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4.速度变化快慢的描述——加速度
1.判断下列说法是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)由a=可知,a与Δv成正比,与Δt成反比.( × )
提示:a=是加速度的定义式,并不能说明a与Δv成正比,与Δt成反比.
(2)如果速度变化量很大,则加速度很大.( × )
提示:加速度表示速度变化的快慢,速度变化量大不等于速度变化快.
(3)只要物体的加速度为正值,速度就一定增大.( × )
提示:加速度是矢量,在直线运动中,加速度与速度同向时速度增加;反向时减小.
(4)加速度是矢量,其正、负代表加速度的方向.( √ )
(5)在v?t图像中,如果图线是直线表示物体做直线运动,如果是曲线则表示物体做曲线运动.( × )
提示:v?t图像只能描述直线运动的情况,斜率表示加速度的大小和方向.
(6)在v?t图像中既描述了物体的速度大小和方向,也描述了加速度的变化.( √ )
知识点1 加速度
2.物体A的加速度为3
m/s2,物体B的加速度为-5
m/s2,则可以确定此时( C )
A.物体A一定在做加速运动
B.物体A的加速度大于B的加速度
C.物体B的加速度大于A的加速度
D.物体A的速度小于B的速度
解析:物体A的加速度为正值,但是速度方向未知,无法确定A做加速运动还是减速运动,A错误;加速度的正、负表示方向,其数值的绝对值表示大小,可知物体B的加速度大于A的加速度,B错误,C正确;物体A的加速度小于B的加速度,由于速度大小和加速度大小没有必然关系,所以A的速度不一定小于B的速度,D错误.
3.某学校的体育课上,小嘉同学在进行拍球练习,篮球以5
m/s的速度垂直于地面撞击后,以2
m/s的速度反向弹回.如果球与地面的接触时间为0.1
s,则篮球在与地接触过程中的平均加速度的大小和方向分别是( A )
A.70
m/s2 方向与弹回方向一致
B.70
m/s2 方向与弹回方向相反
C.30
m/s2 方向与弹回方向一致
D.30
m/s2 方向与弹回方向相反
解析:加速度为矢量,设弹回方向为正方向,则初速度v0=-5
m/s,末速度v=2
m/s,根据a==
m/s2=70
m/s2,方向与设定正方向相同,即沿弹回方向.
知识点2 加速度的方向与速度的关系
4.某汽车行驶时加速度的方向与速度方向相反,当加速度增大时( C )
A.汽车的速度增加的越来越慢
B.汽车速度增加的越来越快
C.汽车速度减小的越来越快
D.汽车速度减小的越来越慢
解析:汽车加速度的方向与速度方向相反,汽车做减速运动,速度减小,A、B错误;当加速度增大时,则汽车的速度减小的越来越快,C正确,D错误.
5.(多选)关于加速度方向和速度方向一致的直线运动的说法中,可能的有( ABD )
A.物体的速度很大,但加速度却很小
B.物体的加速度增大,速度增大
C.物体的加速度不变,速度也不变
D.物体的加速度减小,速度增大
解析:物体的速度很大,但大小变化很小(接近匀速直线运动),加速度接近于零,A正确;加速度方向与速度方向一致,不管加速度大小如何变化,速度必然增大,C错误,B、D正确.
知识点3 v?t图像与加速度
6.某火箭由地面竖直向上发射,其v?t图像如图所示,则下列表述正确的是( C )
A.火箭在t2~t3时间内向下运动
B.火箭在t1~t2时间内加速度最大
C.0~t3时间内,火箭一直向上运动
D.火箭运动过程中的最大加速度大小为
解析:由题图可以看出,火箭的速度一直为正值,说明火箭一直在上升,故A错误,C正确;由v?t图像的斜率表示火箭的加速度,则知在t2~t3时间内的加速度最大,最大加速度大小为a=,故B、D错误.
7.一列火车在匀速前进,司机突然发现前方有一头牛在横穿铁轨,司机立即制动,使火车做减速运动,车未停下时牛已离开轨道,司机立即又使列车加速运动,直到恢复原速度,继续做匀速直线运动,则火车的v?t图像应该是( B )
A
B
C
D
解析:从速度发生变化开始:A图表示火车先做加速运动,接着做减速运动,再做加速运动,最后以原速度做匀速直线运动,与题意不符,A错误;B图表示火车先做减速运动,速度未达到零,接着做加速运动,最后以原速度做匀速直线运动,与题意相符,B正确;C图表示火车先做减速运动,速度减到零再做加速运动,最后以原速度做匀速直线运动,与题意不符,C错误;D图表示火车先做加速运动,接着做减速运动,最后以原速度做匀速直线运动,与题意不符,D错误.
8.情境:F1大奖赛以其很强的观赏性拥有很多车迷,因此中国汽车协会从2004年引入中国,至今已成功举办了15届.比赛中,如果赛车的性能不佳,起步太“慢”是不可能取得好成绩的,因此几乎所有参赛车队的车辆提速都很“快”.
问题:以上说法中的“快”与“慢”的含义是什么?
答案:“快”指加速度大,“慢”指加速度小
提示:这里的“快”与“慢”指的是赛车的速度增加的快与慢,表示这种“快”与“慢”的物理量是加速度.以上说法表明,性能不佳的赛车在起步时加速度较小,起步快的赛车在起跑时加速度大.
9.情境:小甲在研究一直线运动的物体时,得出物体的加速度是负值,一定说明加速度的方向与速度方向相反吗?物体速度一定减小吗?
答案:不一定 不一定
提示:不一定.在分析问题时,正方向的规定是任意的,加速度为负,只能说明其方向与规定的正方向相反,但不一定与速度的方向相反,物体的速度不一定减小.
(限时45分钟,满分100分)
一、选择题(本题包含10个小题,每小题6分,共60分)
1.(多选)由a=可知( CD )
A.a与Δv成正比
B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv方向相同
D.叫速度变化率,就是加速度
解析:加速度a为速度的变化率,并不是与Δv成正比,其方向始终与速度的变化量Δv的方向一致,和速度的方向无关.
2.下列对加速度的理解正确的是( A )
A.加速度增大,速度可能减小
B.速度变化量Δv越大,加速度就越大
C.物体有加速度,速度就增大
D.物体速度很大,加速度一定很大
解析:如果加速度的方向和速度的方向相反,则不论加速度大小如何,速度一定减小,A正确;加速度为速度的变化率,速度变化量大,可能所用时间比较长,故加速度不一定大,B错误;物体有加速度,其与速度方向的关系不确定,所以速度可能增大,也可能减小,物体的加速度和速度没有必然的联系,因此加速度大,速度可能很小,加速度小,速度可能很大,C、D错误.
3.下列表格中列出了一些运动物体的加速度,观察分析表中数据,判断下列说法正确的是( D )
一些运动物体的加速度a(m·s-2)
炮弹在炮筒中
5×104
赛车起步
4.5
跳伞者着陆
-24.5
汽车起步
约2
喷气式飞机着陆后滑行
-5~-8
无轨电车起步
约1.8
汽车急刹车
-4~-6
旅客列车起步
约0.35
A.炮弹的速度变化最大
B.跳伞者着陆时的速度变化比汽车急刹车时的速度变化慢
C.赛车的速度比汽车的速度大
D.喷气式飞机着陆后滑行过程中的加速度方向与速度方向相反
解析:加速度表示物体速度变化的快慢,在数值上等于速度的变化率,炮弹的加速度最大,不清楚变化时间,所以不能比较速度变化的大小,A错误;跳伞者着陆时的加速度大于汽车急刹车时的加速度,所以跳伞者着陆时的速度变化比汽车急刹车时的速度变化快,B错误;速度表示物体运动的快慢,数据中只提供了加速度关系,C错误;喷气式飞机着陆后滑行过程中做减速运动,所以加速度方向与速度方向相反,D正确.
4.一位同学将银行卡内余额类比成运动中的“速度”,将每个月存取款类比成“加速度”,据此类比方法,某同学在银行账户“-500元”的情况下第一个月取出500元,第二个月取出1
000元,这个过程可以类比成运动中的( A )
A.速度增大,加速度增大
B.速度增大,加速度减小
C.速度减小,加速度减小
D.速度减小,加速度增大
解析:据题意,该同学把卡内余额类比成速度,第一个月取出500元,余额为-1
000元,第二个月取出1
000元,余额为-2
000元,可见余额在反向增加,说明所类比的速度在增加;该同学还把每个月的存取款类比成加速度,第一个月取500元,第二个月取1
000元,说明所类比的加速度在增加.所以A选项正确.
5.小球在斜面上从静止开始匀加速下滑,进入水平面后又做匀速直线运动.下列图像中可以反映小球的这一运动过程的是( B )
A
B
C
D
解析:速度-时间图像的斜率等于加速度.由题知,小球先做匀加速运动,加速度不变,速度一时间图像是倾斜的直线;接着,小球做匀速直线运动,速度不变,速度—时间图像应平行于时间轴,故B正确.
6.关于下列情况中的说法判断正确的是( A )
①公路上行驶的汽车为避免事故突然紧急刹车 ②点火后即将升空的火箭 ③太空中的空间站在绕地球做恒速率转动 ④磁悬浮列车在轨道上高速行驶
A.因为轿车紧急刹车,速度变化快,所以加速度大
B.因为火箭还没启动,所以加速度为零
C.因为空间站速度大小不变,所以加速度为零
D.高速行驶的磁悬浮列车,因为速度很大,所以加速度很大
解析:轿车紧急刹车,说明速度变化很快,所以加速度很大,A正确;火箭点火后即将升空,初速度为零,但是下一时刻速度不为零,所以加速度不为零,B错误;空间站恒定速率转动,方向在改变,属于变速运动,加速度不为零,C错误;高速行驶的列车,速度很大,但是可能是匀速直线运动,加速度可以是零,D错误.
7.如图所示为某物体做直线运动的v?t图像,关于物体在前4
s的运动情况,下列说法正确的是( C )
A.物体始终向同一方向运动
B.物体的加速度大小不变,方向改变
C.物体在前2
s内做减速运动
D.t=2
s时的速度、加速度都为零
解析:由图像可知,前2
s速度为负,后2
s速度为正,所以物体速度的方向改变,A错误;图线的斜率表示加速度,由图可知,图线的斜率不变,故物体的加速度大小不变,方向不变,B错误;物体在前2
s内向负方向做减速运动,C正确;由图可知t=2
s时的速度为零,但加速度不为零,D错误.
8.2018年5月24日的中央电视台在节目中公布中国航空母舰突破了夜间起降技术,从而意味着中国航母朝实战化形成迈出了关键一步.舰载飞机在甲板上沿直线减速着舰的过程中,其加速度逐渐增大,下列各图中能反映其速度v随时间t变化关系的是( D )
A
B
C
D
解析:v?t图像的斜率代表加速度,根据题意,加速度逐渐增大,所以图像的斜率大小逐渐增大,故A、B、C错误,D正确.
9.一个质点做直线运动,初速度的大小为2
m/s,末速度的大小为4
m/s,则下列说法错误的是( B )
A.速度改变量的大小可能是6
m/s
B.速度改变量的大小可能是4
m/s
C.速度改变量的方向可能与初速度方向相同
D.速度改变量的方向可能与初速度方向相反
解析:如果初速度为v0=2
m/s,末速度为v=4
m/s,则Δv=v-v0=(4-2)
m/s=2
m/s,方向与v0相同;如果初速度为v0=2
m/s,末速度为v=-4
m/s,则Δv=v-v0=(-4-2)
m/s=-6
m/s,方向与v0相反,故B是错误的.
10.中国跳水队被称之为“梦之队”,在某次跳水比赛中,某运动员(可视为质点)的速度与时间关系图像如图所示,选竖直向下为正方向,t=0是其向上起跳瞬间,则( BD )
A.t1时刻该运动员开始进入水面
B.t2时刻该运动员开始进入水面
C.t3时刻该运动员已浮出水面
D.0~t2时间内,该运动员加速度保持不变
解析:根据速度的正负表示速度的方向可知,在0~t1时间内运动员在空中上升,t1时刻在最高点,t2之后速度减小,进入水中,t3时刻运动员的速度减为零,此时运动员处于水下最深处,故A、C错误,B正确;根据v?t图像里斜率表示加速度,0~t2时间内,斜率不变,运动员的加速度保持不变,D正确.
二、计算题(共4小题,共40分)
11.(10分)如图所示为测定气垫导轨上滑块加速度的装置,滑块上安装了宽度为3.0
cm的遮光板,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字秒表记录了遮光板通过第一个光电门时的时间间隔为Δt1=0.3
s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.1
s,遮光板从第一个光电门到第二个光电门所用时间为Δt=4
s,求滑块的加速度.
遮光条和光源、光敏管
气垫导轨示意图
答案:0.05
m/s2 解析:滑块经过第一个光电门时的速度为:
v1===0.1
m/s,
滑块经过第二个光电门时的速度为:
v2===0.3
m/s,
由a==
m/s2=0.05
m/s2.
12.(10分)如图为某物体做直线运动的速度—时间图像.试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各段时间内的加速度.
答案:在0~1
s内做正向加速运动,加速度为4
m/s2,方向与正方向相同;1~3
s内物体做正向的减速运动,加速度的大小为2
m/s2,方向与正方向相反.
解析:物体在0~1
s内做正向加速运动
速度变化量Δv1=4
m/s-0=4
m/s
加速度a1===4
m/s2,方向与正方向相同
在1~3
s内物体做正向的减速运动
速度变化量Δv2=0-4
m/s=-4
m/s
加速度a2===-2
m/s2
故加速度的大小为2
m/s2,方向与正方向相反.
13.(10分)一个质点以某一恒定加速度沿直线从A点加速运动到B点,在A点时的速度为3
m/s,到B点时的速度变为12
m/s,此过程历时6
s;到B点后继续以相同加速度沿直线运动到C点,此过程历时6
s.求:
(1)从A点到B点过程加速度;
答案:1.5
m/s2,方向与初速度的方向相同
解析:根据加速度定义式可得a==
m/s2=1.5
m/s2,方向与初速度的方向相同;
(2)到达C点时的速度.
答案:21
m/s,方向与初速度的方向相同
解析:根据加速度定义式可得a==
代入数据解得vC=21
m/s.
14.(10分)沪杭高铁是连接上海和杭州的现代化高速铁路.沪杭高速列车在一次运行中由A站开往B站,A、B车站间的铁路为直线.技术人员乘坐此列车从A站出发,列车从启动到速度为360
km/h用了100
s,再匀速运行10
min后,列车减速进站,经过250
s刚好停在B站(假设加速过程中加速度大小不变;减速过程中加速度大小也不变).
(1)求加速过程和减速过程平均加速度;
答案:加速过程:大小为1
m/s2,方向与运动方向相同
减速过程:大小为0.4
m/s2,方向与运动方向相反
解析:360
km/h=100
m/s
设启动阶段加速度为a1,根据加速度的定义可得
a1==
m/s2=1
m/s2
大小为1
m/s2,方向与运动方向相同
设减速阶段的加速度为a2,根据加速度的定义可得
a2==
m/s2=-0.4
m/s2
大小为0.4
m/s2,方向与运动方向相反.
(2)画出该列车的v?t图像.
答案:图像见解析
解析:该列车的v?t图像如图所示
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4.速度变化快慢的描述——加速度
1.判断下列说法是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)由a=可知,a与Δv成正比,与Δt成反比.( )
(2)如果速度变化量很大,则加速度很大.( )
(3)只要物体的加速度为正值,速度就一定增大.( )
(4)加速度是矢量,其正、负代表加速度的方向.( )
(5)在v?t图像中,如果图线是直线表示物体做直线运动,如果是曲线则表示物体做曲线运动.( )
(6)在v?t图像中既描述了物体的速度大小和方向,也描述了加速度的变化.( )
知识点1 加速度
2.物体A的加速度为3
m/s2,物体B的加速度为-5
m/s2,则可以确定此时( )
A.物体A一定在做加速运动
B.物体A的加速度大于B的加速度
C.物体B的加速度大于A的加速度
D.物体A的速度小于B的速度
3.某学校的体育课上,小嘉同学在进行拍球练习,篮球以5
m/s的速度垂直于地面撞击后,以2
m/s的速度反向弹回.如果球与地面的接触时间为0.1
s,则篮球在与地接触过程中的平均加速度的大小和方向分别是( )
A.70
m/s2 方向与弹回方向一致
B.70
m/s2 方向与弹回方向相反
C.30
m/s2 方向与弹回方向一致
D.30
m/s2 方向与弹回方向相反
知识点2 加速度的方向与速度的关系
4.某汽车行驶时加速度的方向与速度方向相反,当加速度增大时( )
A.汽车的速度增加的越来越慢
B.汽车速度增加的越来越快
C.汽车速度减小的越来越快
D.汽车速度减小的越来越慢
5.(多选)关于加速度方向和速度方向一致的直线运动的说法中,可能的有( )
A.物体的速度很大,但加速度却很小
B.物体的加速度增大,速度增大
C.物体的加速度不变,速度也不变
D.物体的加速度减小,速度增大
知识点3 v?t图像与加速度
6.某火箭由地面竖直向上发射,其v?t图像如图所示,则下列表述正确的是( )
A.火箭在t2~t3时间内向下运动
B.火箭在t1~t2时间内加速度最大
C.0~t3时间内,火箭一直向上运动
D.火箭运动过程中的最大加速度大小为
7.一列火车在匀速前进,司机突然发现前方有一头牛在横穿铁轨,司机立即制动,使火车做减速运动,车未停下时牛已离开轨道,司机立即又使列车加速运动,直到恢复原速度,继续做匀速直线运动,则火车的v?t图像应该是( )
A
B
C
D
8.情境:F1大奖赛以其很强的观赏性拥有很多车迷,因此中国汽车协会从2004年引入中国,至今已成功举办了15届.比赛中,如果赛车的性能不佳,起步太“慢”是不可能取得好成绩的,因此几乎所有参赛车队的车辆提速都很“快”.
问题:以上说法中的“快”与“慢”的含义是什么?
9.情境:小甲在研究一直线运动的物体时,得出物体的加速度是负值,一定说明加速度的方向与速度方向相反吗?物体速度一定减小吗?
(限时45分钟,满分100分)
一、选择题(本题包含10个小题,每小题6分,共60分)
1.(多选)由a=可知( )
A.a与Δv成正比
B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv方向相同
D.叫速度变化率,就是加速度
2.下列对加速度的理解正确的是( )
A.加速度增大,速度可能减小
B.速度变化量Δv越大,加速度就越大
C.物体有加速度,速度就增大
D.物体速度很大,加速度一定很大
3.下列表格中列出了一些运动物体的加速度,观察分析表中数据,判断下列说法正确的是( )
一些运动物体的加速度a(m·s-2)
炮弹在炮筒中
5×104
赛车起步
4.5
跳伞者着陆
-24.5
汽车起步
约2
喷气式飞机着陆后滑行
-5~-8
无轨电车起步
约1.8
汽车急刹车
-4~-6
旅客列车起步
约0.35
A.炮弹的速度变化最大
B.跳伞者着陆时的速度变化比汽车急刹车时的速度变化慢
C.赛车的速度比汽车的速度大
D.喷气式飞机着陆后滑行过程中的加速度方向与速度方向相反
4.一位同学将银行卡内余额类比成运动中的“速度”,将每个月存取款类比成“加速度”,据此类比方法,某同学在银行账户“-500元”的情况下第一个月取出500元,第二个月取出1
000元,这个过程可以类比成运动中的( )
A.速度增大,加速度增大
B.速度增大,加速度减小
C.速度减小,加速度减小
D.速度减小,加速度增大
5.小球在斜面上从静止开始匀加速下滑,进入水平面后又做匀速直线运动.下列图像中可以反映小球的这一运动过程的是( )
A
B
C
D
6.关于下列情况中的说法判断正确的是( )
①公路上行驶的汽车为避免事故突然紧急刹车 ②点火后即将升空的火箭 ③太空中的空间站在绕地球做恒速率转动 ④磁悬浮列车在轨道上高速行驶
A.因为轿车紧急刹车,速度变化快,所以加速度大
B.因为火箭还没启动,所以加速度为零
C.因为空间站速度大小不变,所以加速度为零
D.高速行驶的磁悬浮列车,因为速度很大,所以加速度很大
7.如图所示为某物体做直线运动的v?t图像,关于物体在前4
s的运动情况,下列说法正确的是( )
A.物体始终向同一方向运动
B.物体的加速度大小不变,方向改变
C.物体在前2
s内做减速运动
D.t=2
s时的速度、加速度都为零
8.2018年5月24日的中央电视台在节目中公布中国航空母舰突破了夜间起降技术,从而意味着中国航母朝实战化形成迈出了关键一步.舰载飞机在甲板上沿直线减速着舰的过程中,其加速度逐渐增大,下列各图中能反映其速度v随时间t变化关系的是( )
A
B
C
D
9.一个质点做直线运动,初速度的大小为2
m/s,末速度的大小为4
m/s,则下列说法错误的是( )
A.速度改变量的大小可能是6
m/s
B.速度改变量的大小可能是4
m/s
C.速度改变量的方向可能与初速度方向相同
D.速度改变量的方向可能与初速度方向相反
10.中国跳水队被称之为“梦之队”,在某次跳水比赛中,某运动员(可视为质点)的速度与时间关系图像如图所示,选竖直向下为正方向,t=0是其向上起跳瞬间,则( )
A.t1时刻该运动员开始进入水面
B.t2时刻该运动员开始进入水面
C.t3时刻该运动员已浮出水面
D.0~t2时间内,该运动员加速度保持不变
二、计算题(共4小题,共40分)
11.(10分)如图所示为测定气垫导轨上滑块加速度的装置,滑块上安装了宽度为3.0
cm的遮光板,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字秒表记录了遮光板通过第一个光电门时的时间间隔为Δt1=0.3
s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.1
s,遮光板从第一个光电门到第二个光电门所用时间为Δt=4
s,求滑块的加速度.
遮光条和光源、光敏管
气垫导轨示意图
12.(10分)如图为某物体做直线运动的速度—时间图像.试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各段时间内的加速度.
13.(10分)一个质点以某一恒定加速度沿直线从A点加速运动到B点,在A点时的速度为3
m/s,到B点时的速度变为12
m/s,此过程历时6
s;到B点后继续以相同加速度沿直线运动到C点,此过程历时6
s.求:
(1)从A点到B点过程加速度;
(2)到达C点时的速度.
14.(10分)沪杭高铁是连接上海和杭州的现代化高速铁路.沪杭高速列车在一次运行中由A站开往B站,A、B车站间的铁路为直线.技术人员乘坐此列车从A站出发,列车从启动到速度为360
km/h用了100
s,再匀速运行10
min后,列车减速进站,经过250
s刚好停在B站(假设加速过程中加速度大小不变;减速过程中加速度大小也不变).
(1)求加速过程和减速过程平均加速度;
(2)画出该列车的v?t图像.
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