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课时作业(二) 匀变速直线运动的规律及应用
一、单项选择题
1.做匀减速直线运动的物体经4 s后停止,若在第1 s内的位移是14 m,则最后1 s内的位移是( )
A.3.5 m
B.2 m
C.1 m
D.0
B [可以采用逆向思维,把物体的运动看成初速度为0的匀加速直线运动,其在连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7,已知第4 s内的位移是14 m,所以第1 s内的位移是2 m,故选项B正确。]
2.图中ae为珠港澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续桥梁,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则通过ce段的时间为( )
A.t
B.t
C.(2-)t)t
D.(2+
C [根据初速为零的匀变速直线运动的规律,对ab段,xab=)t,C正确。]=440 m,则通过ce段的时间t′=t2-t1,联立解得t′=(2-at=220 m,xae=atat2=110 m,同理,对ac、ae段,有xac=
3.如图所示,一物体由斜面底端滑到顶端恰好静止,历时 s,则它从斜面中点到顶端所用的时间为( )
A. s
B.0.5
s
C. s
D.1 s
D [研究该运动的逆运动即初速度为零的匀加速直线运动。设斜面长为x,从顶端滑到底端的时间为t,从顶端到斜面中点的时间为t′,则;从C→A的过程中有:
x=at2
从C→B的过程中有:at′2=
由以上两式代入数据得:t′=1 s,故D正确。]
4.(2019·全国卷Ⅰ)如图所示,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个满足( )所用的时间为t2,不计空气阻力,则所用的时间为t1,第四个
A.1<<3<2
B.2<
C.3<<5
<4
D.4<
C [本题应用逆向思维求解,即运动员的竖直上抛运动可等同于从一定高度处开始的自由落体运动,所以第四个<4,故C正确。],即3<=2+=,因此有-所用的时间为t1=,第一个所用的时间为t2=
5.如图所示,一辆轿车和一辆卡车在同一公路上均由静止开始同时做匀加速直线运动,加速度大小分别为3 m/s2和7 m/s2,两车能达到的最大速度均为30 m/s,刚开始运动时两车车头距离为20 m,轿车车身全长5 m,卡车车身全长20 m,则两车的错车时间为( )
A.1.1 s
B.1.0 s
C.1.2 s
D.1.7 s
B [设经过时间t后,轿车和卡车车头相遇,轿车的位移x1=a2t′2,x1′+x2′=25 m,联立解得t′=1.0 s。此时卡车速度v2=a2(t+t′)=21 m/s<vm=30 m/s。故选B。]a1t′2,卡车的位移x2′=v2t′+a2t2,x1+x2=20 m,联立解得t=2.0 s。此时,轿车的速度v1=a1t=6 m/s,卡车的速度v2=a2t=14 m/s。设再经过时间t′后轿车和卡车错开,轿车的位移x1′=v1t′+a1t2,卡车的位移x2=
二、多项选择题
6.为了保障春运的行车安全,多地交警部门于春节前在新开通的高速公路上安装了固定雷达测速仪(如图所示),可以准确抓拍超速车辆并测量车辆的运动情况,假设一辆汽车(向着测速仪行驶)与固定雷达测速仪相距x(单位:m)时紧急刹车(刹车后可视为做匀减速直线运动),汽车刹车的同时固定雷达测速仪发出超声波,当测速仪接收到反射回来的超声波信号时该汽车恰好停下,此时该汽车与固定雷达测速仪相距x0(单位:m),已知超声波速度为v0(单位:m/s),则根据以上信息能求得( )
A.汽车刹车后的位移
B.汽车刹车后受到的阻力
C.汽车刹车后的运动时间
D.汽车刹车后的加速度
ACD [汽车刹车后的位移为x-x0,故A正确;由匀变速直线运动规律得,超声波和汽车相遇位置与测速仪相距x0+(x-x0),故根据超声波的速度和位移,可求得从发出到接收超声波所需的时间,也就是汽车刹车后的运动时间,故C正确;知道汽车刹车后的运动时间和位移,根据运动学公式就可以求出汽车刹车后的加速度,故D正确;不知道汽车的质量,无法求出汽车受到的阻力,故B错误。]
7.一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生,称为“第五类交通方式”,它就是“超级高铁”(Hyperloop)。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道,Hyperloop One公司计划,2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”(Hyperloop),连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩,速度可达每小时700英里(约合1 126公里/时)。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩,600公里的路程需要40分钟,Hyperloop先匀加速运动,达到最大速度1 200 km/h后匀速运动,进站前再匀减速运动,且加速与