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高中物理人教版(2019)必修第一册同步练习
1.4速度变化快慢的描述——加速度
一、单选题
1.关于速度及其变化,下列说法正确的是( )
A. 物体的速度变化越大,加速度一定越大
B. 物体的速度为零,加速度一定为 零
C. 物体的位置变化越大,速度一定越大
D. 物体的位置变化越快,速度一定越大
2.下列几种运动中,实际中不可能存在的是( )
A. 物体的速率不变,但加速度不为零
B. 物体的速度越来越小,加速度越来越大
C. 物体的加速度越来越小,速度越来越大
D. 物体的加速度不变(不为零),速度也保持不变
3.一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其 -t的图象如图所示,则( )
A. 质点做匀速直线运动,速度为0.5 m/s
B. 质点做匀加速直线运动,加速度为0.5 m/s2
C. 质点在1 s末速度为1.5 m/s
D. 质点在第1 s内的平均速度0.75 m/s
4.一质点作直线运动,某时刻v>0,a>0,s>0,从某时刻把加速度均匀减小,则( )
A. 速度继续增大,直到加速度为零时,速度最大
B. 位移逐渐减小,直到加速度等于零时,质点静止
C. 位移继续增大,直到加速度等于零时,质点静止
D. 速度逐渐减小,直到加速度等于零时,速度为零
5.如图,汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化。开始时指针指示在如图(甲)所示的位置,经过10s后指针指示在如图(乙)所示的位置,若汽车做匀变速直线运动,那么它的加速度约为( )
A. 1.1m/s2 B. 1.4m/s2
C. 2.2m/s2 D. 4.4m/s2
6.甲乙两物体在一条东西方向的平直道路上运动,若以向东为正,则甲乙两物体的加速度分别为3 m/s2和-4 m/s2 , 下列说法正确的是( )
A. 甲一定做加速运动 B. 乙一定做减速运动
C. 甲的加速度一定比乙大 D. 乙可能做加速运动
7.2019年1月3日“嫦娥四号”成功实现月球背面软着陆。她调整姿态缓慢下降到着陆点上方4m处,最终以自由落体方式完美着陆在月球表面。在自由下落阶段某物理量随时间的变化关系如图所示,由图可知,纵轴表示的这个物理量可能是( )
A. 位移 B. 速度
C. 加速度 D. 路程
8.一物块沿直线运动的速度﹣时间(v﹣t)图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 5s内的位移大小为17.5m
B. 3s末与5s末的速度相同
C. 第4s内与第5s内的加速度相同
D. 前4s的平均速度大小为4m/s
9.关于物体运动的加速度和速度的关系,下列说法中正确的是( )
A. 加速度就是增加的速度
B. 加速度越大,表示速度变化得越快
C. 加速度为零时,速度也一定为零
D. 加速度由正变负,表示物体立即反向运动
10.关于加速度的方向下列说法正确的是( )
A. 加速度方向一定和速度方向相同
B. 加速度方向一定和速度方向相反
C. 加速度方向一定和合力方向相同
D. 加速度方向一定和合力方向相反
11.物体做匀加速直线运动,加速度为5m/s2 , 那么( )
A. 物体的末速度一定比初速度大5m/s
B. 每秒钟物体的速度增加5m/s
C. 第3秒初的速度比第2秒末的速度大5m/s
D. 第3秒末的速度比第2秒初的速度大5m/s
12.关于速度和加速度下列说法中正确的是( )
A. 物体的速度变化快,则加速度一定大
B. 物体的速度变化大,则加速度一定大
C. 物体的速度大,则加速度一定大
D. 物体的速度为零,则加速度一定为零
二、填空题
13.汽车以12m/s的速度向东行驶,刹车后2s停止,则它的加速度大小a= ________m/s2 , 方向为________
14.一个物体以5m/s的初速度垂直于墙壁的方向和墙壁相碰后,以3m/s的速度反向弹回来,若物体与墙壁相互作用的时间为0.2s,则此过程物体加速度大小为________m/s2 , 方向为 ________。(填 “与初速度方向相同”或“与初速度方向相反”)
三、解答题
15.沿光滑水平地面以10m/s运动的小球,撞墙后以原速大小反弹,与墙壁接触时间为0.2s,求碰撞中小球的加速度(规定小球原来的运动方向为正方向)
16.一足球以8m/s的速度飞来,运动员在0.2s时间内将足球以12m/s的速度反向踢出,足球在这段时间内平均加速度的大小和方向。
17.根据 ,Dv的方向即为Δt时间内平均加速度的方向,当Δt趋近于0时,Dv的方向即为某时刻瞬时加速度的方向。我们可以通过观察不断缩小的时间段内的平均加速度方向的方法,来逼近某点的瞬时加速度方向。图中圆弧是某一质点绕O点沿顺时针方向做匀速圆周运动的轨迹,若质点在t时间内从A点经过一段劣弧运动到B点。
(1)请用铅笔画出质点从A点起在时间t内速度变化量Dv的方向;
(2)质点从A到B的时间t内平均加速度a1的方向与AB连线是平行还是垂直?
(3)请用铅笔画出质点经过A点时瞬时加速度aA的方向,并说明理由。
18.在平直公路上有甲、乙两辆车在同一地点向同一方向运动,如图为两车的速度 时间图象,求:
(1)甲、乙两车分别做何种运动?
(2)前10s内甲车的平均速度 ?甲车的加速度大小 ?
答案及解析
1. D
解:A.根据 得,速度变化大,由于时间的问题,导致加速度不一定大,A不符合题意;
B.速度为零,速度的变化率不一定为零,则加速度不一定为零,B不符合题意;
C.物体位置变化大,根据 知,由于时间的问题,导致速度不一定大,C不符合题意;
D.根据 知,物体的位置变化越快,速度一定越大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】加速度是衡量物体速度变化快慢的物理量,与速度本身的大小没有关系,速度变化越快,加速度越大,与速度的大小没有必然联系。
2. D
解:A.物体的速率不变,但加速度不为零是可能的,例如匀速圆周运动,A可能,不符合题意;
B.若加速度与速度反向,物体做减速运动,则加速度越来越大,速度越来越小,B可能,不符合题意;
C.若加速度与速度同向,物体做加速运动,则加速度变小,速度越来越大,C可能,不符合题意;
D.若加速度不为零,则速度一定发生变化,D不可能,符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体做匀速圆周运动其速度不变但加速度不为0;速度大小与加速度大小无关;物体有加速度其速度一定发生改变。
3. C
解:由图线可知,质点运动的平均速度逐渐增大,则质点做匀加速直线运动;根据图线可得 ,既 ,可得:v0=0.5m/s,a=1m/s2 , AB不符合题意;质点在1 s末速度为v=v0+at=1.5m/s,C符合题意;质点在第1 s内的平均速度 ,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用平均速度公式结合图像可以求出初速度和加速度的大小;利用速度公式可以求出末速度的大小和平均速度的大小。
4. A
解:AD.由 、 、 可知,速度方向与加速度方向相同,质点做加速运动,加速度均匀减小时,速度继续增大,直到加速度为零时,速度达到最大,所以A符合题意,D不符合题意;
BC.因为质点的速度一直增大,速度方向不变,则位移一直增大;加速度等于零时,速度达到最大,质点不静止,位移继续增大;B不符合题意,C不符合题意。
故答案为:A。
【分析】加速度是衡量物体速度变化快慢的物理量,当加速度与物体的速度同向时,物体的速度会不断增加,当两者反向时,速度会减小。
5. A
解:由甲图知,初速度为20km/h=5.56m/s,图乙可知,末速度为60km/h=16.67m/s,根据加速度的定义
将速度换成国际单位后,代入上式,可得
故答案为:A。
【分析】结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度。
6. D
解:AB.物体的速度与加速度同向,做加速直线运动,速度与加速度反向,做减速直线运动,甲乙两物体的运动方向未知,所以无法判断加速还是减速,AB不符合题意;
C.加速度是矢量,正负号只表示方向,与大小无关,所以乙的加速度大于甲的加速度,C不符合题意;
D.乙物体的速度方向可能和加速度方向相同做加速运动,D符合题意。
故答案为:D
【分析】做直线运动的物体加速或者减速取决于速度与加速度的方向:速度与加速度同向做加速度运动,速度与加速度反向做减速运动。
7. B
解:在自由下落阶段,“嫦娥四号”的加速度不变,做匀加速直线运动,速度随时间均匀增大,因此,纵轴表示的这个物理量速度,ACD不符合题意,B符合题意;
故答案为:B。
【分析】v-t图像中,横坐标为时间,纵坐标为速度,图像与时间轴所围成的面积是位移,图像的斜率是加速度,自由落体重力加速度恒定,故v-t图像为一条直线。
8. C
解:A、因为v﹣t图象的“面积”大小等于位移,图象在时间轴上方位移为正,图象在时间轴下方位移为负,则5s内与3s的位移大小相等,为x= m=12.5m,A不符合题意;
B、3s末与5s末的速度大小相同,方向相反,速度不同,B不符合题意;
C、因为v﹣t图象的斜率等于加速度,则第4s内与第5s内的加速度相同,C符合题意;
D、前4s内的位移大小为 x′= m=15m
则平均速度大小为 = = m/s=3.75m/s,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】v-t图像中,横坐标为时间,纵坐标为速度,图像与时间轴所围成的面积是位移,图像的斜率是加速度,结合选项分析即可。
9. B
解:A.加速度是物体单位时间内增加的速度,A不符合题意;
B.加速度是速度的变化率,加速度越大,表示速度变化得越快,B符合题意;
C.加速度为零时,速度不一定为零,例如高速飞行的子弹,C不符合题意;
D.加速度由正变负,表示物体不会立即反向运动,要先向原方向减速到零才会反向运动,D不符合题意;
故答案为:B.
【分析】加速度是衡量物体速度变化快慢的物理量,与速度本身的大小没有关系,速度变化越快,加速度越大,与速度的大小没有必然联系。
10. C
解:A、B项:加速度的方向与速度的方向不一定相同。物体做加速直线运动时,两者方向相同;作减速直线运动,两者方向相反,而在曲线运动中,加速度方向与速度方向不在同一直线上,A、B不符合题意;
C、D项:由牛顿第二定律可知,加速度方向总与合力方向相同,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】加速度方向总与合力方向相同,不一定与动力或阻力方向相同或相反.与速度方向也不一定相同。
11. B
解:物体的加速度为5m/s2 , 任意一秒内物体的末速度一定比初速度大5m/s。A不符合题意。速度等于单位时间内速度的变化量,加速度为5m/s2 , 每1s内物体的速度均增加5m/s。B符合题意。第3秒初与第2秒末是同一时刻,速度相同。C不符合题意。任意一秒内物体的末速度一定比初速度大5m/s,所以第3秒末的速度比第2秒初的速度大10m/s。D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】加速度等于速度的变化率,也是单位时间内速度的增加量.
12. A
解:A.物体的速度变化快,则加速度一定大,速度变化快慢就是加速度,所以A符合题意;
B.物体的速度变化大,其加速度不一定大,还要看时间,所以B不符合题意;
C.物体的加速度大,说明速度变化快,但速度不一定大,所以C不符合题意;
D.速度为零,则速度可以变化,则加速度不一定为零,所以D不符合题意;
故答案为:A;
【分析】加速度描述速度变化的快慢,其大小与速度大小没有直接关系,也与速度变化量大小无关。
13. 6;向西
解:规定向东为正方向,则速度的变化量为:
加速度为
加速度大小为6m/s2 , 方向向西。
【分析】结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度。
14. 40;与初速度方向相反
解:以初速度方向为正方向,则有: ,负号表示与初速度方向相反.
【分析】利用加速度的定义式可以求出加速度的大小及判别方向。
15.
解:我规定小球原来的运动方向为正方向,那么初速度:
末速度为:
根据加速度定义得碰撞中小球的加速度为:
【分析】结合物体的速度变化量以及对应的时间,利用加速度的定义式求解物体的加速度。
16.
解:由 可得:
方向与踢出的方向相同(与足球飞来的方向相反)
【分析】利用加速度的定义式可以求出平均加速度的大小及判别方向。
17.
解:
(1)质点从A点起在时间t内速度变化量Dv的方向,如图中红线所示
(2)质点从A到B的时间t内平均加速度a为
即平均加速度的方向与速度变化量的方向相同。 方向与半径OA垂直, 方向与半径OB垂直, 与速度的矢量三角形相似,所以 与AB垂直。
(3)质点经过A点时瞬时加速度aA的方向如图
根据加速度的定义式知,质点做匀速圆周运动的平均加速度为
当 趋近于0时,加速度a就表示质点A的瞬时加速度。由(2)分析可知, 与两质点的连线相互垂直,当 趋近于0时,两质点间的距离逐渐减小为0,则此时的瞬时加速度方向将指向圆心。
【分析】(1)利用矢量方向可以画出速度变化量的方向;
(2)利用矢量三角形定则可以判别加速度的方向;
(3)利用加速度的定义式结合速度变化量的方向可以判别加速度的方向;
18.
解:
(1)由图可知:甲车做匀加速直线运动,乙车做匀速运动
(2)图象与坐标轴围成的面积表示位移,则前10s内甲车的平均速度:
甲车的加速度为:
【分析】(1)甲车的速度均匀增加,做匀加速运动,乙车的速度不变,做匀速运动;
(2)v-t图像中,横坐标为时间,纵坐标为速度,图像与时间轴所围成的面积是位移,图像的斜率是加速度,结合求解即可。
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