2.3 匀变速直线运动的位移和时间的关系（word含解析）：物理（人教版，2019）必修一 同步卷
文档属性
| 名称 | 2.3 匀变速直线运动的位移和时间的关系（word含解析）：物理（人教版，2019）必修一 同步卷 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 294.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-30 11:38:38 | ||
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文档简介
2.3匀变速直线运动的位移和时间的关系
一、选择题
1.根据匀变速直线运动的位移公式x=v0t+1212at2和x=vvt,则做匀加速直线运动的物体在t秒内的位移,下列说法正确的是( )
A.加速度大的物体位移大 B.初速度大的物体位移大C.末速度大的物体位移大 D.平均速度大的物体位移大
2.做匀变速直线运动的物体位移随时间的变化规律为x＝24t－1.5t2(m)，根据这一关系式可以知道，物体速度为零的时刻是( )
A.1.5s B.8s C.16s D.24s
3.汽车自点从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动，车的加速度是，途中分别经过、两根电线杆，已知、电线杆相距，车经过电线杆时的速度是，则下列结论中正确的是( )
A.经过杆的速度是 B.经过杆的速度是C.汽车经过、电线杆的时间是 D.汽车经过、电线杆的时间是
4.一物体从斜面顶端由静止开始做匀加速直线运动，若在第4s内的平均速度为10.5m/s。则物体在第2s内的位移是( )
A.5m B.4.5m C.3m D.1m
5.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s,在这1s内该物体( )
A.位移的大小可能大于10m B.加速度的大小可能大于10m/s2C.位移的大小可能小于2.5m D.加速度的大小可能小于4m/s2
6.如图所示，木块A、B并排且固定在水平桌面上，A的长度是L，B的长度是2L，一颗子弹沿水平方向以速度v1射入A，以速度v2穿出B，子弹可视为质点，其运动可视为匀变速直线运动，则子弹穿出A时的速度为( )
A. B. C. D.v1
7.在交警处理某次交通事故时，通过监控仪器扫描，输入计算机后得到该汽车在水平路面上刹车过程中的位移随时间变化的规律为x＝30t－3t2(x的单位是m，t的单位是s).则该汽车在路面上留下的刹车痕迹长度为( )
A.25m B.50m C.75m D.150m
8.红灯变亮时,以36km/h的速度匀速行驶的汽车距离停车线32m,驾驶员马上开始采取刹车措施,人的平均反应时间为1s,刹车的加速度为2m/s2,则车停住时车头距离停车线的距离为( )
A.3m B.7m C.6m D.10m
9.以的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第3s内，汽车走过的路程为
A.m B.2m C.10m D.m
10.如图所示，物体A在斜面上由静止匀加速滑下x1后，又匀减速地在水平面上滑过x2后停下，测得x2＝2x1，物体经过斜面和水平面交接处时速度大小不变，则物体在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小关系为( )
A.a1＝a2 B.a1＝2a2 C.a1＝a2 D.a1＝4a2
11.如图所示，假设列车在某段距离中做匀加速直线运动，速度由5m/s增加到10m/s时位移为x1。则当速度由10m/s增加到15m/s时，它的位移是( )
A.x1 B.x1 C.2x1 D.3x1
12.如图为A、B两车在同一直线上运动的位移图象，下列关于图象的分析正确的是( )
A.0~2s内，A，B两车同向而行 B.0~2s内，A的速度比B的速度大C.0~5s内，A运动的路程比B运动的路程少 D.0~5s内，B的位移比A的位移大
二、填空题
13.某物体做初速度为零的匀加速直线运动，则1s末和5s末的速度之比为______，第2s内和第4s内的位移之比为______。
14.一子弹水平射向一固定在地面上的木板，初速度为，穿过木板时加速度大小始终为，穿过后速度减小为，则木板的厚度为___________；当子弹的初速度为时，它最多可以穿过___________块这样的固定木板。
15.如图为某汽车直线运动的速度-时间图象。从图象可知，0～2s汽车做______直线运动(选填“匀加速”或“匀速”或“匀减速”)；4～6s加速度为______m/s2；第5s末的瞬时速度为______m/s；前6s通过的位移为______m。
三、解答题
16.汽车以20m/s的速度做匀减速直线运动，刹车时的加速度为5m/s2，那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移分别多大？
17.矿井里的升降机由静止开始做匀变速直线运动，经过5s后速度达到4m/s，然后匀速上升10s，最后匀减速上升，经过4s停在井口.
(1)作出升降机在运动过程中的v－t图象；
(2)用两种方法求出矿井的深度.
18.一辆火车在平直铁路上做匀加速直线运动，铁路边每隔90米有一电线杆，火车头通过某三个连续的电线杆情况如下：通过第一、第二电线杆之间用时9s，通过第二、第三电线杆之间用时6s，求火车运动的加速度和通过第一电线杆时的速度多少？至少要求用两种方法解答。
答案和解析
一、选择题
1.D
【解析】由公式x=v0t+1212at2可知,在时间t确定的情况下,位移x与v0、a都有关系,加速度大的物体位移不一定大,初速度大的物体位移不一定大,同理,末速度大的物体位移不一定大,A、B、C错;由公式x=vvt可知,在时间t确定的情况下,x与vv成正比,物体平均速度大的位移大,D正确。
2.B
【解析】
根据
得v0=24m/s，a=-3m/s2.由v=v0+at得
A.1.5s与计算结果不符，故A错误.
B.8s与计算结果相符，故B正确.C.16s与计算结果不符，故C错误.
D.24s与计算结果不符，故D错误.
3.C
【解析】AB、汽车由静止匀加速运动，，，
根据
解得：AB不符合题意；
CD、从P到Q运动过程中的平均速度为：
则运动时间为：
代入数据得.C对；D不符合题意；
故答案为：C
4.B
【解析】物体在第4s内的平均速度为10.5m/s，由匀变速直线运动的规律有，代入数据解得物体运动的加速度，则物体在第2s内的位移，故B正确。
5.B
6.B
【解析】设子弹在木块中运动时加速度的大小为a，子弹穿出A时的速度为v，子弹在A中运动的过程中，有v2－v12＝－2aL，子弹在B中运动的过程中，有v22－v2＝－2a·2L，两式联立可得v＝，故选B.
7.C
【解析】根据x＝30t－3t2可知，初速度v0＝30m/s，加速度a＝－6m/s2.刹车后做匀减速运动的位移为刹车痕迹长度
x＝＝m＝75m.
8.A
【解析】初速度v0=36km/h=10m/s,汽车在反应时间内的位移x1=10×1m=
10m,刹车后的位移x2=v022a=1022×2m=25m,到停车线的距离为Δx=x-(x1+x2)=
32m-(10+25)m=-3m,即超过了停车线3m.故选项A正确.
9.D
【解析】
36km/h=10m/s，汽车刹车到停止所需的时间。刹车后第3s内的位移，等于停止前0.5s内的位移，则x=at2＝×4×0.25＝0.5m，故选D。
10.B
【解析】设匀加速运动的末速度为v，对于匀加速直线运动阶段有：v2＝2a1x1，
对于匀减速运动阶段，可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动，故有v2＝2a2x2，
联立两式解得＝＝2，即a1＝2a2.
11.B
【解析】由公式v2－v＝2ax变形得x＝，则＝＝，所以x2＝x1，B正确。
12.C
【解析】A.位移－时间图象的斜率表示速度，斜率的正、负表示速度的方向，所以0~2s内A斜率为负，即速度沿负方向，B的斜率为正，即速度沿正方向，所以两车运动方向相反；故A错误；B.根据斜率等于速度，斜率绝对值越大，速度越大，可知0~2s，A的速度比B的速度小；故B错误；C.在前5s内，B正向运动6m，静止2s时间又负向运动3m，即B运动的总路程为9m，A运动的路程为6m；故C正确；D.0~5s内A的位移为－6m，B的位移为3m，故D错误。
故选C。
二、填空题
13.1:53:7
【解析】
[1]根据v=at可知1s末和5s末的速度之比为1:5；
[2]根据初速度为零的匀变速运动在相邻相等时间内的位移之比等于1:3:5:7……可知第2s内和第4s内的位移之比为3:7。
14.33
【解析】
[1]根据，得
解得
则木板厚度为。
[2]当子弹速度为，假设其穿出最后一块木板速度为零时，穿过的木板数最多。
根据，得
解得
结合(1)得
则子弹最多击穿固定木板33块。
15.匀加速-3324
【解析】
[1]由图可知，0～2s汽车做匀加速直线运动；
[2]由图可知，4～6s加速度为
[3]由图可知，第5s末的瞬时速度为3m/s；
[4]由图可知，前6s通过的位移为
三、解答题
16.解：汽车开始刹车到停车所用时间
刹车后2s的位移为
刹车后6s的位移等于4s的位移；刹车后4s的位移可看作反方向的匀加速直线运动，
或
17.答案：(1)见解析图所示(2)58m
【解析】(1)根据题意可知升降机的运动情况为升降机从静止开始先做匀加速直线运动，上升5s速度达到4m/s；接着做速度为4m/s的匀速直线运动，运动时间为10s；最后做匀减速直线运动，初速度为4m/s，运动时间为4s.根据升降机的运动情况，v－t图象如下
(2)方法1：面积法
根据v－t图象所围的“面积”表示位移可得，矿井的深度为x＝×(19＋10)×4m＝58m.
方法2：公式法
加速过程：a1＝0.8m/s2,x1＝v0t＋a1t2＝10m
匀速过程：x2＝v1t＝40m
减速过程：a2＝－1m/s2,x3＝v1t＋a2t2＝8m
故总位移：x＝x1＋x2＋x3＝58m.
18.，
【解析】
解法一：
第一、第二电线杆的平均速度即为中间时刻的速度
第二、第三电线杆的平均速度即为中间时刻的速度
则加速度大小为
通过第一电线杆时的速度
解法二：设通过第一电线杆时的速度为v，加速度为a，则有
，
其中，，联立解得
，
一、选择题
1.根据匀变速直线运动的位移公式x=v0t+1212at2和x=vvt,则做匀加速直线运动的物体在t秒内的位移,下列说法正确的是( )
A.加速度大的物体位移大 B.初速度大的物体位移大C.末速度大的物体位移大 D.平均速度大的物体位移大
2.做匀变速直线运动的物体位移随时间的变化规律为x＝24t－1.5t2(m)，根据这一关系式可以知道，物体速度为零的时刻是( )
A.1.5s B.8s C.16s D.24s
3.汽车自点从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动，车的加速度是，途中分别经过、两根电线杆，已知、电线杆相距，车经过电线杆时的速度是，则下列结论中正确的是( )
A.经过杆的速度是 B.经过杆的速度是C.汽车经过、电线杆的时间是 D.汽车经过、电线杆的时间是
4.一物体从斜面顶端由静止开始做匀加速直线运动，若在第4s内的平均速度为10.5m/s。则物体在第2s内的位移是( )
A.5m B.4.5m C.3m D.1m
5.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s,在这1s内该物体( )
A.位移的大小可能大于10m B.加速度的大小可能大于10m/s2C.位移的大小可能小于2.5m D.加速度的大小可能小于4m/s2
6.如图所示，木块A、B并排且固定在水平桌面上，A的长度是L，B的长度是2L，一颗子弹沿水平方向以速度v1射入A，以速度v2穿出B，子弹可视为质点，其运动可视为匀变速直线运动，则子弹穿出A时的速度为( )
A. B. C. D.v1
7.在交警处理某次交通事故时，通过监控仪器扫描，输入计算机后得到该汽车在水平路面上刹车过程中的位移随时间变化的规律为x＝30t－3t2(x的单位是m，t的单位是s).则该汽车在路面上留下的刹车痕迹长度为( )
A.25m B.50m C.75m D.150m
8.红灯变亮时,以36km/h的速度匀速行驶的汽车距离停车线32m,驾驶员马上开始采取刹车措施,人的平均反应时间为1s,刹车的加速度为2m/s2,则车停住时车头距离停车线的距离为( )
A.3m B.7m C.6m D.10m
9.以的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第3s内，汽车走过的路程为
A.m B.2m C.10m D.m
10.如图所示，物体A在斜面上由静止匀加速滑下x1后，又匀减速地在水平面上滑过x2后停下，测得x2＝2x1，物体经过斜面和水平面交接处时速度大小不变，则物体在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小关系为( )
A.a1＝a2 B.a1＝2a2 C.a1＝a2 D.a1＝4a2
11.如图所示，假设列车在某段距离中做匀加速直线运动，速度由5m/s增加到10m/s时位移为x1。则当速度由10m/s增加到15m/s时，它的位移是( )
A.x1 B.x1 C.2x1 D.3x1
12.如图为A、B两车在同一直线上运动的位移图象，下列关于图象的分析正确的是( )
A.0~2s内，A，B两车同向而行 B.0~2s内，A的速度比B的速度大C.0~5s内，A运动的路程比B运动的路程少 D.0~5s内，B的位移比A的位移大
二、填空题
13.某物体做初速度为零的匀加速直线运动，则1s末和5s末的速度之比为______，第2s内和第4s内的位移之比为______。
14.一子弹水平射向一固定在地面上的木板，初速度为，穿过木板时加速度大小始终为，穿过后速度减小为，则木板的厚度为___________；当子弹的初速度为时，它最多可以穿过___________块这样的固定木板。
15.如图为某汽车直线运动的速度-时间图象。从图象可知，0～2s汽车做______直线运动(选填“匀加速”或“匀速”或“匀减速”)；4～6s加速度为______m/s2；第5s末的瞬时速度为______m/s；前6s通过的位移为______m。
三、解答题
16.汽车以20m/s的速度做匀减速直线运动，刹车时的加速度为5m/s2，那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移分别多大？
17.矿井里的升降机由静止开始做匀变速直线运动，经过5s后速度达到4m/s，然后匀速上升10s，最后匀减速上升，经过4s停在井口.
(1)作出升降机在运动过程中的v－t图象；
(2)用两种方法求出矿井的深度.
18.一辆火车在平直铁路上做匀加速直线运动，铁路边每隔90米有一电线杆，火车头通过某三个连续的电线杆情况如下：通过第一、第二电线杆之间用时9s，通过第二、第三电线杆之间用时6s，求火车运动的加速度和通过第一电线杆时的速度多少？至少要求用两种方法解答。
答案和解析
一、选择题
1.D
【解析】由公式x=v0t+1212at2可知,在时间t确定的情况下,位移x与v0、a都有关系,加速度大的物体位移不一定大,初速度大的物体位移不一定大,同理,末速度大的物体位移不一定大,A、B、C错;由公式x=vvt可知,在时间t确定的情况下,x与vv成正比,物体平均速度大的位移大,D正确。
2.B
【解析】
根据
得v0=24m/s，a=-3m/s2.由v=v0+at得
A.1.5s与计算结果不符，故A错误.
B.8s与计算结果相符，故B正确.C.16s与计算结果不符，故C错误.
D.24s与计算结果不符，故D错误.
3.C
【解析】AB、汽车由静止匀加速运动，，，
根据
解得：AB不符合题意；
CD、从P到Q运动过程中的平均速度为：
则运动时间为：
代入数据得.C对；D不符合题意；
故答案为：C
4.B
【解析】物体在第4s内的平均速度为10.5m/s，由匀变速直线运动的规律有，代入数据解得物体运动的加速度，则物体在第2s内的位移，故B正确。
5.B
6.B
【解析】设子弹在木块中运动时加速度的大小为a，子弹穿出A时的速度为v，子弹在A中运动的过程中，有v2－v12＝－2aL，子弹在B中运动的过程中，有v22－v2＝－2a·2L，两式联立可得v＝，故选B.
7.C
【解析】根据x＝30t－3t2可知，初速度v0＝30m/s，加速度a＝－6m/s2.刹车后做匀减速运动的位移为刹车痕迹长度
x＝＝m＝75m.
8.A
【解析】初速度v0=36km/h=10m/s,汽车在反应时间内的位移x1=10×1m=
10m,刹车后的位移x2=v022a=1022×2m=25m,到停车线的距离为Δx=x-(x1+x2)=
32m-(10+25)m=-3m,即超过了停车线3m.故选项A正确.
9.D
【解析】
36km/h=10m/s，汽车刹车到停止所需的时间。刹车后第3s内的位移，等于停止前0.5s内的位移，则x=at2＝×4×0.25＝0.5m，故选D。
10.B
【解析】设匀加速运动的末速度为v，对于匀加速直线运动阶段有：v2＝2a1x1，
对于匀减速运动阶段，可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动，故有v2＝2a2x2，
联立两式解得＝＝2，即a1＝2a2.
11.B
【解析】由公式v2－v＝2ax变形得x＝，则＝＝，所以x2＝x1，B正确。
12.C
【解析】A.位移－时间图象的斜率表示速度，斜率的正、负表示速度的方向，所以0~2s内A斜率为负，即速度沿负方向，B的斜率为正，即速度沿正方向，所以两车运动方向相反；故A错误；B.根据斜率等于速度，斜率绝对值越大，速度越大，可知0~2s，A的速度比B的速度小；故B错误；C.在前5s内，B正向运动6m，静止2s时间又负向运动3m，即B运动的总路程为9m，A运动的路程为6m；故C正确；D.0~5s内A的位移为－6m，B的位移为3m，故D错误。
故选C。
二、填空题
13.1:53:7
【解析】
[1]根据v=at可知1s末和5s末的速度之比为1:5；
[2]根据初速度为零的匀变速运动在相邻相等时间内的位移之比等于1:3:5:7……可知第2s内和第4s内的位移之比为3:7。
14.33
【解析】
[1]根据，得
解得
则木板厚度为。
[2]当子弹速度为，假设其穿出最后一块木板速度为零时，穿过的木板数最多。
根据，得
解得
结合(1)得
则子弹最多击穿固定木板33块。
15.匀加速-3324
【解析】
[1]由图可知，0～2s汽车做匀加速直线运动；
[2]由图可知，4～6s加速度为
[3]由图可知，第5s末的瞬时速度为3m/s；
[4]由图可知，前6s通过的位移为
三、解答题
16.解：汽车开始刹车到停车所用时间
刹车后2s的位移为
刹车后6s的位移等于4s的位移；刹车后4s的位移可看作反方向的匀加速直线运动，
或
17.答案：(1)见解析图所示(2)58m
【解析】(1)根据题意可知升降机的运动情况为升降机从静止开始先做匀加速直线运动，上升5s速度达到4m/s；接着做速度为4m/s的匀速直线运动，运动时间为10s；最后做匀减速直线运动，初速度为4m/s，运动时间为4s.根据升降机的运动情况，v－t图象如下
(2)方法1：面积法
根据v－t图象所围的“面积”表示位移可得，矿井的深度为x＝×(19＋10)×4m＝58m.
方法2：公式法
加速过程：a1＝0.8m/s2,x1＝v0t＋a1t2＝10m
匀速过程：x2＝v1t＝40m
减速过程：a2＝－1m/s2,x3＝v1t＋a2t2＝8m
故总位移：x＝x1＋x2＋x3＝58m.
18.，
【解析】
解法一：
第一、第二电线杆的平均速度即为中间时刻的速度
第二、第三电线杆的平均速度即为中间时刻的速度
则加速度大小为
通过第一电线杆时的速度
解法二：设通过第一电线杆时的速度为v，加速度为a，则有
，
其中，，联立解得
，