人教版（2019）高一物理必修 第一册第二章2.2匀变速直线运动的研究 课时作业

新人教版必修第一册课时作业第二章　匀变速直线运动的研究
2　匀变速直线运动的速度与时间的关系
一、选择题
1.下列有关匀变速直线运动的认识,正确的是(　　)
A.匀变速直线运动的速度变化量是一个恒量
B.匀变速直线运动的速度变化率是一个恒量
C.在相等的时间内,匀变速直线运动的位移大小相等
D.匀变速直线运动的速度方向一定不变
2.下列说法正确的是(　　)
A.若物体的加速度均匀增加,则物体做匀加速直线运动
B.若物体的加速度均匀减小,则物体做匀减速直线运动
C.若物体的加速度与其速度方向相反,则物体做减速直线运动
D.若物体在任意相等时间间隔内位移相等,则物体做匀变速直线运动
3.(多选)如图所示的四个图像中,表示物体做匀加速直线运动的是(　　)
4.(多选)物体做匀加速直线运动,已知加速度为2
m/s2,那么(　　)
A.物体的速度变化率一定为2
m/s2
B.任意1秒时间内物体的末速度一定比初速度大2
m/s
C.第5
s的初速度比第4
s的末速度大2
m/s
D.第5
s的初速度比第4
s的初速度大2
m/s
5.一辆匀加速直线行驶的汽车,经过路旁两根电线杆共用时5
s,汽车的加速度大小为2
m/s2,它经过第2根电线杆时的速度大小为15
m/s,则汽车经过第1根电线杆时的速度大小为(　　)
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
A.2
m/s
B.10
m/s
C.2.5
m/s
D.5
m/s
6.奥迪车有多种车型,如30TFSI、35TFSI、50TFSI(每种车型字母前的数字称为G值),G值用来表示车型的整体加速度,数字越大,加速越快。G值的大小为车辆从静止开始加速到100
km/h
的平均加速度数值(其单位为m/s2)再乘10。则车型为50TFSI的奥迪车从静止开始加速到
100
km/h
的时间约为(　　)
A.5.6
s
B.6.2
s
C.8.7
s
D.9.5
s
7.(多选)一个物体做匀变速直线运动,当t=0时,物体的速度大小为12
m/s,方向向东;当t=2
s时,物体的速度大小为8
m/s,方向仍向东。当t为多少时,物体的速度大小变为2
m/s(　　)
A.3
s
B.5
s
C.7
s
D.9
s
8.(多选)物体做匀加速直线运动,已知第1
s末的速度是6
m/s,第2
s末的速度是8
m/s,则下面的结论正确的是(　　)
A.物体零时刻的速度是3
m/s
B.物体的加速度是2
m/s2
C.任何1
s内的速度变化量都是2
m/s
D.第2
s初的瞬时速度是6
m/s
9.(多选)如图所示是某物体做直线运动的v-t图像,由图像可知,下列说法中正确的是(　　)
A.物体在0~10
s内做匀速直线运动
B.物体在0~10
s内做匀加速直线运动
C.物体运动的初速度为10
m/s
D.物体在0~10
s内的加速度为2.5
m/s2
10.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度-时间图像如图所示,由图可知(　　)
A.Oa段火箭的加速度小于ab段火箭的加速度
B.Ob段火箭是上升的,bc段火箭是下落的
C.tb时刻火箭离地最远
D.tc时刻火箭回到地面
11.将某汽车的刹车过程视为匀变速直线运动。该汽车在紧急刹车时加速度的大小为6
m/s2,在2
s内停下来,则选项图中能正确表示该汽车刹车过程的是(　　)
12.一个做匀变速直线运动的质点的v-t图像如图所示,由图线可知其速度-时间关系式为(　　)
　　　　　　
　　　　　　
　　　　　　
A.v=4+2t
B.v=-4+2t
C.v=-4-2t
D.v=4-2t
13.甲、乙两质点的v-t图像如图所示,由图可知(　　)
A.t=0时刻,甲的速度大
B.甲、乙两质点都做匀加速直线运动
C.相等时间内乙的速度改变大
D.在5
s末之前甲的速度大
14.(多选)一辆汽车由静止开始做匀加速直线运动,经时间t,速度达到v,立即刹车做匀减速直线运动,又经时间2t停止,则汽车在加速阶段与减速阶段(
)
A.加速度的方向相同
B.速度变化量的大小相等
C.加速度的大小相等
D.加速阶段速度变化快
15.一家从事创新设计的公司打造了一台飞行汽车,既可以在公路上行驶,也可以在天空飞行。已知该飞行汽车在跑道上的加速度大小为2
m/s2,速度达到40
m/s后离开地面。离开跑道后的加速度为5
m/s2,最大速度为200
m/s。飞行汽车从静止到加速至最大速度所用的时间为(　　)
A.40
s
B.52
s
C.88
s
D.100
s
16.(多选)一辆电车做直线运动,速度v随时间t变化的函数关系为v=bt,其中b=0.3
m/s2时(　　)
A.电车做匀速直线运动
B.电车的速度变化率大小是0.3
m/s2
C.电车做匀变速直线运动
D.电车的初速度为0.3
m/s
二、非选择题
17.物体做匀加速直线运动,到达A点时的速度为5
m/s,经2
s到达B点时的速度为11
m/s,再经过3
s到达C点,则它到达C点时的速度为多大?
18.发射卫星一般应用多级火箭,第一级火箭点火后,使卫星向上做匀加速直线运动的加速度为50
m/s2,燃烧30
s后第一级脱离;第二级火箭没有马上点火,所以卫星向上做加速度大小为10
m/s2的匀减速直线运动,10
s后第二级火箭启动,卫星向上做匀加速直线运动的加速度为80
m/s2,这样再经过1分半钟第二级火箭脱离时,卫星的速度多大?
19.一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止。下表给出了不同时刻汽车的速度:
时刻/s
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
9.5
10.5
速度/(m·s-1)
3
6
9
12
12
9
3
(1)求汽车做加速运动时的加速度大小和减速运动时的加速度大小。
(2)汽车从开出到停止共经历的时间是多少?
(3)汽车做匀速运动时的时间是多少?试说明理由。
20.在平直公路上,一辆汽车以108
km/h的速度行驶,司机发现前方有危险立即刹车,刹车时加速度大小为6
m/s2,则刹车后3
s
末和6
s末汽车的速度大小分别为(　　)
A.12
m/s、6
m/s
B.18
m/s、6
m/s
C.12
m/s、0
D.以上均不正确
21.磁悬浮列车由静止开始加速出站,加速度为0.6
m/s2,2
min后列车速度为多大?列车匀速运动时速度为432
km/h,如果以0.8
m/s2的加速度减速进站,求减速160
s时速度为多大?深度解析
22.一辆汽车从静止开始启动,做匀加速直线运动,用了10
s的时间达到72
km/h的速度,然后以这个速度在平直公路上匀速行驶,突然司机发现前方公路上有一只小鹿,于是立即刹车,如图,刹车过程中做匀减速直线运动,加速度大小为4
m/s2,求:
(1)汽车在启动时的加速度;
(2)开始刹车后2
s末的速度大小和6
s末的速度大小。
23.汽车以45
km/h的速度匀速行驶。
(1)若汽车以0.6
m/s2的加速度加速,则10
s后速度能达到多少?
(2)若汽车以0.6
m/s2的加速度减速,则10
s后速度能达到多少?
(3)若汽车以3
m/s2的加速度减速,则10
s后速度为多少?易错
答案
1.B　对于不同时间,匀变速直线运动的速度变化量不同,A错。匀变速直线运动的加速度即速度变化率不变,B对。匀变速直线运动的速度时刻在变,在相等的时间内位移大小不相等,C错。匀变速直线运动的加速度方向一定不变,速度方向可能变化,D错。
2.C　匀加速直线运动、匀减速直线运动中物体的加速度保持不变,故A、B错误。若加速度方向与速度方向相反,则物体做减速直线运动,故C正确。若物体在任意相等时间间隔内位移相等,则物体的速度保持不变,物体做匀速直线运动,故D错误。
3.AD　做匀加速直线运动的物体的速度随时间均匀增大,其图线远离时间轴,故选A、D。
4.ABD　加速度就是速度的变化率,加速度为2
m/s2,则物体的速度变化率一定为2
m/s2,故A正确;物体做匀加速直线运动,加速度为2
m/s2,说明在任意1
s时间内物体的末速度比初速度大2
m/s,故B正确;第5
s初与第4
s末是同一时刻,物体的速度相等,故C错误;因加速度为2
m/s2,故第5
s初与第4
s初的时间间隔1
s内其速度增加2
m/s,故D正确。
5.D　由题意知v=15
m/s,a=2
m/s2,t=5
s,根据v=v0+at得,v0=v-at=15
m/s-2×5
m/s=5
m/s,故选D。
6.A　由题意可知,该型号车的加速度为a=
m/s2=5
m/s2,v=100
km/h≈27.8
m/s,故加速时间t==
s≈5.6
s。
7.BC　取物体开始运动的方向为正方向,物体的加速度a==
m/s2=-2
m/s2。物体的速度大小为2
m/s时,方向可能向东,也可能向西。当速度方向向东时,t1=
s=5
s;速度方向向西时,t2=
s=7
s,故B、C正确。
8.BCD　物体的加速度a==
m/s2=2
m/s2,物体在零时刻的速度v0=v1-at1=(6-2×1)
m/s=4
m/s,故A错误,B正确;物体在任何1
s内速度的变化量Δv=at=2×1
m/s=2
m/s,故C正确;第2
s初和第1
s末是同一时刻,可知第2
s初的瞬时速度是6
m/s,故D正确。
9.A　由题图可知oa段图线的斜率小于ab段图线的斜率,因此oa段火箭的加速度小于ab段火箭的加速度,故A正确;从题图可知整个过程火箭都在上升,而且在tc时刻到达最高点,故B、C、D错误。
10.A　汽车在紧急刹车时加速度的大小为6
m/s2,在2
s内停下来,则a=-6
m/s2,由匀变速直线运动的速度公式得0=v0+at,解得v0=12
m/s,即在2
s内汽车速度从12
m/s变成0,能正确表示该汽车刹车过程的v-t图像是A项。
11.B　由题图可知v0=-4
m/s、a==2
m/s2,所以由匀变速直线运动的速度时间关系v=v0+at得,该质点运动的速度时间关系式为v=-4+2t。故B项正确,A、C、D项错误。
12.B　由题图可看出:乙图线的纵截距大,甲图线的纵截距为0,故t=0时刻,乙的速度大,选项A错误;由于甲、乙图线都是倾斜的直线,且甲图线的斜率比乙图线的大,表明甲、乙都做匀加速直线运动,且甲的加速度大,即相等时间内甲的速度改变大,选项B正确,C错误;由题图知,在5
s末之前,任一时刻甲的速度小于乙的速度,选项D错误。
13.BD　汽车做匀加速直线运动时速度从0增大到v,做匀减速直线运动时速度从v减小到0,可知速度变化量的大小相等,故B正确;根据加速度的定义式知,匀加速直线运动的加速度a=,匀减速直线运动的加速度a'=-,可知加速度的方向相反,加速阶段的加速度大,速度变化快,故D正确,A、C错误。
易错警示
注意公式v=v0+at的矢量性:公式中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,首先应选取正方向。一般以v0的方向为正方向,若为匀加速直线运动,a>0;若为匀减速直线运动,a<0。若v>0,说明v与v0方向相同;若v<0,说明v与v0方向相反。
14.B　由匀变速直线运动的公式v=v0+at知,飞行汽车在跑道上行驶的时间为t1==
s=20
s。飞行汽车从离开地面到加速至最大速度的时间为t2==
s=32
s,故t=t1+t2=52
s,B正确。
15.BC　电车做直线运动,由v=bt,可知速度随时间均匀变化,电车做匀变速直线运动,故A错误,C正确;根据v=at,可知电车的加速度a=0.3
m/s2,则速度的变化率大小为0.3
m/s2,电车的初速度为0,故B正确,D错误。
16.C　v0=108
km/h=30
m/s,规定v0的方向为正方向,则a=-6
m/s2,汽车刹车所用的总时间t0==5
s。t1=3
s时的速度v1=v0+at1=(30-6×3)
m/s=12
m/s;由于t0=5
s<6
s,6
s末汽车已停止运动,即6
s末汽车的速度为0。故C项正确,A、B、D项错误。
17.BC　由题图知,物体的速度均匀增大,图像的斜率一定,说明该物体做匀加速直线运动,A错误,B正确。物体运动的初速度即t=0时刻的速度,由题图知初速度为10
m/s,C正确。物体在0~10
s内的加速度为a==
m/s2=1.5
m/s2,D错误。
二、非选择题
18.答案　20
m/s
解析　物体的加速度a==
m/s2=3
m/s2,则物体到达C点时的速度大小vC=vB+atBC=(11+3×3)
m/s=20
m/s。
19.答案　8
600
m/s
解析　整个过程中卫星的运动不是匀变速直线运动,但可以分为三个匀变速直线运动处理:
第一级火箭脱离时卫星的速度
v1=a1t1=50×30
m/s=1
500
m/s。
减速上升10
s后的速度
v2=v1-a2t2=(1
500-10×10)
m/s=1
400
m/s,
第二级火箭脱离时卫星的速度
v3=v2+a3t3=1
400
m/s+80×90
m/s=8
600
m/s。
20.答案　(1)3
m/s2　6
m/s2　(2)11
s　(3)见解析
解析　(1)3.0
s前汽车一定做匀加速运动,9.5
s后一定做匀减速运动,则:
a1==
m/s2=3
m/s2
a2==
m/s2=-6
m/s2,即大小为6
m/s2,方向与运动方向相反
(2)对9.5
s后分析,需再经Δt停下,对9.5
s后
Δt==
s=1.5
s
汽车从开出到停止共经历的时间t总=9.5
s+Δt=11
s
(3)汽车先匀加速,后匀速,再匀减速,总时间为11
s,由表格可知,匀速时速度为12
m/s,同时也为匀加速的末速度和匀减速的初速度。
所以匀加速过程:t1==4
s
匀减速过程:t3==2
s
汽车做匀速运动的时间t2=t总-t1-t3=5
s
21.答案　72
m/s　0
解析　取列车开始运动的方向为正方向,
列车运动的初速度v0=0,加速度为a1=0.6
m/s2
则列车2
min后的速度v1=v0+a1t1=(0+0.6×2×60)
m/s=72
m/s
当列车减速进站时a2=-0.8
m/s2
列车减速运动时的初速度v2=432
km/h=120
m/s
列车从刹车到速度为0的时间
t2==
s=150
s
所以160
s时列车已经停止运动,速度为0。
方法总结
处理刹车类问题的基本思路
22.答案　(1)2
m/s2,方向与汽车的运动方向相同　(2)12
m/s　0
解析　(1)选汽车的运动方向为正方向,
在启动过程,初速度v0=0,末速度v1=72
km/h=20
m/s,加速时间t1=10
s,
所以启动时的加速度为a1==
m/s2=2
m/s2。
即启动时的加速度大小为2
m/s2,方向与汽车的运动方向相同。
(2)汽车刹车过程的加速度为a2=-4
m/s2
设汽车刹车过程用时t0
由0=v1+a2t0,
得汽车停止所需要的时间为t0=5
s,
所以开始刹车后2
s末的速度为
v2=v1+a2t2=(20-4×2)
m/s=12
m/s,
由于6
s>5
s,所以开始刹车后6
s末的速度为0。
23.答案　(1)18.5
m/s　(2)6.5
m/s　(3)0
解析　(1)初速度v0=45
km/h=12.5
m/s,
加速度a=0.6
m/s2,时间t=10
s。
10
s后汽车的速度为
v=v0+at=(12.5+0.6×10)
m/s=18.5
m/s。
(2)汽车匀减速运动的加速度
a1=-0.6
m/s2,
减速到停止的时间
tm==
s≈20.83
s>10
s,
所以10
s后汽车的速度为
v1=v0+a1t=(12.5-0.6×10)
m/s=6.5
m/s。
(3)汽车减速到停止的时间t2==
s≈4.2
s<10
s,
所以10
s后汽车已经停止,则10
s后汽车的速度为0。
易错警示
求解刹车类问题的常见错误
当给定的时间大于“刹车时间”时,误认为汽车在给定的时间内一直做匀减速直线运动,简单套用匀变速直线运动公式v=v0+at,导致速度出现负值。