第二章 第4节 匀变速直线运动的速度与位移的关系
课时跟踪检测
【强化基础】
1.(2018·济南市历下区模拟)一物体从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时速度为v,再运动到C点时的速度为2v,则AB与BC的位移大小之比为( )
A.1∶3 B.1∶4
C.1∶2 D.1∶1
解析:根据匀变速直线运动的速度—位移的关系式可知,AB段,v2=2axAB.BC段,(2v)2-v2=2axBC.联立解得xAB∶xBC=1∶3,A选项正确.
答案:A
2.一质点做匀加速直线运动,第三秒内的位移是2 m,第四秒内的位移是2.5 m,那么,下列选项中不正确的是( )
A.这两秒内的平均速度是2.25 m/s
B.第三秒末瞬时速度是2.25 m/s
C.质点的加速度是0.125 m/s2
D.质点的加速度是0.5 m/s2
解析:平均速度等于位移除以时间,故有== m/s=2.25 m/s,选项A正确;匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,选项B正确;第三秒内的平均速度为v1== m/s=2 m/s,第4秒内的平均速度为v2== m/s,故加速度为a== m/s2=0.5 m/s2,选项C错误,D正确.
答案:C
3.(2018·睢宁县期末)滑块以某一初速度从斜面底端冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度为零.已知滑块通过斜面中点时的速度为v,则滑块的初速度为( )
A. v B.(+1)v
C. v D.
解析:根据匀变速直线运动的规律可知,一段位移中点的瞬时速度等于初、末速度平方和一半的平方根,即v=,解得滑块的初速度v0=v,C选项正确.
答案:C
4.物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=2 m,BC=3 m,CD=4 m.且物体通过AB、BC、CD所用时间相等,则OA之间的距离为( )
A.1 m B.0.5 m
C.1.125 m D.1.2 m
解析:设物体的加速度为a,物体从O到A的时间为t1,从A到B的时间为T,由Δx=aT 2和Δx=xBC-xAB,则有aT 2=1 m,物体经过B点的瞬时速度vB等于AC段的平均速度vB=,再由xOB=联立得xOB=3.125 m,则xOA=xOB-xAB=1.125 m,故C选项正确.
答案:C
5.一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用的时间为t1,紧接着通过下一段位移Δx所用的时间为t2.则物体运动的加速度为( )
A. B.
C. D.
解析:第一段Δx的中间时刻的速度为v1=,第二段Δx的中间时刻的速度为v2=,则加速度a==,A正确.
答案:A
【巩固易错】
6.做匀变速直线运动的物体先后经过A、B两点,在它们中点位置的速度为v1,在中间时刻的速度为v2,则( )
A.物体做加速运动或减速运动时,都有v1>v2
B.物体做加速运动或减速运动时,都有v1C.物体做加速运动时,v1>v2;物体做减速运动时,v1D.物体做加速运动时,v1v2
解析:当物体做匀加速直线运动时,速度图象如图1,设C是AB的中点,则AC=CB,AC与CB的位移相等,图线与时间轴所围面积相等,由数学知识得知v1>v2.
当物体做匀减速直线运动时,速度图象如图2,AC与CB的位移相等,图线与时间轴所围面积相等,由数学知识得知,v1>v2,故A正确,B、C、D错误.
答案:A
7.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|=2 m,|BC|=3 m.若物体通过
AB和BC这两段位移的时间相等,则O、A两点之间的距离等于( )
A. m B. m
C. m D. m
解析:设物体通过AB、BC所用时间分别为T,则B点的速度:vB== .
根据Δx=aT2,得:a==,则vB=vA+aT,vA=,
则xOA== m,所以A正确,B、C、D错误.
答案:A
【能力提升】
8.做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v时的位移是x,则它的速度从2v增加到4v时经过的位移是________.
解析:根据匀变速直线运动的速度位移公式,得
速度从v增加到2v时有(2v)2-v2=2ax
速度从2v增加到4v时有(4v)2-(2v)2=2ax′
联立两式得x′=4x.
答案:4x
9.(2018·邯郸市模拟)一物体做匀变速直线运动,在连续相等的两个时间间隔内通过的位移分别是24 m和64 m,每一个时间间隔为4 s,求物体的初速度和末速度及其加速度.
解析:根据匀变速直线运动规律可知,连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,即Δx=aT2.
代入数据解得加速度a==2.5 m/s2.
根据匀变速直线运动的位移—时间公式可知,
x1=vAT+aT2.
根据匀变速直线运动的速度—时间公式可知,
vC=vA+a·2T.
联立解得vA=1 m/s,vC=21 m/s.
答案:1 m/s 21 m/s 2.5 m/s2