内容正文:
第2讲 匀变速直线运动的规律
(建议用时:30分钟)
题组一 匀变速直线运动的基本规律及应用
1.(2021·吉林三校联考)通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和在1.39~1.98 s之间.若高速公路上两辆汽车行驶的速度均为120 km/h,刹车时的加速度大小相同,前车发现紧急情况立即刹车,后车发现前车开始刹车时,也立刻采取相应措施.为避免两车追尾,两车行驶的间距至少应为( )
A.39 m B.66 m
C.100 m D.139 m
答案 B
解析 由于两车刹车的初速度和加速度大小相同,所以后车在最长反应时间内匀速行驶的距离为安全距离,即s=×1.98 m=66 m,选项B正确,A、C、D错误.
2.(2021·浙江杭州二中月考)质点沿x轴做直线运动的位置坐标x与时间t的关系为x=2+4t-t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )
A.第1 s内的位移大小是5 m
B.前2 s内的平均速度是3 m/s
C.2 s末质点速度减为0
D.4 s末质点位于坐标原点处
答案 C
解析 第1 s内的位移x1=(2+4×1-12)m-2 m=3 m,选项A错误;前2 s内的位移x2=(2+4×2-22)m-2 m=4 m,则平均速度== m/s=2 m/s,选项B错误;根据x=v0t+at2知,质点的初速度为4 m/s,加速度为-2 m/s2,速度减为零的时间为2 s,选项C正确;4 s末物体所处的位置坐标为x=(2+4×4-42)m=2 m,选项D错误.
3.(2022·山东潍坊实验中学摸底)一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A、B、C三点.已知AB=6 m, BC=10 m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2 s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是( )
A.2 m/s 3 m/s 4 m/s
B.3 m/s 4 m/s 5 m/s
C.2 m/s 4 m/s 6 m/s
D.3 m/s 5 m/s 7 m/s
答案 C
解析 小球经过AB和BC两段所用的时间均为2 s,所以B为AC段的中间时刻,中间时刻的速度等于平均速度,所以vB== m/s=4 m/s,由Δx=at2 得a=1 m/s2,再利用v=v0+at,可分别解得 vA=2 m/s、vC=6 m/s,选项C正确.
4.(2021·广东湛江四中摸底)汽车以20 m/s的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为5 m/s2,则自驾驶员急踩刹车开始,2 s内与5 s内汽车的位移大小之比为( )
A.5∶4 B.4∶5
C.3∶4 D.4∶3
答案 C
解析 汽车速度减为零的时间为t0== s=4 s,刹车2 s内的位移x1=v0t+at2=20×2 m-×5×4 m=30 m,刹车5 s内的位移等于刹车4 s内的位移x2==40 m,所以2 s内与5 s内汽车的位移大小之比为3∶4,选项C正确.
题组二 匀变速直线运动推论的应用
5.(2021·山东联考)某斜面固定在水平面上,一小球沿斜面向上做匀减速直线运动,运动过程中小球依次经过A、B、C三点,最后恰好能到达最高点D,其中AB=12 m,BC=8 m,从A点运动到B点和从B点运动到C点两个过程速度变化量都是-2 m/s,下列说法正确的是( )
A.小球的加速度大小为2 m/s2
B.小球到达B点时的速度大小为 10 m/s
C.A、D两点间的距离为24.5 m
D.小球从C点运动到D点所用的时间为2 s
答案 C
解析 由Δv=at知,小球从A点运动到B点和从B点运动到C点所用的时间相同,设小球做匀减速直线运动的加速度大小为a,从A点运动到B点所用的时间为T,则Δv=-aT,BC-AB=-aT2,联立以上两式解得a=1 m/s2、T=2 s,选项A错误;由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得vB== 5 m/s,选项B错误;由匀变速直线运动的速度—位移公式得v=2a·BD,解得BD=12.5 m,则A、D两点间的距离AD=BD+AB=24.5 m,选项C正确;小球从B点运动到D点所用的时间t1+=5 s,小球从C点运动到D点所用的时间t2=t1-T=3 s,选项D错误.
题组三 自由落体和竖直上抛运动
6.(2021·河南林州一中摸底)在离地高h处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,它们的初速度大小均为v,不计空气阻力,两球落地的时间差为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 根据竖直上抛运动的对称性,可知向上抛出的小球落回到出发点时的速度也是v,之后的运动与竖直下抛的物体运动情况相同,因此上抛的小球比下抛的小球多运动的时间为t==,选项A正确.
7.(2021·重庆一中期中)(多选)如图所示,在一个桌面上方有三