内容正文:
课时检测训练2 匀变速直线运动的规律
对应学生用书P323
对点练1 匀变速直线运动的基本规律及应用
1.一质点做匀加速直线运动,在通过某段位移x内速度增加了v,速度变为原来的5倍。则该质点的加速度为( )
A. B. C. D.
解析 设原来的速度为v0,则通过位移x后,速度为5v0,由题意可知v=5v0-v0=4v0,根据公式2ax=(5v0)2-v02,联立解得a=,C正确。
答案 C
2.(2024·海南卷)商场自动感应门如图所示,人走进时两扇门从静止开始同时向左右平移,经4 s恰好完全打开,两扇门移动距离均为2 m,若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动,完全打开时速度恰好为0,则加速度的大小为( )
A.1.25 m/s2 B.1 m/s2
C.0.5 m/s2 D.0.25 m/s2
解析 设门的最大速度为v,根据匀变速直线运动的规律可知,加速过程和减速过程的平均速度均为,且时间相等,均为2 s,根据x=×4,可得v=1 m/s,则加速度a== m/s2=0.5 m/s2,故选C。
答案 C
3.(多选)一辆汽车(可视为质点)以15 m/s的速度行驶在平直的公路上,当汽车行驶到离前方路口停止线的距离为x时,驾驶员看到前方路口的绿灯显示还有10 s,如果驾驶员立即以大小为a的加速度做匀加速运动,刚好能通过停止线;如果立即以大小为a的加速度做匀减速运动,结果刚好停在停止线,则( )
A.a=(-1) m/s2 B.a=(+1) m/s2
C.x=75(-1) m D.x=75(+1) m
解析 本题考查匀变速直线运动规律的应用。若以大小为a的加速度做匀加速运动,则有x=v0t+at2;若以大小为a的加速度做匀减速运动,则有v02=2·a·x,联立解得a=(-1) m/s2,x=75(+1) m,选项A、D正确。
答案 AD
4.纯电动汽车不排放污染空气的有害气体,具有较好的发展前景。在一次测试其加速性能中,从静止开始经过10 s汽车的速度达到30 m/s。若将该过程视为匀加速直线运动,则这段时间内电动汽车( )
A.加速度的大小为2 m/s2
B.平均速度为30 m/s
C.位移为300 m
D.位移为150 m
解析 加速度的大小a== m/s2=3 m/s2,选项A错误;平均速度==15 m/s,选项B错误;位移s=t=15×10 m=150 m,选项C错误,D正确。
答案 D
对点练2 匀变速直线运动推论的应用
5.做匀减速直线运动的物体经4 s停止,若在第1 s内的位移是14 m,则最后1 s内的位移是( )
A.3.5 m B.2 m C.1 m D.0
解析 物体做匀减速直线运动,采用逆向思维,将物体的运动看成沿相反方向做初速度为0的匀加速直线运动,根据推论:在相等时间内的位移之比等于1∶3∶5∶7,由题意可知,在第1 s内的位移是14 m,最后1 s的位移为2 m,B项正确。
答案 B
6.(2025·辽宁鞍山市模拟)如图所示为一辆无人送货车正在做匀加速直线运动。某时刻起开始计时,在第一个4 s内位移为9.6 m,第二个4 s内位移为16 m,下列说法正确的是( )
A.计时时刻送货车的速度为0
B.送货车的加速度大小为1.6 m/s2
C.送货车在第1个4 s末的速度大小为3.2 m/s
D.送货车在第2个4 s内的平均速度大小为3.6 m/s
解析 根据匀变速直线运动推论可得加速度大小为a== m/s2=0.4 m/s2,B错误;根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该段内的平均速度可知送货车在第1个4 s末的速度大小为v1== m/s=3.2 m/s,C正确;根据v=v0+at可得,计时时刻送货车的速度为v0=v1-aT=3.2 m/s-0.4×4 m/s=1.6 m/s,A错误;送货车在第2个4 s内的平均速度大小为== m/s=4 m/s, D错误。
答案 C
7.(2025·吉林白城高三月考)如图是将苹果由静止释放后,在某段运动过程中用频闪照相技术连续拍摄的照片,已知频闪照相机的频闪时间间隔为T,位置A、B间和位置B、C间的距离分别为x1和x2,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.BC过程速度的增加量大于AB过程速度的增加量
B.x1∶x2一定满足x1∶x2=1∶3
C.苹果运动到位置B时的速度大小一定为
D.苹果运动的加速度大小一定为
解析 由题意知tAB=tBC=T,根据Δv=aΔt 可知BC过程速度的增加量等于AB过程速度的增加量,故A错误;只有苹果在A点速度为零时,才满足x1∶x2=1∶3,故B错误;苹果运动到位置B时的速度大小为vB=,故C错误;根据Δx=aT2可知,苹果运动的加速度大小为a=,故D正确。
答案 D
8.从固定斜面上的O点每隔0.1 s由静止释放一个同样的小球,释放后小球做匀加速直线运动。某一时刻,拍下小球在斜面滚动的照片,如图所示。测得相邻小球间的距离xAB=4 cm,xBC=8 cm。已知O点距离斜面底端的长度为l=35 cm。由以上数据可以得出( )
A.小球的加速度大小为12 m/s2
B.小球在A点的速度为0.2 m/s
C.斜面上最多有4个小球在滚动
D.该照片是距第一个小球释放后0.3 s拍摄的
解析 根据逐差法求出小球的加速度大小为a== m/s2=4 m/s2,故A错误;小球在B点的速度为vB== m/s=0.6 m/s,小球在A点的速度为vA=vB-aT=0.6 m/s-4 m/s2×0.1 s=0.2 m/s,故B正确;根据动力学公式l=at2,解得从O点到斜面底端的时间为t= s≈0.42 s,故斜面上最多有5个小球在滚动,故C错误;第一个小球释放的时间为t0== s=0.05 s,故D错误。故选B。
答案 B
9. (多选)几个水球可以挡住了子弹?《国家地理频道》实验证实:四个水球就足够!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球,则可以判定( )
A.子弹在每个水球的时间比为t1∶t2∶t3∶t4=(2-)∶(-)∶(-1)∶1
B.子弹穿过每个水球的时间比为t1∶t2∶t3∶t4=7∶5∶3∶1
C.子弹在每个水球中的速度变化量相同
D.子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
解析 四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球,逆向思维可看成反向初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的规律x=at2,解得t∝,子弹依次穿过4个水球的时间之比为t1∶t2∶t3∶t4=(-)∶(-)∶(-)∶1=(2-)∶(-)∶(-1)∶1,故A正确,B错误;根据Δv=at知Δv∝t,由于t1∶t2∶t3∶t4=(2-)∶(-)∶(-1)∶1,故子弹在每个水球中的速度变化量不相等,故C错误;根据初速度为零的匀加速直线运动的推论,连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5…逆向思维看,位移之比为d∶3d=1∶3,可知子弹穿出前三个水球的时间与穿出第四个水球的时间相等,根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度,可知子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等,故D正确。故选AD。
答案 AD
10.(2024·广西卷)如图,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距d=0.9 m,某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时t1=0.4 s,从2号锥筒运动到3号锥筒用时t2=0.5 s。求该同学:
(1)滑行的加速度大小。
(2)最远能经过几号锥筒。
解析 (1)根据匀变速运动规律,某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知,在1、2间中间时刻的速度为v1==2.25 m/s,
2、3间中间时刻的速度为v2==1.8 m/s,
故可得加速度大小为a===1 m/s2。
(2)设到达1号锥筒时的速度为v0,根据匀变速直线运动规律得v0t1-at=d,
代入数值解得v0=2.45 m/s,
从1号开始到停止时通过的位移大小为
x==3.00 125 m≈3.33d,
故可知最远能经过4号锥筒。
答案 (1)1 m/s2 (2)4号
11.假设某高楼距地面高H=47 m的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动。有一辆长L1=8 m、高h1=2 m的货车,在楼下以v0=9 m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方,花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24 m (示意图如图所示,花盆可视为质点,重力加速度g=10 m/s2)。
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持v0=9 m/s的速度匀速直行,通过计算说明货车是否会被花盆砸到。
(2)若司机发现花盆掉落,采取制动(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,使货车在花盆砸落点前停下,求货车的最小加速度。
(3)若司机发现花盆掉落,采取加速(可视为匀变速,司机反应时间Δt=1 s)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度加速才能避免被花盆砸到。
解析 (1)花盆从47 m高处落下,到达离地高2 m的车顶过程,位移为h=(47-2) m=45 m,根据自由落体运动位移与时间关系式,有h=gt2,联立得t=3 s,3 s内汽车位移为x=v0t=27 m。因L2=24 m<x<L1+L2=32 m ,故货车会被花盆砸到;
(2)货车匀减速的距离为x1=L2-v0·Δt=15 m,制动过程中由运动学公式得v02=2a0x1,联立得a0=2.7 m/s2;
(3)司机反应时间内货车的位移为x2=v0Δt=9 m,此时车头离花盆的水平距离为d=L2-x2=15 m,采取加速方式,要成功避险,则有d+L1=v0(t-Δt)+a(t-Δt)2,联立得a=2.5 m/s2,即货车至少以2.5 m/s2的加速度加速才能避免被花盆砸到。
答案 (1)会 (2)2.7 m/s2 (3)2.5 m/s2
学科网(北京)股份有限公司
$$