第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系 课后练习
1．匀变速直线运动是速度随时间_________________的直线运动，即相等的时间内，___________________都相等的直线运动，即____________________不随时间变化的直线运动。
2．汽车做匀加速直线运动，第一个2秒内速度增加1 m/s，则第五个2秒内速度增加 , 它的加速度为 。
3．如图所示的速度—时间图象中，质点A、B、C运动的加速度分别为= 2，= 2， ＝ 2，其
中 的加速度最大。在时 的速度最大，在时 的速度最大，在= s时，A、B的速度一样大。
4．一质点作匀变速直线运动，其速度表达式为v＝（5－4t）m/s，则此质点运动的加速度a为___________m/s2，4s末的速度为___________m/s；t ＝_________s时物体的速度为零。
5．下列运动过程可能实现的是 （ ）
A. 运动物体的速度很大，但加速度很小
B. 运动物体的速度很小，但加速度很大
C. 运动物体的加速度减小，速度却增大
D. 运动物体的加速度增大，速度却减小
6．如图所示是某一物体运动的图象，从图象可知速度与加速度在下列哪段时间方向相同 （ ）
A. 0～2s B. 2～4s
C. 4～5s D. 5～6s
7．一辆车由静止开始做匀变速直线运动，在第8s末开始刹车，经4s停下来，汽车刹车过程也在做匀变速运动，那么前后两段加速度的大小之比是 （ ）
A. 1：4 B. 1：2 C. 2：1 D. 4：1
8．以10 m/s的速度匀速行驶的汽车，刹车后做匀减速直线运动，加速度大小为３m／s2。则汽车刹车后第４s末的速度大小为（ ）
Ａ．２.5 m／s Ｂ．２m／s Ｃ．０ D .3 m／s
9．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为，1s后速度的大小变为，在这1s内该物体的 （ ）
A. 速度变化的大小可能小于
B. 速度变化的大小可能大于
C. 加速度的大小可能小于2
D. 加速度的大小可能大于2
10．一个以初速度v0沿直线运动的物体，t秒末速度为vt，如图所示，则关于t秒内物体运动的速度v和加速度a说法中正确的是( )
A v 越来越大 B.v越来越小
C.a随时间逐渐增大 D.a随时间逐渐减小
11．A、B两物体均做匀变速直线运动，A的加速度a1＝1.0 m/s2，B的加速度a2＝－2.0m/s2，根据这些条件做出的以下判断，其中正确的是 （ ）
A．B的加速度大于A的加速度
B．A做的是匀加速运动，B做的是匀减速运动
C．两个物体的初速度都不可能为零
D．两个物体的运动方向一定相反
12． 如图所示是某矿井中的升降机由井底到井口运动的图象，试根据图象分析各段的运动情况，并计算各段的加速度。
13．有些国家的交管部门为了交通安全，特制定了死亡加速度为500g（g=10m/s2），以警示世人。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，一般车辆是达不到的，但是如果发生交通事故时，将会达到这一数值。试判断：两辆摩托车以36km／h的速度相向而撞，碰撞时间为1.210-3s，驾驶员是否有生命危险?
14．卡车原来用10m／s的速度匀速在平直公路上行驶，因为道口出现红灯，司机从较远的地方即开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2m／s时，交通灯转为绿灯，司机当即放开刹车，并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速过程用了12s。求：
（1）减速与加速过程中的加速度；
（2）开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。
第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.均匀变化 速度的变化量 加速度的大小和方向都 2. 1m/s 0.5m/s2 3. 0.5 －0.25 0.25 A B C 4 4. －4 －11 1.25 5.ABCD 6. BD 7.B 8.C 9.BD 10.AD 11.A 12.. 6m/s2 0 －12 m/s2 13. 有危险 14. (1).－1 m/s2 2 m/s2 (2).8 m/s 6 m/s
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文渊学府 《匀变速直线运动的速度与时间的关系》常见题型
题型1 速度公式的理解及应用
【例1】 一质点从静止开始以1 m/s2的加速度匀加速运动，经5 s后做匀速运动，最后2 s的时间质点做匀减速运动直至静止，则质点匀速运动时的速度是多大？减速运动时的加速度是多大？
答案 5 m/s 2.5 m/s2，方向与速度方向相反
解析 质点的运动过程包括加速—匀速—减速三个阶段，如图所示．图示中AB为加速阶段，BC为匀速阶段，CD为减速阶段，匀速运动的速度即为AB段的末速度，也为CD段的初速度，这样一来，就可以利用公式方便地求解了．
由运动学公式可知：vB＝v0＋at＝5 m/s，vC＝vB＝5 m/s，由v＝v0＋at应用于CD段 (vD＝0)得：a′＝＝ m/s2＝－2.5 m/s2
1．多运动过程问题要划分不同的运动阶段，并搞清各运动过程之间的联系．
2．画出运动过程的草图，标上已知量以便于灵活选用公式．
3．选取一个过程为研究过程，以初速度方向为正方向．判断各量的正负，利用v＝v0＋at由已知条件求解未知量．
4．讨论所得矢量的大小及方向.
题型2 速度公式矢量性的应用
图2－2－1
【例2 】如图2－2－1所示，小球以v0＝6 m/s 的速度从中间滑上光滑的足够长斜面，已知小球在斜面上运动时的加速度大小为2 m/s2，问小球速度大小为3 m/s时需多少时间？(小球在光滑斜面上运动时，加速度大小、方向不变)
答案 1.5 s或4.5 s
解析 小球先沿斜面向上做匀减速直线运动，后反向做匀加速直线运动．
若小球在上升过程中，速度减为3 m/s时，以沿斜面向上的方向为正方向，根据v＝v0＋at1，解得t1＝1.5 s.
若小球在上升过程中，速度减为0时，以沿斜面向上的方向为正方向，由0＝v0＋at2，解得t2＝3 s.
若小球在下降过程中速度又增为3 m/s，以沿斜面向下的方向为正方向，由v3＝at3，解得t3＝1.5 s.
综上可知，若小球在上升过程中达到3 m/s，则经历的时间为1.5 s；若在下降过程中达到3 m/s，则经历的时间为3 s＋1.5 s＝4.5 s.
拓展探究 一物体做匀变速直线运动，初速度为2 m/s，加速度大小为1 m/s2，则经1 s后，其末速度( )
A．一定为3 m/s
B．一定为1 m/s
C．可能为1 m/s
D．不可能为1 m/s
答案 C
解析 由v＝v0＋at，得v＝2 m/s±1×1 m/s，即末速度可能为3 m/s，也可能为1 m/s.利用v＝v0＋at进行计算时要注意区别a是正还是负，即物体是做匀加速直线运动还是做匀减速直线运动．
1．速度公式是一个矢量表达式，速度和加速度都是矢量，可以引起多解问题．
2．小球沿斜面上、下滑动时加速度大小、方向均不变，而匀变速直线运动的速度公式的适用条件就是加速度恒定，因此对这类“双向可逆”类匀变速运动，可以全过程列式，但应注意各量的方向(正、负号)．
若在下滑过程中达到3 m/s，以沿斜面向上的方向为正方向，则有；v0＝6 m/s，a＝－2 m/s2，v＝－3 m/s由v＝v0＋at得t＝4.5 s.
3．对同一研究过程，各物理量正、负号选取的标准应是统一的.
题型3 v－t图象的理解及应用
【例3】 如图2－2－2所示为某物体的v－t图象，说明该物体的运动情况．
图2－2－2
答案 见解析
解析 在前4 s内，物体的速度越来越大，说明物体做匀加速直线运动，且每秒速度增加 1 m/s.在4 s末物体速度达到最大，然后做匀减速直线运动，6 s末物体的速度减小为零，此时物体的位移最大．在4 s～6 s时间内，物体的速度每秒减少4 m/s.在6 s末物体又往回运动，即反向加速1 s的时间，速度大小是4 m/s，但跟开始运动的方向相反，
自第7 s开始物体的速度又减小，8 s末速度减小为零，其运动特点可用右图所示．
【拓展探究】 上例中物体在0～4 s,4～6 s,6～7 s,7～8 s内的加速度各为多少？4 s至7 s内的加速度有什么特点？为什么？
答案 见解析
解析 0～4 s内的加速度a1＝＝ m/s2＝1 m/s2
4～6 s内的加速度a2＝＝ m/s2＝－4 m/s2
6～7 s内的加速度a3＝＝ m/s2＝－4 m/s2
7～8 s内的加速度a4＝＝ m/s2＝4 m/s2
由上面的计算结果可知，4 s至7 s内的加速度相同，原因是直线的斜率未变．
1．从v－t图象可获得物体运动的信息有：
(1)物体运动快慢——对应纵轴数值．
(2)物体运动的方向——t轴上方为正方向，t轴下方为负方向．
(3)运动快慢的变化——从图线对应的v数值变化可以看出运动快慢的变化．
(4)加速度大小及变化——图线斜率大则a大，斜率小则a小．
2．图象的斜率不变，a即不变
3．利用a＝求a时，Δv＝vt－v0，必须是末态的速度减去初态的速度.
【对点演练】
1．一物体做直线运动的图象如图2－2－3所示，则该物体( )
图2－2－3
A．先做匀加速运动，后做匀减速运动，速度方向相同
B．先做匀加速运动，后做匀减速运动，速度方向相反
C．先做匀减速运动，后做匀加速运动，速度方向相同
D．先做匀减速运动，后做匀加速运动，速度方向相反
2．物体做匀加速直线运动，已知第1 s末的速度是6 m/s，第2 s末的速度是8 m/s，则下面结论正确的是( )
A．物体零时刻的速度是3 m/s
B．物体的加速度是2 m/s2
C．任何1 s内的速度变化都是2 m/s
D．第1 s内的平均速度是6 m/s
3．一辆车由静止开始做匀变速直线运动，在第8 s末开始刹车，经4 s停下来，汽车刹车过程也在做匀变速运动，那么前后两段加速度的大小之比是( )
A．1∶4 B．1∶2
C．2∶1 D．4∶1
4．关于匀变速直线运动有以下说法，其中正确的是( )
A．匀加速直线运动的加速度是不断增加的
B．匀减速直线运动的加速度是不断减小的
C．匀变速直线运动是加速度不变的直线运动
D．匀变速直线运动是速度和加速度都均匀变化的直线运动
5．下列每一个图都有两条图线，分别表示同一直线运动过程中的加速度和速度随时间的变化关系的图象．其中哪些图对应的运动不能实现( )
6．一质点做直线运动，在第1 s内速度增加1 m/s；在第2 s内速度增加1 m/s；在第3 s内速度增加1 m/s；在第4 s内速度增加1 m/s，则这个质点的运动是( )
A．匀速直线运动
B．一定是匀加速直线运动
C．不一定是匀加速直线运动
D．一定是非匀变速直线运动
7．物体做匀变速直线运动，初速度为10 m/s，加速度为－10 m/s2，则2 s末的速度为( )
A．10 m/s B．0 C．－10 m/s D．5 m/s
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)．下列说法中正确的是( )
A．当沿运动方向油滴始终均匀分布时，车可能做匀速直线运动
B．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车一定在做匀加速直线运动
C．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在减小
D．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的加速度可能在增大
9．汽车在平直公路上以10 m/s的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，获得的加速度大小是2 m/s2，则：
(1)汽车经3 s时速度大小为多少？
(2)经5 s时的速度大小是多少？
(3)经10 s时的速度大小是多少？
10．卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，因为路口出现红灯，司机从较远的地方开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2 m/s时，交通灯转为绿灯，司机当即停止刹车开始加速，并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速共用了12 s．求：
(1)减速与加速过程中的加速度大小．
(2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度．
参考答案
1.答案A
2.答案 BC
解析 由题意知t1＝1 s时，v1＝6 m/s；t2＝2 s时，v2＝8 m/s.由v2＝v1＋a(t2－t1)知，物体的加速度a＝ m/s2＝2 m/s2.因为物体做匀加速运动，所以任何1 s内速度的变化量都为Δv＝aΔt＝2×1 m/s＝2 m/s.故B、C正确．由v1＝v0＋at得，零时刻的速度为v0＝v1－at＝6 m/s－2×1 m/s＝4 m/s，故A不正确．第1 s内的平均速度大于4 m/s，小于6 m/s，故D不正确．
3.答案 B
解析 设前后两段的加速度分别为a1、a2，则a1＝，a2＝，所以a1∶a2＝t2∶t1＝1∶2.
4.答案 C
解析 匀变速直线运动包括匀加速直线运动和匀减速直线运动，它是加速度不变，而速度均匀变化的直线运动，故只有C正确．
5.答案 D
6.答案 C
解析 由题意知，质点的速度随时间在增加，但不能判定出是否均匀增加，而匀加速直线运动必须是任意相等时间内速度增加相等，故应选C.
7.答案 C
8.答案 ACD
解析 当油滴始终均匀分布时，说明四轮车在每秒内的位移相同，车可能做匀速直线运动，选项A正确；当油滴的间距增大时，说明四轮车的速度在增加，其加速度可能保持不变，也可能在减小，还可能在增大，故选项C、D正确．
9.答案 (1)4 m/s (2)0 (3)0
解析 汽车刹车后减速至速度为零不可能再反向加速运动，故速度减为零后就不再是匀减速运动了，而是静止的，因此这类题应先判断多长时间停下，再来求解．
设历时t0停下，取匀速方向为正向，由vt＝v0＋at有
t0＝ s＝5 s.
(1)v3＝v0＋at＝10 m/s＋(－2)×3 m/s＝4 m/s；(2)v5＝0；(3)v10＝0.
10.答案 (1)1 m/s2 2 m/s2 (2)8 m/s 6 m/s
解析 (1)卡车先做匀减速运动，再做匀加速运动，其运动简图如下图所示
设卡车从A点开始减速，则vA＝10 m/s，用时间t1到达B点，从B点又开始加速，用时间t2到达C点，则vB＝2 m/s，vC＝10 m/s，且t2＝t1，t1＋t2＝12 s，可得t1＝8 s，t2＝4 s．由v＝v0＋at得
在AB段vB＝vA＋a1t1①
在BC段vC＝vB＋a2t2②
联立①②两式并代入数据解得：
a1＝－1 m/s2，a2＝2 m/s2
(2)2 s末的速度为
v1＝vA＋a1t＝10 m/s－1×2 m/s＝8 m/s
10 s末的速度为
v2＝vB＋a2t′＝2 m/s＋2×(10－8) m/s＝6 m/s
