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限时规范训练
[基础巩固]
1.如图为伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验.他让铜球在阻力很小的斜面上从静止滚下,利用滴水计时记录铜球运动的时间.关于伽利略的“斜面实验”,下列说法正确的是( )
A.在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力的作用,使测量时间更容易
B.伽利略通过对自由落体运动的研究,进行合理外推得出铜球在斜面做匀变速运动
C.若斜面倾角一定,不同质量的铜球在斜面上运动时速度变化的快慢不同
D.若斜面倾角一定,铜球沿斜面运动的位移与所用时间成正比
解析:A 自由落体运动下落很快,不易计时,伽利略让小球沿阻力很小的斜面滚下,延长了小球的运动时间,“冲淡”了重力的作用,故A正确;伽利略在研究物体变速运动规律时,做了著名的“斜面实验”,他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大,于是他对更大倾角的情况进行了合理的外推,由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动,故B错误;小球沿斜面下滑,做匀加速直线运动,由于阻力很小,可忽略不计,由mgsin θ=ma可知,加速度a=gsin θ,所以斜面倾角一定,加速度与质量无关,质量不同的小球加速度都相同,故C错误;若斜面倾角一定,加速度a=gsin θ一定,铜球沿斜面运动的位移x=at2,与所用时间平方成正比,故D错误.
2.(2022·山东省济宁市高三检测)一物体做自由落体运动,自由下落L时,速度为v,当物体自由下落的速度达到v时,它下落的距离是( )
A.L B.L
C.L D.L
解析:B 物体做自由落体运动,自由下落L时,速度为v,根据速度—位移公式 v2=2gL;当物体自由下落的速度达到时,有:2=2gh;由两式解得:h=L,故选项B正确.
3.如图所示,一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动,若到达B点时速度为v,到达C点时速度为2v,则AB∶BC 等于( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
解析:C 根据匀变速直线运动的速度-位移公式v2-v=2ax知,xAB=,xAC=,所以AB∶AC=1∶4,则AB∶BC=1∶3,故C正确,A、B、D错误.
4.(2021·江苏盐城市高三期中)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,经过2 s与5 s汽车的位移之比为( )
A.5∶4 B.4∶5
C.3∶4 D.4∶3
解析:C 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,所以经过2 s与5 s汽车的位移之比为3∶4,故选项C正确.
5.(多选)如图所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一子弹以水平速度射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次射入每个木块时的速度之比和穿过每个木块所用时间之比分别为( )
A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B.v1∶v2∶v3=∶∶1
C.t1∶t2∶t3=1∶∶
D.t1∶t2∶t3=(-)∶(-1)∶1
解析:BD 采用逆向思维法求解.该运动的逆运动为子弹向左做初速度为零的匀加速直线运动,设每块木块厚度为L,则v=2a·L,v=2a·2L,v=2a·3L,故v1∶v2∶v3=∶∶1,所以选项B正确.由于每块木块厚度相同,故由比例关系可得t1∶t2∶t3=(-)∶(-1)∶1,所以选项D正确.
6.(2022·福建省龙岩市高三检测)把一条铁链自由下垂地悬挂在天花板上,放开后让铁链做自由落体运动,已知铁链通过悬点下方3.2 m处的一点历时0.5 s,g取10 m/s2,则铁链的长度为( )
A.1.75 m B.2.75 m
C.3.75 m D.4.75 m
解析:B 若铁链刚好长为3.2 m,则整条铁链通过悬点下方3.2 m处,有h=gt2,解得t0=0.8 s,而题中整条铁链通过该点只用了0.5 s,说明铁链长度小于3.2 m,则铁链下端到达悬点下方3.2 m处用的时间为Δt=t0-t=0.3 s.因h-l=gΔt2,解得l=2.75 m,故选项B正确.
7.航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器.航天飞机降落在平直跑道上,其减速过程可简化为两个匀减速直线运动阶段.航天飞机以水平速度v0着陆后立即打开减速阻力伞(如图),加速度大小为a1,运动一段时间后速度减为v;随后在无减速阻力伞的情况下匀减速运动直至停下.已知两个匀减速滑行过程的总时间为t,求:
(1)第二个匀减速运动阶段航天飞机减速的加速度大小a2;
(2)航天飞机着陆后滑行的总路程x.