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专题03初速度为零的匀变速直线运动常用的结论
一.选择题(共12小题)
1.(2024秋 沙依巴克区校级期中)从静止开始做匀加速直线运动的物体,在第内、第内、第内的平均速度之比为
A. B.
C. D.
2.(2024秋 南海区校级月考)如图所示,为港珠澳大桥上连续四段的等距跨钢箱梁桥,若汽车从点由静止开始做匀加速直线运动,通过段的时间为,则
A.通过段的时间为
B.通过段的时间为
C.段的平均速度等于点的瞬时速度
D.段的平均速度等于点的瞬时速度
3.(2024秋 顺庆区校级月考)紧急跳入水中可以躲避高速射来的子弹吗?《国家地理频道》实验证实:四个充满水的气球就可以使子弹停止运动。如图所示,四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹以速度射入第一个水球,且在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,若整个过程所有水球均固定不动,子弹刚好能射穿第四个水球,下列说法正确的是
A.子弹从乙球穿出时速度大小为
B.子弹从丙球射出时的速度与穿越四个水球全程的平均速度相等
C.子弹穿过甲、乙、丙、丁四球所使用时间之比为
D.子弹在甲、乙、丙、丁四球中运动的平均速度之比为
4.(2024秋 越秀区校级月考)随着第24届冬奥会的成功举办,北京成为世界上首个“双奥之城”。将冬奥会上某次冰壶的运动简化如下:可视为质点的冰壶从点以某一初速度被推出后,沿直线做匀减速直线运动,恰好停在营垒中心点处。已知,冰壶在点时的速度为,通过段的时间为,则冰壶
A.离开点时的速度大小为
B.减速的时间大于
C.通过段的平均速度等于点的瞬时速度
D.通过段的平均速度是段平均速度的3倍
5.(2024秋 城关区校级月考)如图所示,在水平面上固定着四个完全相同的木块,一粒子弹以水平速度射入。若子弹在木块中做匀减速直线运动。当穿透第四个木块(即位置)时速度恰好为零,下列说法正确的是
A.子弹从运动到全过程的平均速度等于点的瞬时速度
B.子弹通过每一部分时,其速度变化量相同
C.子弹到达各点的速率
D.子弹从进入木块到达各点经历的时间
6.(2024秋 渝中区校级月考)一子弹垂直射入并排固定紧靠在一起的相同厚度的木板,穿过第60块木板后速度恰好为0,该过程可视为匀减速运动。如果子弹在60块木板中运动的总时间是,那么该子弹穿过前45块木板所用的时间是
A. B. C. D.
7.(2024秋 丰泽区校级期中)如图所示,光滑斜面上的四段距离相等,质点从点由静止开始下滑,做匀加速直线运动,先后通过、、、,下列说法正确的是
A.质点由到达各点的时间之比
B.质点通过各点时的速率之比
C.质点依次通过各段距离的时间之比为
D.质点在斜面上运动的平均速度
8.(2024秋 新华区校级月考)猎豹是动物界的“短跑之王”,据测,一只成年猎豹能在几秒之内达到的最大速度。猎豹启动过程可以看成从静止开始的匀加速直线运动,已知猎豹第内跑了,第内跑了。则
A.猎豹的加速度为
B.猎豹的加速度为
C.猎豹加速到最大速度所用时间为
D.猎豹加速到最大速度所用时间为
9.(2024 小店区校级开学)小明同学各科成绩优异,他热爱读书,喜欢思考,更积极动手做实验。如图所示是小明同学设计的滴水计时装置,在水龙头正下方距出水口处放置一盘子,调节水龙头使水滴离开水龙头时速度为0,且使水滴与盘子的撞击声均匀发出。某时刻当他听到撞击声音的同时把此时与盘子撞击的水滴记为第1滴水,第1滴水的上方还有三滴水,依次标记为第2、第3和第4,此时第4滴水正在离开水龙头,取,对于此刻的水滴,以下说法正确的是
A.4个水滴之间的间距相等
B.第2滴水与第4滴水之间的距离为
C.第1滴与第2滴之间的距离比第2滴与第3滴之间的距离大
D.第2滴水与第4滴水之间的距离和第2滴与第1滴水之间的距离的比值为
10.(2023春 沙坪坝区校级月考)2021年7月,我国自主研制成功了世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统,取得重大创新突破。如图为高速磁浮列车从站台由静止开始做匀加速直线运动过程中位移与时间的关系,则下列说法正确的是
A. B.
C. D.
11.(2024秋 新吴区校级月考)如图所示,光滑斜面上的四段距离相等,质点从点由静止开始下滑,做匀加速直线运动,先后通过、、、,下列说法正确的是
A.质点由到达各点的时间之比
B.质点通过各点的速率之比
C.质点通过各点的速率之比
D.在斜面上运动的平均速度等于
12.(2024秋 重庆月考)音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉,随着音乐变换,竖直向上喷出的水柱可以高达几十米,为城市的人们在夜间增添一份美轮美奂的视觉和听觉的盛宴。现有一音乐喷泉,竖直向上喷出的水从喷出到上升的最大高度用时为。若水通过第一个位移为,通过最后一个位移为,不计空气阻力,则等于
A. B.1 C.2 D.7
二.多选题(共6小题)
13.(2024秋 重庆月考)如图所示,滑雪运动员从点由静止开始做匀加速直线运动,先后经过、、三点,已知,,且运动员经过、两段的时间相等,下列说法正确的是
A.运动员经过、两点的速度之比为
B.运动员经过、两点的速度之比为
C.运动员经过的距离是
D.运动员经过的距离是
14.(2024秋 福州期中)如图所示,光滑斜面分为四个相等的部分,一物体从点由静止释放,它沿斜面向下做匀加速运动,依次通过、、点,最后到达底端点。下列说法正确的是
A.下滑全程的平均速度
B.物体通过各点的瞬时速度之比为
C.物体通过每一部分时,其速度增量
D.物体由点到各点所经历的时间之比为
15.(2024秋 清镇市校级月考)如图所示,光滑斜面被分成四个长度相等的部分,即,一物体从点由静止释放,下列结论中正确的是
A.物体到达各点经历的时间
B.物体到达各点的速率
C.物体从运动到全过程的平均速度
D.物体通过每一部分时,其速度增量
16.(2024秋 未央区校级期中)几个水球可以挡住了子弹?《国家地理频道》实验证实:四个水球就足够!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球,则可以判定
A.子弹在每个水球的时间比为:
B.子弹穿过每个水球的时间比
C.子弹在每个水球中的速度变化量相同
D.子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
17.(2024秋 顺庆区校级月考)动车将动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,而动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组。若动车在匀加速过程中,从某时刻计时开始,通过第一个所用时间为,通过第二个所用时间为,则
A.动车组计时开始时的速度大小为
B.动车组计时开始时的速度大小为
C.动车组的加速度大小为,接下来的内位移大小为
D.动车组的加速度大小为,接下来的内位移大小为
18.(2024春 香坊区校级期末)如图所示,九个相同木块并排固定在水平面上,从左至右编号依次为1、2、、8、9。一个子弹(可视为质点)从木块1左端以速度射入,恰好没有从木块9穿出。下列说法正确的是
A.子弹刚进入木块6和刚进入木块9时的速度大小之比为
B.子弹依次穿过木块1、2、3的时间和依次穿过木块7、8、9的时间之比为
C.子弹刚进入木块9的速度与初速度的大小之比为
D.子弹在木块5中点的速度大小为
三.解答题(共2小题)
19.(2024秋 江阴市校级月考)一小球由静止沿斜面以恒定的加速度滚下来,依次通过斜面上、、三点,已知,,小球通过、所用的时间均为,则:
(1)小球运动的加速度多大?
(2)小球通过点时的速度是多大?
(3)从静止开始到达点的距离是多大?
20.(2024 甲卷)为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从时由静止开始做匀加速运动,加速度大小,在时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
一.选择题(共12小题)
1.【答案】
【解答】解:静止开始做匀加速直线运动的物体,由速度公式
可知物体运动、、的速度之比为
根据匀变速直线运动平均速度的公式
可知在第内、第内、第内的平均速度之比为
故正确,错误;
故选:。
2.【答案】
【解答】解:、汽车做初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相等位移所用时间之比为,由题知通过段的时间为,则汽车通过段的时间为,故通过段的时间为;通过段的时间为,故错误,正确;
、由推论可知,为段时间的中间时刻,故有;汽车做匀加速直线运动,有,故;
段的平均速度,故段的平均速度小于点的瞬时速度,小于点的瞬时速度,故错误。
故选:。
3.【答案】
【解答】解:、把子弹的运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动,设每个水球长度为,根据速度—位移关系有,则子弹从乙球传出是的速度为,解得,故错误;
、把子弹的运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等时间内通过的位移之比为,所以子弹通过丙时的时间等于穿过丁的时间,所以小球从丙球射出时的时刻是全程的中间时刻,则子弹从丙球射出时的速度与穿越四个水球全程的平均速度相等,故正确;
、把子弹的运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相等位移所用时间之比为,所以子弹穿过甲、乙、丙、丁四球所使用的时间之比为,故错误;
、平均速度等于位移与时间的比值,所以子弹在甲、乙、丙、丁四球中运动的平均速度之比为,故错误。
故选:。
4.【答案】
【解答】.冰壶减速到零,根据逆向思想,这个运动可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动,根据比例关系,冰壶通过、段位移之比是,相等位移所用的时间之比为,可得冰壶减速的时间等于,冰壶通过点时的速度为,故错误;
.根据匀变速直线运动规律,冰壶通过点为段的中间时刻,则点的速度等于段中间时刻的瞬时速度,故错误;
.通过段的平均速度为
通过段的平均速度为
可知通过段的平均速度是段平均速度的3倍。
故选:。
5.【答案】
【解答】解:、全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,根据匀变速运动的结论可知,中间时刻的瞬时速度一定小于中间位置时的速度;故错误;
、由于子弹的速度越来越小,故穿过每一块木块的时间不相等,故速度的差值不相等;故错误;
、将子弹的速度反向视为初速度为零的匀加速直线运动,则由可知,通过的速度之比为:;子弹到达各点的速率:;故正确;
、将子弹的速度反向视为初速度为零的匀加速直线运动,则由给可知,反向通过各木块用时之比为 ;子弹从进入木块到达各点经历的时间 ;故错误;
故选:。
6.【答案】
【解答】解:将木板每15块分为一组,由逆向思维法,且初速度为0的匀加速运动通过相等位移内时间之比为,可知前45块用时与最后15块所用时间比为,即前45块用时总时间的一半为,故正确,错误;
故选:。
7.【答案】
【解答】解:、根据,解得;、、、的距离之比为,所以质点由到达各点的时间之比为,则质点依次通过各段距离的时间之比为
,故错误;
、、、、的距离之比为,根据,解得,所以质点通过各点的速率之比:,故正确;
、初速度为0的匀加速直线运动中,在最初两段相等的时间内通过的位移之比为,可知点是的中间时刻,又因为某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度,则有,故错误。
故选:。
8.【答案】
【解答】解:、猎豹做从静止开始的匀加速直线运动,故在连续相等时间内的位移之差为恒量,即,
由题意可知,代入数据可得猎豹的加速度
故正确,错误;
、由题意知猎豹的最大速度,设猎豹加速到最大速度所用时间为,则由速度—时间公式可得
代入数据可得
故错误。
故选:。
9.【答案】
【解答】解:.水滴做自由落体运动,间隔时间相等,则4个水滴之间的间距不相等,故错误;
.根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知连续相等的相邻两点间距之比为;则第2滴水与第4滴水之间的距离为
,故错误;
.根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知相邻两点间距之比为可知,第1滴与第2滴之间的距离为
第2滴与第3滴之间的距离为
则第1滴与第2滴之间的距离比第2滴与第3滴之间的距离大,故正确;
.由上述分析可知,第2滴水与第4滴水之间的距离和第2滴与第1滴水之间的距离的比值为,故错误;
故选:。
10.【答案】
【解答】解:、根据初速度为0的匀加速直线运动位移与时间的关系式可得,,,可知位移之比,故错误,正确;
、由△可得加速度为,或,故错误。
故选:。
11.【答案】
【解答】解:、质点做匀加速直线运动,根据位移—时间公式得:
时间
则质点由到达各点的时间之比
故错误;
、根据匀加速直线运动速度—时间公式得:
质点通过各点的速率之比
故错误;
、质点到达点的时间是到达点时间的一半,则质点到达点时是在斜面上运动的中间时刻,匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于全过程的平均速度,则在斜面上运动的平均速度等于,故正确;
故选:。
12.【答案】
【解答】解:水上升过程的逆向运动为初速度为零的匀加速直线运动,则从静止开始连续相等时间段的位移之比为,所以水通过第一个的位移是通过最后一个的位移的7倍。故错误,正确。
故选:。
二.多选题(共6小题)
13.【答案】
【解答】解:、运动员经过、两段的时间相等,设到的时间为,加速度大小为,则
代入数据解得:
点为的中间时刻点,则点的速度
由速度—位移公式得
代入数据解得,点到点的距离
所以的距离
故正确,错误;
、运动员在点的速度
代入数据解得
可知
故正确;
、运动员在点的速度
代入数据解得
可得
故错误。
故选:。
14.【答案】
【解答】解:、初速度为零的匀加速直线运动,开始相等时间内的位移之比为,因为,知点是段中间时刻的位置,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,知物体从到的平均速度等于点的瞬时速度。故正确;
、根据运动学公式
得物体由点从静止释放,所以,所以物体到达各点的速率之比则物体通过每一部分时其速度增量不等,故正确,错误;
、根据,得,由点到各点经历时间之比,故错误。
故选:。
15.【答案】
【解答】解:.由公式
可得
则物体到达各点经历的时间满足
故正确;
.由公式
可得
物体到达各点的速率满足
故正确;
.物体从运动到全过程的平均速度为
故错误;
.根据速度比例
速度增量满足
故错误。
故选:。
16.【答案】
【解答】解:、四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第四个水球,逆向思维可看成反向初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的规律
,解得:
子弹依次穿过4个水球的时间之比为:
故正确,错误;
、根据:△,可得:△
由于,故子弹在每个水球中的速度变化量不相等,故错误;
、根据初速度为零的匀加速直线运动的推论,连续相等时间内的位移之比为,逆向思维看,位移之比为
可知子弹穿出前三个水球的时间与穿出第四个水球的时间相等,根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度,可知子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等,故正确。
故选:。
17.【答案】
【解答】解:、通过第一个的平均速度为,通过第二个的平均速度为,则动车组的加速度大小为,根据△可得接下来的内位移大小为,故错误,正确;
、根据速度—时间公式可得动车组计时开始时的速度为,故正确,错误。
故选:。
18.【答案】
【解答】解:把子弹的运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动,设每块木块的长度为,加速度大小为
、子弹刚进入木块6的速度大小为,子弹刚进入木块9时的速度大小为,所以子弹刚进入木块6和刚进入木块9时的速度大小之比为,故正确;
、根据初速度为零的匀加速直线运动的规律可知,通过连续相等位移所用时间之比为,所以子弹依次穿过木块1、2、3的时间和依次穿过木块7、8、9的时间之比为,故错误;
、子弹刚进入木块1的速度为,所以子弹刚进入木块9的速度与初速度的大小之比为,故正确;
、子弹刚进入木块5中点的速度是整个位移中点的速度,位移中点的速度等于,故错误。
故选:。
三.解答题(共2小题)
19.【答案】(1)小球运动的加速度是;
(2)小球通过点时的速度是;
(3)从静止开始到达点的距离是。
【解答】解:(1)小球沿斜面向下做匀加速直线运动,则有:
已知,,则
解得加速度大小为:;
(2)小球经过点时的瞬时速度为:;
(3)根据速度—位移关系可得:
解得从开始到点的距离为:
从静止开始到达点的距离是:。
答:(1)小球运动的加速度是;
(2)小球通过点时的速度是;
(3)从静止开始到达点的距离是。
20.【答案】(1)救护车匀速运动时的速度大小为;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离为。
【解答】解:(1)救护车在时停止加速,则救护车匀速直线运动时的速度为
解得
(2)救护车运动过程草图如图所示:
设匀速运动时间△时停止鸣笛,此时救护车距离出发点的距离为
发出的鸣笛声从鸣笛处传播到救护车出发点处,传播距离为△
代入解得。
答:(1)救护车匀速运动时的速度大小为;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离为。
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