点速度的大小,结合平均速度公式可以求出B点速度的大小;
(3)已知A和B点速度的大小,结合加速度的定义式可以求出加速度的大小。
1 / 1高中物理人教版(2019) · 必修 第一册1.4 速度变化快慢的描述——加速度 同步练习
一、选择题
1.(2023高一上·清远期末)磁悬浮列车与运载火箭在启动后都能达到较大的速度,然而关于它们的加速度下列说法正确的是( )
A.当它们的加速度为零时,它们的速度也一定为零
B.当它们有加速度时,速度一定增大
C.若它们的加速度越大,则速度变化量也一定越大
D.当它们有速度变化时,一定有加速度
【答案】D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.当磁悬浮列车与运载火箭匀速运动时,此时它们的加速度也为零,A不符合题意;
B.当加速度与速度方向相反时,速度减小,B不符合题意;
C.当加速度越大,但运动时间未知时,不能判断速度变化量,C不符合题意;
D.根据加速度的定义可知,当它们有速度变化时,一定有加速度,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】加速度的大小与速度的大小无关;物体有加速度时速度不一定增大;加速度的大小与速度变化量无关。
2.(2023高一上·上饶期末)加速度的概念是人类认识史上最难建立的概念之一,是在400多年前伽利略对落体运动的研究中逐步建立起来的。关于速度和加速度,下列说法中正确的是( )
A.加速度大的物体速度变化快
B.加速度大的物体速度变化大
C.速度是表示物体运动快慢的物理量,是标量
D.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫做平均速度
【答案】A
【知识点】加速度;速度与速率
【解析】【解答】A.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,故加速度大的物体速度变化快,A符合题意;
B.物体速度的变化快慢还与时间有关,故加速度大的物体速度变化不一定大,B不符合题意;
C.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小又有方向,是矢量,C不符合题意;
D.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫做瞬时速度,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,物体速度的变化快慢还与时间有关,速度是表示物体运动快慢的物理量,结合瞬时速度的定义进行分析判断。
3.(2023高一上·楚雄期末)2022年全国乒乓球锦标赛男子单打决赛中,某回合乒乓球以14m/s的速度飞向球拍,在0.01s时被球拍以26m/s的速度反向打回,则乒乓球在该段时间内的平均加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】加速度
【解析】【解答】规定乒乓球反弹回来的方向为正方向,则在该段时间内的平均加速度大小
故答案为:C。
【分析】利用加速度的定义式可以求出平均加速度的大小。
4.(2023高一上·绵阳期末)某新型电动汽车采用双电机四驱,其最大功率为500马力,可以在2.5s时间内由静止加速到30m/s(此过程可看成匀加速直线运动)。则在2.5s的加速过程中()
A.位移为75m B.平均速度为30m/s
C.加速度为 D.中间时刻1.25s时速度为15m/s
【答案】D
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【解答】AC.加速过程中的加速度大小为 ,加速过程中的位移为 ,AC不符合题意;
BD.匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段过程的平均速度,则中间时刻1.25s时速度为 ,B不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合加速度的定义式和匀变速直线运动的位移与时间的关系得出加速过程的位移,利用中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度得出1.25s时的速度。
5.(2023高一上·西安期末)小聪学习了匀变速直线运动后,对物体的运动进行了描述,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度越大,加速度越大
B.有加速度时,物体的速度就会增大
C.物体运动的速度的变化量越大,加速度越大
D.物体运动的速度的变化率越大,加速度越大
【答案】D
【知识点】加速度;速度与速率
【解析】【解答】A.物体运动的速度越大,加速度不一定越大,如物体做速度很大的匀速直线运动,A不符合题意;
B.若加速度方向与速度方向相反,速度减小,B不符合题意;
C.物体运动的速度的变化量很大,若所需时间很长,加速度可能很小,C不符合题意;
D.物体运动的速度的变化率越大,加速度越大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】加速度与速度大小没有之间联系。物体运动的速度的变化率越大,即速度变化量与时间比值越大,加速度越大。
6.(2023高一上·江阴期末)物理量的表达式往往有多个,通常都有其定义式和决定式,它们反应人们对自然界认识的不同层次。定义式侧重描述客观世界,决定式侧重对因果关系的解释。下列表达式中,侧重解释因果关系的是( )
A.加速度 B.速度
C.密度 D.加速度
【答案】A
【知识点】加速度;速度与速率
【解析】【解答】A.加速度 ,加速度与力和质量有关,是决定式侧重解释因果关系,A符合题意;
B.速度 ,速度与位移和时间比值有关,与位移、时间无关,是定义式侧重描述客观世界,B不符合题意;
C.密度 ,密度与质量和体积比值有关,与质量、体积无关,是定义式侧重描述客观世界,C不符合题意;
D.加速度 ,加速度与速度变化量和时间比值有关,与速度变化量、时间无关,是定义式侧重描述客观世界,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据加速度的定义式和决定式以及速度的定义式进行分析判断。
二、多项选择题
7.(2023高一上·海南期末)我国自主研制的运重型运输机,从静止开始滑行到起飞离地,速度v随时间t变化的图像如图所示,对此过程,飞机( )
A.做变加速直线运动 B.做匀加速直线运动
C.加速度大小为 D.滑行的距离为
【答案】B,D
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【解答】ABC.由图可知,图像的斜率表示运输机的加速度,其大小为 ,加速度保持不变,所以运输机做匀加速直线运动,AC不符合题意,B符合题意;
D.由运动学公式,在此过程中,飞机滑行的距离为 ,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据加速度的定义式得出加速度的大小,从而得出运输机的变化情况,通过匀变速直线运动的平均速度的表达式得出飞机滑行的距离。
8.(2023高一上·苏仙期末)运动学中有人想引入“加速度的变化率”,关于“加速度的变化率”,下列说法确的是( )
A.从运动学角度的定义,“加速度的变化率”的单位应是
B.加速度的变化率为的运动是匀速运动
C.若加速度与速度同方向,如图所示的图像,表示的是物体的速度在增加
D.若加速度与速度同方向,如图所示的图像,已知物体在时速度为,则末的速度大小为
【答案】A,C,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.加速度的变化率是指加速度的变化量与所用时间的比值,即 根据单位制可知,其单位为 ,A符合题意;
B.加速度变化率为0是指加速度保持不变,如果加速度为0,则物体做匀速直线运动,如果加速度不为0,则物体做匀变速运动,B不符合题意;
C.若加速度与速度同向,则物体做加速运动,如图示加速度减小,则物体速度增加得变慢了,但仍是加速运动,C符合题意;
D.在 图像中图像与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量,即 ,则得
由于加速度与速度同向,物体做变加速直线运动,物体在 时速度为 ,则 末的速度大小为 ,D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】速度的变化率是指加速度的变化量与所用时间的比值,根据定义求解单位。加速度变化率为0是指加速度保持不变。在 图像中图像与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量。
9.(2023高一上·阳新期末)汽车沿平直的道路运动,速度从v1变为v2,如图所示.下列关于汽车速度的变化、加速度方向,表示正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】根据加速度的定义 ,速度的变化方向与加速度方向一致.
A. 图示速度的变化量方向与加速度方向一致,故A正确;
B. 图示速度的变化量方向标识错误,与加速度方向相反,故B错误;
C. 图示速度的变化量标识错误,加速度方向标识错误,故C错误;
D. 图示速度的变化量方向与加速度方向一致,故D正确;
故选:AD
【分析】根据加速度的定义式以及矢量的加减法进行分析判断。
10.(2023高一上·沧县期末)如图所示,一舰载机在航母甲板上直线弹射起飞过程中,在1s内速度大小从零变为10m/s;一足球在草地上做直线运动过程中,在8s内速度大小从20m/s减为零。对于上述两个过程,下列说法正确的是( )
A.舰载机的速度变化量比足球的速度变化量小
B.舰载机的平均加速度比足球的平均加速度小
C.题述中的“10m/s”、“20m/s”均指的是平均速率
D.足球运动过程中的速度方向与加速度方向相反
【答案】A,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.舰载机的速度变化量为
足球的速度变化量为
所以,舰载机的速度变化量比足球的速度变化量小,A符合题意;
B.舰载机的平均加速度为
足球的平均加速度为
所以,舰载机的平均加速度比足球的平均加速度大,B不符合题意;
C.题述中的“10m/s”、“20m/s”均指的是瞬时速率,C不符合题意;
D.足球在草地上做减速直线运动,则足球运动过程中的速度方向与加速度方向相反,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】利用初末速度的大小可以求出速度变化量的大小,结合变化时间可以求出加速度的大小;题目对应的速度为瞬时速率;当足球做减速运动时,加速度方向与速度方向相反。
11.(2023高一上·内江期末)在平直的公路上,一辆警车启动加速追赶一辆冲关卡的嫌疑车,警车所受的合力大小逐渐减小、方向不变,警车从开始运动到在合力减为零的过程中,关于警车运动的说法正确的是()
A.加速度与速度方向相同
B.加速度逐渐减小,速度逐渐减小
C.加速度逐渐减小,速度逐渐增大
D.速度逐渐增大,位移逐渐减小
【答案】A,C
【知识点】加速度
【解析】【解答】A.根据题意可知,警车做加速运动,而警车所受的合力方向不变,根据牛顿第二定律可知,加速度与速度方向相同。A符合题意;
BC.警车所受的合力大小逐渐减小、方向不变,根据牛顿第二定律可知,加速度逐渐减小,速度逐渐增大。B不符合题意,C符合题意;
D.由于警车的运动方向未变,故位移逐渐增大。D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】当警车做加速运动时,加速度方向与速度方向相同;当加速度逐渐减小,当加速度方向与速度方向相同所以做加速运动;由于速度方向不变所以位移不断增大。
12.(2023高一上·单县期末)加速度的概念是由伽利略建立起来的,哲学家罗素给予了极高的评价:“加速度的重要性,也许是伽利略所有发现中最具有永久价值和最有效果的一个发现。”关于加速度,下列说法正确的是( )
A.物体速度变化量越大,其加速度一定越大
B.物体速度变化越快,其加速度一定越大
C.物体加速度的方向与其速度方向必定相同
D.加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量
【答案】B,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】C.物体加速度的方向与速度变化量的方向必定相同,但与速度方向可能相同,也可能不同,C不符合题意;
A.物体速度变化量越大,其加速度不一定越大,A不符合题意;
BD.加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量,且物体速度变化越快,其加速度一定越大,BD符合题意。
故答案为:BD。
【分析】加速度的方向与速度变化量方向相同,与速度方向无关;速度变化量及速度的大小与加速度的大小无关;加速度是描述速度变化快慢的物理量。
三、非选择题
13.(2022高一上·绍兴月考)在台球比赛中,黑色球以1.6m/s的速度垂直撞击边框后,以1.5m/s的速度反向弹回。现规定初速度方向为正方向,则黑色球的速度改变量为 ;若球与边框接触的时间为,则该撞击过程中黑色球的加速度a是 。
【答案】-3.1m/s;-31m/s2
【知识点】加速度
【解析】【解答】取球的初速度方向为正方向,则v0=1.6m/s,反弹后的速度v=-1.,5 m/s,则球速度的变化量 v=v-v0=-1.5m/s-1.6m/s=-3.1m/s,负号表示速度变化量的方向与初速度方向相反;球与边框接触的时间为0.1s,根据加速度的定义可得 ,号表示加速度方向与初速度方向相反,加速度的大小为31m/s2。
【分析】利用初末速度的大小及方向可以求出速度变化量的大小;结合作用的时间可以求出加速度的大小及方向。
14.(2022高一上·邢台月考)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为(),以警醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。在一次事故中一辆行驶的汽车以的速度撞向停在路上的大货车上,大货车没有被撞动,汽车与大货车的碰撞时间为,汽车的加速度大小为 ,若汽车内装有安全气囊,缓冲时间为,汽车驾驶员的加速度大小为 。
【答案】10000;200
【知识点】加速度
【解析】【解答】由题意,根据 ,可得汽车的加速度大小为
汽车驾驶员的加速度大小为
【分析】根据加速度的定义式得出汽车的加速度。
15.(2020高一上·蚌埠期末)图甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图象,推导中把整个运动过程划分成很多小段,在每一小段内,可粗略认为物体做 运动。甲、乙两图相比, (选填“甲”或“乙”)阴影部分面积更贴近梯形的面积,丙图中 图像包围的面积表示的物理量是 。
【答案】匀速直线;乙;位移
【知识点】加速度;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】推导中把整个运动过程划分成很多小段,在每一小段内,速度变化很小,可粗略认为物体做匀速直线运动;由图甲、乙可知,乙图阴影部分面积更贴近梯形的面积;丙图中 图像包围的面积
即丙图中 图像包围的面积表示的物理量是位移。
【分析】数理结合的应用,掌握“ 图像包围的面积表示的物理量是位移”这个知识点。
16.(2020高一上·长宁期中)在运动学中,描述运动快慢的物理量是 ,描述速度变化快慢的物理量是 。
【答案】速度;加速度
【知识点】加速度
【解析】【解答】在运动学中,描述运动快慢的物理量是速度,描述速度变化快慢的物理量是加速度。
【分析】速度描述物体运动的快慢;其加速度描述物体速度变化的快慢。
17.(2020高一上·普陀期中)一辆火车以54km/h的速度行驶,撤去牵引力后,做匀减速直线运动,6s末的速度为43.2km/h,则火车的加速度大小为 m/s2 ;火车35s末的速度大小为 m/s。
【答案】0.5;0
【知识点】加速度
【解析】【解答】54km/h=15m/s;43.2km/h=12m/s,则火车的加速度为
即加速度大小为0.5m/s2;火车停止时用时间
则火车35s末的速度大小为0。
【分析】利用加速度的定义式可以求出加速度的大小;结合速度公式可以判别末速度的大小。
18.(2019高一上·长春月考)一个做匀加速度直线运动的质点,在最初两个连续的2s的时间内发生的位移分别为X1=24m,X2=64m.。求质点运动的初速度和加速度。
【答案】解:根据位移差公式可知
根据位移时间关系式
代入数据解得:
答:a=10m/s2;v0=2m/s
【知识点】加速度
【解析】【分析】利用邻差公式结合位移公式可以求出初速度和加速度的大小。
19.(2015高一上·威海开学考)做匀减速直线运动的物体,10s内速度由20m/s减为5m/s.求10s内物体的速度变化和加速度.
【答案】解:△v=v2﹣v1=﹣15m/s
故10s内物体的速度变化为=﹣15m/s.
a= =﹣1.5m/s2
故物体的加速度为﹣1.5m/s2.
【知识点】加速度
【解析】【分析】根据△v=v2﹣v1求速度的变化量;根据a= 求加速度.
20.(2023高一上·红桥期末)神舟五号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置,速度减至10m/s,并以这个速度在大气中降落.在距地面1.2m时,返回舱的4台缓冲发动机开始向下喷气,舱体再次减速.设最后减速过程中返回舱做匀减速运动,并且到达地面时恰巧速度为0,求最后减速阶段的加速度.
【答案】根据 得最后减速阶段的加速度
【知识点】加速度
【解析】【分析】利用匀变速直线运动的速度位移关系求解最后减速阶段的加速度。
21.(2022高一上·梁山期中)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为(取),以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险,那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值。试问:
一辆以54 km/h的速度行驶的货车与一辆以36 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞,摩托车驾驶员被以与货车相同的速度撞飞,碰撞时间为,通过计算说明摩托车驾驶员是否有生命危险?(提示:摩托车与货车相撞瞬间,货车速度几乎不变,摩托车反向速度大小与货车相同)
【答案】解:摩托车碰撞前的速度大小为
摩托车碰撞后的速度大小为
取摩托车的碰后速度方向为正方向,则两车相碰撞时摩托车驾驶员的加速度大小为
因此摩托车驾驶员有生命危险。
【知识点】加速度
【解析】【分析】当摩托车碰撞前后的速度已知,利用加速度的定义式可以求出加速度的大小,进而判别驾驶员是否有生命危险。
22.(2022高一上·乌兰察布期中)某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度,他在滑块上安装了宽度为2cm的遮光板。然后他利用气垫导轨和数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为,通过第二个光电门的时间,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为2.0s。根据他通过实验得到的数据,滑块的加速度大小为 。
【答案】
【知识点】加速度
【解析】【解答】由于遮光板很窄,通过光电门的时间很短,滑块通过光电门时的平均速度可以看成是滑块在该处的瞬时速度,可得 , ,故加速度大小为
【分析】利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小,结合速度公式可以求出滑块加速度的大小。
23.(2020高一上·太原月考)使用如图所示的气垫导轨装置进行实验测定滑块的加速度a。滑块上安装了宽度为d的遮光条,当滑块通过两个光电门时,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个和第二个光电门的时间,分别为 和 。已知遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为 。回答下列问题(结果用题中所给符号表示)∶
(1)滑块通过第一个光电门的速度为 。
(2)滑块的加速度a可以通过表达式 估算得到。
【答案】(1)
(2)
【知识点】加速度
【解析】【解答】(1)物体在极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小,则滑块通过第一个光电门的速度为 (2)由加速度的定义得
【分析】当运动位移很短时,物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度,利用宽度除以挡光的时间即可;结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度。
24.(2020高一上·河南月考)如图1所示,某同学设计了测量斜面上滑块的加速度的实验。所用器材有:斜面、滑块、宽度为 的遮光条、光电门(含配套的电源、光电计时器,图中未画出)、刻度尺。
实验步骤如下:
①将光电门固定在斜面下端附近,令装有遮光条的滑块从斜面上方由静止开始下滑,遮光条到光电门的距离为 ;
②滑块通过光电门时,光电计时器记录遮光条遮住光线的时间 ;
③改变 的大小,多次重复实验,利用实验中得到的数据作出 图象,如图2所示。
完成下列填空:
(1)用 表示滑块下滑的加速度大小, 表示滑块经过光电门时的速度大小,则 ,加速度 (用 、 及 表示)。
(2)由图2的 图象知,图象的斜率 ,斜面上滑块的加速度大小为 。
【答案】(1);
(2)10.0;5.0
【知识点】加速度
【解析】【解答】(1)滑块经过光电门时的速度
根据v2=2ax可得加速度
(2) 图象的斜率
根据v2=2ax,则2a=k
则斜面上滑块的加速度大小为
【分析】(1)利用平均速度公式可以求出滑块经过光电门速度的大小,结合速度位移公式可以求出加速度的大小;
(2)利用图像坐标可以求出斜率的大小;利用图像斜率可以求出加速度的大小。
25.(2019高一上·哈尔滨月考)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz)。
(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2(保留两位有效数字)。
(2)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线,如图所示。该图线不通过原点,请你分析其主要原因是 。
【答案】(1)3.2
(2)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够
【知识点】加速度
【解析】【解答】(1)由于交流电的频率为50Hz,故打点时间间隔为0.02s,所以每两个计数点之间的时间间隔为T=0.04s利用逐差法△x=aT2可得: ;(2)图线中当F≠0时物体的加速度a=0,即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度,故在物体保持静止的时候其所受的静摩擦力等于绳子的拉力,所以出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够.
【分析】(1)利用逐差法可以求出加速度的大小;
(2)利用牛顿第二定律可以判别误差来源于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
26.(2019高一上·黑龙江期中)用打点计时器测量重力加速度的实验装置如图所示。当纸带在钩码带动下向下运动时,打点计时器在纸带上打下一系列的点。
(1)该实验中,下列实验操作正确的是__________。
A.应从纸带上的第一个点迹开始测量、计算
B.选用的钩码的质量应尽可能小些
C.操作时,应先释放纸带,后接通电源
D.打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上
(2)某同学在正确操作下,从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。把开始打的第一个点标为A,随后连续的几个点依次标记为B、C、D、E和F,测量出B点以后各点间的距离如图所示。计算纸带下落的加速度g= m/s2。(保留三位有效数字)
(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因: 。
【答案】(1)D
(2)9.50
(3)纸带和限位孔之间的摩擦
【知识点】加速度
【解析】【解答】(1)A.不一定要从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒,A不符合题意;
B.选用的钩码的质量应尽可能大些,密度尽量大一些,可以减小受到的阻力的影响,可减少实验误差,B不符合题意;
C.操作时,应先接通电源,后释放纸带,以保证纸带充分利用,该次序不能颠倒。C不符合题意;D.打点计时器的上下两限位孔应在同一竖直线上,以减小摩擦造成的误差,D符合题意。(2)由题意知T=0.02s,根据匀变速直线运动的推论公式:△
可以求出加速度的大小,则有:
代入数据得:
m/s2(3)测量值比真实值偏小,误差的来源是纸带和限位孔之间的摩擦。
【分析】(1)自由落体过程中应该是限位孔在同一竖直线上减少阻力的作用;
(2)利用邻差公式可以求出重力加速度的大小;
(3)下落过程受到阻力的作用会导致测量值小于真实值。
27.(2023高一上·成都期末)为测试图(a)所示无人机的垂直起降性能,某同学利用传感器测得的数据,作出了图(b)所示某段时间内该机在竖直方向做直线运动的速度-时间图像(以竖直向上为正方向)。求:
(1)无人机分别在1s末和9s末的加速度;
(2)无人机在0~14s内上升的最大高度。
【答案】(1)解:由图像知,前2s无人机向上做匀加速运动,0s末、2s末的速度分别为0和20m/s;8s~10s内无人机向下做匀加速运动,8s末、10s末的速度分别为0和-10m/s,由加速度定义式 ,代入数据解得1s末的加速度
方向竖直向上
9s末的加速度
方向竖直向下;
(2)解:由图像知,8s末无人机达到最大高度,由图像面积的物理意义有
【知识点】加速度;运动学 v-t 图象
【解析】【分析】(1)根据加速度的定义式得出1s末和9s末的加速度;
(2)v-t图像与坐标轴围成图形的面积表示物体的位移。
28.(2022高一上·惠州期中)一篮球以的速度沿水平方向撞到篮板上,经以的速度水平弹回,规定以篮球初速度的方向为正方向,求:
(1)篮球速度的变化量;
(2)篮球撞板过程中的加速度大小。
【答案】(1)解:规定以篮球初速度的方向为正方向,则篮球速度的变化量为
负号表示与初速度方向相反;
(2)解:加速度的大小
【知识点】加速度
【解析】【分析】(1)根据速度变化量的求解得出 篮球速度的变化量;
(2)结合加速度的定义式得出篮球撞板过程中的加速度 。
29.(2022高一上·阳泉期中)如图所示,弹丸和足球的初速度均为12m/s,方向水平向右。设它们与木板作用的时间都是0.1s,求:
(1)子弹击穿木板后速度大小变为6m/s,方向不变,求弹丸击穿木板时的加速度;
(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为6m/s,求足球与木板碰撞反弹时的加速度。
【答案】(1)解:令弹丸初速度方向为正方向,则知子弹的初速度v1=12m/s,末速度v2=6m/s,根据加速度的定义知,此过程中弹丸的加速度
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
(2)解:令足球初速度方向为正方向,则知足球的初速度v1=12m/s,末速度v3=-6m/s,根据加速度的定义知,此过程中足球的加速度
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
【知识点】加速度
【解析】【分析】(1) 令弹丸初速度方向为正方向 ,通过加速度的定义式得出弹丸的加速度;
(2) 令足球初速度方向为正方向 ,结合加速度的定义式得出足球与木板碰撞反弹时的加速度。
30.(2022高一上·梁山期中)让小球以恒定加速度从斜面的顶端滚下,如图所示,是用闪光照相机拍摄小球在斜面上运动的一段,已知闪频为10Hz,且O点是0.3s时小球所处的位置,试根据此图估算小球:
(1)从O点到C点的平均速度大小;
(2)在A点和B点的瞬时速度大小;
(3)加速度大小。
【答案】(1)解:已知闪频为10Hz,则每一个时间间隔为
根据平均速度的计算公式有
(2)解:由于小球以恒定加速度从斜面的顶端滚下,则小球做匀变速直线运动,根据匀变速直线运动有
代入数据有
(3)解:加速度大小为
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【分析】(1)已知闪频的大小,利用频率的大小可以两个小球像之间的时间间隔;利用位移和时间可以求出平均速度的大小;
(2)小球做匀加速直线运动,利用平均速度公式可以求出A点速度的大小,结合平均速度公式可以求出B点速度的大小;
(3)已知A和B点速度的大小,结合加速度的定义式可以求出加速度的大小。
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