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课时跟踪练4 运动图像 追及相遇问题
基础应用练
1.(2022·北京四中高三检测)汽车正以10 m/s的速度在平直公路上前进,突然发现正前方距离s远处有一辆自行车以4 m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做匀减速运动,加速度大小为6 m/s2,若汽车恰好不碰上自行车,则s大小为( )
A.3 m B.4 m C.5 m D.6 m
A 解析:当两者速度相等时,相距最近,有v1-at=v2,解得t=1 s,此时汽车前进的距离为x1=v1t-at12=7 m,自行车前进的距离为x2=v2t=4 m,若汽车恰好不碰上自行车,则s的大小为s=x1-x2=3 m,A正确。
2.(2022·北京昌平模拟)一物体沿直线运动,其速度v随时间t变化关系的图像如图所示。由图像可知( )
A.0~2.0 s内的加速度小于2.0~3.0 s内的加速度
B.0~2.0 s内的位移小于2.0~3.0 s内的位移
C.0~2.0 s内的平均速度小于2.0~3.0 s内的平均速度
D.0~3.0 s内物体的运动方向发生了改变
A 解析:0~2.0 s内加速度大小a1= m/s2=1 m/s2,2.0~3.0 s内加速度大小a2= m/s2=2 m/s2,所以a1<a2,A正确;0~2.0 s内位移大小x1=×2×2 m=2 m,2.0~3.0 s内位移大小x2=×2×1 m=1 m,所以x1>x2,B错误;0~2.0 s内的平均速度大小v1==1 m/s,2.0~3.0 s内的平均速度大小v2==1 m/s,所以v1=v2,C错误;0~3.0 s内速度v始终大于0,物体始终沿正方向运动,D错误。
3.(2022·辽宁鞍山模拟)一实验小组做了某型号民用汽车在有、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-v02=-2ax,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,B正确。
4.(2022·天津河东一模)急刹车时的加速度大小是衡量汽车安全性能的重要参数之一。如图所示,图线甲、乙分别为甲、乙两辆小汽车在同样的水泥路面上急刹车全过程中位移x与时间t的关系曲线,已知急刹车时车轮均不打转。下列判断正确的是( )
A.急刹车过程中甲车的加速度较大,甲车的刹车性能较好
B.在t1时刻甲车的速度大小为
C.在t1时刻乙车的速度大小比甲车的小
D.t1~t2时间内甲车平均速度的大小比乙车小
D 解析:由题图知急刹车过程中发生相同的位移x2,乙车用时较短,加速度较大,乙车的刹车性能较好,A错误;x-t图像中图线上某点切线的斜率表示速度,而表示甲车在0~t1时间内的平均速度,B错误;在t1时刻图线乙的切线斜率较大,则在t1时刻乙车的速度较大,C错误;t1~t2时间内甲车的位移Δx较小,由v=,可知甲车的平均速度较小,D正确。
5.(2022·福建厦门一模)一个质点在外力的作用下由静止开始沿直线运动,它的加速度—时间图像如图所示,t=4 s时,该质点的速度大小为( )
A.3 m/s B.2 m/s
C.1 m/s D.0
D 解析:a-t图像的面积代表速度变化量,由静止开始沿直线运动,在t=4 s时质点的速度大小为v=×2-×2=0,D正确。
素养提升练
6.(2022·浙江杭州二模)两玩具车在两条平行的车道上行驶,t=0时两车都在同一计时线处,它们在四次比赛中的v-t图像如下图所示。在0~3 s内哪幅图对应的比赛中两车可能再次相遇( )
C 解析:A项中,在0~2.5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,两车间距增大,2.5 s时,两车速度相等,两者相距最远,此后,两车的距离在缩小,t=5 s时,两车相遇,故0~3 s内两车没有相遇,A错误;B项中,在0~5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,5 s时,两者相距最远,0~3 s内两车不可能相遇,B错误;C项中,根据v-t图像图线与t轴包围的面积等于位移可知,2.5 s时,两车相遇,故两车在0~3 s内会相遇,C正确;D项中,在0~5 s内,一辆车的速度始终比另一辆车的速度大,5 s时,两车速度相等,相距最远,0~3 s内两车不可能相遇,D错误。
7.(2022·山东实验中学三模)甲、乙两车在平直公路上同向行驶,以某一位置为坐标原点O,以运动方向为正方向,建立一维坐标系。若甲、乙两车经过坐标原点后它们运动的v2-x图像如图所示,且两车同时驶过x=0.2