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2021-2022物理必修第一册知识点分层解读与综合训练
第3节 匀变速直线运动的位移与时间的关系
题型01 匀变速直线运动规律的应用
1.一个初速为零的物体,做加速度为的匀加速直线运动,运动的时间为,则下列叙述中错误的是( )
A.它运动的全程的平均速度为 B.末的速度比末的速度大
C.它总的位移为 D.末、末、末的速度之比为
【答案】B
【解析】A.由匀变速直线运动瞬时速度与时间的关系知其末速度为
它运动的全程的平均速度为
A正确,不符合题意;
B.由加速度的定义可知,ts末的速度比(t-1)s末的速度大a,B错误,符合题意;
C.位移
C正确,不符合题意;
D.根据初速度为零的匀变速直线运动基本推论可知,得第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为1:3:5,D正确,不符合题意。
故选B。
2.一质点做匀加速直线运动,第3s内的位移是2m,第4s内的位移是2.5m,那么以下说法中正确的是( )
A.2~4s内的平均速度是2.25m/s
B.第3s末的瞬时速度是2.25m/s
C.质点的加速度是0.125m/s2
D.质点的加速度是0.5m/s2
【答案】ABD
【解析】A.根据平均速度公式,质点2~4s内的平均速度
故A正确;
B.第3s末的瞬时速度等于2~4s内的平均速度,即
v3==2.25m/s
故B正确;
CD.根据Δx=aT2得,质点的加速度
故C错误,D正确。
故选ABD。
3.冰壶比赛中一冰壶以速度v垂直进入三个连续相等宽度的矩形区域做匀减速直线运动,且在刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是( )
A.v1:v2:v3=
B.v1:v2:v3=3:2:1
C.t1:t2:t3=
D.t1:t2:t3=
【答案】AC
【解析】由逆向思维可知,冰壶做初速度等于零的匀加速直线运动,按照连续相等位移的运动比例规律
解得
v1:v2:v3=
t1:t2:t3=
AC正确,BD错误。
故选AC。
4.如图所示,光滑斜面AE被分成四个长度相等的部分,即AB=BC=CD=DE,一物体从A点由静止释放做匀加速运动,下列结论中正确的是( )
A.物体到达B、C、D、E点的速度之比为1:2:3:4
B.物体到达各点经历的时间
C.物体从A运动到E全过程的平均速度等于vB
D.物体通过每一部分时,其速度增量vB-vA=vC-vB=vD-vC=vE-vD
【答案】BC
【解析】A.由运动学公式可知,物体由A点从静止释放时,则有,所以物体达到各点的速度之比
A错误;
B.由得,物体达到各点经历的时间
即
B正确;
C.由于,物体从A到E的平均速度
C正确;
D.由于
可知物体通过每一部分时,其速度增量不等,D错误。
故选BC。
题型02 刹车类问题分析
5.汽车以20m/s的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为5m/s2,则自驾驶员急踩刹车开始,2s与5s时汽车的位移之比为( )
A.3:4 B.4:5 C.5:4 D.4:3
【答案】A
【解析】以初速度方向为正方向,则由匀变速直线运动规律可得,2s内汽车的位移为
汽车减速至静止过程所需时间为
5s内汽车的位移为
因此,A正确;
故选A。
6.假设某次深海探测活动中,“蛟龙号”完成海底科考任务后竖直上浮,从上浮速度为v时开始匀减速并计时,经过时间t,“蛟龙号”上浮到海面,速度恰好减为零,则“蛟龙号”在t0(t0<t)时刻距离海面的深度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】“蛟龙号”上浮时的加速度大小为
根据逆向思维,可知“蛟龙号”在t0时刻距离海面的深度为
故选B。
7.一辆肇事汽车在紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。警察为了判断汽车刹车时速度的大小,测出路面上车轮磨痕的长度为22.5m。根据对车轮和路面材料的分析可以知道,车轮在路面上滑动时汽车做匀减速直线运动的加速度大小是5.0。请你根据以上条件,计算汽车刚开始刹车时的速度是多少?
【答案】15m/s
【解析】设汽车刚开始刹车时的速度为v0,末速度为0,由匀变速直线运动规律
解得
题型03 应用匀变速直线运动规律解决纸带问题
8.打点计时器使用的交流电频率为,记录小车做变速运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5六个计数点,相邻两计数点之间还有四个点没有画出.纸带旁并排放着带有最小刻度为1毫米的刻度尺,0刻度线跟计数点0对齐.
(1)分别计算小车在打计数点2、计数点4时的瞬时速度大小;
(2)求小车在打计数点2和计数点4这段时间间隔内的平均加速度大小.
【答案】(1),(2)
【解析】(1)计数点1、3、5到0点的距离可以通过刻度尺直接读出,读数时注意估读到毫米位的下一位