内容正文:
2.2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
一、单选题
1.如图所示,某型号车尾部标有“35TFSI”字样,其中“35”就是从静止加速到的最大加速度乘以10,再四舍五入算出来的,称为G值。G值越大,加速越快,由此推算,则该车加速到的加速时间约为( )
A. B. C. D.
2.北京冬奥会将于2022年2月4日开幕,中国短道速滑队正在备战训练中。如图所示,某运动员的质量为55kg,在起步过程中,运动员一只脚支撑,另一只脚蹬冰,蹬冰时冰刀与冰之间提供沿水平面向前的作用力为275N,双脚交替蹬冰,每次蹬冰时间都是0.7s,双脚交替时间为0.3s,经3.7s到达最大速度,到最大速度前一直在直轨道上运动,不计阻力,则下列说法正确的是( )
A.运动员的加速度为 B.运动员的最大速度为14m/s
C.运动员的最大速度为18.5m/s D.运动员匀加速的位移为30.1m
3.2023年10月31日,“神舟十六号”返回舱在东风着陆场成功着陆.现假设返回舱软着陆过程可视为竖直下落,着陆过程中其速度随时间按的规律变化,由此可知,在软着陆过程中( )
A.返回舱做变加速直线运动
B.返回舱的初速度为30 m/s
C.返回舱的位移在不断减小
D.相同时间内,返回舱的速度变化量不变
4.如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔10m 设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5 s和3 s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度由静止加速到4 m/ s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( )
A.关卡2 B.关卡3 C.关卡4 D.关卡5
5.高铁在启动阶段可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段列车动能( )
A.与它所经历的时间成正比 B.与它所经历的时间成反比
C.与它的速度成正比 D.与它的位移成正比
6.下列属于匀变速直线运动的是( )
A.平抛运动 B.斜抛运动 C.匀速圆周运动 D.自由落体运动
7.对匀变速直线运动的理解,下列说法正确的是( )
A.匀变速直线运动是速度越来越大的运动
B.匀变速直线运动是在任意相等的时间内速度变化相等的运动
C.匀变速直线运动是速度保持不变的运动
D.匀变速直线运动是速度方向保持不变的运动
8.关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.匀变速直线运动是相等时间内通过的位移相等的运动
B.匀减速直线运动的加速度一定为负
C.匀减速直线运动的速度和加速度的方向一定是相反的
D.在匀减速直线运动中,速度和位移一定都随时间的增加而减小
9.小车从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时(如图所示)小车的速度为v,BC的距离是AB的2倍,则到达C点时小车的速度( )
A. B.3v C. D.2v
10.关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A.物体在变力作用下一定做曲线运动
B.物体在一个恒力作用下一定做曲线运动
C.物体在一个恒力作用下一定做匀变速运动
D.物体在一个恒力作用下一定做匀速直线运动
二、填空题
11.雷达是一种利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备。现用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻()开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1s测量一次其位置,坐标为x,结果如下表所示:
t/s
0
1
2
3
4
5
6
x/m
0
507
1094
1759
2505
3329
4233
回答下列问题:
(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是:__________;
(2)当时,该飞行器速度的大小______m/s;(结果保留3位有效数字)
(3)这段时间内该飞行器加速度的大小______(结果保留3位有效数字)
12.匀变速直线运动
1.概念:沿着一条直线,且__________不变的运动.
2.特点:(1)__________不变;
(2) 运动轨迹是__________.
3.分类:
(1)匀加速直线运动:速度__________的匀变速直线运动.
(2)匀减速直线运动:速度__________的匀变速直线运动.
4. 图像:
是一条__________的直线,如图, 为__________直线运动, 为__________直线运动.
参考答案
1.答案:C
解析:根据题意可知,该车的最大加速度约为
该车的末速度为
则该车加速到的加速时间约为
C正确。
故选C。
2.答案:B
解析:A.运动员蹬冰时受到的沿水平向前的作用力为,由牛顿第二定律可得
故A错误;
BC.运动员在1s内先匀加速运动0.7s,再匀速运动0.3s,故3.7s内匀加速运动时间为
匀速运动时间为
故最大速度为
故B正确;C错误;
D.匀加速运动的位移为
故D错误。
选B。
3.答案:D
解析:根据,对比,可知初速度为,方向向下,加速度大小为,方向向上,则返回舱做匀减速直线运动,初速度为8 m/s,位移不断增加,因为加速度恒定,则相同时间内,返回舱速度变化量不变,故A、B、C错误,D正确.
4.答案:B
解析:在放行5s内,加速时间为,时间内运动的路程为,则
在以后的3s时间内为匀速运动其路程为
则5s内共运动距离为
则到关卡3还差4m,还需运动
到达关卡3,此时遇到关闭时间,关卡3最先挡住他。
故选B。
5.答案:D
解析:AB.设高铁匀加速启动的加速度大小为a,匀加速阶段任意时刻的速度为v,任意时刻的位移为x,动能为,则由运动学公式
可知,在初速度为零的情况下上式为
而动能
因此,动能与时间的平方成正比,故AB错误;
C.由
易知其动能与速度的平方成正比,故C错误;
D.由运动学公式
当初速度为零时,上式为
由此可知在加速度恒定的情况下,速度的平方与位移成正比,而高铁的动能
即动能与速度的平方成正比,所以可知在列车起动阶段,它的动能与位移成正比,故D正确。
故选D。
6.答案:D
7.答案:B
解析:A.匀变速直线运动速度均匀变化,匀加速直线运动速度越来越大,匀减速直线运动速度越来越小,故A错误;
B.匀变速直线运动物体的速度均匀变化,在任意相等时间内速度改变量相等,故B正确;
C.匀变速直线运动是速度均匀变化的运动,故C错误;
D.匀变速直线运动的特点是加速度恒定不变,但速度方向可以改变,故D错误。
故选B。
8.答案:C
解析:匀速直线运动是相等时间内通过的位移相等的运动,匀变速直线运动相等时间内通过的位移不相等,故A错误;匀减速直线运动的条件是速度方向与加速度方向相反,若速度沿正方向,则加速度沿负方向,若速度沿负方向,则加速度沿正方向,故B错误,C正确;在匀减速直线运动中,速度减至零之前速度随时间的增加而减小,但物体的运动方向始终不变,故其位移随时间的增加而增大,故D错误.
9.答案:A
解析:由匀变速直线运动的规律:,得,A选项正确。
10.答案:C
解析:A.当力的方向始终与速度在同一直线,其大小不断变化时,则物体做变加速直线运动,故A错误;
B.当恒力的方向与速度在同一直线,则物体做匀变速直线运动,故B错误;
CD.物体在恒力作用下,加速度大小和方向都不变,所以一定做匀变速运动,故C正确,D错误。
故选C。
11.答案:(1)相邻1s内的位移之差接近(2)706(3)79.4
解析:(1)第1s内的位移507m,第2s内的位移587m,第3s内的位移665m,第4s内的位移746m,第5s内的位移824m,第6s内的位移904m,则相邻1s内的位移之差接近,可知判断飞行器在这段时间内做匀加速运动;
(2)根据匀变速直线运动的规律中间时刻的瞬时速度等于相邻两点的平均速度,知当时,该飞行器速度的大小
(3)根据,可得
12.答案:1.加速度; 2.加速度; 直线; 3.均匀增加; 均匀减小; 4.倾斜; 匀加速; 匀减速
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