第一章 4速度变化快慢的描述—加速度
第1课时加速度的概念及计算
一、选择题(本题共5小题,每题7分,共35分)
1.(2022·宜昌市部分示范高中协作体高一月考)关于加速度,下列说法中正确的是 ( )
A.加速度表示速度的“增加” B.加速度就是速度的“变化量”
C.加速度表示速度变化的快慢 D.加速度表示速度变化的大小
2.关于速度、速度的变化量、加速度,正确的说法是( )
A.物体运动时速度的变化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度一定很大
C.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大
3.(2022·海南省三亚华侨学校高一上学期月考)如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量。由图中所示信息可知( )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与v1的方向相同
C.汽车的加速度方向与Δv的方向相同
D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反
4.(多选)(2022·山东省青岛三中)结合图片中说明的情景及数据,以下判断正确的是( )
A.高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零
B.汽车刹车至静止时如果初速度很大,其加速度一定也很大
C.在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度、加速度可能均为零
D.刘翔在110 m栏比赛起跑时速度很小,但加速度很大
5.(多选)如图所示是汽车中的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化,开始时指针指示在图中甲所示的位置,经过7 s后指针指示在图乙所示的位置,若汽车做变速直线运动,有关上述过程,下列说法正确的是( )
A.由图直接读出的是汽车运动的平均速度
B.乙图直接读出的是汽车运动7 s时的瞬时速率
C.汽车运动的平均加速度约为5.7 m/s2
D.汽车运动的平均加速度约为1.6 m/s2
二、非选择题(共25分)
6.(12分)为测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为 Δt1=0.30 s,通过第二个光电门的时间为 Δt2=0.10 s,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Δt=4.00 s,求滑块的加速度。
7.(13分)足球运动员在罚点球时,原来静止在地面上的球离开脚时获得30 m/s的速度并做匀速直线运动。设脚与球的作用时间为0.1 s,球又在空中飞行0.3 s后被守门员挡出,守门员双手与球的接触时间为0.2 s,且球被守门员挡出后以10 m/s的速度沿原路反弹,计算:
(1)运动员罚点球的过程,足球的加速度;
(2)守门员接球的过程,足球的加速度。
一、选择题(本题共5小题,每题6分,共30分)
1.(2022·山东济南一中高一上学期月考)如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s。如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法中正确的是( )
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快
D.火箭的加速度比汽车的加速度大
2.一物体以6 m/s的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过2 s后,物体仍向上滑行,速度大小为1 m/s,若增大木板倾角,仍使物体以6 m/s的速度从底端向上滑行,经过2 s后,物体向下滑行,其速度大小变为1 m/s,以沿木板向上为正方向,用a1、a2分别表示物体在前、后两种情况下的加速度,则以下选项正确的是( )
A.a1=-2.5 m/s2,a2=-2.5 m/s2 B.a1=-3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2
C.a1=-2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2 D.a1=3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2
3.(多选)甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a甲=4 m/s2,a乙=-4 m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确的是( )
A.甲的加速度与乙的加速度大小相等
B.甲做加速直线运动,乙做减速直线运动
C.甲的速度比乙的速度变化快
D.每经过1 s,甲的速度增加4 m/s
4.(多选)如图所示,小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),2 s末速度大小变为1 m/s,则这段时间内小球的( )
A.速度变化的大小可能大于5 m/s B.速度变化的大小一定等于4 m/s
C.加速度的大小可能大于2 m/s2 D.加速度的大小可能等于2 m/s2
5.(多选)关于位移、路程、速度、速率和加速度之间的关系,下列说法正确的是( )
A.即使物体做直线运动,位移的大小和路程也不一定相等
B.只要物体做直线运动,位移的大小和路程就一定相等
C.只要物体的加速度不为零,它的速度总是在发生变化
D.平均速率一定等于平均速度的大小
二、非选择题(共10分)
6.(10分)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500g(g取10 m/s2)这一数值,以警示人们,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。这么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故,将有可能达到这一数值。
(1)一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生正面碰撞,碰撞时间为2.1×10-3 s,则摩托车驾驶员是否有生命危险?(货车的质量远大于摩托车的质量)
(2)为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车从急刹车到完全静止所需的时间分别为4 s、3 s,则货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少?
解析版答案
第一章 4速度变化快慢的描述—加速度
第1课时加速度的概念及计算
一、选择题(本题共5小题,每题7分,共35分)
1.(2022·宜昌市部分示范高中协作体高一月考)关于加速度,下列说法中正确的是 ( C )
A.加速度表示速度的“增加” B.加速度就是速度的“变化量”
C.加速度表示速度变化的快慢 D.加速度表示速度变化的大小
解析:加速度表示速度变化的快慢,变化可能是增加也可能是减小。故C正确。
2.关于速度、速度的变化量、加速度,正确的说法是( C )
A.物体运动时速度的变化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度一定很大
C.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大
解析:运动物体的速度变化量越大,加速度不一定越大,还取决于变化所用的时间,故A错误; 加速度与速度没有直接的关系,速度很大的物体,其加速度可能很小,可能为零,比如匀速直线运动,故B错误;某时刻物体速度为零,若速度变化率很大,则其加速度很大,故C正确;物体做减速运动时,加速度很大,运动物体的速度很快变小,故D错误。
3.(2022·海南省三亚华侨学校高一上学期月考)如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量。由图中所示信息可知( C )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与v1的方向相同
C.汽车的加速度方向与Δv的方向相同
D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反
解析:由题图可知,v1>v2,表示汽车做减速直线运动,选项A错误;Δv的方向与v1的方向相反,又加速度a与Δv的方向相同,所以汽车的加速度a的方向与v1的方向相反,选项B、D错误,C正确。
4.(多选)(2022·山东省青岛三中)结合图片中说明的情景及数据,以下判断正确的是( AD )
A.高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零
B.汽车刹车至静止时如果初速度很大,其加速度一定也很大
C.在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度、加速度可能均为零
D.刘翔在110 m栏比赛起跑时速度很小,但加速度很大
解析:高速行驶的磁悬浮列车,速度很快,可能做匀速直线运动,则加速度可能为零,故A正确;汽车刹车至静止时,初速度很大,加速度不一定大,还与刹车的时间有关,故B错误;在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度为零,但是速度的变化率不为零,加速度不为零,故C错误;刘翔在110 m栏比赛起跑时速度很小,但是速度变化很快,加速度很大,故D正确,故选A、D。
5.(多选)如图所示是汽车中的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化,开始时指针指示在图中甲所示的位置,经过7 s后指针指示在图乙所示的位置,若汽车做变速直线运动,有关上述过程,下列说法正确的是( BD )
A.由图直接读出的是汽车运动的平均速度
B.乙图直接读出的是汽车运动7 s时的瞬时速率
C.汽车运动的平均加速度约为5.7 m/s2
D.汽车运动的平均加速度约为1.6 m/s2
解析:第一次观察速度计,速度为20 km/h,7 s后第二次观察时速度为60 km/h,根据加速度的定义有a==m/s2≈1.6 m/s2,选项B、D正确。
二、非选择题(共25分)
6.(12分)为测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板。滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为 Δt1=0.30 s,通过第二个光电门的时间为 Δt2=0.10 s,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Δt=4.00 s,求滑块的加速度。
答案:a=0.05 m/s2。
解析:滑块上遮光板开始通过第一个光电门的瞬时速度
v1≈= m/s=0.10 m/s
滑块上遮光板开始通过第二个光电门的瞬时速度
v2≈= m/s=0.30 m/s
滑块的加速度a== m/s2=0.05 m/s2。
7.(13分)足球运动员在罚点球时,原来静止在地面上的球离开脚时获得30 m/s的速度并做匀速直线运动。设脚与球的作用时间为0.1 s,球又在空中飞行0.3 s后被守门员挡出,守门员双手与球的接触时间为0.2 s,且球被守门员挡出后以10 m/s的速度沿原路反弹,计算:
(1)运动员罚点球的过程,足球的加速度;
(2)守门员接球的过程,足球的加速度。
答案:(1)300 m/s2,方向与初速度方向相同
(2)200 m/s2,方向与初速度方向相反
解析:(1)取足球开始时的速度方向为正方向,则v1=0,v2=30 m/s,t1=0.1 s
所以罚点球的过程,足球的加速度
a1== m/s2=300 m/s2
加速度方向与初速度方向相同。
(2)由题意,守门员接球的过程,v3=30 m/s,v4=-10 m/s,t2=0.2 s
所以守门员接球的过程,球的加速度
a2== m/s2=-200 m/s2
加速度方向与初速度方向相反。
一、选择题(本题共5小题,每题6分,共30分)
1.(2022·山东济南一中高一上学期月考)如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s。如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法中正确的是( B )
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快
D.火箭的加速度比汽车的加速度大
解析:规定初速度的方向为正方向。火箭的速度改变量为:Δv=v2-v1=100 m/s-0=100 m/s,故A错误;汽车的速度改变量为:Δv′=v2′-v1′=0-30 m/s=-30 m/s,故B正确;根据a=得火箭的加速度为:a1===10 m/s2,汽车的加速度为:a2===-12 m/s2,所以火箭的加速度比汽车的加速度小,火箭的速度变化比汽车慢,故C、D错误。
2.一物体以6 m/s的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过2 s后,物体仍向上滑行,速度大小为1 m/s,若增大木板倾角,仍使物体以6 m/s的速度从底端向上滑行,经过2 s后,物体向下滑行,其速度大小变为1 m/s,以沿木板向上为正方向,用a1、a2分别表示物体在前、后两种情况下的加速度,则以下选项正确的是( C )
A.a1=-2.5 m/s2,a2=-2.5 m/s2 B.a1=-3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2
C.a1=-2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2 D.a1=3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2
解析:题中规定以沿木板向上为正方向,则初速度v0=6 m/s,在木板倾角增大前后,物体在2 s末的速度分别为v1=1 m/s,v2=-1 m/s,根据加速度的定义式a=,可得a1=-2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2。选项C正确。
3.(多选)甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a甲=4 m/s2,a乙=-4 m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确的是( ABD )
A.甲的加速度与乙的加速度大小相等
B.甲做加速直线运动,乙做减速直线运动
C.甲的速度比乙的速度变化快
D.每经过1 s,甲的速度增加4 m/s
解析:加速度的正负表示方向,绝对值表示大小,甲、乙加速度大小相等,A项正确;甲的加速度与速度同向,所以做加速运动,乙的加速度与速度方向相反,所以做减速运动,B项正确;加速度大小表示速度变化的快慢,甲、乙速度变化一样快,C项错误;由Δv=aΔt可知每经过1 s,甲的速度增加4 m/s,D项正确。
4.(多选)如图所示,小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),2 s末速度大小变为1 m/s,则这段时间内小球的( ACD )
A.速度变化的大小可能大于5 m/s B.速度变化的大小一定等于4 m/s
C.加速度的大小可能大于2 m/s2 D.加速度的大小可能等于2 m/s2
解析:以初速度v0的方向为正,末速度v可能与v0方向相同,也可能与v0方向相反。
当v与v0同向时,v0=5 m/s,v=1 m/s,a1== m/s2=-2 m/s2
当v与v0反向时,v0=5 m/s,v=-1 m/s,a2== m/s2=-3 m/s2
所以加速度可能为-2 m/s2也可能为-3 m/s2
负号表示加速度方向与初速度方向相反,即沿斜面向下,故选ACD。
5.(多选)关于位移、路程、速度、速率和加速度之间的关系,下列说法正确的是( AC )
A.即使物体做直线运动,位移的大小和路程也不一定相等
B.只要物体做直线运动,位移的大小和路程就一定相等
C.只要物体的加速度不为零,它的速度总是在发生变化
D.平均速率一定等于平均速度的大小
解析:如果物体做直线运动时出现往返,则位移的大小小于路程,故A项正确,B项错误;由于Δv=aΔt,所以只要物体的加速度不为零,速度一定在发生变化,故C项正确;平均速率是物体通过的路程与所用时间的比值,平均速度是物体通过的位移与所用时间的比值。同一段运动,物体的路程大于或等于物体位移的大小,则物体的平均速率一定大于或等于平均速度的大小,故D项错误。
二、非选择题(共10分)
6.(10分)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500g(g取10 m/s2)这一数值,以警示人们,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。这么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故,将有可能达到这一数值。
(1)一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生正面碰撞,碰撞时间为2.1×10-3 s,则摩托车驾驶员是否有生命危险?(货车的质量远大于摩托车的质量)
(2)为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车从急刹车到完全静止所需的时间分别为4 s、3 s,则货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少?
答案:(1)有生命危险 (2)1∶1
解析:(1)由于货车的质量比摩托车的质量大很多,故摩托车与货车相撞瞬间,货车的速度几乎不变,摩托车的速度反向,大小至少与货车的速度相同,可知摩托车速度的变化量不小于Δv=72 km/h-(-54 km/h)=126 km/h=35 m/s。所以摩托车的加速度至少为a== m/s2≈16 667 m/s2=1 666.7g>500g,因此摩托车驾驶员有生命危险。
(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2,根据加速度定义得a1=,a2=,所以a1∶a2=∶=∶=1∶1。