内容正文:
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
本章高考考情速递
试题情境
生活实践类
安全行车,生活娱乐,交通运输,体育运动(如汽车刹车,飞机起飞,电梯运行,无人机升空)
学习探究类
伽利略对自由落体运动的研究,速度的测量,加速度的测量,追及相遇问题
考点
1. 匀变速直线运动的规律(山东卷T6-2023,全国甲卷T15-2022,湖北卷T6-2022)
2.运动学图像(全国甲卷T16-2023,广东卷T3-2023,湖北卷T8-2023,江苏卷T1-2023)
3.实验:测量重力加速度(江苏卷T11-2022,北京卷T16-2022,辽宁卷T12-2022)
4.运动的描述(浙江6月选考T4-2023,浙江1月选考T3-2023)
5.实验:探究小车速度随时间变化的规律(全国甲卷T23-2023,浙江1月选考T16I(1) -2023)
第1课时 运动的描述
素养目标:
1.了解质点和位移的概念,知道把物体看成质点的条件。
2.了解参考系的作用,会在实例中选择合适的参考系。
3.掌握速度、加速度的概念,体会比值定义法和极限思想。
1.(2023·福建·高考真题)“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶,在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构,该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发,经过61天到达M处,行驶路程为585米;又经过23天,到达N处,行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米,则火星车( )
A.从O处行驶到N处的路程为697米
B.从O处行驶到N处的位移大小为889米
C.从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天
D.从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天
考点一 质点、参考系
例题1. (2024·浙江·模拟预测)1月22日,浙江大部分地区迎来了2024年第一场雪。关于雪花下落的过程,下列说法正确的是( )
A.雪花很小,一定可以看成质点
B.雪花位移的大小一定等于路程
C.在无风环境雪花做自由落体运动
D.要研究雪花的运动必须先选定参考系
【易错分析】
1. 物体能否看成质点,不是看物体的大小而是看物体的大小和形状对问题的研究有无影响,若影响没有影响或影响很小,则可以看成质点。
2. 一个物体有些情况可以看成质点,有些情况不能看成质点。
考点二 位移
例题2. (2024·福建莆田·二模)2023年5月28日上午10时32分,国产大飞机C919迎来商业首飞,标志着中国具备了自主研制大型客机的能力。某次该大飞机在机场直跑道由静止开始加速,用时30s经过2100m起飞,又经过20s达到离地高度400m处。下列说法正确的是( )
A.10时32分和30s都是指时刻
B.大飞机在直跑道上的平均速度为70m/s
C.大飞机离地起飞时的瞬时速度为70m/s
D.大飞机开始运动50s内的位移是2500m
【易错分析】
1. 位移是指从物体初位置指向末位置的有向线段,为矢量。
2. 只有单向直线运动,位移大小才等于路程。
考点二 平均速度 瞬时速度
例题3. (2024·福建泉州·一模)2023年晋江国际马拉松赛于12月3日开跑,全程马拉松(往返共42.195公里)赛道线路图如图所示。经过激烈角逐,中国选手徐冰洁以2小时38分16秒的成绩获得该赛事全程马拉松的女子冠军。下列说法正确的是( )
A.全程马拉松的位移为42.195km
B.徐冰洁的平均速度大小约为16km/h
C.徐冰洁的平均速率约为16km/h
D.研究徐冰洁比赛全程的平均速率不能将其视为质点
【易错分析】
1.平均速度是矢量,为位移和时间的比值;平均速率为标量,为路程和时间的比值。
用极限法求瞬时速度
由平均速度=可知,当Δt→0时,平均速度就可以认为等于某一时刻或某一位置的瞬时速度。测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量。
考点三 加速度
例题4. (2024·山东临沂·一模)近几年来我国新能源汽车发展迅速,现对国产某品牌新能源汽车进行性能测试。已知该汽车在时间t内通过了位移s,同时它的速度变为原来的N倍。如果汽车做的是匀加速直线运动,该汽车加速度大小为( )。
A. B. C. D.
【潜能挖掘】
例题5.
一个物体以初速度v0做变加速运动,加速度a逐渐减小,则在下列两种情况下,试描述物体的运动情况,并用v-t图像辅助分析。
(1)物体的加速度a与初速度v0方向相同;
(2)物体的加速度a与初速度v0方向相反。
【易错分析】
1. 错以为加速度减小,速度就减小,加速度增大是指速度变化得快,加速度减小是指速度变化得慢。
2. 加速度为负,物体不一定减速,加速度为正,物体不一定加速。加速度和速度同向,物体加速,加速度和速度反向,物体减速。
判断物体做加速运动还是减速运动,关键是看物体的加速度与速度方向的关系。
(1)a和v同向―→
2a和v反向―→
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2024·辽宁鞍山·二模)“急动度”表示加速度随时间的变化率,在实际应用中是一个重要的概念。在汽车工程领域急动度被用来衡量乘客的舒适程度,在结构动力学等其他方面也有应用。急动度的单位应是( )
A.m/s3 B.m/s2 C.N/s3 D.N/s2
2.(2024·浙江温州·二模)下列说法正确的是( )
A.研究“天问一号”调整姿态,利用相机拍摄火星表面地貌时,“天问一号”可视为质点
B.国产大飞机C919商业首飞,航行时间约2h,航程约1100km,其中“2h”指的是时刻
C.“中国天眼”探测到的引力波,传播速度为光速,若频率为,则其波长比可见光长
D.全球最大实验性核聚变反应堆开始运行,核反应方程为
3.(2024·福建三明·一模)为推动三明市三沙同城化和区域经济发展,自2023年4月1日零时起,对三元区三明东、三明西、三明南、三明北至沙县区沙县、虬江、三明机场3个高速公路收费站,两组之间跨区往返通行的闽G牌照9座以下(含9座)一类小型客车的高速公路通行费用由政府统一支付,车主免费通行。如图是手机导航从沙县机场收费站到三明西收费站的截图,则下列说法正确的是( )
A.“44分钟”指的是时刻
B.这两个收费站的位移为58km
C.小型客车的平均速率为79.09km/h
D.若研究小型客车通过某个隧道的时间,一定可以把车看成质点
4.(2022·全国·模拟预测)一质点沿一边长为的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动,初始位置在边的中点A,沿逆时针方向运动,如图所示,A、B、C、D分别是边的中点,则下列说法正确的是( )
A.第末的瞬时速度为
B.前内的平均速度为
C.前内的平均速度为
D.前内的平均速率为
5.(2024·全国·一模)2023年10月3日,在杭州亚运会田径女子4×100m接力决赛中,位于第8道的中国队以43秒39的成绩夺得冠军,时隔9年重返亚洲之巅,其中第四棒运动员是福建选手葛曼棋。如图所示为4×100m跑道的起终点区域,部分赛道起点位置及比赛终点线如图中所标注,则在整个比赛中( )
A.43秒39表示时刻
B.每位运动员位移的大小都为100m
C.中国队的平均速度约为9.2m/s
D.中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大
6.(2024·河北秦皇岛·模拟预测)下列说法正确的是( )
A.力学中为了研究方便,任何物体任何时候都可以看成质点,质点是理想化模型
B.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了假设法
C.在物理学中常常用比值法定义物理概念,例如电场强度和电势都是采用比值法定义的
D.根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,这里运用了微元的思想
二、多选题
7.(2024·贵州·一模)图(a)是贵州特有的“独竹漂”表演,此项目已被列入第五批国家级非物质文化遗产保护名录。某次表演过程中,表演者甲在河中心位置完成表演后沿直线划向岸边,同时表演者乙从另一岸边沿同一直线划向河中心并准备表演,该过程甲、乙运动的位置x与时间t的关系图像如图(b)所示,则( )
A.内甲、乙的运动方向相反
B.内甲、乙的位移大小相等
C.内乙的平均速度等于甲的平均速度
D.内乙的速度最大值大于甲的速度最大值
8.(2023·陕西商洛·模拟预测)礼花弹从专用炮筒中射出后,在末到达离地面的最高点时炸开,构成各种美丽的图案,如图所示。有关礼花弹腾空的过程,以下说法正确的是( )
A.礼花弹的速度越大,加速度不一定越大
B.礼花弹的速度变化越快,加速度一定越大
C.礼花弹的速度变化量越大,加速度一定越大
D.某时刻速度为零,其加速度一定为零
9.(22-23高三上·广东珠海·期末)某跳水运动员在训练时,自离开跳台开始计时到完全落入水中,其速度随时间变化情况可简化如图所示,选向下为正方向,下列结论正确的是( )
A.0~t2为空中运动时间,该段时间内,速度始终向下
B.在t2~t3时间内,加速度大小逐渐减小
C.在0~t1内,平均速度
D.在t2~t3时间内,平均速度
10.(2023·陕西渭南·一模)一段高速公路上限速120km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为,经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.计算汽车速度的表达式
B.计算汽车速度的表达式
C.若,,照相机将会拍照
D.若,,照相机将会拍照
三、解答题
11.(2023·安徽六安·模拟预测)速度的变化量是一个物理量。它的定义式为,这个式子中的各个物理量都是矢量,属于矢量的减法运算。它同样遵循平行四边形定则。如图,如果物体在轴上运动,且,,均沿轴正方向。求这一过程中的速度变化量的大小和方向;
12.杭黄高铁是连接杭州市和黄山市的高速铁路.2018年12月25日,正式开通运营,运行时的最大时速为250公里.杭黄高速列车在一次联调联试运行中由A站开往B站,A、B车站间的铁路为直线.技术人员乘此列车从A车站出发,列车从启动匀加速到270km/h,用了150s时间,在匀速运动了10分钟后,列车匀减速运动,经过200秒后刚好停在B车站.求:
(1)求此高速列车启动、减速时的加速度;
(2)求A、B两站间的距离;
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
本章高考考情速递
试题情境
生活实践类
安全行车,生活娱乐,交通运输,体育运动(如汽车刹车,飞机起飞,电梯运行,无人机升空)
学习探究类
伽利略对自由落体运动的研究,速度的测量,加速度的测量,追及相遇问题
考点
1. 匀变速直线运动的规律(山东卷T6-2023,全国甲卷T15-2022,湖北卷T6-2022)
2.运动学图像(全国甲卷T16-2023,广东卷T3-2023,湖北卷T8-2023,江苏卷T1-2023)
3.实验:测量重力加速度(江苏卷T11-2022,北京卷T16-2022,辽宁卷T12-2022)
4.运动的描述(浙江6月选考T4-2023,浙江1月选考T3-2023)
5.实验:探究小车速度随时间变化的规律(全国甲卷T23-2023,浙江1月选考T16I(1) -2023)
第1课时 运动的描述
素养目标:
1.了解质点和位移的概念,知道把物体看成质点的条件。
2.了解参考系的作用,会在实例中选择合适的参考系。
3.掌握速度、加速度的概念,体会比值定义法和极限思想。
1.(2023·福建·高考真题)“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶,在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构,该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发,经过61天到达M处,行驶路程为585米;又经过23天,到达N处,行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米,则火星车( )
A.从O处行驶到N处的路程为697米
B.从O处行驶到N处的位移大小为889米
C.从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天
D.从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天
【答案】D
【解析】A.由题意可知从O到N处的路程为
故A错误;
B.位移的大小为两点之间的直线距离,O、M、N三点大致在一条直线上,则从O到N处的位移大小为
故B错误;
C.平均速率为路程与时间的比值,故从O行驶到M处的平均速率为
故C错误;
D.平均速度大小为位移与时间的比值,则从M行驶到N处的平均速度为
故D正确。
故选D。
考点一 质点、参考系
例题1. (2024·浙江·模拟预测)1月22日,浙江大部分地区迎来了2024年第一场雪。关于雪花下落的过程,下列说法正确的是( )
A.雪花很小,一定可以看成质点
B.雪花位移的大小一定等于路程
C.在无风环境雪花做自由落体运动
D.要研究雪花的运动必须先选定参考系
【答案】D
【解析】A.质点是一理想化模型,无论物体质量大小,体积大小。只要在研究的问题中处于次要因素,都可以看做质点,雪花虽很小,能否看成质点,要看对雪花下落研究的问题性质决定,因此不一定可以看成质点,A错误;
B.雪花质量很小,在下落过程中受到重力和空气阻力作用,因此雪花的运动轨迹不一定是直线运动,所以雪花位移的大小不一定等于路程,B错误;
C.在无风环境中,雪花除受重力作用外,还有空气阻力作用,因此雪花不是做自由落体运动,C错误;
D.由运动的相对性,要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体做参考,因此要研究雪花的运动必须先选定参考系,D正确。
故选D。
【易错分析】
1. 物体能否看成质点,不是看物体的大小而是看物体的大小和形状对问题的研究有无影响,若影响没有影响或影响很小,则可以看成质点。
2. 一个物体有些情况可以看成质点,有些情况不能看成质点。
考点二 位移
例题2. (2024·福建莆田·二模)2023年5月28日上午10时32分,国产大飞机C919迎来商业首飞,标志着中国具备了自主研制大型客机的能力。某次该大飞机在机场直跑道由静止开始加速,用时30s经过2100m起飞,又经过20s达到离地高度400m处。下列说法正确的是( )
A.10时32分和30s都是指时刻
B.大飞机在直跑道上的平均速度为70m/s
C.大飞机离地起飞时的瞬时速度为70m/s
D.大飞机开始运动50s内的位移是2500m
【答案】B
【解析】A.10时32分指的是时刻,30s指的是时间,故A错误;
B.大飞机在直跑道上的平均速度
故B正确;
C.根据题意无法求出大飞机离地起飞时的瞬时速度,故C错误;
D.大飞机开始运动50s内的运行轨迹不是单方向的直线运动,故位移
故D错误。
故选B。
【易错分析】
1. 位移是指从物体初位置指向末位置的有向线段,为矢量。
2. 只有单向直线运动,位移大小才等于路程。
考点二 平均速度 瞬时速度
例题3. (2024·福建泉州·一模)2023年晋江国际马拉松赛于12月3日开跑,全程马拉松(往返共42.195公里)赛道线路图如图所示。经过激烈角逐,中国选手徐冰洁以2小时38分16秒的成绩获得该赛事全程马拉松的女子冠军。下列说法正确的是( )
A.全程马拉松的位移为42.195km
B.徐冰洁的平均速度大小约为16km/h
C.徐冰洁的平均速率约为16km/h
D.研究徐冰洁比赛全程的平均速率不能将其视为质点
【答案】C
【解析】A.42.195km指的是全程马拉松的路程,故A错误;
B.平均速度的大小是位移与时间的比值,由于位移的大小未知,无法求出徐冰洁的平均速度大小,故B错误;
C.徐冰洁的平均速率
故C正确;
D.研究徐冰洁比赛全程的平均速率时,其形状和大小可以忽略,可以将其看做质点,故D错误。
故选C。
【易错分析】
1.平均速度是矢量,为位移和时间的比值;平均速率为标量,为路程和时间的比值。
用极限法求瞬时速度
由平均速度=可知,当Δt→0时,平均速度就可以认为等于某一时刻或某一位置的瞬时速度。测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量。
考点三 加速度
例题4. (2024·山东临沂·一模)近几年来我国新能源汽车发展迅速,现对国产某品牌新能源汽车进行性能测试。已知该汽车在时间t内通过了位移s,同时它的速度变为原来的N倍。如果汽车做的是匀加速直线运动,该汽车加速度大小为( )。
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设初速度为,则时间t后速度变为,物体在时间t内通过了位移s,则平均速度为
解得
所以加速度为
故选A。
【潜能挖掘】
例题5.
一个物体以初速度v0做变加速运动,加速度a逐渐减小,则在下列两种情况下,试描述物体的运动情况,并用v-t图像辅助分析。
(1)物体的加速度a与初速度v0方向相同;
(2)物体的加速度a与初速度v0方向相反。
【答案】 见解析
【解析】 (1)物体做加速度减小的加速运动,当加速度减小到零时,速度达到最大,然后做匀速直线运动。其v-t图像如图甲所示。
(2)具体有以下三种情况
①物体做加速度减小的减速运动,当加速度减小到零时做同方向的匀速直线运动,如图乙所示;
②物体做加速度减小的减速运动,当加速度减小到零时物体的速度同时减小到零,物体静止,如图丙所示;
③物体做加速度减小的减速运动,当速度减小到零时,加速度不为零,然后反方向做加速运动,直到加速度减小到零,然后做匀速直线运动,如图丁所示。
【易错分析】
1. 错以为加速度减小,速度就减小,加速度增大是指速度变化得快,加速度减小是指速度变化得慢。
2. 加速度为负,物体不一定减速,加速度为正,物体不一定加速。加速度和速度同向,物体加速,加速度和速度反向,物体减速。
判断物体做加速运动还是减速运动,关键是看物体的加速度与速度方向的关系。
(1)a和v同向―→
2a和v反向―→
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2024·辽宁鞍山·二模)“急动度”表示加速度随时间的变化率,在实际应用中是一个重要的概念。在汽车工程领域急动度被用来衡量乘客的舒适程度,在结构动力学等其他方面也有应用。急动度的单位应是( )
A.m/s3 B.m/s2 C.N/s3 D.N/s2
【答案】A
【解析】加速度单位为m/s2,由题意可得“急动度”表示加速度随时间的变化率,则可知其单位为m/s3。
故选A。
2.(2024·浙江温州·二模)下列说法正确的是( )
A.研究“天问一号”调整姿态,利用相机拍摄火星表面地貌时,“天问一号”可视为质点
B.国产大飞机C919商业首飞,航行时间约2h,航程约1100km,其中“2h”指的是时刻
C.“中国天眼”探测到的引力波,传播速度为光速,若频率为,则其波长比可见光长
D.全球最大实验性核聚变反应堆开始运行,核反应方程为
【答案】C
【解析】A.研究“天问一号”调整姿态时不能把忽略它的大小和形状,所以不能看成质点,故A错误;
B.航行时间约2h指的是时间间隔,而不是时刻,故B错误;
C.由关系式
解得
而可见光波长在400~780nm,引力波波长明显比可见光长,故C正确;
D.核反应方程为是发生裂变反应,不是核聚变反应,故D错误。
故选C。
3.(2024·福建三明·一模)为推动三明市三沙同城化和区域经济发展,自2023年4月1日零时起,对三元区三明东、三明西、三明南、三明北至沙县区沙县、虬江、三明机场3个高速公路收费站,两组之间跨区往返通行的闽G牌照9座以下(含9座)一类小型客车的高速公路通行费用由政府统一支付,车主免费通行。如图是手机导航从沙县机场收费站到三明西收费站的截图,则下列说法正确的是( )
A.“44分钟”指的是时刻
B.这两个收费站的位移为58km
C.小型客车的平均速率为79.09km/h
D.若研究小型客车通过某个隧道的时间,一定可以把车看成质点
【答案】C
【解析】
A.“44分钟”指的是时间,故A错误;
B.这两个收费站的路程为58km,故B错误;
C.小型客车的平均速率为
故C正确;
D.若研究小型客车通过某个隧道的时间,若小型客车与隧道的长度相差不是很大,不可以把车看成质点,故D错误。
故选C。
4.(2022·全国·模拟预测)一质点沿一边长为的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动,初始位置在边的中点A,沿逆时针方向运动,如图所示,A、B、C、D分别是边的中点,则下列说法正确的是( )
A.第末的瞬时速度为
B.前内的平均速度为
C.前内的平均速度为
D.前内的平均速率为
【答案】B
【解析】AD.根据题意可知,质点每秒钟匀速移动,可知质点以恒定速率运动,则第末的瞬时速度为,前内的平均速率为,故AD错误;
BC.根据题意可知,前内质点由运动到,位移为
平均速度为
故C错误,B正确。
故选B。
5.(2024·全国·一模)2023年10月3日,在杭州亚运会田径女子4×100m接力决赛中,位于第8道的中国队以43秒39的成绩夺得冠军,时隔9年重返亚洲之巅,其中第四棒运动员是福建选手葛曼棋。如图所示为4×100m跑道的起终点区域,部分赛道起点位置及比赛终点线如图中所标注,则在整个比赛中( )
A.43秒39表示时刻
B.每位运动员位移的大小都为100m
C.中国队的平均速度约为9.2m/s
D.中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大
【答案】D
【解析】A.43秒39描述的是4×100m接力决赛中位于第8道的中国队所经历的实际时间,表示时间间隔,故A错误;
B.位移是指初位置到末位置的一条有向线段,线段的长度表示位移大小,箭头指向表示位移方向,根据图示可知,图示运动员的初末位置不相同,表示位移的有向线段的长度与方向均不相同,即每位运动员位移的大小不一定都为100m,故B错误;
D.根据图中所示可知,表示第8道中国队的位移的有向线段的长度大于第3道的新加坡队的位移的有向线段的长度,即中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大,故D正确;
C.平均速率等于总路程与总时间的比值,中国队的平均速率为
平均速度等于总位移与总时间的比值,中国队做的是曲线运动,平均速度大小小于平均速率,可知中国队的平均速度大小小于9.2m/s,故C错误。
故选D。
6.(2024·河北秦皇岛·模拟预测)下列说法正确的是( )
A.力学中为了研究方便,任何物体任何时候都可以看成质点,质点是理想化模型
B.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了假设法
C.在物理学中常常用比值法定义物理概念,例如电场强度和电势都是采用比值法定义的
D.根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,这里运用了微元的思想
【答案】C
【解析】A.当物体的形状和体积对所研究问题的影响可以忽略不计时,才能够将物体看为质点,质点是理想化模型,并不是任何物体任何时候都可以看成质点,故A错误;
B.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了微元法,故B错误;
C.在物理学中常常用比值法定义物理概念,电场强度与试探电荷、电场力没有本质的决定关系,电势与试探电荷也没有本质的决定关系,因此和电势都是采用比值法定义的,故C正确;
D.根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,这里运用了极限的思想,故D错误。
故选C。
二、多选题
7.(2024·贵州·一模)图(a)是贵州特有的“独竹漂”表演,此项目已被列入第五批国家级非物质文化遗产保护名录。某次表演过程中,表演者甲在河中心位置完成表演后沿直线划向岸边,同时表演者乙从另一岸边沿同一直线划向河中心并准备表演,该过程甲、乙运动的位置x与时间t的关系图像如图(b)所示,则( )
A.内甲、乙的运动方向相反
B.内甲、乙的位移大小相等
C.内乙的平均速度等于甲的平均速度
D.内乙的速度最大值大于甲的速度最大值
【答案】CD
【解析】A. 内甲乙的斜率均为负,所以运动方向相同,A错误;
B.内甲的位移为,乙的位移大小小于,所以内甲、乙的位移大小不相等,B错误;
C.内乙位移等于甲的位移,时间也相同,所以内乙的平均速度等于甲的平均速度,C正确;
D.在v-t图中,图线斜率的大小代表速度的大小,明显图乙在最大斜率绝对值大于图甲的最大斜率绝对值,所以内乙的速度最大值大于甲的速度最大值,D正确。
故选CD。
8.(2023·陕西商洛·模拟预测)礼花弹从专用炮筒中射出后,在末到达离地面的最高点时炸开,构成各种美丽的图案,如图所示。有关礼花弹腾空的过程,以下说法正确的是( )
A.礼花弹的速度越大,加速度不一定越大
B.礼花弹的速度变化越快,加速度一定越大
C.礼花弹的速度变化量越大,加速度一定越大
D.某时刻速度为零,其加速度一定为零
【答案】AB
【解析】A.速度大指运动的快,不能说明速度变化快,即加速度不一定越大,故A正确;
B.根据加速度表示物体速度变化的快慢,可知烟花的速度变化越快,加速度一定越大,故B正确;
C.加速度等于速度变化量与对应时间的比值,速度变化量大,不能说明加速度大,故C错误;
D.烟花在最高点时速度为零,但由于烟花受到重力的作用,所以其加速度不为零,故D错误。
故选AB。
9.(22-23高三上·广东珠海·期末)某跳水运动员在训练时,自离开跳台开始计时到完全落入水中,其速度随时间变化情况可简化如图所示,选向下为正方向,下列结论正确的是( )
A.0~t2为空中运动时间,该段时间内,速度始终向下
B.在t2~t3时间内,加速度大小逐渐减小
C.在0~t1内,平均速度
D.在t2~t3时间内,平均速度
【答案】BC
【解析】A.在0~t2为空中运动时间内,速度先为负值,后为正值,则速度方向先向上,后向下,故A错误;
B.v-t图像斜率的绝对值表示加速度大小,由题图可以看出,在t2~t3时间内图线斜率逐渐减小,加速度大小逐渐减小,故B正确;
C.在0~t1内,图线斜率不变,表示做匀变速直线运动,则由匀变速直线运动推论,平均速度等于初、末速度和的一半,故C正确;
D.v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移,由图像可以看出,在t2~t3时间内,实际图线与时间轴围的面积小于虚线(匀减速到零)所围面积,由平均速度等于位移与所用时间的比值,所以此段时间内的平均速度小于此段时间内匀减速到零的平均速度,故D错误。
故选BC。
10.(2023·陕西渭南·一模)一段高速公路上限速120km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为,经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.计算汽车速度的表达式
B.计算汽车速度的表达式
C.若,,照相机将会拍照
D.若,,照相机将会拍照
【答案】AC
【解析】AB.计算汽车速度的原理是利用短时间内的平均速度来代替瞬时速度,故汽车速度的表达式为
A正确,B错误;
C.若,,则汽车的速度为
超速,照相机将会拍照,C正确;
D.若,,则汽车的速度为
未超速,照相机不会拍照,故D错误。
故选AC。
三、解答题
11.(2023·安徽六安·模拟预测)速度的变化量是一个物理量。它的定义式为,这个式子中的各个物理量都是矢量,属于矢量的减法运算。它同样遵循平行四边形定则。如图,如果物体在轴上运动,且,,均沿轴正方向。求这一过程中的速度变化量的大小和方向;
【答案】,方向为轴负方向
【解析】速度变化量
代入数据可得
表示速度变化量的大小为,方向为轴负方向。
12.杭黄高铁是连接杭州市和黄山市的高速铁路.2018年12月25日,正式开通运营,运行时的最大时速为250公里.杭黄高速列车在一次联调联试运行中由A站开往B站,A、B车站间的铁路为直线.技术人员乘此列车从A车站出发,列车从启动匀加速到270km/h,用了150s时间,在匀速运动了10分钟后,列车匀减速运动,经过200秒后刚好停在B车站.求:
(1)求此高速列车启动、减速时的加速度;
(2)求A、B两站间的距离;
【答案】(1)0.5m/s2,-0.375m/s2;(2)58125m
【分析】分别确定高速列车启动、减速运动过程的初速度、末速度和时间,由加速度定义式 求出加速度.
【解析】(1) 由加速度的定义式有:
高速列车启动时的加速度为
高速列车减速时的加速度为
;
(2) 加速过程的位移为
匀速过程的位移为
减速过程的位移为
总位移为
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