内容正文:
第2节 匀变速直线运动
同步练习
基础巩固
1.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
B.匀减速直线运动就是加速度为负值的运动
C.匀加速直线运动的速度一定与时间成正比
D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
2.在足够长的光滑斜面上,有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动,如果物体的加速度始终为5 m/s2,方向沿斜面向下.那么经过3 s时的速度大小和方向是( )
A.5 m/s,沿斜面向下 B.25 m/s,沿斜面向上
C.5 m/s,沿斜面向上 D.25 m/s,沿斜面向下
3.航母上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“歼-15”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5 m/s2,起飞速度为50 m/s,若该飞机滑行100 m时起飞,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为( )
A.30 m/s B.40 m/s
C.20 m/s D.10 m/s
4.“嫦娥五号”探测器在月球表面着陆时,先如图中所示悬停在月球表面上方1.8 m处,之后以1.6 m/s2的加速度由静止开始自由下落,则探测器自由下落到月球表面的时间为( )
A.0.5 s B.1.5 s
C.2.5 s D.3.5 s
5.运动员控制遥控车使它在水平地面上做直线运动,从t=0时刻起,2 s内其速度随时间变化的规律为v=2+3t(m/s),下列判断正确的是( )
A.t=0时,遥控车的速度为3 m/s
B.t=1 s时,遥控车的速度为6 m/s
C.0~2 s内,遥控车的加速度为3 m/s2
D.0~2 s内,遥控车的加速度为9 m/s2
6.在2022年浙江省青少年锦标赛中,某同学以2.20 m的跳高成绩达到了运动健将的标准,经了解,该同学身高1.91 m,据此可估算出他离地时竖直向上的速度最接近( )
A.3.5 m/s B.4.5 m/s
C.6 m/s D.7 m/s
能力进阶
7.飞机起飞的过程是由静止开始在平直跑道上做匀加速直线运动的过程.飞机在跑道上加速到某速度值时离地升空飞行.已知飞机在跑道上加速前进的距离为1 600 m,所用时间为40 s,则飞机的加速度a和离地速度v分别为( )
A.2 m/s2,80 m/s B.2 m/s2,40 m/s
C.1 m/s2,40 m/s D.1 m/s2,80 m/s
8.质点做匀变速直线运动的位移随时间变化的关系式为x=4t+2t2, x与t的单位分别为米和秒,则质点的初速度与加速度分别为( )
A.4 m/s,2 m/s2 B.0,4 m/s2
C.4 m/s,4 m/s2 D.4 m/s,0
素养提升
9.质点从静止开始做匀加速直线运动,经t1=4 s后速度达到v1=20 m/s,然后匀速运动了t2=10 s,接着经t3=5 s匀减速运动后静止.求:
(1)质点在加速运动阶段的加速度a1;
(2)质点在第16 s末的速度v3.
10.中国科学院力学研究所于2000年建成了微重力落塔(如图所示),它是我国自行研制的地基微重力实验设施,落塔配有先进的测量、监测与控制设备.现将塔内做成真空环境,控制设备在离地面80 m的空中自由释放一个小球,g取10 m/s2.求:
(1)监测设备观察到小球在空中的运动时间是多少?
(2)测量设备测得小球落地时的速度大小是多少?
(3)测量设备测得小球在下落总位移的一半处的速度大小是多少?
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第2节 匀变速直线运动
同步练习
基础巩固
1.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
B.匀减速直线运动就是加速度为负值的运动
C.匀加速直线运动的速度一定与时间成正比
D.速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
【答案】A
【解析】匀变速直线运动是加速度不变的直线运动,速度随时间均匀变化,故A正确;匀减速直线运动中速度方向和加速度方向相反,因所取的正方向不确定,加速度并不一定为负值,故B错误;匀加速直线运动的速度不一定与时间成正比,如果有初速度,则v=v0+at,故C错误;速度先减小再增大的运动可能是匀变速直线运动,如先做匀减速直线运动减速到零,然后再反向做匀加速直线运动,故D错误.
2.在足够长的光滑斜面上,有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动,如果物体的加速度始终为5 m/s2,方向沿斜面向下.那么经过3 s时的速度大小和方向是( )
A.5 m/s,沿斜面向下 B.25 m/s,沿斜面向上
C.5 m/s,沿斜面向上 D.25 m/s,沿斜面向下
【答案】A
【解析】物体上滑和下滑的加速度相同,整个过程做匀变速直线运动,取初速度方向为正方向,则v0=10 m/s,a=-5 m/s2,由v=v0+at可得,当t=3 s时,v=-5 m/s,“-”表示物体在t=3 s时速度方向沿斜面向下,故A正确.
3.航母上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“歼-15”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5 m/s2,起飞速度为50 m/s,若该飞机滑行100 m时起飞,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为( )
A.30 m/s B.40 m/s
C.20 m/s D.10 m/s
【答案】B
【解析】根据v2-v=2ax,得v0== m/s=40 m/s,故B正确.
4.“嫦娥五号”探测器在月球表面着陆时,先如图中所示悬停在月球表面上方1.8 m处,之后以1.6 m/s2的加速度由静止开始自由下落,则探测器自由下落到月球表面的时间为( )
A.0.5 s B.1.5 s
C.2.5 s D.3.5 s
【答案】B
【解析】探测器自由下落到月球表面的时间为t==1.5 s.
5.运动员控制遥控车使它在水平地面上做直线运动,从t=0时刻起,2 s内其速度随时间变化的规律为v=2+3t(m/s),下列判断正确的是( )
A.t=0时,遥控车的速度为3 m/s
B.t=1 s时,遥控车的速度为6 m/s
C.0~2 s内,遥控车的加速度为3 m/s2
D.0~2 s内,遥控车的加速度为9 m/s2
【答案】C
【解析】2 s内其速度随时间变化的规律为v=2+3t(m/s),t=0时,遥控车的速度为2 m/s,A错误;t=1 s时,遥控车的速度为5 m/s,B错误;根据v=v0+at可知遥控车的加速度为3 m/s2,C正确,D错误.
6.在2022年浙江省青少年锦标赛中,某同学以2.20 m的跳高成绩达到了运动健将的标准,经了解,该同学身高1.91 m,据此可估算出他离地时竖直向上的速度最接近( )
A.3.5 m/s B.4.5 m/s
C.6 m/s D.7 m/s
【答案】B
【解析】竖直上升阶段根据运动学公式0-v2=-2gh,其中h为运动员重心上升的高度,为h=2.20 m- m=1.245 m,代入数据解得v≈5 m/s,故选B.
能力进阶
7.飞机起飞的过程是由静止开始在平直跑道上做匀加速直线运动的过程.飞机在跑道上加速到某速度值时离地升空飞行.已知飞机在跑道上加速前进的距离为1 600 m,所用时间为40 s,则飞机的加速度a和离地速度v分别为( )
A.2 m/s2,80 m/s B.2 m/s2,40 m/s
C.1 m/s2,40 m/s D.1 m/s2,80 m/s
【答案】A
【解析】根据x=at2,得a== m/s2=2 m/s2,飞机离地速度为v=at=2×40 m/s=80 m/s,故A正确.
8.质点做匀变速直线运动的位移随时间变化的关系式为x=4t+2t2, x与t的单位分别为米和秒,则质点的初速度与加速度分别为( )
A.4 m/s,2 m/s2 B.0,4 m/s2
C.4 m/s,4 m/s2 D.4 m/s,0
【答案】C
【解析】匀变速直线运动的位移与时间关系为x=v0t+at2,对照题给表达式可知v0=4 m/s,a=4 m/s2,故C正确.
素养提升
9.质点从静止开始做匀加速直线运动,经t1=4 s后速度达到v1=20 m/s,然后匀速运动了t2=10 s,接着经t3=5 s匀减速运动后静止.求:
(1)质点在加速运动阶段的加速度a1;
(2)质点在第16 s末的速度v3.
【答案】解:(1)加速阶段的加速度为
a1=== m/s2=5 m/s2.
(2)设减速运动阶段的加速度为a2,由于v2=v1+a2t2,所以
a2== m/s2=-4 m/s2,
当t=16 s时,质点已减速运动了
t3=t-t1-t2=16 s-4 s-10 s=2 s,
此时质点的速度为
v3=v1+a2t3=20 m/s-4×2 m/s=12 m/s.
10.中国科学院力学研究所于2000年建成了微重力落塔(如图所示),它是我国自行研制的地基微重力实验设施,落塔配有先进的测量、监测与控制设备.现将塔内做成真空环境,控制设备在离地面80 m的空中自由释放一个小球,g取10 m/s2.求:
(1)监测设备观察到小球在空中的运动时间是多少?
(2)测量设备测得小球落地时的速度大小是多少?
(3)测量设备测得小球在下落总位移的一半处的速度大小是多少?
【答案】解:(1)小球做自由落体运动有
h=gt2,
监测设备观察到小球在空中的运动时间为
t== s=4 s.
(2)测量设备测得小球落地时的速度大小是
v=gt=10×4 m/s=40 m/s.
(3)小球在下落总位移的一半处,根据动力学公式有
v=2g.
测量设备测得小球在下落总位移的一半处的速度大小是v1==20 m/s.
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