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微专题2 运动图像
1.为了加快高速公路的通行,许多省市的ETC联网正式运行,“ETC”是电子不停车收费系统的简称.假设某高速公路上减速带离收费岛口的距离为50 m,收费岛总长度为40 m,如图所示.有一汽车以大小为72 km/h的速度经过减速带后,需要在收费中心线前10 m处正好匀减速至36 km/h,然后匀速通过中心线即可完成缴费,匀速过中心线10 m后再以相同大小的加速度匀加速至72 km/h,然后正常行驶.下列关于汽车的速度—时间图像正确的是( )
A 解析:根据题述,汽车做匀减速运动的加速度大小为a= =2.5 m/s2.在t1= =4 s时汽车速度减小到v2=36 km/h=10 m/s,之后匀速运动 =2 s,同时完成缴费,然后在t2=6 s时开始加速,运动 =4 s后加速至v=72 km/h=20 m/s的速度正常行驶,因此对应的速度图像为A.
2.如图为物体做直线运动时,物理量间函数关系的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,物体在0~t0这段时间内的位移小于v0t0
B.乙图中,物体的加速度为2 m/s2
C.丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的加速度变化量
D.丁图中,t=3 s时物体的速度为25 m/s
D 解析:由vt图线与坐标轴围成的面积表示位移可知,题图甲中,物体在0~t0这段时间内的位移大于v0t0(平均速度大于v0),A错误;根据v2=2ax可知,2a=1 m/s2,则物体的加速度为0.5 m/s2,B错误;根据Δv=at可知,题图丙中阴影部分的面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量,C错误;由x=v0t+at2可得=v0+at,结合题图丁可知a= m/s2=5 m/s2(a前面的易被忽视),即a=10 m/s2,则v0=-5 m/s,故t=3 s时物体的速度为v3=(-5+10×3) m/s=25 m/s,D正确.
3.(2021·天津和平区一模)20世纪50年代,“ABS防抱死系统”开始应用于飞机和火车.现在,ABS系统几乎已经成为民用汽车的标准配置,一实验小组做了某型民用汽车在有、无ABS的情况下“60~0 km/h全力制动刹车距离”测试,测试结果如图所示,由图推断,两种情况下汽车的平均加速度之比a有∶a无为( )
A.3∶4 B.4∶3
C.∶2 D.2∶
B 解析:汽车刹车为匀减速直线运动,速度与位移的关系为v2-v=-2ax,又两次实验初速度相同,末速度相同,因此a∝,结合图像可得a有∶a无=20∶15=4∶3,故B正确.
4. (2021·辽宁大连二模)一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动.其xt图像如图所示为一条抛物线,则汽车在t=0时刻的速度大小等于( )
A.10 m/s B.20 m/s
C.30 m/s D.40 m/s
B 解析:在4 s时刻图像斜率为零,即速度减为零;汽车做匀变速直线运动,逆向思考,则在0~4 s内有v0=at,x=at2,解得v0=20 m/s,故选B.
5.(2021·湖南永州三模)汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到“急动度”的概念.急动度j是加速度变化量Δa与发生这一变化所用时间Δt的比值,即j=,它的方向与物体加速度变化量的方向相同.一物体从静止开始做直线运动,其加速度a随时间t的变化关系如图所示,则该物体在( )
A.1~3 s内做减速运动
B.0~5 s内速度方向发生改变
C.t=2 s时和t=4 s时加速度等大反向
D.t=2 s时和t=4 s时急动度等大反向
C 解析:在1~3 s内该物体加速度为正值,做加速度减小的加速运动,故A错误;因为图像与时间轴所围面积为物体的速度,而在0~5 s内始终为正值,所以速度方向不变,故B错误;由图像可知,t=2 s和t=4 s时加速度等大反向,故C正确;t=2 s和t=4 s时,斜率相同,故急动度相同,故D错误.
6. (多选)(2021·湖南长沙模拟)一物体自t=0时开始做直线运动,vt图像如图所示.下列选项说法正确的是( )
A.在0~6 s内,物体离出发点最远为30 m
B.在0~6 s内,物体经过的路程为40 m
C.在0~4 s内,物体的平均速度为7.5 m/s
D.在5~6 s内,物体所受的合外力做负功
BC 解析:在0~5 s内,物体向正方向运动,5~6 s内向负方向运动,所以5 s末离出发点最远,由面积法求出0~5 s的位移为x1=×10 m=35 m,故A错误;由面积法求出5~6 s的位移为x2=- m=-5 m,所以0~6 s内的总路程为s=x1+|x2|=40 m,故B正确;由面积法求出0~4 s的位移为x= m=30 m,所以0~4 s内的平均速度为== m/s=7.5 m/s,故C正确;由图像