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课后提升训练(六) 位移变化规律
1.一个物体由静止开始做匀加速直线运动,第1 s末的速度达到4 m/s,物体在第2 s内的位移是( )
A.6 m B.8 m
C.4 m D.1.6 m
A 解析:根据速度公式v1=at,得a== m/s2=4 m/s2.第1 s末的速度等于第2 s初的速度,所以物体在第2 s内的位移s2=v1t+at2=4×1 m+×4×12 m=6 m.故选项A正确.
2.(2021·山东德州高一期末)一辆汽车沿平直道路行驶,以x表示它相对于出发点的位移.汽车在0到40 s内的xt图像如图所示.下列说法正确的是( )
A.汽车在40 s时离出发点最远
B.汽车在10 s到20 s内匀速行驶
C.汽车在0到40 s内运动方向始终保持不变
D.汽车在20 s到40 s内驶向出发点
D 解析:汽车在40 s时回到出发点,位移为0,所以A错误;汽车在10 s到20 s内汽车处于静止状态,所以B错误;汽车在0到40 s内,开始先向正方向做匀速直线运动,然后静止一段时间,最后向反方向运动,所以C错误;汽车在20 s到40 s内驶向出发点,所以D正确;故选D.
3.(2021·广州广东实验中学高二期中)在一次交通事故中,交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是30 m,该车辆的最大刹车加速度是15 m/s2,该路段的限速是60 km/h,则该车是否超速( )
A.超速 B.不超速
C.无法判断 D.刚好是60 m/h
A 解析:汽车刹车时做匀减速运动,逆向思维,根据v0=2ax,可得汽车的初速度为v0=108 km/h>60 km/h已超速.故选A.
4.一列客车沿平直轨道以30 m/s的速度向前运动,司机发现正前方150 m处有一块山上滑落的巨石挡住了道路,司机立即刹车使车做匀减速运动.为了避免与巨石相撞,刹车时的加速度大小至少为( )
A.2 m/s2 B.5 m/s2
C.0.5 m/s2 D.3 m/s2
D 解析:由速度与位移的关系式可得a= m/s2=3 m/s2,选项D正确.
5.有些航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某型号的战斗机在跑道上加速时可能产生的最大加速度为5.0 m/s2,当飞机的速度达到50 m/s时才能离开航空母舰起飞.设航空母舰处于静止状态.问:
(1)若要求该飞机滑行160 m后起飞,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?
(2)若某舰上不装弹射系统,要求该型号飞机仍能在此舰上正常起飞,则该舰身长至少应为多少?
答案:(1)30 m/s (2)250 m
解析:(1)根据公式v t -v0=2as
解得v0==30 m/s.
(2)不装弹射系统时有v2=2aL
解得L==250 m.
6.(2021·四川凉山高三二模)甲、乙两车在同一车道同向直线运动,运动中速度随时间变化的vt图如图所示,运动中两车恰好没有发生碰撞,最终两车均停止,则( )
A.t=0时,甲车在乙车前方9 m处
B.t=0时,甲车在乙车后方8.4 m处
C.当甲车刚停下时,乙车运动速度大小为1.2 m/s
D.当两车均停止时相距0.4 m
C 解析:由题意可知,两车恰好未碰撞故在交点处,甲乙的距离为0,则在3秒时甲乙两个物体的位移之差为t=0时乙车在甲车前方的距离,由速度—时间图像的面积表示位移可得Δx=×3 m=9 m,故A、B错误;
由图可得k甲==-5,k乙==-3
当甲停下时,时间为t== s=3.6 s
此时乙的速度为v=(12-3×3.6) m/s=1.2 m/s,故C正确;当t=3 s时两车距离为0,故均停止的距离为图线相交后,图像与x轴围成的面积为Δx1=×3×(4-3.6) m=0.6 m
故D错误.故选C.
7.(2021·吉林长春高三三模)无线蓝牙耳机开启了新的音频传输方式,摆脱了线材束缚.真正实现了无拘无束.已知无线蓝牙耳机的理论传输距离约为12 m,但实际传输距离受到环境等因素干扰可能不到12 m:为了研究无线蓝牙耳机的实际传输距离.小郭和小王做了一个有趣的实验.小郭佩戴无线蓝牙耳机,小王携带手机.耳机与手机已经配对.小郭站在小王正前方14 m 处,二人同时沿同直线向正前方运动,各自运动的vt图像如图所示,结果耳机与手机正常接通的时间为2 s.忽略信号传输时间,则实际传输距离为( )
A.8 m B.9 m
C.10 m D.11 m
D 解析:由图像可知,t=2 s时,小郭和小王速度相等,距离最近,最小距离x=14 m-(8-4)×2 m=10 m
由于正常连通时间为2 s,所以连通时间是从t=1 s至t=3 s,当t=1 s时,由图像可知小王的速度为6 m/s,由运动学规律得,此时小郭和小王之间的距离为x′=×1 m+x=11 m
即实际传输距离为11 m.故选D.
8.(2021·河北唐山高三二模)ETC (Electronic Toll Collection),又称自动道路缴费系统,该系统的推行,有效的缓解高速公路收费站的拥堵现象.若某汽车在高速上正常行驶速度为30 m/s,沿该平直公路通过收费站ETC通道时,其速度随时间变化的关系如图所示,则ETC通道对该车行驶产生的时间延误为( )
A.8 s B.20 s
C.26 s D.40 s
B 解析:根据vt图像图形的面积表示位移,则可得ETC通道的位移为x=[×(6-1)+5×(14-6)+×(41-14)] m=600 m
没有收费站时,汽车所用时间为t== s=20 s
所以ETC通道对该车行驶产生的时间延误为Δt=(41-1-20)s=20 s
所以B正确;A、C、D错误;故选B.
9.(2021·湖北武汉高一期末)汽车在平直的公路上匀加速行驶,加速度为4 m/s2.某时刻,正前方17.5 m处的斑马线上突然有行人通过,此时汽车的速度为10 m/s.为礼让行人,驾驶员紧急刹车,在斑马线前停车等待,已知驾驶员反应时间为0.5 s.求:
(1)驾驶员反应时间内,汽车的位移大小;
(2)汽车刹车时加速度大小的最小值.
答案:(1)5.5 m;(2)6 m/s2
解析:(1)驾驶员反应时间内,汽车匀加速直线运动,由运动学规律x1=v0t+a1t2
解得x1=5.5 m
(2)由运动学规律,汽车紧急刹车时的速度v=v0+a1t
紧急刹车的末速度为零,由运动学规律0-v2=-2a2x2
又x1+x2≤x
解得a2≥6 m/s2
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