第二章 匀变速直线运动的规律(单元测试.含解析)2025-2026学年高一上学期物理教科版(2019)必修第一册

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名称 第二章 匀变速直线运动的规律(单元测试.含解析)2025-2026学年高一上学期物理教科版(2019)必修第一册
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资源类型 试卷
版本资源 教科版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-11-29 17:01:23

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第二章 匀变速直线运动的规律
一.选择题(共6小题)
1.一辆汽车在平直公路上匀速行驶,快到十字路口时遇上红灯进行制动刹车,做匀减速直线运动,某摄像爱好者在路旁利用相机对汽车从制动开始每隔1s持续拍照,结束后按一定比例测出了在0﹣1s和2﹣3s两段时间内汽车运动的位移分别为x1=9m,x3=5m,下列说法正确的是(  )
A.汽车制动后加速度大小为4m/s2
B.汽车制动后第4s内的平均速度为4m/s
C.汽车制动前匀速运动的速度为12m/s
D.汽车制动后6s内的位移为25m
2.雨后,屋檐还在不断滴着水滴。如图所示,小红同学认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落,每隔相等时间滴下一水滴,水滴在空中的运动情况都相同,某时刻起,第一颗水滴刚运动到窗台下边沿时,第4颗水滴恰欲滴下。她测得,屋檐到窗台下边沿的距离为H=3.2m,窗户的高度为h=1.4m。不计空气阻力的影响,则下列结论错误的是(重力加速度g取10m/s2)(  )
A.水滴下落到达窗台下边沿时的速度大小8m/s
B.每隔0.2s滴下一水滴
C.水滴经过窗户的时间0.2s
D.水滴经过窗户的平均速度为7m/s
3.航母阻拦索可将舰载机高速拦停,是舰载机名副其实的“生命线”。若我国一架歼—15舰载机在静止的辽宁号上着陆,在阻拦索的作用下做匀减速直线运动,速度从v减为0所用的时间为t,则该舰载机与阻拦索作用过程中通过的距离为(  )
A.vt B.2vt C. D.
4.屋檐每隔相同时间滴下一滴水,当第3滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,第2滴恰好经过窗子上沿。已知窗子上沿离地高3m,重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力。根据上述信息无法推算(  )
A.屋檐离地的高度
B.滴水的时间间隔
C.第2滴经过窗子上沿时的速度
D.第1滴落地时的动能
5.甲、乙两个物体在同一地点的地面附近均做自由落体运动,所在高度之比为4:1。下列说法错误的是(  )
A.落地时的速度之比为2:1
B.下落过程的平均速度之比为2:1
C.下落过程的加速度之比为1:1
D.落地前的运动时间之比为4:1
6.假设动车以342km/h的运行速度开始减速进站直到停止,此过程可以看作是匀减速直线运动,加速度大小是0.25m/s2,则从减速开始360s末,动车的速度大小为(  )
A.170m/s B.5m/s C.417km/h D.267km/h
二.多选题(共3小题)
(多选)7.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是(  )
A.速度随时间均匀变化
B.加速度保持不变
C.在相等的时间内位移相等
D.速度方向可能发生变化
(多选)8.一个物体从静止开始做匀加速直线运动,第1秒内的位移是2m,则(  )
A.物体的加速度是4m/s2
B.第2秒内的位移是6m
C.第3秒初的速度是12m/s
D.前3秒内的位移是18m
(多选)9.如图所示,小球甲从距离地面高度为h1=15m处以速度v0=10m/s竖直向上抛出,同时小球乙从距离地面高度为h2=20m处开始自由下落,小球运动的过程中不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2,则下列说法中正确的是(  )
A.小球乙落地前,甲相对乙做匀变速直线运动
B.两球运动0.5s时,距离地面均为18.75m
C.落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速度之比为1:2
D.至小球乙落地时,甲距地面5米
三.填空题(共4小题)
10.用传感器记录某物体的运动情况,得到该运动物体位移与时间的关系式为x=t2﹣5t﹣4(m)。则该物体的加速度大小     m/s2,前2秒内经过的位移为     m,第3秒内经过的路程为     m。
11.高空抛物是一件不文明、不道德、极其危险的行为。实验中将一枚50g的生鸡蛋从20m高处自由下落,取重力加速度值为10m/s2,鸡蛋下落过程忽略空气阻力,则鸡蛋落地时速度为    m/s,最后1s下落高度为    m。
12.小李乘坐动车时发现车厢内电子屏会实时显示动车的速度,某时刻(取为0时刻)显示屏上显示动车的速度为198km/h,t1=15s时显示屏上显示动车的速度为144km/h,若动车一直在做匀减速直线运动,则动车的加速度大小为     m/s2,t2=20s时动车的速度大小为     m/s,0~20s内动车的位移大小为     m。
13.汽车刹车的位移x(单位为m>与时间t(单位为s)的关系为x=30t﹣3t2,则该质点初速度为    m/s,6s内的位移为    m。
四.解答题(共2小题)
14.为确保校园道路安全,某中学门外路段设置了如图所示的橡胶减速带。一汽车正以15m/s的速度行驶在该路段,在离减速带50m处该车开始做匀减速直线运动,结果以5m/s的速度通过减速带,通过后立即以2.5m/s2的加速度加速到原来的速度。汽车可视为质点,减速带的宽度忽略不计。求:
(1)汽车减速时的加速度;
(2)减速阶段所用的时间;
(3)由于减速带的存在,该汽车通过这段距离多用的时间。
15.一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,6s后改做匀速直线运动,快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动,再经过12s停止。求:
(1)汽车匀速行速时的速度;
(2)汽车关闭发动机后的加速度;
(3)汽车在匀速行速的过程中突遇紧急情况,需要停车,若其刹车的加速度大小为4m/s2,那么刹车2s和5s时的速度分别为多大?
第二章 匀变速直线运动的规律
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.一辆汽车在平直公路上匀速行驶,快到十字路口时遇上红灯进行制动刹车,做匀减速直线运动,某摄像爱好者在路旁利用相机对汽车从制动开始每隔1s持续拍照,结束后按一定比例测出了在0﹣1s和2﹣3s两段时间内汽车运动的位移分别为x1=9m,x3=5m,下列说法正确的是(  )
A.汽车制动后加速度大小为4m/s2
B.汽车制动后第4s内的平均速度为4m/s
C.汽车制动前匀速运动的速度为12m/s
D.汽车制动后6s内的位移为25m
【考点】提前停止类问题;连续相等位移内的运动比例规律.
【专题】定量思想;方程法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】D
【分析】根据匀变速直线运动的规律,利用连续相等时间内的位移差公式求加速度,再结合速度公式、位移公式分析各选项。
【解答】解:A、根据匀变速直线运动相邻相等时间间隔内发生的位移差的关系Δx=aT2
可得汽车制动后做匀减速运动的加速度大小为a,故A错误;
B、根据题意分析可知,汽车制动后第4s内的位移满足2(x3﹣x4)=x1﹣x3
解得x4=3m
则平均速度为m/s=3m/s,故B错误;
C、根据题意分析可知,汽车制动后经0.5s时的速度v0.5m/s=9m/s
汽车制动时的初速度为v0=v0.5+at0.5=(9+2×0.5)m/s=10m/s,故C错误;
D、根据题意分析可知,汽车制动到停下来用时t,解得t=5s
汽车制动后6s内的位移为x,解得x=25m,故D正确。
故选:D。
【点评】本题核心是匀变速直线运动的位移差公式与速度、位移公式的综合应用,需注意“制动后时间”与“实际运动时间”的区别(汽车可能在规定时间内已停止),避免遗漏关键条件。
2.雨后,屋檐还在不断滴着水滴。如图所示,小红同学认真观察后发现,这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落,每隔相等时间滴下一水滴,水滴在空中的运动情况都相同,某时刻起,第一颗水滴刚运动到窗台下边沿时,第4颗水滴恰欲滴下。她测得,屋檐到窗台下边沿的距离为H=3.2m,窗户的高度为h=1.4m。不计空气阻力的影响,则下列结论错误的是(重力加速度g取10m/s2)(  )
A.水滴下落到达窗台下边沿时的速度大小8m/s
B.每隔0.2s滴下一水滴
C.水滴经过窗户的时间0.2s
D.水滴经过窗户的平均速度为7m/s
【考点】自由落体运动的规律及应用.
【专题】定量思想;推理法;自由落体运动专题;推理论证能力.
【答案】B
【分析】水滴做自由落体运动,根据位移—时间关系得到水滴下落到达窗台下边沿的时间大小,根据速度—时间关系求解速度大小;根据平均速度计算公式求解水滴经过窗户的平均速度。
【解答】解:AB.设水滴滴下的时间间隔为Δt,根据自由落体运动规律则有
代入数据解得
水滴下落到达窗台下边沿时的速度大小v=g 3Δt,解得v=8m/s,故A正确,B错误;
C.水滴经过窗户上边缘的时间
水滴经过窗户下边缘的时间
则水滴经过窗户的时间t=t2﹣t1,解得t=0.2s,故C正确;
D.水滴经过窗户的平均速度为,故D正确。
故选:B。
【点评】本题主要是考查了自由落体运动,解答本题要知道自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,满足匀变速直线运动的计算公式。
3.航母阻拦索可将舰载机高速拦停,是舰载机名副其实的“生命线”。若我国一架歼—15舰载机在静止的辽宁号上着陆,在阻拦索的作用下做匀减速直线运动,速度从v减为0所用的时间为t,则该舰载机与阻拦索作用过程中通过的距离为(  )
A.vt B.2vt C. D.
【考点】匀变速直线运动中的平均速度的应用(平均速度的推论).
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】C
【分析】根据匀变速直线运动的平均速度公式进行分析。
【解答】解:根据匀变速直线运动的平均速度公式可知,该舰载机与阻拦索作用过程中通过的距离
,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的平均速度公式。
4.屋檐每隔相同时间滴下一滴水,当第3滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,第2滴恰好经过窗子上沿。已知窗子上沿离地高3m,重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力。根据上述信息无法推算(  )
A.屋檐离地的高度
B.滴水的时间间隔
C.第2滴经过窗子上沿时的速度
D.第1滴落地时的动能
【考点】自由落体运动的规律及应用.
【专题】定量思想;推理法;方程法;比例法;自由落体运动专题;推理论证能力.
【答案】D
【分析】通过初速度为零的匀加速直线运动的推论,在连续相等时间间隔内的位移之比为1:3:5:7可求第2滴水与窗子上沿的距离;根据自由落体运动的位移时间公式求出滴水的时间间隔;通过滴水的时间间隔,可以第2滴经过窗子上沿时的速度;由动能的定义判断即可解题。
【解答】解:A、自由落体运动是初速度为 0,加速度为g的匀加速直线运动,则有初速度为零的匀加速直线运动的推论,在连续相等时间间隔内的位移之比为1:3:5:7,设第2滴水与窗子上沿的距离为h1,则有:,解得:h1=1m,所以屋檐离地的高度为:H=h1+3m=1m+3m=4m,所以可求算出屋檐离地的高度,故A错误;
B、设滴水的时间间隔为T,由可得:,所以可以求出滴水的时间间隔,故B错误;
C、第2滴经过窗子上沿时的速度为v,则有:,所以可求第2滴经过窗子上沿时的速度,故C错误;
D、由动能的定义可知:,由于不知道水滴的质量,则无法求出第1滴落地时的动能,故D正确。
故选:D。
【点评】解决本题的关键是知道自由落体运动是初速度为 0,加速度为g的匀加速直线运动。本题也可以通过初速度为零的匀加速直线运动的推论,在连续相等时间间隔内的位移之比为1:3:5:7。
5.甲、乙两个物体在同一地点的地面附近均做自由落体运动,所在高度之比为4:1。下列说法错误的是(  )
A.落地时的速度之比为2:1
B.下落过程的平均速度之比为2:1
C.下落过程的加速度之比为1:1
D.落地前的运动时间之比为4:1
【考点】自由落体运动的规律及应用.
【专题】定量思想;方程法;自由落体运动专题;推理论证能力.
【答案】D
【分析】根据自由落体运动规律即可解答。
【解答】解:A、由自由落体运动规律v2=2gh可得:落地时的速度之比为:,故A正确;
B、由平均速度的推论可得:,故B正确;
C、由于甲、乙都做自由落体运动,自由落体运动的加速度为重力加速度g,所以加速度之比为1:1,故C正确;
D、由可得:,所以有:,故D错误。
本题是选择错误的,故选:D。
【点评】本题考查自由落体的规律,只要明确自由落体的运动性质,知道自由落体是匀速度为0,加速度为g的匀变速直线运动即可求解。
6.假设动车以342km/h的运行速度开始减速进站直到停止,此过程可以看作是匀减速直线运动,加速度大小是0.25m/s2,则从减速开始360s末,动车的速度大小为(  )
A.170m/s B.5m/s C.417km/h D.267km/h
【考点】匀变速直线运动速度与时间的关系.
【专题】定量思想;推理法;方程法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】B
【分析】由速度—时间关系列式即可解题。
【解答】解:已知动车的初速度的为:,以v0的方向为正方向,则有:a=﹣0.25m/s2,设动车减速到停止运动的时间为t0,则有:0=v0+at0,代入数据解得:,由于360s<380s,所以动车还没有停止运动,则由速度—时间关系可得:v=v0+at′=95m/s﹣0.25×360m/s=5m/s,所以有:v=5m/s=5×3.6km/h=18km/h。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题是对刹车问题的考查,解题的关键是要知道给出的时间是否是实际运动的时间,知道速度—时间关系中的时间为实际运动时间。
二.多选题(共3小题)
(多选)7.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是(  )
A.速度随时间均匀变化
B.加速度保持不变
C.在相等的时间内位移相等
D.速度方向可能发生变化
【考点】匀变速直线运动的定义与特征.
【专题】定性思想;推理法;直线运动规律专题;理解能力.
【答案】ABD
【分析】匀变速直线运动的特点是加速度恒定不变,速度随时间变化。
【解答】解:AB、匀变速直线运动的加速度保持不变,加速度是反映速度变化快慢的物理量,所以匀变速直线运动的速度随时间均匀变化,故AB正确;
C、因速度大小不断变化,则在相等的时间内位移不相等,故C错误;
D、若物体速度和加速度方向相反,则物体做减速运动,当速度减为零后速度反向,即速度方向发生变化,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题关键要掌握匀变速直线运动的特点:加速度恒定不变,速度随时间均匀变化,难度不大,属于基础题。
(多选)8.一个物体从静止开始做匀加速直线运动,第1秒内的位移是2m,则(  )
A.物体的加速度是4m/s2
B.第2秒内的位移是6m
C.第3秒初的速度是12m/s
D.前3秒内的位移是18m
【考点】匀变速直线运动位移与时间的关系;匀变速直线运动速度与时间的关系.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】ABD
【分析】根据匀变速直线运动的位移—时间公式求出物体的加速度大小,从而结合位移—时间公式求出第2s内的位移和前3s的位移,根据速度—时间关系求解速度大小。
【解答】解:A.物体从静止开始做匀加速直线运动,第1秒内的位移是2m,则物体的加速度是,故A正确;
B.第2秒内的位移是,故B正确;
C.第3秒初的速度是v2=at2,解得v2=8m/s,故C错误;
D.前3秒内的位移是,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查匀变速直线运动规律,解题关键是掌握匀变速直线运动规律并能够熟练应用。
(多选)9.如图所示,小球甲从距离地面高度为h1=15m处以速度v0=10m/s竖直向上抛出,同时小球乙从距离地面高度为h2=20m处开始自由下落,小球运动的过程中不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2,则下列说法中正确的是(  )
A.小球乙落地前,甲相对乙做匀变速直线运动
B.两球运动0.5s时,距离地面均为18.75m
C.落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速度之比为1:2
D.至小球乙落地时,甲距地面5米
【考点】竖直上抛运动的规律及应用;自由落体运动的规律及应用.
【专题】定量思想;推理法;自由落体运动专题;推理论证能力.
【答案】BC
【分析】根据匀变速直线运动的相关公式,分别对小球甲和小球乙的运动情况进行分析,进而判断各选项的正误。
【解答】解:A、两球的加速度均为重力加速度,相对加速度为0,则小球乙落地前,甲相对乙向上做匀速直线运动,故A错误;
B、两球运动0.5s时,根据位移公式有
x1=v0t1,解得x1=3.75m
x2,解得x2=1.25m
则距离地面高度
h3=h1+x1
解得h3=18.75m
h4=h2﹣x2
解得h4=18.75m
故B正确;
C、落地前的运动过程中,根据
﹣h1=v0t2
h2
解得
t2=3s,t3=2s
落地前的运动过程中,小球甲、乙的平均速度大小
,解得5m/s
,解得10m/s
可知,落地前的运动过程中,小球甲、乙的平均速度之比为1:2,故C正确;
D、结合上述,小球乙落地时,经历时间为2s,则甲的位移
x3=v0t3,代入数据解得x3=0
可知,此时甲回到出发点,即小球乙落地时,甲距地面15m,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题主要考查了竖直上抛运动和自由落体运动的综合应用,关键是要熟练掌握匀变速直线运动的位移公式、速度公式等,通过分别分析两球的运动情况来判断选项。
三.填空题(共4小题)
10.用传感器记录某物体的运动情况,得到该运动物体位移与时间的关系式为x=t2﹣5t﹣4(m)。则该物体的加速度大小  2  m/s2,前2秒内经过的位移为  ﹣6  m,第3秒内经过的路程为  0.5  m。
【考点】匀变速直线运动位移与时间的关系.
【专题】信息给予题;定量思想;推理法;直线运动规律专题;分析综合能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】直线运动的位移与时间的关系式为x=t2﹣5t﹣4(m),以及匀变速直线运动的位移—时间公式x=v0tat2求出物体的初速度和加速度,根据速度公式求解物体停止运动的时间,然后与给定的时间作比较,最后求路程。
【解答】解:根据该运动物体位移与时间的关系式为x=t2﹣5t﹣4(m),
得﹣(x+4)=5t﹣t2(m)
对照匀变速度运动
可知,v0=5m/s
解得:a=2m/s2
当t=0s时,x0=﹣4m
当t=2s时,
所以,前2s内的位移Δx1=x2﹣x0=﹣10m﹣(﹣4)m=﹣6m
设经过t1速度变为0
根据速度公式得3s
说明t=2.5s时,物体速度为零
2s末的速度v2=v0﹣at2=(5﹣2×2)m/s=1m/s
s1
然后反向运动0.5s的路程为
s2=s1=0.25m
第3秒内经过的路程
s=s2+s1=0.25m+0.25m=0.5m
故答案为:2;﹣6;0.5。
【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移—时间公式x=v0tat2及求解物体停止运动的时间。
11.高空抛物是一件不文明、不道德、极其危险的行为。实验中将一枚50g的生鸡蛋从20m高处自由下落,取重力加速度值为10m/s2,鸡蛋下落过程忽略空气阻力,则鸡蛋落地时速度为 20  m/s,最后1s下落高度为 15  m。
【考点】自由落体运动的规律及应用.
【专题】定量思想;推理法;自由落体运动专题;推理论证能力.
【答案】20,15。
【分析】鸡蛋做自由落体运动,已知下落高度和重力加速度,根据自由落体运动的速度与下落高度的关系,就能求出落地时的速度;首先需要求出鸡蛋从开始下落到落地的总时间,然后计算出前1秒下落的高度,最后用总高度减去前(总时间﹣1)秒下落的高度,即可得到最后1秒下落的高度。
【解答】解:根据速度—位移关系有
v2=2gh
代入数据可得
鸡蛋在空中自由下落的时间
2s
最后1s下落高度为
代入数值得Δh=15m
故答案为:20,15。
【点评】这道题是一道关于自由落体运动的物理题,这道题是一道贴合教材、注重基础的习题,能有效夯实学生对自由落体运动的知识掌握,同时具备一定的现实教育价值。
12.小李乘坐动车时发现车厢内电子屏会实时显示动车的速度,某时刻(取为0时刻)显示屏上显示动车的速度为198km/h,t1=15s时显示屏上显示动车的速度为144km/h,若动车一直在做匀减速直线运动,则动车的加速度大小为  1  m/s2,t2=20s时动车的速度大小为  35  m/s,0~20s内动车的位移大小为  900  m。
【考点】匀变速直线运动位移与时间的关系;匀变速直线运动速度与时间的关系.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】1;35;900。
【分析】根据加速度的定义、速度—时间公式、位移时间公式即可解出。
【解答】解:由题目可知t=0时,速度v1=198km/h=55m/s,t1=15s时,速度v2=144km/h=40m/s,又因为动车一直在做匀减速直线运动,所以加速度为:,所以加速度大小为1m/s2;动车做减速运动,运行20s时的速度为v=v1+at,代入可得v=35m/s,位移公式为,代入数据解得x=900m。
故答案为:1;35;900。
【点评】本题主要考查学生对于匀变速直线运动公式的灵活应用能力,基础题。
13.汽车刹车的位移x(单位为m>与时间t(单位为s)的关系为x=30t﹣3t2,则该质点初速度为 30  m/s,6s内的位移为 75  m。
【考点】计算停车的时间、速度或位移;匀变速直线运动速度与时间的关系;匀变速直线运动位移与时间的关系.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】30;75
【分析】根据匀变速直线运动的位移—时间公式求出质点的初速度与加速度,求出停车时间,然后应用位移—时间关系分析答题。
【解答】解:根据匀变速直线运动的位移—时间关系
可知,初速度为
v0=30m/s
刹车的加速度大小为
a=6m/s2
汽车停车时间为
6s内的位移为
故答案为:30;75
【点评】掌握基础知识是解题的前提与关键,根据题意求出物体的初速度与加速度,应用运动学公式即可解题。
四.解答题(共2小题)
14.为确保校园道路安全,某中学门外路段设置了如图所示的橡胶减速带。一汽车正以15m/s的速度行驶在该路段,在离减速带50m处该车开始做匀减速直线运动,结果以5m/s的速度通过减速带,通过后立即以2.5m/s2的加速度加速到原来的速度。汽车可视为质点,减速带的宽度忽略不计。求:
(1)汽车减速时的加速度;
(2)减速阶段所用的时间;
(3)由于减速带的存在,该汽车通过这段距离多用的时间。
【考点】匀变速直线运动中的平均速度的应用(平均速度的推论);匀变速直线运动速度与时间的关系;匀变速直线运动速度与位移的关系.
【专题】定量思想;推理法;直线运动规律专题;推理论证能力.
【答案】(1)汽车减速时的加速度大小为2m/s2,方向与初速度相反;
(2)减速阶段所用的时间为5s;
(3)由于减速带的存在,该汽车通过这段距离多用的时间为3s。
【分析】(1)根据位移与速度的关系求解加速度;
(2)根据速度与时间关系求解时间;
(3)根据位移—时间关系求解时间,根据时间关系求解时间差值。
【解答】解:(1)汽车初速度v0=15m/s,根据运动学公式
其中
v1=5m/s,x1=50m
可得汽车减速时的加速度为
方向与初速度相反。
(2)根据速度公式可得
v1=v0﹣a1t1
代入数据可得
t1=5s
(3)汽车减速阶段的时间为
t1=5s
位移为50m,加速到原来的速度的时间为
加速位移为
总时间为
t总=t1+t2=5s+4s=9s
若没有减速带,总时间为
可知由于减速带的存在,该汽车通过这段距离多用的时间
Δt=9s﹣6s=3s
答:(1)汽车减速时的加速度大小为2m/s2,方向与初速度相反;
(2)减速阶段所用的时间为5s;
(3)由于减速带的存在,该汽车通过这段距离多用的时间为3s。
【点评】本题考查了匀变速直线运动的相关规律,要求学生熟练掌握匀变速直线运动的规律。
15.一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,6s后改做匀速直线运动,快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动,再经过12s停止。求:
(1)汽车匀速行速时的速度;
(2)汽车关闭发动机后的加速度;
(3)汽车在匀速行速的过程中突遇紧急情况,需要停车,若其刹车的加速度大小为4m/s2,那么刹车2s和5s时的速度分别为多大?
【考点】匀变速直线运动规律的综合应用;匀变速直线运动速度与时间的关系;匀变速直线运动位移与时间的关系.
【专题】计算题;定量思想;推理法;直线运动规律专题;分析综合能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据匀变速直线运动的速度—时间公式求出汽车匀速行驶的速度大小;
(2)根据加速度的定义式求出减速运动的加速度;
(3)由速度—时间公式求得刹车时间,运动时间与刹车时间进行比较,如果小于刹车时间,则由速度—时间公式求解速度,如果运动时间大于刹车时间,则速度为零。
【解答】解:(1)匀速行驶的速度即为匀加速过程的末速度,
由速度—时间公式得:v1=a1t1=2×6 m/s=12 m/s
(2)对匀减速直线运动,由加速度的定义式,可得汽车关闭发动机后的加速度为:
a2m/s2=﹣1m/s2,负号表示与v1方向相反
(3)若其刹车的加速度大小为a3=4m/s2,由速度—时间公式得:
0=v1﹣a3t3
代入数据解得刹车时间为:t3=3s
由于2s<t3
由速度—时间公式,可知刹车2s时的速度为:
v2=v1﹣a3t=12m/s﹣4×2m/s=4m/s
由于5s>t3
所以刹车5s时的速度为0
答:(1)汽车匀速行速时的速度为12m/s;
(2)汽车关闭发动机后的加速度﹣1m/s2,负号表示与v1方向相反;
(3)若其刹车的加速度大小为4m/s2,那么刹车2s和5s时的速度分别为4m/s、0。
【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度—时间公式,并能灵活运用,特别需要注意的是汽车速度减为零后不再运动。
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