1.选A 轻重不同的物体在真空管中,不受阻力,做自由落体运动,所以加速度相同,都为g,高度相同,根据h=gt2知运动时间相同,故A正确,B、C、D错误。
2.选A 因为用肉眼直接观察的误差较大,故用“观察法”不能看出飞机做匀加速直线运动,A错误;因为曝光时间相等,若连续相等的时间内的位移差恒定,则可判断飞机做匀变速直线运动,B正确;用逐差法计算匀变速直线运动的加速度是处理纸带问题的基本方法,故也可以处理曝光时间间隔都相等的图片问题,C正确;某段时间中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度,D正确。
3.选C 5 s时图线斜率为0,则速度为0,在0~5 s内,逆向法得x=at2,解得a=0.8 m/s2,故A、B错误;由题图可知,初、末位置的纵坐标都为0,则位移为0,根据平均速度的定义可知,平均速度为0,故C正确,D错误。
4.选D 由自由落体运动公式h=gt2,知其位移与时间t成二次函数,A错误;由自由落体运动公式v=gt,知其速度随时间成正比,B错误;自由落体运动是加速度a=g的匀变速直线运动,加速度恒定,C错误,D正确。
5.选A 根据题意,结合运动学公式v=v0+at,由表格可得,匀加速阶段汽车加速度为a1= m/s2=4.0 m/s2,匀减速阶段汽车加速度为a2= m/s2=-4.0 m/s2,故B错误,A正确;根据题意,设加速的时间为t,则当汽车运动6 s时,减速的时间为(6-t)s,由运动学公式v=v0+at,可得a1t+a2(6-t)=14 m/s,解得t=4.75 s,最大速度为vm=a1t=19 m/s,故C、D错误。
6.选A 根据匀变速直线运动公式得,刹车时间t= = s=4 s,A正确;根据匀变速直线运动公式得,初速度v== m/s=32 m/s=115.2 km/h>100 km/h,该肇事车超速了,B错误;根据平均速度公式得===16 m/s=57.6 km/h,C错误;刹车最后一秒,汽车在做加速度为-8 m/s2的匀变速运动,根据匀变速直线运动公式得x1=at12=×8×12 m=4 m,D错误。
7.选D 质点自x轴原点由静止出发,沿正方向以加速度a加速,经过t0时间速度变为v0,即v0=at0,接着以加速度-2a运动,经时间后速度变为v1=v0-2a×=-,此后加速度又变为a,经时间后的速度v2=v1+a×=,然后加速度再变为-2a,直到速度为0时经过的时间Δt==,即该时刻为t=时刻,故选D。
8.选CD 当沿运动方向油滴间距变大时,车一定做加速运动,不一定是匀加速直线运动,故A错误;当沿运动方向间距变大时,车做加速运动,加速度可能增加,可能减小,故B错误,D正确;当沿运动方向油滴间距逐渐减小时,说明车做的是减速运动,故C正确。
9.选AD 质点做匀加速直线运动,加速度恒定,则在任意时刻的速度变化率相同,A正确;质点做匀加速直线运动,在相邻相等时间间隔内的位移不相等,B错误;连续两个1 s内的平均速度之差为4 m/s,即第4.5 s和第5.5 s的瞬时速度之差为4 m/s,即1 s内速度变化量为4 m/s,则质点运动的加速度a==4 m/s2,在第5 s内和第6 s内的平均速度之和为56 m/s,即第4.5 s和第5.5 s的瞬时速度之和为56 m/s,可得第4.5 s到5.5 s的平均速度为×56 m/s=28 m/s,则第5 s末的瞬时速度为28 m/s,由v=v0+at,可得初速度v0=v-at=28 m/s-4×5 m/s=8 m/s,C错误,D正确。
10.选ACD v t图像的斜率表示加速度,可得0~5 s内,质点的加速度大小为a1= m/s2=1 m/s2,A正确;斜率的绝对值大小表示加速度大小,根据图像可得CE段的加速度数值最大,B错误,C正确;根据图像可得到达D点时速度开始反向,质点开始往回运动,所以D点所表示的状态离出发点最远,D正确。
(2)当x=507 m时飞行器的速度等于0~2 s内的平均速度,则v1= m/s=547 m/s;
(3)根据a== m/s2≈79 m/s2。
答案:(1)相邻1 s内的位移之差接近80 m
(2)547 (3)79
(2)根据匀变速直线运动时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时重物下落的瞬时速度大小为vC==m/s≈2.4 m/s。
(3)根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2
可以求出加速度的大小为a== m/s2≈9.31m/s2
本实验加速度测量值的相对误差为η=×100%=5%。
(4)由于空气阻力和摩擦阻力的影响,使得重力加速度的测量值偏小,属于系统误差。
答案:(1)交流 (2)2.4 (3)9.31 5.0% (4)系统
x=at2=×5×52 m=62.5 m。
(2)汽车匀速行驶速度v0=at=5×5 m/s=25 m/s=25×3.6 km/h=90 km/h<100 km/h
则汽车没有超速行驶。
(3)设减速阶段汽车加速度为a1,则由v2-v02=2a1x′,得a1== m/s2=-4 m/s2
汽车加速度的大小为4 m/s2。
答案:(1)62.5 m (2)没有超速 (3)4 m/s2
第一秒内位移x2=v0t1-at12
经过边界时速度v=v0-at
联立解得v0=15 m/s
a=5 m/s2
t=2 s。
答案:5 m/s2 2 s
v=a1t1
H1-H2-h1=t2
联立解得t1=5 s,t2=4 s,则总时间t=t1+t2=9 s。
(2)无人机自由下落2 s末的速度为v0=gt′=20 m/s
2 s内向下运动的位移为x1=gt′2=20 m
设其向下减速的加速度大小为a2时,恰好到达地面前瞬间速度为零,则H2-x1=
代入数据可解得a2=4 m/s2。
答案:(1)9 s (2)4 m/s2 必修一单元检测(二)匀变速直线运动的研究
(本试卷满分:100分,时间:75分钟)
(本试卷满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.“自由落体”演示实验装置如图所示,当牛顿管被抽成真空后,将其迅速倒置,管内轻重不同的物体从顶部下落到底端的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动时间相同,加速度相同
B.运动时间相同,加速度不同
C.运动时间不同,加速度相同
D.运动时间不同,加速度不同
2.如图所示,飞机起飞时在同一底片上每隔0.1 s时间多次曝光“拍摄”的照片,可以看出在相等时间间隔内,飞机的位移不断增大,则下列说法错误的是( )
A.由“观察法”可以看出飞机做匀加速直线运动
B.若测出相邻两段位移之差都相等,则飞机做匀变速直线运动
C.若已知飞机做匀变速直线运动,测出各相邻相等时间内的位移,则可以用逐差法计算出飞机的加速度
D.若已知飞机做匀变速直线运动,测出相邻两段相等时间内的位移,可以求出这两段总时间的中间时刻的速度
3.一物体做匀变速直线运动,其位移—时间图像如图所示,由图可得( )
A.物体的加速度大小为2 m/s2
B.5 s末物体的速度大小为10 m/s
C.10 s内的位移为0
D.10 s内物体运动的平均速度为2 m/s
4.某物体做自由落体运动,关于物体的速度、位移、加速度随时间的变化,下列图像正确的是( )
5.一辆汽车在平直公路上,从静止开始先做匀加速运动,达到某一速度后立即做匀减速运动,直到停止。下表记录了汽车运动过程中几个时刻的瞬时速度,下列说法中正确的是( )
时刻/s 0 2.0 4.0 6.0 8.0
速度/(m·s-1) 0 8.0 16.0 14.0 6.0
A.匀加速阶段汽车加速度的大小为4 m/s2
B.匀减速阶段汽车加速度的大小为1 m/s2
C.最大速度的大小为16 m/s
D.最大速度的大小为18 m/s
6.在一次交通事故中,警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是64 m,该车辆的刹车加速度大小是8.0 m/s2,该路段的限速为100 km/h。则该车( )
A.刹车所用的时间为4 s
B.该肇事车没有超速
C.刹车过程的平均速度为25 km/h
D.刹车最后一秒的位移为8 m
7.一质点自x轴原点由静止出发,沿正方向以加速度a加速,经过t0时间速度变为v0,接着以加速度-2a运动,经时间后,加速度又变为a,经时间后,加速度再变为-2a,直到速度为0,则关于其v t图像正确的是( )
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
8.一辆农用“小四轮”漏油,假如每隔1 s漏下一滴,车在平直公路上行驶,一位同学根据漏在路面上的油滴分布,分析“小四轮”的运动情况(已知车的运动方向不变)。下列说法中正确的是( )
A.当沿运动方向油滴间距变大时,车一定在做匀加速直线运动
B.当沿运动方向油滴间距变大时,加速度一定在增大
C.当沿运动方向油滴间距变小时,车一定在做减速直线运动
D.当沿运动方向油滴间距变大时,车的加速度可能在减小
9.做匀加速直线运动的质点,在第5 s内与第6 s内的平均速度之和是56 m/s,平均速度之差是4 m/s,则关于该质点,下列说法正确的是( )
A.在任意时刻的速度变化率相同
B.在相邻相等时间间隔内的位移相等
C.初速度大小为4 m/s
D.加速度大小为4 m/s2
10.
如图所示,是一质点做直线运动的v t图像,下列说法中正确的是( )
A.0~5 s内,质点的加速度大小为1 m/s2
B.整个过程中,BC段的加速度数值最大
C.整个过程中,CD段和DE段的加速度数值最大
D.整个过程中,D点所表示的状态离出发点最远
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1 s测量一次其位置,坐标为x,结果如下表所示:
t/s 0 1 2 3 4 5 6
x/m 0 507 1 094 1 759 2 505 3 329 4 233
回答下列问题:
(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)当x=507 m时,该飞行器速度的大小v=________m/s;
(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a=________m/s2(保留2位有效数字)。
12.(9分)某同学用如图所示的装置做研究重物下落运动的实验,如图(a)所示。已知打点计时的频率为50 Hz,该同学选出的一条纸带如图(b)所示,O、A、B、C、D为纸带上连续的5个点。测得OA、AB、BC、CD的距离依次为3.93 cm、4.30 cm、4.65 cm、5.07 cm,请回答以下问题:
(1)电火花计时器是一种使用________(选填“直流”或“交流”)电源的计时仪器。
(2)当打点计时器打下C点时,重物下落的速度大小为________ m/s(保留2位有效数字)。
(3)重物下落的加速度是________ m/s2(保留2位有效数字),若重力加速度的标准值为9.80 m/s2,则本实验加速度测量值的相对误差为________。(填百分比)
(4)测量的加速度比实际值偏小,这是因为实验中存在空气阻力和摩擦阻力,从而造成实验存在________误差。(选填“系统”或“偶然”)
13.(12分)一辆汽车从静止开始做加速度a=5 m/s2匀加速直线运动,加速过程持续了5 s,然后匀速行驶。
(1)求汽车加速过程中的位移;
(2)汽车匀速行驶的过程中发现该道路的最高限速为100 km/h,请问汽车超速了吗?
(3)汽车在匀速行驶一段时间后开始减速到15 m/s,减速过程中驶过了50 m的位移,求减速过程中的加速度的大小。
14.(12分)机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示,汽车以某一速度在水平路面上匀速行驶,在距离斑马线边界x1=20 m 处,驾驶员发现有人正在走斑马线过马路,立即刹车礼让行人,该车从开始刹车到斑马线边界做匀减速直线运动,让过行人后恰好以v=5 m/s经过斑马线边界,刹车第1秒内的位移为x2=12.5 m。忽略驾驶员反应时间。求汽车刹车过程中加速度的大小和刹车到斑马线边界的时间。
15.(15分)无人机因具有机动性能好,无人员伤亡风险,使用方便等优点在生产生活中有广泛应用。我国林业部门将无人机运用于森林防火工作中,如图所示,某架无人机执行火情察看任务,悬停在目标正上方且距目标高度为H1=205 m处,t=0时刻,它以加速度a1=6 m/s2竖直向下匀加速运动距离h1=75 m后,立即向下做匀减速直线运动直至速度为零,重新悬停在距目标高度为H2=70 m的空中,然后进行拍照。重力加速度大小取10 m/s2,求:
(1)无人机从t=0时刻到重新悬停在距目标高度为H2=70 m处的总时间t;
(2)若无人机在距目标高度为H2=70 m处悬停时动力系统发生故障,自由下落2 s后恢复升力,要使其不落地,恢复升力时的最小加速度大小a2。