2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系 同步练习
一、单项选择题
1.某质点的位移随时间变化的关系式为x = 4t 2t2(m),则质点每秒内速度的变化量为( )
A.2 m/s B. 2 m/s C.4 m/s D. 4 m/s
2.动车铁轨旁两相邻里程碑之间的距离为1km,某同学乘坐动车时,通过观察里程碑和车厢内电子屏上显示的动车速度来估算动车减速进站时的加速度大小,当他身边的窗户经过某一里程碑时,屏幕显示的动车速度为126km/h(如图所示),动车又前进了2个里程碑时,速度变为54km/h,若把动车进站过程视为匀减速直线运动,则动车进站时的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
3.如图所示是甲、乙、丙三个物体做匀速直线运动的图像,根据图像信息判断,正确的是( )
A.三个物体运动速度关系是
B.相同时间它们运动的路程关系是
C.运动相同路程所用时间关系是
D.若路程相同,同时出发丙最先到达终点
4.某质点沿直线运动的v-t图像如图所示,由图像可知( )
A.前2秒物体做匀速直线运动
B.第5秒时物体的加速度为
C.前5秒物体的位移为30m
D.5秒末物体返回出发点
5.新能源电动车已经走进我们的生活,逐渐为大家所青睐。对某新能源电动车进行刹车测试时,该车以的速度开始做匀减速直线运动,运动最后1s内的位移大小为6m。该车在匀减速直线运动过程中描述不正确的( )
A.加速度大小为 B.位移大小为
C.减速的时间为 D.平均速度大小为
6.一物体在水平面内由静止开始做匀加速直线运动,其位移-时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.物体的加速度大小为
B.物体在第末的速度大小为
C.物体在第末的速度大小为
D.物体在第内运动的位移大小为
7.深蓝航天是国内唯一一家实现液氧煤油垂直起降可回收复用的火箭公司,回收复用运载火箭是未来火箭技术发展的制高点,具备强大商业价值和社会价值。某次发射测试如图甲所示,地面测控系统测出火箭竖直起降过程中速度v随时间t变化规律如图乙所示,时刻火箭回到地面,则下列说法正确的是( )
A.时刻火箭上升到最高位置
B.时间内,火箭的加速度先减小后增大
C.在时间与时间内所围图形面积大小不相等
D.时刻火箭上升高度达到最大
8.一物体沿直线运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.时和时物体的加速度方向相反
B.物体的加速度大小为
C.前内物体的位移大小为
D.第内物体的平均速度大小为
9.一小汽车以的速度在平直路面上匀速行驶,因遇紧急情况而刹车,汽车刹车后的运动可视为匀变速直线运动,刹车过程中的加速度大小为,则小车刹车时的速度及刹车时的速度大小分别为( )
A.,0 B., C., D.,0
10.某同学参加户外拓展活动,他坐在滑板上从斜坡点由静止开始下滑,到达点时速度恰好为零。已知长,长,平滑连接。人和滑板可视为质点,不计空气阻力,该同学在段、段运动的时间之比为( )
A. B. C. D.
11.如图甲所示,在水平地面上固定一倾角为的足够长斜面,物块以某一初速度从斜面底端O点冲上斜面,以斜面底端O所在的水平地面为参考平面,物块从斜面底端开始沿斜面运动的过程中,某同学记录了该物块运动的某物理量可能是速度v,速度的平方,时间t或者时间的平方与位移x图像,取重力加速度g=10m/s2,根据图中所给数据国际单位,下列说法正确的是( )
A.图乙纵轴物理量为速度v
B.物块的初速度为
C.物块沿斜面向上运动的最大距离为
D.斜面的动摩擦因数为
二、多项选择题
12.一物体做匀变速直线运动,第1s内位移为3m,第2s内位移为4m,下列说法正确的是( )
A.物体运动的初速度为零 B.物体运动加速度大小为
C.第1s末速度为3.5m/s D.物体第3s内的位移为5m
13.物体甲的图像和物体乙的图像分别如图所示,则这两个物体的运动情况是( )
A.甲在整个t=4s时间内有往返运动,它通过的总路程为6m
B.甲在整个t=4s时间内运动方向不变,通过的位移大小为0
C.乙在整个t=4s时间内运动方向不变,通过的位移大小为6m
D.乙在t=2s时速度为零,加速度也为零
14.一滑块(可看作质点)由O点开始做初速度为零的匀加速直线运动,运动过程中经过A、B两点,已知A、B两点间的距离为x,滑块从A到B经历的时间间隔为t,滑块经过B点时的速度为经过A点时的速度的3倍。则下列说法中正确的是( )
A.滑块到A经历的时间为 B.O、A两点之间的距离为
C.滑块经过A点时的速度大小为 D.滑块匀加速运动的加速度大小为
15.某人骑电动车在某路口以初速度过斑马线,如图所示,在同一直线上C处一行人突然停止,电动车立即减速刹车,此时电动车前轮刚好经过A处。最后电动车也恰在C处停止,刹车时间为t,每条斑马线距离相等,电动车的运动可以看成是匀变速直线运动,则以下说法中正确的是( )
A.电动车在B处的速度为
B.电动车在B处的速度为
C.电动车从A运动到B的时间为
D.电动车从A运动到B的时间为
16.一质点由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为,经时间t后速度大小变为v1,此后做匀减速直线运动,加速度大小为,若再经过时间kt恰能回到出发点。此时的速度大小为v2,则( )
A. B. C. D.
17.如图所示,一小滑块沿足够长的斜面以初速度v向上做匀变速运动,依次经A、B、C、D到达最高点E已知,滑块从A到C和从C到D所用的时间都是2s。设滑块经B、C时的速度分别为,则( )
A. B. C. D.从D到E所用时间为4s
18.为了测试小车的性能,甲、乙两辆小车同时从M处由静止开始沿平直公路均先做匀加速直线运动,然后刹车做匀减速直线运动直至静止,两车先后停在N处,假设两车在各自匀加速阶段和匀减速阶段的加速度大小相等,甲车、乙车全程经历的时间分别为和,甲乙两车加速度大小分别为和,最大速度分别为和,则( )
A. B.
C.甲车停下时,两车相距最远 D.甲车运动了时,两车相距最远
三、计算题
19.如图所示,物体从O点由静止开始做匀加速直线运动,途经A、B、C三点,其中AB和BC间的距离分别为4m和6m,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等,均为2s。求:
(1)B点的速度和A点的速度?
(2)该过程的加速度;
(3)OA段的距离是多少?
20.一列货车以的速度在平直铁路上运行,由于调度失误,在后面处有一列快车以的速度向它靠近。快车司机发觉后立即制动,若两车恰好不相撞(货车速度保持不变),求:
(1)快车从制动至两车恰好不相撞所用时间t;
(2)快车制动过程中的加速度a的大小;
(3)从制动至两车恰好不相撞快车的位移x的大小。
答案解析
1.D
【详解】根据匀变速直线运动的位移时间关系
与题干中
对比,可得
解得
故质点每秒内速度的变化量为 4 m/s。
故选D。
2.B
【详解】根据匀变速直线运动的速度与位移的关系有
解得
故选B。
3.D
【详解】A.由图像可知,甲、乙、丙三个物体做匀速直线运动的速度分别为
,,
所以三个物体运动速度关系是
故A错误;
B.结合A项分析可知
所以相同时间内三个物体的路程关系为
故B错误;
C.结合A项分析可知
所以三个物体运动相同路程所用时间关系是
故C错误;
D.由C项分析可知,三个物体运动相同路程时,丙用时最少,所以三个物体同时出发,丙将最先到达终点,故D正确。
故选D。
4.B
【详解】A.由图像可知,前2s物体做匀加速直线运动,不是匀速直线运动,A错误;
B.物体做匀加速直线运动,此时的加速度为
B正确;
CD.图线与坐标轴围成的面积为位移的大小,前5s物体的位移为
5秒末物体没有返回出发点,CD错误。
故选B。
5.A
【详解】A.根据逆向思维,可知运动最后1s内的位移大小为6m,可以看成反方向匀加速直线运动的第1s,则有
解得
故A错误;
B.电动车初速度为30m/s,根据速度与位移的关系式有
解得
故B正确;
C.利用逆向思维,减速的时间
故C正确;
D.根据平均速度的规律有
故D正确。
本题选错误的,故选A。
6.D
【详解】A.根据
可知当t=2s时x=8m,代入得
解得
故A错误;
B.根据
物体在第末的速度大小为
故B错误;
C.根据
物体在第末的速度大小为
故C错误;
D.根据
得物体在第内运动的位移大小为
故D正确。
故选D。
7.D
【详解】AD.由图可知,时刻火箭上升到最高位置,即火箭上升高度达到最大,故A错误,D正确;
B.根据图像的斜率表示加速度,可知时间内,火箭的加速度先增大后减小,故B错误;
C.由图像可知时间火箭处于上升阶段,时间内火箭处于下降阶段,时刻火箭回到地面,根据图像与坐标轴围成的面积表示位移,所以在时间与时间内所围图形面积大小相等,故C错误。
故选D。
8.C
【详解】A.图像的斜率表示加速度大小,由图可知,图像的斜率一直不变,故加速度不变,故时和时物体的加速度方向相同,故A错误;
B.图像的斜率表示加速度大小,由图可得
故B错误;
C.图像的面积表示位移,则前1s内的位移为
1s-3s做初速度为零的匀加速直线运动,则位移为
则前内物体的位移大小为
故C正确;
D.因1s-3s做初速度为零的匀加速直线运动,则第3s内的位移为
则第内物体的平均速度大小为
故D错误。
故选C。
9.A
【详解】,刹车停止用时间为
小车刹车时的速度
刹车时的速度为零。
故选A。
10.C
【详解】设该同学在段运动的时间为,在段运动的时间为,经过点时的速度大小为,根据匀变速直线运动的规律可得
,
整理得
故选C。
11.D
【详解】AB.若物体在斜面所受摩擦力大于重力沿斜面的分力,则物体做匀减速运动直到停止,图像为单程;若摩擦力等于重力的分力,则物体做匀速运动,也是单程;可知物体先沿斜面向上做匀减速直线运动,到最大距离处速度为0,后沿斜面向下做匀加速直线运动,沿斜面向上运动的加速度大于沿斜面向下运动的加速度向上运动时,摩擦力向下,向下运动时,摩擦力向上,重力沿斜面向下的分力不变,物体先沿斜面向上做匀减速直线运动,根据
得位移与时间或者时间的平方的图像过原点,根据
得位移与速度的图像为抛物线,图乙的纵坐标是速度的平方
,
故AB错误;
CD.物块向上匀减速时
向下匀加速时
综合解得
,
故C错误,D正确。
故选D。
12.CD
【详解】A.初速度为零的匀变速直线运动,在第1s内位移与第2s内位移之比应为,故A错误;
B.根据
可得物体运动加速度大小为
故B错误;
C.第1s末是前2s的中间时刻,第1s末的瞬时速度就是前2s的平均速度,所以第1s末速度为
故C正确;
D.根据
可得
解得物体第3s内的位移为
故D正确。
选CD。
13.AC
【详解】AB.甲在整个t=4s时间内,先向负方向做匀减速直线运动,再向正方向做匀加速直线运动,通过的路程为两段时间内的位移之和,为
图线与时间轴所包围的面积表示位移,则位移为0,故A正确,B错误;
CD.图像斜率的大小表示速度的大小,可知乙在整个t=4s时间内运动方向不变,通过的位移大小为
故C正确,D错误。
故选AC。
14.BD
【详解】C.设滑块经过A点的速度为v,已知A、B两点间的距离为x,经历时间为t,则平均速度为
解得滑块经过A点的速度
C错误;
D.根据加速度定义可知
D正确;
A.滑块运动到A点的时间
A错误;
B.根据平均速度定义可知,O、A两点间的距离
B正确;
故选BD。
15.BD
【详解】电动车做匀减速直线运动且末速度为零,由题图可知
根据逆向思维把电动车看成初速度为零的匀加速直线运动,可知B点为减速运动的中间时刻,则电动车从A运动到B的时间为;根据匀变速运动直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,可得
故选BD。
16.BC
【详解】AB.根据匀变速直线运动的位移时间关系可知,质点的总位移为0,则有
解得
故A错误,B正确;
CD.根据速度时间关系有
故速度大小之比为
故C正确,D错误。
故选BC。
17.BD
【详解】A.设物体在A点时的速度大小为,加速度为a,则从A到C有
物体从A到D有
联立解得
,
则
故A错误;
B.从A到B有
解得
故B正确;
C.根据速度公式可得
则从D到E有
解得
故C错误;
D .从D到E有
解得从D到E的时间为
故D正确。
故选BD。
18.AD
【详解】AB.运动图像如图所示
由两车位移相等
解得
由图像可得,甲的加速度
乙的加速度
两车位移相等,有
整理有
故A正确,B错误;
CD.速度相等时相距最远,设甲达到最大速度后,再经过时间,相距最远。速度相等
对甲车
再联立
解得
甲车运动时间
两车相距最远。故C错误,D正确。
故选AD。
19.(1),
(2),方向与物体运动方向相同
(3)
【详解】(1)由题可知
结合变速直线运动规律可得,相邻的相等时间内位移差为定值,即
解得
所以
(2)由(1)可知,该过程的加速度
(3)根据匀变速直线运动规律可得
20.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意分析可知,要使两车不相撞,它们的运动满足
联立可得,快车从制动到两车恰好不相撞的时间为
(2)根据
解得
(3)由运动学公式
从制动到两车不相撞快车的位移为
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