内容正文:
5.1.1 变化率问题
A级——基础过关练
1.某质点的运动规律为s=t2+1,则在时间[2,2+Δt]内,质点的位移增量等于( )
A.4Δt+(Δt)2 B.4+Δt+
C.2Δt+(Δt)2 D.2+Δt
2.如果质点M的运动方程是s=2t2-2,那么在时间段[2,2+Δt]内的平均速度是( )
A.8+2Δt B.4+2Δt
C.7+2Δt D.-8+2Δt
3.如果质点A运动的位移s(单位:米)与时间t(单位:秒)之间的函数关系为s(t)=,那么该质点在t=3秒时的瞬时速度为( )
A.米/秒 B.-米/秒
C.米/秒 D.-米/秒
4.某物体做自由落体运动的位移s(t)=gt2,g=9.8 m/s2.若=24.5 m/s,则24.5 m/s是该物体( )
A.从0 s到1 s这段时间的平均速度
B.从1 s到(1+Δt)s这段时间的平均速度
C.在t=1 s这一时刻的瞬时速度
D.在t=Δt s这一时刻的瞬时速度
5.已知一物体做直线运动,其运动的位移s(单位:m)与时间t(单位:s)满足:s(t)=-t2+4t,则该物体在t=1到t=3这段时间的平均速度为________m/s.
6.(多选)某物体的运动位移s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示,则( )
A.物体在t=1 s时的瞬时速度为0 m/s
B.物体在t=0 s时的瞬时速度为1 m/s
C.瞬时速度为9 m/s的时刻是在t=4 s时
D.物体从0 s到1 s的平均速度为2 m/s
7.已知物体运动的速度与时间之间的关系是v(t)=t2+2t+2,则在时间t=1处的瞬时加速度为________.
8.抛物线y=x2-2在点处的切线方程为____________.
9.一物体的位移s与时间t之间的关系为s=7t2-13t+8,且在t=t0时的瞬时速度为1,则t0=________.
10.在赛车比赛中,一赛车的位移s(单位:m)与比赛时间t(单位:s)存在函数关系s=10t+5t2.求当t=20 s,Δt=0.1 s时的Δs与.
B级——综合运用练
11.(多选)已知曲线y=x3-x+1在点P处的切线平行于直线y=2x,那么点P的坐标为( )
A.(1,0) B.(1,1)
C.(-1,1) D.(0,1)
12.已知曲线y=x2-1上两点A(2,3),B(2+Δx,3+Δy),当Δx=1时,割线AB的斜率是________;当Δx=0.1时,割线AB的斜率是________.
13.已知函数f(x)=-x2+x图象上两点A(2,f(2)),B(2+Δx,f(2+Δx))(Δx>0).
(1)若割线AB的斜率不大于-1,求Δx的范围;
(2)求函数f(x)=-x2+x的图象在点A(2,f(2))处切线的斜率.
C级——创新拓展练
14.子弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速直线运动.子弹运动的时间t与位移s满足s=2.5×105t2,其中s的单位是m,t的单位是s.子弹从枪口射出所用的时间为1.6×10-3 s,求子弹射出枪口时的瞬时速度.
答案解析
1、【答案】A
【解析】位移增量=s(2+Δt)-s(2)=(2+Δt)2+1-(22+1)=4Δt+(Δt)2.
2、【答案】A
3、【答案】D
【解析】===-,所以 = =-.故选D.
4、【答案】B
【解析】根据题=24.5 m/s,可知该物体从t=1 s到(1+Δt)s这段时间的平均速度为24.5 m/s.
5、【答案】0
【解析】由Δs=s(3)-s(1)=-32+4×3-(-12+4×1)=0,得==0,则该物体在t=1到t=3这段时间的平均速度为0 m/s.
6、【答案】BCD
【解析】 = = (3+Δt)=3,即物体在t=1 s时的瞬时速度为3 m/s,A错误; = = (1+Δt)=1,即物体在t=0 s时的瞬时速度为1 m/s,B正确;设物体在t0时刻的瞬时速度为9 m/s,又因为 = (2t0+1+Δt)=2t0+1=9,所以t0=4,物体在t=4 s时的瞬时速度为9 m/s,C正确;==2(m/s),D正确.故选BCD.
7、【答案】4
【解析】由平均变化率的定义可知,该物体在[1,1+Δt]上的平均加速度为=Δt+4,所以在时间t=1处的瞬时加速度为 (Δt+4)=4.
8、【答案】2x-2y-5=0
【解析】 抛物线y=x2-2在点处的切线斜率k= =1,故所求切线方程为y-=1×(x-1),即2x-2y-5=0.
9、【答案】1
【解析】∵===14t0-13+7Δt,v= (14t0-13+7Δt)=14t0-13=1,∴t0=1.
10、解:Δs=s(20+Δt)-s(20)=10×(20+0.1)+5×(20+0.1)2-10×20-5×202=21.05(m),
故==210.5(m/s).
11、【答案】BC
【解析】设y=f(x)=x3-x+1,则f′(x)= = =3x2-1.令3x2-1=2,即x2=1,解得x=±1.又因为f(1)=1,f(-1)=1,所以P点坐标为(-1,1)或(1,1).故选BC.
12、【答案】5 4.1
【解析】当Δx=1时,割线AB的斜率k1====5;当Δx=0.1时,割线AB的斜率k2===4.1.
13、解:(1)由题意得,割线AB的斜率为
=
=
==-3-Δx,
由-3-Δx≤-1,得Δx≥-2.
又因为Δx>0,所以Δx的取值范围是(0,+∞).
(2)由(1)知函数f(x)=-x2+x的图象在点A(2,f(2))处切线的斜率为k= = (-3-Δx)=-3.
14、解:设子弹从枪口射出的时刻为t0,
∵===5×105t0-2.5×105Δt,
∴v= (5×105t0-2.5×105Δt)=5×105t0.
又∵t0=1.6×10-3 s,
∴v=5×105t0=8×102=800(m/s).
∴子弹射出枪口时的瞬时速度为800 m/s.
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