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课时作业(二) 匀变速直线运动的规律
A组·基础巩固题
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上做匀变速运动
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 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,A项正确;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,B项错误;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,C项错误;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,位移与所用时间的平方成正比,D项错误。
答案 A
2.(2021·浙江新突破考前模拟)建筑工人正在高楼上砌砖(如图),手滑不慎砖块掉落,发现2 s后砖块落到地上断成两块,则估计此楼高度约为(不计空气阻力)( )
A.5 m B.10 m C.20 m D.40 m
解析 砖块的运动可近似看作自由落体运动,根据公式h=gt2,得h=×10×22 m=20 m,C项正确。
答案 C
3.(多选)在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动,在运动了8 s之后,由于前方突然有巨石滚下并堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经4 s 停在巨石前,则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )
A.加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2=2∶1
B.加速、减速中的平均速度大小之比为v1∶v2=1∶1
C.加速、减速中的位移之比为x1∶x2=2∶1
D.加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2=1∶3
解析 汽车由静止匀加速运动8 s,又经4 s停止,加速阶段的末速度与减速阶段的初速度相等,由v=at,知a1t1=a2t2,=,A、D两项错误;又由v2=2ax知a1x1=a2x2,==,C项正确;由=知,v1∶v2=1∶1,B项正确。
答案 BC
4.(2021·河北省邯郸市鸡泽县一中月考)一个物体从某一高度做自由落体运动。已知它在第1 s内的位移恰为它在最后1 s内位移的三分之一。则它开始下落时距地面的高度为(g=10 m/s2)( )
A.15 m B.20 m C.11.25 m D.31.25 m
解析 物体在第1 s内的位移h=gt2=×10×12 m=5 m,则物体在最后1 s内的位移为15 m,对最后1 s可得gt-g·(t总-1 s)2=15 m,可解得t总=2 s,则物体下落时距地面的高度为H=gt=×10×22 m=20 m,B项正确。
答案 B
5.(2021·黑龙江省哈三中第一次验收考试)如图所示,在离地面一定高度处把4个水果以不同的初速度竖直上抛,不计空气阻力,若1 s后4个水果均未着地,则1 s后速率最大的是( )
解析 由速度公式得v=v0-gt,若重力加速度取10 m/s2,代入数据计算得1 s后物体的速度分别为-7 m/s、-5 m/s、0、5 m/s,比较可知,速率最大的是A。
答案 A
6.短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段,一次比赛中,某运动员用11.00 s跑完全程,已知运动员在加速阶段的第2 s内通过的距离为7.5 m,则该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离为( )
A.5 m/s2 10 m B.5 m/s2 11 m
C.2.5 m/s2 10 m D.2.5 m/s2 10 m
解析 根据题意,在第1 s和第2 s内运动员都做匀加速直线运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a,在第1 s内和第2 s内通过的位移分别为x1和x2,由运动学规律得x1=at,x1+x2=a(2t0)2,t0=1 s,联立解得a=5 m/s2,设运动员做匀加速运动的时间为t1,匀速运动的时间为t2,匀速运动的速度为v,跑完全程的时间为t,全程的距离为x,依题意及运动学规律,得t=t1+t2,v=at1,x=at+vt2,联立代入数据解得t1=2 s,设加速阶段通过的距离为x′,则x′=