内容正文:
课时精练(四) 运动图像 追及相遇
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
[基础巩固练]
1.甲、乙两质点在同一条直线上运动,质点甲做匀变速直线运动,质点乙做匀速直线运动,其中图线甲为抛物线的左半支且顶点在15 s处,图线乙为一条过原点的倾斜直线。下列说法正确的是( )
A.t=5 s时乙车的速度为2 m/s,甲车的速率为 2 m/s
B.t=0时刻甲、乙两车之间的距离为25 m
C.t=0时刻甲车的速度大小为4 m/s
D.甲车的加速度大小为0.1 m/s2
A [乙车做匀速直线运动,速度为v乙== m/s=2 m/s,甲车做匀变速直线运动,其图线在15 s时与横轴相切,则t=15 s时甲车的速度为零,利用逆向思维将甲车运动看成反向初速度为0的匀加速直线运动,据位移时间公式x=at2,结合图像有10 m=×a×(10 s)2,解得a=0.2 m/s2,所以t=5 s时甲车的速率v=0.2×10 m/s=2 m/s,故A项正确,D项错误;对甲车由公式x=at2,有x0=×0.2×152 m=22.5 m,则t=0时刻甲、乙两车之间的距离为22.5 m,故B项错误;在t=0时刻甲车的速度大小为v0=at=0.2×15 m/s=3 m/s,故C项错误。]
2.如图所示,图线Ⅰ和Ⅱ分别表示先后从同一地点以相同速度v作竖直上抛运动的两物体的v -t图线,则两物体( )
A.在第Ⅰ个物体抛出后3 s末相遇
B.在第Ⅱ个物体抛出后4 s末相遇
C.在第Ⅱ个物体抛出后2 s末相遇
D.相遇时必有一个物体速度为零
C [根据v -t图像与坐标轴围成的面积表示位移,可知在第Ⅱ个物体抛出后2 s末,即题图中第4 s末,两物体的位移相等,所以在第Ⅱ个物体抛出后2 s末相遇,故AB错误,C正确;第4 s末两物体相遇,由题图看出两个物体的速度均不为零,故D错误。故选C。]
3.(多选)一辆摩托车在t=0时刻由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的a -t图像如图所示,根据已知信息,可求出( )
A.摩托车的最大速度
B.摩托车在30 s末的速度大小
C.在0~30 s的时间内牵引力对摩托车做的功
D.10 s末摩托车开始反向运动
AB [由题图可知,摩托车在0~10 s内做匀加速运动,在10~30 s内做减速运动,故10 s末速度最大,由v=at可求出最大速度,A正确;根据a -t图线与t轴所围的面积表示速度变化量,可求出30 s内速度的变化量,由于初速度为0,则可求摩托车在30 s末的速度大小,B正确;摩托车的质量未知,不能求出合外力,更不能求出牵引力对摩托车做的功,C错误;由图线与时间轴所围的面积表示速度变化量可知,0~30 s内速度变化量为零,所以摩托车一直沿同一方向运动,D错误。]
4.(2022·宁波高三质量检测)利用函数图像是一种解决物理问题的常用方法。某同学利用传感器探究一玩具车沿某一路段做直线运动的性质,从t=0时刻开始计时得到了 -t的图像,如图所示,由此可知( )
A.玩具车做速度为-3 m/s的匀速直线运动
B.玩具车做变加速直线运动
C.玩具车做匀加速直线运动,初速度大小为2 m/s
D.玩具车做匀加速直线运动,加速度的大小为1.5 m/s2
C [由题图得= m/s,由x=v0t+at2得=v0+at,可得a= m/s2,解得a= m/s2,v0=2 m/s,可知玩具车做匀加速直线运动,初速度的大小为2 m/s,加速度的大小为 m/s2。故ABD错误,C正确。]
5.(多选)甲、乙两同学相约去参观博物馆。两人同时从各自家中出发,沿同一直线相向而行,经过一段时间后两人会合。身上携带的运动传感器分别记录了他们在这段时间内的速度大小随时间的变化关系,如图所示。其中,甲的速度大小随时间变化的图线为两段四分之一圆弧,则( )
A.在t1时刻,甲、乙两人速度相同
B.0~t2时间内,乙所走路程大于甲
C.在t3时刻,甲、乙两人加速度大小相等
D.0~t4时间内,甲、乙两人平均速率相同
BCD [因两者相向而行,在t1时刻两者速度等大反向,速度为矢量,故选项A错误;题中图线与时间轴所包围的面积表示路程,故选项B正确;0~t4时间内,甲、乙路程相等,平均速率相等,选项D正确;在v -t图像中,图线斜率的绝对值表示加速度的大小,根据数学知识可知,t3时刻甲、乙图线斜率相等,故C正确。]
6.(多选)在同一条平直公路上行驶的a车和b车,其速度—时间图像分别为图中直线a和曲线b,已知t=0时刻a车与b车在同一位置,t2时刻a车在b车前方,由图可知( )
A.a车与b车不可能相遇
B.在t2时刻b车的运动方向发生改变
C.t1到t2时间内两车之间的距离越来越小
D.在0~t3时间内,t1时刻两车相距最远
AC [ t=