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微练(二) 匀变速直线运动的规律
一、单项选择题
1.某品牌电动汽车以30 m/s的速度行驶时制动距离为45 m,制动过程看成匀变速直线运动,若制动加速度不变,该汽车以20 m/s的速度行驶时制动距离为 ( )
A.20 m B.25 m
C.30 m D.35 m
解析 假定制动加速度大小为a,汽车以20 m/s的速度行驶时制动距离为s,依题意有0-(30 m/s)2=-2a×45 m,0-(20 m/s)2=-2a×s,联立解得s=20 m,故A项正确。
答案 A
2.如图,在挑战不可能活动中,某女孩穿着轮滑鞋以一定的速度俯身“滑入”静止汽车的车底,车底距地面的高度为0.29 m,她用17 s穿过了18辆汽车底部后滑出,位移为56 m,假设她的运动可视为匀变速直线运动。从上述数据可得出 ( )
A.她在车底运动时的加速度
B.她在车底运动时的平均速度
C.她刚“滑入”车底时的速度
D.她刚滑出车底时的速度
解析 依题意,利用题中已知条件,无法求出她刚“滑入”车底时的速度,根据x=v0t+at2知,由于初速度未知,则无法求出她在车底运动时的加速度,A、C两项错误;根据平均速度公式,可求得她在车底运动时的平均速度为== m/s≈3.29 m/s,B项正确;依题意,由于她的初速度、加速度均无法求出,由公式vt=v0+at或x=可知,无法求出她刚滑出车底时的速度,故D项错误。
答案 B
3.某电动车刹车过程的位移随时间的变化规律为x=4t-t2,x与t的单位分别为m和s,则下列说法正确的是 ( )
A.电动车刹车过程的初速度为0
B.电动车刹车过程的加速度大小为1 m/s2
C.2 s末,电动车速度减为0
D.0~3 s内,电动车通过的位移为3 m
解析 由匀变速直线运动的规律得电动车的初速度v0=4 m/s,加速度a=-2 m/s2,A、B两项错误;2 s末的速度v=v0+at=4 m/s+(-2)×2 m/s=0,C项正确;由于电动车2 s末停止运动,所以0~3 s内的位移等于0~2 s内的位移,代入位移公式得电动车通过的位移为4 m,D项错误。
答案 C
4.一物体做匀加速直线运动,初速度为v0,经时间t后速度变为v。则在时刻该物体的速度为 ( )
A. B.
C. D.
解析 由速度公式得v=v0+at,=v0+a,联立解得=,C项正确。
答案 C
5.第24届冬季奥林匹克运动会,于2022年2月4日至2022年2月20日在北京市和张家口市举行。如图所示,高山滑雪运动员在斜坡上由静止开始匀加速滑行距离x1,又在水平面上匀减速滑行距离x2后停下,测得x2=2x1,运动员经过两平面交接处速率不变,则运动员在斜坡上滑行的加速度a1与在水平面上滑行的加速度a2的大小关系为 ( )
A.a1=a2 B.a1=4a2
C.2a1=a2 D.a1=2a2
解析 设运动员到坡底的速度为v,则斜坡上有x1=,在水平面上有x2=,且x2=2x1,联立解得a1=2a2,D项正确。
答案 D
6.公路上行驶的汽车,司机从发现前方异常情况到紧急刹车,汽车仍将前进一段距离才能停下来。要保证安全,这段距离内不能有车辆和行人,因此把它称为安全距离。由于人和车的灵敏程度不同,导致反应时间不同,一般需要0.8~1.0 s(在做出反应前,汽车仍然匀速行驶)。由于车况不同,刹车后汽车获得的制动力不同,一般是车重的0.5~0.6倍。在限速108 km/h的高速公路上,交警要对所有司机提示一个安全车距,重力加速度g=10 m/s2。请你通过计算告诉交警该安全车距至少应定为 ( )
A.99 m B.105 m
C.114 m D.120 m
解析 由题意得vm=108 km/h=30 m/s为最大限度确保安全,取最长的反应时间1.0 s,刹车后取最小的制动力0.5倍车重,即刹车时的加速度大小取a=0.5g。反应时间内,汽车匀速运动行驶的位移为x1=vmt=30 m,刹车减速位移为x2==90 m,因此安全车距为x=x1+x2=120 m,D项正确。
答案 D
7.一列高铁在进站时做匀减速直线运动,在时间t内的位移为L,速度减小为原来的三分之一,则该高铁做匀减速运动的加速度大小为 ( )
A. B.
C. D.
解析 设初速度为v,则末速度为v,根据运动学规律得v+v=2,=,v-v=at,联立解得a=,A项正确。
答案 A
8.消防员在利用消防水带灭火前需将水带铺平拉直,其铺设过程可视为由静止开始做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动直至停下。如图所示,若在某次铺设长为25 m的消防水带时,消防员共用时12 s,最大速度为2.5 m/s,加速和减速过程的加速度大小相等,则消防员运动的加速度大小为 ( )
A.1.25 m/s