内容正文:
第03讲:速度变化快慢的描述-加速度
【考点归纳】
· 考点一:加速度的定义
· 考点二:速度、速度变化量与加速度的区别
· 考点三:加速度的计算
· 考点四:加速度与加速减速的问题
· 考点五:v-t图象问题
· 考点六:加速度的测量问题
· 考点七:加速度的综合问题
【知识归纳】
知识点一、加速度
1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.即a=.
2.单位:国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2.
3.物理意义
加速度a是表示物体速度变化快慢的物理量,也叫速度对时间的变化率.
4.a=是用比值定义法定义的物理量,a的大小与Δv、Δt无关(填“有关”或“无关”).
知识点二、加速度方向与速度方向的关系
1.加速度的矢量性:由a=知加速度的方向总是与速度变化量Δv的方向相同.但与速度的方向没有必然联系.
2.加速度对运动的影响
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢
①加速度大表示物体速度变化得快.②加速度小表示物体速度变化得慢.
(2)加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速
①加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动;②加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动.
知识点三、从v-t图象看加速度
1.v-t图象的斜率大小表示加速度大小
如图所示,在v-t图象中,比值反映了直线的倾斜程度,叫做直线的斜率,其值等于物体运动的加速度.
(1)在同一个坐标系中,斜率越大,加速度越大.
(2)v-t图线为倾斜直线时,表示物体的加速度不变,如图中的图线甲、乙所示;图线为曲线时表示物体的加速度变化,图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度,如图中A点的切线e的斜率等于该时刻的瞬时加速度,整个运动过程中物体的加速度在减小.
2.v-t图象斜率的正负表示加速度的方向.
3.由v-t图象判断速度的变化
通过v-t图象可直观判断速度的变化与加速度的正负无关.如图所示.
(1)在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动;
(2)在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动.
考点技巧归纳:
1.加速度
(1)加速度a=,也称为“速度变化率”,反映了速度变化的快慢;
(2)加速度是矢量,其方向与速度变化量Δv的方向相同;
(3)a与Δv、Δt、v的大小无关.v大,a不一定大;Δv大,a也不一定大.
2.判断物体加速运动和减速运动的方法
3.从v-t图象看加速度
(1)斜率大小表示加速度的大小; (2)斜率正负表示加速度的方向.
【题型归纳】
题型一:加速度的定义
1.(24-25高一上·贵州黔南·期末)下列关于加速度的说法中,正确的是( )
A.高铁最高时速可达350km/h,说明高铁的加速度比普通列车的加速度大
B.我国的歼-20战斗机在飞行表演中,做出各种高难度机动动作时速度变化很快,说明歼-20战斗机的加速度较大
C.新开通的高速公路,使汽车从贵阳到瓮安的行驶时间大幅缩短,说明汽车的加速度变大
D.小明在100米短跑比赛中荣获第一名,说明小明的加速度较大
2.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”。所以对加速度的认识应该引起大家的重视。下列说法正确的是( )
A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度越大,加速度越大
B.加速度是矢量,方向一定与速度方向相同
C.加速度变大,则速度也一定是在变大
D.速度变化越快,加速度越大
3.(24-25高一上·广西南宁·阶段练习)关于加速度表达式的下列说法,正确的是( )
A.加速度a与成正比,与成反比
B.表示在时间内物体速度的变化量,它的方向不一定与加速度a的方向相同
C.表示速度的变化率,是标量
D.利用求得的加速度是时间内的平均加速度
题型二:速度、速度变化量与加速度的区别
4.(24-25高一上·陕西咸阳·阶段练习)下列四位同学们关于加速度、速度及速度变化量的说法,正确的是( )
A.甲同学:“物体的速度越小,加速度一定越小。”
B.乙同学:“物体的加速度减小,速度一定减小。”
C.丙同学:“物体的速度变化量越大,加速度一定越大。”
D.丁同学:“物体的速度变化越慢,加速度一定越小。”
5.(24-25高一上·广西桂林·期中)关于速度、速度的变化量和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体的速度越大,加速度就越大
B.加速度很大的物体,速度变化得很快
C.物体做减速运动时,加速度变小
D.加速度很大的物体,速度的变化量必然很大
6.(24-25高一上·陕西咸阳·阶段练习)关于速度、速度的变化和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A.速度变化的方向为正,则加速度的方向可能为负
B.加速度增大,则速度一定越来越大
C.速度越来越大,则加速度一定越来越大
D.加速度越大说明物体速度变化越快
题型三:加速度的计算
7.(24-25高一上·河北·期末)某同学为测试某款手机的防摔性能,将该手机从离水平地面一定高度处由静止释放,手机平摔到地面前瞬间速度大小为,与地面碰撞后以大小为、方向竖直向上的速度弹离地面。若手机与地面的碰撞时间为0.02s,则手机与地面碰撞过程中的平均加速度大小为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一上·山西吕梁·期末)在第四次“天宫课堂上”,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮三位博士在梦天实验舱完成了碰撞实验。如图,桂海潮将一质量为的小钢球扔出去之后,与相对于太空舱处于静止状态的质量为的大钢球发生碰撞,碰撞时间为。碰撞前小钢球的速度为,碰撞后的速度为大小为,方向与的方向相反。碰撞后大钢球的速度为,方向与的方向相同。若规定的方向为正方向,则在碰撞过程中,下列说法正确的是( )
A.小钢球速度的变化为 B.大钢球速度的变化为
C.小钢球的平均加速度的大小为 D.大钢球的平均加速度的大小为
9.(24-25高一上·广东·期末)乒乓球以20m/s的速度水平向右运动并碰到球拍,与球拍作用0.02s时间后反向弹回,弹回的速度大小为15m/s,关于乒乓球与球拍作用的过程,下列说法正确的是( )
A.乒乓球的速度变化量大小为5m/s,方向水平向左
B.乒乓球的速度变化量大小为35m/s,方向水平向右
C.乒乓球的加速度大小为250,方向水平向左
D.乒乓球的加速度大小为1750,方向水平向左
题型四:加速度与加速减速的问题
10.(24-25高一上·四川乐山·期末)某质点以一定的初速度做加速度方向与初速度方向相同、加速度大小逐渐减小到零的直线运动。在此过程中,该质点( )
A.速度一直在减小 B.速度减小得越来越快
C.加速度减为零时,速度也为零 D.加速度减为零时,速度达到最大
11.(24-25高一上·宁夏中卫·期中)跳伞运动员跳出后先是做自由落体运动,当打开伞后运动员以的加速度匀减速直线下降(选初速度的方向为正方向),则在运动员下降的过程中( )
A.任意一秒内,这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s
B.任意一秒内,这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/s
C.运动员的加速度方向与速度方向相反,运动员的速度在增加
D.运动员的加速度方向与速度方向相同,运动员的速度在减小
12.(24-25高一上·天津津南·阶段练习)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。关于火箭的速度、速度变化量和加速度的判断,下列说法正确的是( )
A.火箭点火启动瞬间的速度为零,因此加速度也为零
B.火箭速度变化越来越快时,加速度越来越小
C.火箭的加速度与速度方向相同且加速度减小时,火箭做加速运动
D.火箭速度变化量方向为正时,加速度方向可能为负
题型五:v-t图象问题
13.(24-25高一上·浙江杭州·期末)杭四中无人机社团利用图像法研究无人机性能时,无人机做竖直向上直线运动时的图像如图所示,以下说法正确的是( )
A.的时间内,无人机做匀加速直线运动,加速度大小为
B.的时间内,无人机做匀速直线运动,3秒末速度方向改变
C.的时间内,无人机做匀减速直线运动,加速度大小为
D.物体在末的速度和末的加速度方向相同
14.(24-25高一上·湖南郴州·期末)某物体做直线运动,它的图像如图所示。设向东为速度坐标轴的正方向。下列说法正确的是( )
A.第1秒末,物体的速度方向发生改变
B.第2秒末,物体的加速度方向发生改变
C.第1秒末,物体向东运动至最远
D.第1秒末与第3秒末,物体经过同一位置
15.(24-25高一上·江苏南京·期末)某潜艇从高密度海水突然进入低密度海水时,出现“掉深”现象,该潜艇竖直向下的速度随时间变化情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.t1时刻潜艇的位置最深 B.t2时刻潜艇速度方向发生改变
C.0~t1时间内潜艇加速度大小不变 D.0~t2时间内潜艇加速度方向不变
题型六:加速度的测量问题
16.(24-25高一上·山东淄博·期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G、共7个计数点。相邻两计数点之间的距离如图所示,每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.10 s。
(1)关于打点计时器的使用说法正确的是___________。
A.电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快
(2)若认为某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,则打计数点C、E时小车对应的速度分别为vC = m/s,vE = m/s,据此可以求出小车从打计数点C到打计数点E这段时间内的平均加速度a = m/s2。(结果保留三位小数)
17.(22-23高一上·广西钦州·阶段练习)光电计时器是一种常用的计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行,先后通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别为、,从光电门1到光电门2所经历的总时间,用最小分度值为1mm的刻度尺测量滑块的长度d,示数如图2所示。
(1)滑块的长度 cm;
(2)滑块通过光电门1和2的速度大小分别为 m/s、 m/s;(结果保留两位小数)
(3)滑块的平均加速度大小为 ;(结果保留两位小数)
(4)由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2的 ,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度 一些(选填“增大”或“减小”)。
18.(23-24高一上·辽宁抚顺·阶段练习)(1)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为1cm的挡光条,如图所示,滑块在牵引力作用下,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间为t1=0.010s,通过第二个光电门的时间为t2=0.005s,挡光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔为t=0.5s。则滑块通过第一个光电门时的速度为 m/s,滑块通过第二个光电门的速度为 m/s。滑块的加速度为 m/s2。(本题结果均保留两位有效数字)
(2)为使速度的测量值更接近瞬时速度,正确的措施是 ;
A.换用宽度更宽的遮光条
B.换用宽度更窄的遮光条
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.使滑块的释放点更远离光电门
题型七:加速度的综合问题
19.(24-25高一上·陕西榆林)一篮球从高h1=4.8m处由静止开始下落,经t1=1.5s落到地面时的速度大小为v1=8m/s,篮球与地面碰撞的时间为,然后以v2=4m/s的速度反弹,经t2=0.4s到达最高点h2=1.6m处。求:
(1)篮球下落过程平均速度的大小和方向;
(2)篮球与地面碰撞过程中加速度的大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点,全程平均速度的大小和方向。
20.(24-25高一上·云南·期中)如图,将一篮球以大小为10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出,篮球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时,向上的速度大小为8m/s,篮球从A点到B点共用时0.5s。求:
(1)篮球从A点下落到弹至B点过程的平均速度和平均速率;
(2)篮球在此过程中的平均加速度。
21.(24-25高一上·辽宁·期中)某足球运动员将足球以的速度沿水平地面踢出,足球沿着地面滚动的时间到达一竖直弹性挡板前,速度减到。撞到弹性挡板上并经过的时间反弹,反弹后速度大小,继续沿着地面做减速运动。三段运动过程均视为匀变速直线运动,求:
(1)足球在地面滚动过程的加速度;
(2)足球撞击弹性挡板过程的加速度;
(3)足球反弹后在地面上运动的时间t(结果保留两位有效数字)。
【专项训练】
一、单选题
1.(24-25高一上·湖南娄底·期末)对于速度和加速度的理解,下列说法正确的是( )
A.加速度方向为正,速度方向一定为正
B.速度的方向就是加速度的方向
C.物体的速度减小,加速度一定减小
D.物体的加速度越大,速度改变得越快
2.(24-25高一上·浙江金华·期末)2024年11月14日,央视新闻联播关注了金义东市域轨道交通。该线路目前运营总里程达99km,列车最高运行速度120km/h。下列说法正确的是( )
A.题目中“99km”指的是位移 B.计算列车经过站台的时间时可以将列车看成质点
C.“120km/h”指的是瞬时速率 D.列车启动瞬间,速度为0,加速度也为0
3.(24-25高一上·江苏宿迁·期末)下列有关物体运动情况的说法,正确的是( )
A.加速度减小时,其速度可能增大
B.加速度为0时,其速度一定也为0
C.速度变化越来越快,加速度可能越来越小
D.加速度方向向东,其速度变化量的方向可能向西
4.(24-25高一上·安徽芜湖·期末)衡量汽车动力性能的重要指标包括最高速度和加速性能等。下列关于汽车速度、速度的变化量和加速度的说法正确的是( )
A.汽车的速度变化量大,加速度就大
B.汽车的速度变化的越快,加速度就越大
C.只要汽车的速度大小不变,则加速度就为零
D.汽车速度在逐渐减小,加速度一定也逐渐减小
5.(24-25高一上·广东肇庆·期末)广肇城际铁路设计时速为200km/h。某次运营时列车从静止开始沿平直轨道匀加速行驶5min,速度达到55m/s后开始做匀速运动。某电动自行车以5m/s的速度匀速直线行驶,急刹车时能在2s内停下来,刹车过程可看作匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.列车启动瞬间,速度为0,加速度也为0
B.列车的加速度比电动自行车的加速度大
C.列车的速度变化比电动自行车的速度变化慢
D.电动自行车刹车时的加速度方向与速度方向一致
6.(24-25高一上·广东东莞·期末)北京时间2024年10月30日4时27分,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功,下列说法正确的是( )
A.“4时27分”和“10分钟”都是指时间间隔
B.研究火箭的运动轨迹时可以将火箭视为质点
C.若飞船能够绕地球飞行一周,则飞船位移大小为其飞行轨迹长度
D.火箭加速升空时,火箭的速度越大,其加速度一定越大
7.(24-25高一上·河南信阳·期末)新能源汽车采用电机驱动,相比传统燃油车,在起步、加速和超车时表现更为优异。电机在低转速时就能爆发最大扭力,起步更快,加速更强劲,且没有燃油车的震动和噪音,关于新能源汽车的速度、速度变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.某时刻新能源汽车的速度为零时,其加速度不一定为零
B.新能源汽车的速度变化量越大,它的加速度就越大
C.新能源汽车的速度很大时,其加速度也很大
D.新能源汽车的加速度方向与速度方向、速度变化量方向无关
8.(24-25高一上·安徽·期末)下列几种运动中,不可能存在的是( )
A.汽车向东行驶,加速度的方向向西
B.汽车行驶过程中,速度逐渐增大,加速度逐渐减小
C.汽车行驶过程中,速度变化量的方向向东,加速度的方向向西
D.飞机飞行过程中的加速度小于自行车行驶过程中的加速度
9.(24-25高一上·云南昭通·期中)关于速度和加速度,下列说法正确的是( )
A.某物体的加速度为m/s2,物体做减速运动
B.某物体的加速度为2m/s2,则该秒末速度比前1秒初速度大2m/s
C.若物体的加速度越大,则其速度变化量越大
D.做直线运动的物体加速度方向与运动方向相同,当物体加速度减小时,它的速度仍然变大
10.(24-25高一上·四川·期末)在学校班级篮球赛上,一名同学用手接住抛过来的篮球,篮球的速度沿水平方向,大小为,并以大小为的速度将它反向水平抛出,这个过程历时,则在此过程中( )
A.篮球的速度变化量大小为
B.篮球的平均加速度大小为
C.篮球加速度的方向与篮球速度变化量的方向相反
D.篮球加速度的方向与篮球反向水平抛出的方向相反
二、多选题
11.(24-25高一上·北京延庆·期末)下列关于加速度和速度的说法中正确的是( )
A.物体的加速度减小,速度一定减小
B.物体的加速度增大,速度可能减小
C.物体的速度变化越快,加速度一定越大
D.物体的速度变化越大,加速度一定越大
12.(24-25高一上·北京海淀·期末)如图1所示,火箭发射时,速度能在内由0增加到;如图2所示,某汽车若以的速度行驶,急刹车时能在内停下来。若火箭和汽车的运动都可视为匀变速直线运动,且分别规定火箭和汽车运动方向为正,对于以上两个过程,下列说法正确的是( )
A.火箭速度的变化量为 B.汽车速度的变化量为
C.火箭的平均速度比汽车的平均速度小 D.火箭的加速度比汽车的加速度小
13.(24-25高一上·云南昆明·期末)歼20是我国研制的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机。2022年11月10日,歼20飞行员在空军举行的发布会上透露参加此次航展的歼20已全部换装“中国心”,也就是国产发动机,使得歼20超音速巡航速度可以达到马赫,而其最大飞行速度则高达马赫。关于歼20,下列说法正确的是( )
A.歼20启动时速度为零,加速度不为零
B.歼20启动时速度为零,加速度也为零
C.歼20以马赫的速度匀速直线巡航时,加速度不为零
D.歼20以马赫的速度匀速直线巡航时,加速度一定为零
14.(24-25高一上·四川绵阳·阶段练习)关于速度、速度的变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量越大,它的加速度一定越大
B.某时刻物体的速度为零,其加速度可能很大
C.加速度很大时,物体运动的速度一定很快变大
D.速度很大的物体,其加速度可能为零
15.(24-25高一上·天津西青·期中)下列关于物体运动的速度和加速度的说法正确的是 ( )
A.加速度越大,速度变化量也越大
B.加速度增大,速度也随之增大
C.加速度的方向保持不变,速度的方向可能发生变化
D.物体具有向东的加速度,速度的方向却可能向西
16.(24-25高一上·安徽阜阳·阶段练习)自然界中某量D的变化可记为ΔD,发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt,两者之比就是这个量对时间的变化率,简称变化率。下列说法正确的是( )
A.变化率是描述相关量变化快慢的物理量
B.某量D越大,则其变化率也越大
C.由可知,位移Δx越大,则速度v越大
D.由可知,加速度即为速度变化率,故加速度越大,速度变化越快
17.(24-25高一上·广东佛山·期中)到了基米同学家,小天发现他家的扫地机器人正在忙碌地工作着,机器人沿铺有相同大瓷砖的地面做匀变速直线运动,连续经过P、Q、R三点。 在段(2块砖)和段(3块砖)的平均速度分别为和,不计相邻瓷砖间的缝隙,则( )
A.机器人在PQ段与QR段的时间之比为1∶3
B.机器人在PR段的平均速度为v0
C.机器人在PR段的平均速度为v0
D.机器人通过每块砖时的速度变化量相同
三、实验题
18.(21-22高一上·湖南长沙·阶段练习)某同学利用气垫导轨测定滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下做匀加速直线运动先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2,遮光板从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为Δt。遮光板通过光电门1时的速度大小v1= ,通过光电门2时的速度大小v2= ,滑块的加速度大小a= 。
19.(19-20高一上·北京西城·阶段练习)下图是物体做匀加速直线运动时,打点计时器打出的一条纸带。图中A、、、、是按每隔4个点选一个计数点的方式选出的,已知打点计时器接在了频率为50Hz的交流电源上。则相邻计数点间的时间间隔 s。请用尽量准确的方法,求出计数点对应物体的瞬时速度大小为 m/s。同样的方法求出计数点对应物体的瞬时速度后,请求出物体在段的加速度大小为 m/s2。
20.(23-24高三上·湖南衡阳·阶段练习)如图所示,为测量小车运动的加速度,某同学将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上。当小车向左加速运动时,测得A、B两挡光片先后经过光电门的挡光时间分别为t1和t2,两挡光片经过光电门的时间间隔为T。则A挡光片经过光电门时,小车的瞬时速度vA= ;B挡光片经过光电门时,小车的瞬时速度vB= ,小车加速度的表达式a= 。
四、解答题
21.(24-25高一上·广东深圳·期中)如图所示,一个篮球从篮筐上由静止开始下落,经t1=1.95s落到水平地面上,速度大小为=7.8m/s,然后以速度大小=4.9m/s反弹,向上运动t2=0.5s达到最高点。已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s,求:
(1)篮球在空中下落过程的加速度;
(2)篮球在与地面碰撞过程的加速度;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度。
22.(24-25高一上·广东江门·期中)一篮球从高h1=3.9m处由静止开始下落,经t1=1s落到地面时速度为v1=8m/s,篮球与地面碰撞的时间为,然后以v2=6m/s的速度反弹,经t2=0.5s到达最高点h2=1.5m处。求:
(1)篮球下落过程的平均速度大小和方向;
(2)篮球与地面碰撞过程中的加速度大小和方向。
23.(24-25高一上·广西·期中)为测试乒乓球的弹性,将乒乓球(可视为质点)从离水平地面高处由静止释放,经乒乓球竖直向下落到水平地面,接触地面前瞬间乒乓球的速度大小,乒乓球与地面碰撞的时间,然后以大小、方向竖直向上的速度弹离地面,经到达离水平地面的最高处。以竖直向下为正方向,求:
(1)乒乓球与地面碰撞过程中的平均加速度大小和方向;
(2)乒乓球从释放至再次回到最高处过程中的平均速度大小和方向。
24.(24-25高一上·贵州·阶段练习)一个篮球从高的位置由静止开始下落,经落到水平地面上,到达地面时速度为,然后撞击地面后以的速度反弹,经达到最高点,已知篮球与地面碰撞的时间为,求:
(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小;
(2)篮球与地面碰撞过程的平均加速度大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小。
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第03讲:速度变化快慢的描述-加速度
【考点归纳】
· 考点一:加速度的定义
· 考点二:速度、速度变化量与加速度的区别
· 考点三:加速度的计算
· 考点四:加速度与加速减速的问题
· 考点五:v-t图象问题
· 考点六:加速度的测量问题
· 考点七:加速度的综合问题
【知识归纳】
知识点一、加速度
1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.即a=.
2.单位:国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2.
3.物理意义
加速度a是表示物体速度变化快慢的物理量,也叫速度对时间的变化率.
4.a=是用比值定义法定义的物理量,a的大小与Δv、Δt无关(填“有关”或“无关”).
知识点二、加速度方向与速度方向的关系
1.加速度的矢量性:由a=知加速度的方向总是与速度变化量Δv的方向相同.但与速度的方向没有必然联系.
2.加速度对运动的影响
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢
①加速度大表示物体速度变化得快.②加速度小表示物体速度变化得慢.
(2)加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速
①加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动;②加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动.
知识点三、从v-t图象看加速度
1.v-t图象的斜率大小表示加速度大小
如图所示,在v-t图象中,比值反映了直线的倾斜程度,叫做直线的斜率,其值等于物体运动的加速度.
(1)在同一个坐标系中,斜率越大,加速度越大.
(2)v-t图线为倾斜直线时,表示物体的加速度不变,如图中的图线甲、乙所示;图线为曲线时表示物体的加速度变化,图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度,如图中A点的切线e的斜率等于该时刻的瞬时加速度,整个运动过程中物体的加速度在减小.
2.v-t图象斜率的正负表示加速度的方向.
3.由v-t图象判断速度的变化
通过v-t图象可直观判断速度的变化与加速度的正负无关.如图所示.
(1)在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动;
(2)在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动.
考点技巧归纳:
1.加速度
(1)加速度a=,也称为“速度变化率”,反映了速度变化的快慢;
(2)加速度是矢量,其方向与速度变化量Δv的方向相同;
(3)a与Δv、Δt、v的大小无关.v大,a不一定大;Δv大,a也不一定大.
2.判断物体加速运动和减速运动的方法
3.从v-t图象看加速度
(1)斜率大小表示加速度的大小; (2)斜率正负表示加速度的方向.
【题型归纳】
题型一:加速度的定义
1.(24-25高一上·贵州黔南·期末)下列关于加速度的说法中,正确的是( )
A.高铁最高时速可达350km/h,说明高铁的加速度比普通列车的加速度大
B.我国的歼-20战斗机在飞行表演中,做出各种高难度机动动作时速度变化很快,说明歼-20战斗机的加速度较大
C.新开通的高速公路,使汽车从贵阳到瓮安的行驶时间大幅缩短,说明汽车的加速度变大
D.小明在100米短跑比赛中荣获第一名,说明小明的加速度较大
【答案】B
【详解】A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度大的物体加速度不一定大,故A错误;
B.加速度代表速度变化的快慢,歼-20战斗机做出高难度机动动作时速度变化很快,加速度较大,故B正确;
C.汽车行驶时间缩短是因为路程缩短或者速度变大了,加速度不一定变大,故C错误;
D.100米短跑比赛中荣获第一名,只能说明平均速度大,加速度不一定大,故D错误。
故选B。
2.(24-25高一上·广东广州·阶段练习)赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”。所以对加速度的认识应该引起大家的重视。下列说法正确的是( )
A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度越大,加速度越大
B.加速度是矢量,方向一定与速度方向相同
C.加速度变大,则速度也一定是在变大
D.速度变化越快,加速度越大
【答案】D
【详解】A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度是描述运动快慢的物理量,速度越大,加速度不一定越大,故A错误;
B.加速度是矢量,方向与速度变化量的方向相同,与速度的方向可以相同,也可以相反,故B错误;
C.加速度变大,速度变化快,则速度可能在变大,也可能在变小,故C错误;
D.速度变化越快,加速度越大,故D正确。
故选D。
3.(24-25高一上·广西南宁·阶段练习)关于加速度表达式的下列说法,正确的是( )
A.加速度a与成正比,与成反比
B.表示在时间内物体速度的变化量,它的方向不一定与加速度a的方向相同
C.表示速度的变化率,是标量
D.利用求得的加速度是时间内的平均加速度
【答案】D
【详解】A.加速度的定义式是,加速度与速度变化量、变化的时间无关,A错误;
B.表示速度的变化量,其方向一定与加速度方向相同,B错误;
C.表示速度的变化率,是矢量,其方向与速度变化量方向相同,C错误;
D.利用,求得的加速度是时间内的平均加速度,D正确。
故选D。
题型二:速度、速度变化量与加速度的区别
4.(24-25高一上·陕西咸阳·阶段练习)下列四位同学们关于加速度、速度及速度变化量的说法,正确的是( )
A.甲同学:“物体的速度越小,加速度一定越小。”
B.乙同学:“物体的加速度减小,速度一定减小。”
C.丙同学:“物体的速度变化量越大,加速度一定越大。”
D.丁同学:“物体的速度变化越慢,加速度一定越小。”
【答案】D
【详解】ACD.加速度是描述速度变化快慢的物理量,与速度大小、速度变化量大小无关,故AC错误,D正确;
B.当物体的加速度与速度方向相同时,尽管加速度减小,但速度仍在增大,故B错误。
故选D。
5.(24-25高一上·广西桂林·期中)关于速度、速度的变化量和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体的速度越大,加速度就越大
B.加速度很大的物体,速度变化得很快
C.物体做减速运动时,加速度变小
D.加速度很大的物体,速度的变化量必然很大
【答案】B
【详解】A.物体的速度大,加速度不一定大,比如物体以较大速度做匀速直线运动,加速度为零,故A错误;
B.加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度很大的物体,速度变化得很快,故B正确;
C.物体做减速运动时,速度减小,加速度变化情况不确定,故C错误;
D.根据,加速度很大的物体,速度的变化量不一定很大,还与时间有关,故D错误。
故选B。
6.(24-25高一上·陕西咸阳·阶段练习)关于速度、速度的变化和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A.速度变化的方向为正,则加速度的方向可能为负
B.加速度增大,则速度一定越来越大
C.速度越来越大,则加速度一定越来越大
D.加速度越大说明物体速度变化越快
【答案】D
【详解】A.加速度方向与速度变化量的方向相同,速度变化方向为正,加速度方向为正,故A错误;
B.加速度方向与速度方向可能相同,可能相反,也可能不在同一条直线上,当加速度方向与速度方向相反或者夹角为钝角时,速度会越来越小,故B错误;
C.当加速度方向与速度方向相同,速度增大,加速度可能减小,故C错误;
D.加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度越大表明速度变化得越快,故D正确。
故选D。
题型三:加速度的计算
7.(24-25高一上·河北·期末)某同学为测试某款手机的防摔性能,将该手机从离水平地面一定高度处由静止释放,手机平摔到地面前瞬间速度大小为,与地面碰撞后以大小为、方向竖直向上的速度弹离地面。若手机与地面的碰撞时间为0.02s,则手机与地面碰撞过程中的平均加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设竖直向上为正方向,由加速度定义式
可得
故选C。
8.(24-25高一上·山西吕梁·期末)在第四次“天宫课堂上”,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮三位博士在梦天实验舱完成了碰撞实验。如图,桂海潮将一质量为的小钢球扔出去之后,与相对于太空舱处于静止状态的质量为的大钢球发生碰撞,碰撞时间为。碰撞前小钢球的速度为,碰撞后的速度为大小为,方向与的方向相反。碰撞后大钢球的速度为,方向与的方向相同。若规定的方向为正方向,则在碰撞过程中,下列说法正确的是( )
A.小钢球速度的变化为 B.大钢球速度的变化为
C.小钢球的平均加速度的大小为 D.大钢球的平均加速度的大小为
【答案】C
【详解】A.小钢球速度的变化为,故A错误;
B.大钢球速度的变化为,故B错误;
C.小钢球的平均加速度大小为,故C正确;
D.大钢球的平均加速度大小为,故D错误。
故选C。
9.(24-25高一上·广东·期末)乒乓球以20m/s的速度水平向右运动并碰到球拍,与球拍作用0.02s时间后反向弹回,弹回的速度大小为15m/s,关于乒乓球与球拍作用的过程,下列说法正确的是( )
A.乒乓球的速度变化量大小为5m/s,方向水平向左
B.乒乓球的速度变化量大小为35m/s,方向水平向右
C.乒乓球的加速度大小为250,方向水平向左
D.乒乓球的加速度大小为1750,方向水平向左
【答案】D
【详解】AB.选取水平向右的方向为正方向,则有
即乒乓球的速度变化量大小为35m/s,方向水平向左,AB错误;
CD.根据加速度的定义,可得乒乓球的加速度为
即乒乓球的加速度大小为1750,方向水平向左,C错误,D正确。
故选D。
题型四:加速度与加速减速的问题
10.(24-25高一上·四川乐山·期末)某质点以一定的初速度做加速度方向与初速度方向相同、加速度大小逐渐减小到零的直线运动。在此过程中,该质点( )
A.速度一直在减小 B.速度减小得越来越快
C.加速度减为零时,速度也为零 D.加速度减为零时,速度达到最大
【答案】D
【详解】加速度的方向与速度方向的关系决定质点是加速还是减速,而加速度的大小决定质点的速度变化是越来越快还是越来越慢。此质点加速度方向与初速度方向相同,所以速度一直在增大,加速度的大小越来越小,速度增大得越来越慢;直到加速度减为零,速度达到最大。
故选D。
11.(24-25高一上·宁夏中卫·期中)跳伞运动员跳出后先是做自由落体运动,当打开伞后运动员以的加速度匀减速直线下降(选初速度的方向为正方向),则在运动员下降的过程中( )
A.任意一秒内,这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s
B.任意一秒内,这一秒末的速度比前一秒初的速度小5m/s
C.运动员的加速度方向与速度方向相反,运动员的速度在增加
D.运动员的加速度方向与速度方向相同,运动员的速度在减小
【答案】A
【详解】CD.运动员在匀减速下降,则加速度方向和速度方向相反,运动员的速度在减小,故CD错误;
AB.因为运动员以的加速度匀减速直线下降,根据可知,任意一秒内,这一秒末的速度比前一秒末的速度小5m/s,而任意一秒内,这一秒末的速度与前一秒初之间的时间间隔为2s,则而任意一秒内,这一秒末的速度比前一秒初的速度要小10m/s,故A正确,B错误。
故选A。
12.(24-25高一上·天津津南·阶段练习)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。关于火箭的速度、速度变化量和加速度的判断,下列说法正确的是( )
A.火箭点火启动瞬间的速度为零,因此加速度也为零
B.火箭速度变化越来越快时,加速度越来越小
C.火箭的加速度与速度方向相同且加速度减小时,火箭做加速运动
D.火箭速度变化量方向为正时,加速度方向可能为负
【答案】C
【详解】A.火箭点火启动瞬间的速度为零,但加速度不为零,故A错误;
B.火箭速度变化越来越快时,加速度越来越大,故B错误;
C.火箭的加速度与速度方向相同且加速度减小时,火箭做加速运动,故C正确;
D.火箭速度变化量方向为正时,加速度方向一定为正,故D错误。
故选C。
题型五:v-t图象问题
13.(24-25高一上·浙江杭州·期末)杭四中无人机社团利用图像法研究无人机性能时,无人机做竖直向上直线运动时的图像如图所示,以下说法正确的是( )
A.的时间内,无人机做匀加速直线运动,加速度大小为
B.的时间内,无人机做匀速直线运动,3秒末速度方向改变
C.的时间内,无人机做匀减速直线运动,加速度大小为
D.物体在末的速度和末的加速度方向相同
【答案】C
【详解】A.由图像可知,的时间内,无人机做匀加速直线运动;图像中斜率表示加速度,故时间内物体的加速度为
加速度大小为,故A错误;
B.的时间内,无人机做匀速直线运动。时间内,图像都在速度轴正半轴,因此时间内速度方向都不变,故3秒末速度方向不改变,故B错误;
C.由图像可知,的时间内,无人机做匀减速直线运动,物体的加速度为
加速度大小为,故C正确;
D.由图像可知,物体在末的加速度为正,5s末的加速度为负,两者方向相反,故D错误。
故选C。
14.(24-25高一上·湖南郴州·期末)某物体做直线运动,它的图像如图所示。设向东为速度坐标轴的正方向。下列说法正确的是( )
A.第1秒末,物体的速度方向发生改变
B.第2秒末,物体的加速度方向发生改变
C.第1秒末,物体向东运动至最远
D.第1秒末与第3秒末,物体经过同一位置
【答案】D
【详解】A.由图像纵坐标代表速度可知,第1秒末,物体的速度方向没有改变,故A错误;
B.图像的斜率代表加速度,可知第2秒末,物体的加速度方向没有改变,故B错误;
CD.图像与纵坐标围成的面积代表位移,可知第2秒末,物体向东运动至最远,第1秒末与第3秒末,物体的位移相等,经过同一位置,故C错误,D正确;
故选D。
15.(24-25高一上·江苏南京·期末)某潜艇从高密度海水突然进入低密度海水时,出现“掉深”现象,该潜艇竖直向下的速度随时间变化情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.t1时刻潜艇的位置最深
B.t2时刻潜艇速度方向发生改变
C.0~t1时间内潜艇加速度大小不变
D.0~t2时间内潜艇加速度方向不变
【答案】B
【详解】A.由图像可知,潜艇在t2时刻之前一直向下运动,所以t2时刻潜艇的位置最深,故A错误;
B.t2时刻图像过t轴,潜艇速度方向发生改变,故B正确;
C.图线的斜率表示潜艇的加速度,由图可知0~t1内图线的斜率先增大后减小,即潜艇的加速度先增大后减小,故C错误;
D.t1时刻前后,斜率由正变为负,则加速度方向改变,故D错误。
故选B。
题型六:加速度的测量问题
16.(24-25高一上·山东淄博·期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G、共7个计数点。相邻两计数点之间的距离如图所示,每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.10 s。
(1)关于打点计时器的使用说法正确的是___________。
A.电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快
(2)若认为某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,则打计数点C、E时小车对应的速度分别为vC = m/s,vE = m/s,据此可以求出小车从打计数点C到打计数点E这段时间内的平均加速度a = m/s2。(结果保留三位小数)
【答案】(1)C
(2) 0.479 0.640 0.805
【详解】(1)A.电磁打点计时器使用的是6 V以下的交流电源。故A错误;
B.实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差。故B错误;
C.打点的时间间隔取决于交流电压的频率,电源频率越高,打点的时间间隔就越小。故C正确;
D.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,即物体运动的越慢。故D错误。
故选C。
(2)[1][2]打计数点C、E时小车对应的速度分别为
,
[3]据此可以求出小车从打计数点C到打计数点E这段时间内的平均加速度
17.(22-23高一上·广西钦州·阶段练习)光电计时器是一种常用的计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从a、b间通过时,光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行,先后通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别为、,从光电门1到光电门2所经历的总时间,用最小分度值为1mm的刻度尺测量滑块的长度d,示数如图2所示。
(1)滑块的长度 cm;
(2)滑块通过光电门1和2的速度大小分别为 m/s、 m/s;(结果保留两位小数)
(3)滑块的平均加速度大小为 ;(结果保留两位小数)
(4)由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2的 ,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度 一些(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 4.45 0.89 1.48 3.93 平均速度 减小
【详解】(1)[1]由图2可得,滑块的长度为
(2)[2]滑块通过光电门1的速度为
[3]滑块通过光电门2的速度为
(3)[4]滑块的平均加速度大小为
(4)[5][6]根据可知,当越趋近于0时,所求的平均速度越接近于瞬时速度。所以由此测得的滑块的瞬时速度和只是一个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2的平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度减小一些。
18.(23-24高一上·辽宁抚顺·阶段练习)(1)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为1cm的挡光条,如图所示,滑块在牵引力作用下,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间为t1=0.010s,通过第二个光电门的时间为t2=0.005s,挡光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔为t=0.5s。则滑块通过第一个光电门时的速度为 m/s,滑块通过第二个光电门的速度为 m/s。滑块的加速度为 m/s2。(本题结果均保留两位有效数字)
(2)为使速度的测量值更接近瞬时速度,正确的措施是 ;
A.换用宽度更宽的遮光条
B.换用宽度更窄的遮光条
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.使滑块的释放点更远离光电门
【答案】 1.0 2.0 2.0 BD
【详解】(1)[1] [2] [3] 根据速度的定义式
滑块通过第一个光电门时的速度为
滑块通过第一个光电门时的速度为
滑块的加速度为
(2)[4]根据速度的定义式
可知遮光条越窄越接近瞬时速度,滑块的释放点距离光电门越远,滑块经过光电门的时间越短,那么挡光条在挡光时间里的平均速度更接近该位置的瞬时速度,故正确的措施应选BD。
题型七:加速度的综合问题
19.(24-25高一上·陕西榆林)一篮球从高h1=4.8m处由静止开始下落,经t1=1.5s落到地面时的速度大小为v1=8m/s,篮球与地面碰撞的时间为,然后以v2=4m/s的速度反弹,经t2=0.4s到达最高点h2=1.6m处。求:
(1)篮球下落过程平均速度的大小和方向;
(2)篮球与地面碰撞过程中加速度的大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点,全程平均速度的大小和方向。
【答案】(1)
(2),方向竖直向上
(3),方向竖直向下。
【详解】(1)由平均速度的定义式有
得篮球下落过程的平均速度大小为,方向竖直向下。
(2)选竖直向下为正方向,由加速度的定义式有
故篮球与地面碰撞过程中的加速度大小为,方向竖直向上。
(3)选竖直向下为正,篮球从开始下落到反弹至最高点的总位移为
总时间为
由平均速度的定义式有
方向竖直向下。
20.(24-25高一上·云南·期中)如图,将一篮球以大小为10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出,篮球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时,向上的速度大小为8m/s,篮球从A点到B点共用时0.5s。求:
(1)篮球从A点下落到弹至B点过程的平均速度和平均速率;
(2)篮球在此过程中的平均加速度。
【答案】(1)1m/s,方向向下;7m/s
(2)36m/s2,方向向上
【详解】(1)向下为正,则篮球从A点下落到弹至B点过程的位移为
x=2m-1.5m=0.5m
平均速度
方向向下;
路程
s=2m+1.5m=3.5m
平均速率
(2)设向下为正,则平均加速度
方向向上。
21.(24-25高一上·辽宁·期中)某足球运动员将足球以的速度沿水平地面踢出,足球沿着地面滚动的时间到达一竖直弹性挡板前,速度减到。撞到弹性挡板上并经过的时间反弹,反弹后速度大小,继续沿着地面做减速运动。三段运动过程均视为匀变速直线运动,求:
(1)足球在地面滚动过程的加速度;
(2)足球撞击弹性挡板过程的加速度;
(3)足球反弹后在地面上运动的时间t(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)大小为,方向与足球的初速度方向相反
(2)大小为,方向与足球的初速度方向相反
(3)7.7s
【详解】(1)选足球的初速度方向为正方向,则足球在地面滚动过程的加速度
即加速度大小为,方向与足球的初速度方向相反。
(2)足球撞击弹性挡板过程的加速度
即大小为,方向与足球的初速度方向相反。
(3)足球反弹后,选取水平向左为正方向,则足球在地面上以的加速度做匀减速直线运动,故足球反弹后在地面上运动的时间
【专项训练】
一、单选题
1.(24-25高一上·湖南娄底·期末)对于速度和加速度的理解,下列说法正确的是( )
A.加速度方向为正,速度方向一定为正
B.速度的方向就是加速度的方向
C.物体的速度减小,加速度一定减小
D.物体的加速度越大,速度改变得越快
【答案】D
【详解】AB.加速度方向与速度变化量方向相同,加速度方向为正,速度变化量方向为正,速度方向既可以为正,也可以为负,加速度方向与速度方向可能相同也可能相反,故AB错误;
C.在匀减速直线运动中,物体的速度减小,加速度不变,故C错误;
D.加速度是描述速度变化快慢的物理量,故物体的加速度越大,速度改变得越快,故D正确。
故选D。
2.(24-25高一上·浙江金华·期末)2024年11月14日,央视新闻联播关注了金义东市域轨道交通。该线路目前运营总里程达99km,列车最高运行速度120km/h。下列说法正确的是( )
A.题目中“99km”指的是位移 B.计算列车经过站台的时间时可以将列车看成质点
C.“120km/h”指的是瞬时速率 D.列车启动瞬间,速度为0,加速度也为0
【答案】C
【详解】A.题目中“99km”指的是路程,故A错误;
B.计算列车经过站台的时间时,列车的大小不能忽略,不能将其看成质点,故B错误;
C.“120km/h”指的是瞬时速率,故C正确;
D.列车启动瞬间,速度为0,加速度不为0,故D错误。
故选C。
3.(24-25高一上·江苏宿迁·期末)下列有关物体运动情况的说法,正确的是( )
A.加速度减小时,其速度可能增大
B.加速度为0时,其速度一定也为0
C.速度变化越来越快,加速度可能越来越小
D.加速度方向向东,其速度变化量的方向可能向西
【答案】A
【详解】A.加速度减小时,如果加速度方向与速度方向相同,则速度增大,故A正确;
B.加速度为0时,物体可以做匀速直线运动,速度可以不为0,故B错误;
C.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越来越快,加速度一定越来越大,故C错误;
D.根据,加速度方向向东,其速度变化量的方向一定向东,故D错误。
故选A。
4.(24-25高一上·安徽芜湖·期末)衡量汽车动力性能的重要指标包括最高速度和加速性能等。下列关于汽车速度、速度的变化量和加速度的说法正确的是( )
A.汽车的速度变化量大,加速度就大
B.汽车的速度变化的越快,加速度就越大
C.只要汽车的速度大小不变,则加速度就为零
D.汽车速度在逐渐减小,加速度一定也逐渐减小
【答案】B
【详解】A.汽车的速度变化量大,加速度不一定就大,还与时间有关,选项A错误;
B.汽车的速度变化的越快,加速度就越大,选项B正确;
C.汽车的速度大小不变,若方向不断变化,则加速度就不为零,选项C错误;
D.汽车速度在逐渐减小,说明加速度和速度反向,而加速度不一定也逐渐减小,选项D错误。
故选B。
5.(24-25高一上·广东肇庆·期末)广肇城际铁路设计时速为200km/h。某次运营时列车从静止开始沿平直轨道匀加速行驶5min,速度达到55m/s后开始做匀速运动。某电动自行车以5m/s的速度匀速直线行驶,急刹车时能在2s内停下来,刹车过程可看作匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.列车启动瞬间,速度为0,加速度也为0
B.列车的加速度比电动自行车的加速度大
C.列车的速度变化比电动自行车的速度变化慢
D.电动自行车刹车时的加速度方向与速度方向一致
【答案】C
【详解】A.列车启动瞬间,速度为0,加速度不为0,A错误;
B.列车的加速度大小
电动自行车的加速度大小
B错误;
C.列车的加速度小,速度变化慢,C正确;
D.电动自行车刹车时做减速运动,速度方向与加速度方向相反,D错误。
故选C。
6.(24-25高一上·广东东莞·期末)北京时间2024年10月30日4时27分,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功,下列说法正确的是( )
A.“4时27分”和“10分钟”都是指时间间隔
B.研究火箭的运动轨迹时可以将火箭视为质点
C.若飞船能够绕地球飞行一周,则飞船位移大小为其飞行轨迹长度
D.火箭加速升空时,火箭的速度越大,其加速度一定越大
【答案】B
【详解】A.“4时27分”指的是时刻,“10分钟”是指时间间隔,故A错误;
B.研究火箭的运动轨迹时,可以忽略火箭的大小及形状,将火箭视为质点,故B正确;
C.若飞船能够绕地球飞行一周,则飞船位移大小为0,故C错误;
D.火箭加速升空时,火箭的速度越大,其加速度不一定越大,速度与加速度没有直接的关系,加速度的大小与受力情况及物体的质量有关,故D错误。
故选B。
7.(24-25高一上·河南信阳·期末)新能源汽车采用电机驱动,相比传统燃油车,在起步、加速和超车时表现更为优异。电机在低转速时就能爆发最大扭力,起步更快,加速更强劲,且没有燃油车的震动和噪音,关于新能源汽车的速度、速度变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.某时刻新能源汽车的速度为零时,其加速度不一定为零
B.新能源汽车的速度变化量越大,它的加速度就越大
C.新能源汽车的速度很大时,其加速度也很大
D.新能源汽车的加速度方向与速度方向、速度变化量方向无关
【答案】A
【详解】A.加速度反映的是速度的变化快慢,和某时刻速度没有直接关系,某时刻物体速度为零,其加速度不一定为零。比如静止开始的加速运动,初状态速度为0,加速度不为0,故A正确;
B.根据加速度定义式,单位时间的速度变化量越大,加速度越大,故B错误;
C.加速度反映的是速度的变化快慢,和某时刻速度没有直接关系,比如速度很大的匀速直线运动,加速度为0,故C错误;
D.根据加速度定义式,物体加速度方向与速度变化量方向相同,与速度方向无关,故D错误。
故选A。
8.(24-25高一上·安徽·期末)下列几种运动中,不可能存在的是( )
A.汽车向东行驶,加速度的方向向西
B.汽车行驶过程中,速度逐渐增大,加速度逐渐减小
C.汽车行驶过程中,速度变化量的方向向东,加速度的方向向西
D.飞机飞行过程中的加速度小于自行车行驶过程中的加速度
【答案】C
【详解】A.汽车向东行驶,如果做减速运动,则加速度的方向向西,该描述的运动可能存在,故A不符合题意;
B.汽车行驶过程中,速度逐渐增大,但是速度增大的越来越慢,则加速度逐渐减小,该描述的运动可能存在,故B不符合题意;
C.速度变化量的方向与加速度的方向一定相同,则汽车的速度变化量的方向向东,加速度的方向一定也向东,该描述的运动不可能存在,故C符合题意;
D.飞机飞行过程中的速度很大,若匀速飞行,加速度为零,则加速度可能小于自行车行驶过程中的加速度,该描述的运动可能存在,故D不符合题意。
故选C。
9.(24-25高一上·云南昭通·期中)关于速度和加速度,下列说法正确的是( )
A.某物体的加速度为m/s2,物体做减速运动
B.某物体的加速度为2m/s2,则该秒末速度比前1秒初速度大2m/s
C.若物体的加速度越大,则其速度变化量越大
D.做直线运动的物体加速度方向与运动方向相同,当物体加速度减小时,它的速度仍然变大
【答案】D
【详解】A.加速度是矢量,负号表示加速度的方向,若初速度与加速度同向,物体做加速运动,故A错误;
B.某物体加速度为2m/s2,指该秒末速度比这1秒初速度变化了2m/s,速度不一定增大,故B错误;
C.加速度是描述速度变化快慢的物理量,则物体的加速度越大,则其速度变化一定越快,但其速度变化量不一定越大,故C错误;
D.当做直线运动的物体加速度方向与运动方向相同,物体做加速度减小的加速运动,它的速度仍然变大,故D正确。
故选D。
10.(24-25高一上·四川·期末)在学校班级篮球赛上,一名同学用手接住抛过来的篮球,篮球的速度沿水平方向,大小为,并以大小为的速度将它反向水平抛出,这个过程历时,则在此过程中( )
A.篮球的速度变化量大小为
B.篮球的平均加速度大小为
C.篮球加速度的方向与篮球速度变化量的方向相反
D.篮球加速度的方向与篮球反向水平抛出的方向相反
【答案】B
【详解】A.以篮球水平抛入的方向为正方向,则这个过程中篮球的速度变化量为
即篮球的速度变化量大小为,方向与篮球反方向水平抛出的方向相同,故A错误;
BD.篮球的平均加速度为
即篮球的平均加速度大小为,方向与篮球反向水平抛出的方向相同,故B正确,D错误;
C.篮球加速度的方向与篮球速度变化量的方向相同,故C错误。
故选B。
二、多选题
11.(24-25高一上·北京延庆·期末)下列关于加速度和速度的说法中正确的是( )
A.物体的加速度减小,速度一定减小
B.物体的加速度增大,速度可能减小
C.物体的速度变化越快,加速度一定越大
D.物体的速度变化越大,加速度一定越大
【答案】BC
【详解】AB.当加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动,若物体加速度减小,速度仍增大,当加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动,若物体加速度增大,速度仍减小,故A错误,B正确;
C.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,物体速度变化越快,加速度一定越大,故C正确;
D.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,物体速度变化大,加速度不一定越大,还要看时间,故D错误。
故选BC。
12.(24-25高一上·北京海淀·期末)如图1所示,火箭发射时,速度能在内由0增加到;如图2所示,某汽车若以的速度行驶,急刹车时能在内停下来。若火箭和汽车的运动都可视为匀变速直线运动,且分别规定火箭和汽车运动方向为正,对于以上两个过程,下列说法正确的是( )
A.火箭速度的变化量为 B.汽车速度的变化量为
C.火箭的平均速度比汽车的平均速度小 D.火箭的加速度比汽车的加速度小
【答案】AD
【详解】A.10s内火箭的速度改变量为
故A正确;
B.内汽车速度的变化量为
故B错误;
C.根据匀变速直线运动中,平均速度等于初末速度和的一半知,内火箭的平均速度为
内汽车的平均速度为
故C错误;
D.根据
解得火箭的加速度
汽车的加速度
负号表示加速度的方向与速度方向相反,加速度的大小为,由此可知火箭的加速度比汽车的加速度小,故D正确。
故选AD。
13.(24-25高一上·云南昆明·期末)歼20是我国研制的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机。2022年11月10日,歼20飞行员在空军举行的发布会上透露参加此次航展的歼20已全部换装“中国心”,也就是国产发动机,使得歼20超音速巡航速度可以达到马赫,而其最大飞行速度则高达马赫。关于歼20,下列说法正确的是( )
A.歼20启动时速度为零,加速度不为零
B.歼20启动时速度为零,加速度也为零
C.歼20以马赫的速度匀速直线巡航时,加速度不为零
D.歼20以马赫的速度匀速直线巡航时,加速度一定为零
【答案】AD
【详解】AB.歼20启动时速度为0,加速度不为0,故A正确,B错误;
CD.歼20以马赫的速度匀速直线巡航时,根据平衡条件可知,加速度一定为零,故C错误,D正确。
故选AD。
14.(24-25高一上·四川绵阳·阶段练习)关于速度、速度的变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量越大,它的加速度一定越大
B.某时刻物体的速度为零,其加速度可能很大
C.加速度很大时,物体运动的速度一定很快变大
D.速度很大的物体,其加速度可能为零
【答案】BD
【详解】A.根据
可知,物体的速度变化量越大,它的加速度不一定越大,故A错误;
B.某时刻物体的速度为零,其加速度可能很大,例如火箭即将发射时,故B正确;
C.加速度很大时,当速度和加速度反向时,物体运动的速度会很快变小,胡C错误;
D.速度很大的物体,其加速度可能为零,例如高速飞行的子弹加速度为零,故D正确。
故选BD。
15.(24-25高一上·天津西青·期中)下列关于物体运动的速度和加速度的说法正确的是 ( )
A.加速度越大,速度变化量也越大
B.加速度增大,速度也随之增大
C.加速度的方向保持不变,速度的方向可能发生变化
D.物体具有向东的加速度,速度的方向却可能向西
【答案】CD
【详解】A.加速度的定义式为,但加速度与速度变化量没有直接关系,所以加速度越大,速度变化量不一定也越大,故A错误;
B.加速度增大,如果加速度方向与速度方向相反,则速度减小,故B错误;
C.加速度的方向保持不变,如果一开始速度方向与加速度方向相反,则物体做减速运动,当速度减为0后,物体将反向做加速运动,故C正确;
D.加速度与速度没有直接关系,物体具有向东的加速度,速度的方向却可能向西,故D正确。
故选CD。
16.(24-25高一上·安徽阜阳·阶段练习)自然界中某量D的变化可记为ΔD,发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt,两者之比就是这个量对时间的变化率,简称变化率。下列说法正确的是( )
A.变化率是描述相关量变化快慢的物理量
B.某量D越大,则其变化率也越大
C.由可知,位移Δx越大,则速度v越大
D.由可知,加速度即为速度变化率,故加速度越大,速度变化越快
【答案】AD
【详解】A.变化率是描述相关量变化快慢的物理量,A正确;
B.某量D越大,则其变化率与D无关,不一定越大,B错误;
C.由可知,位移Δx越大,速度v与Δx无关,v不一定越大,C错误
D.由可知,加速度即为速度变化率,故加速度越大,速度变化越快,D正确。
故选AD。
17.(24-25高一上·广东佛山·期中)到了基米同学家,小天发现他家的扫地机器人正在忙碌地工作着,机器人沿铺有相同大瓷砖的地面做匀变速直线运动,连续经过P、Q、R三点。 在段(2块砖)和段(3块砖)的平均速度分别为和,不计相邻瓷砖间的缝隙,则( )
A.机器人在PQ段与QR段的时间之比为1∶3
B.机器人在PR段的平均速度为v0
C.机器人在PR段的平均速度为v0
D.机器人通过每块砖时的速度变化量相同
【答案】AB
【详解】A.设每块瓷砖的长度为d,根据平均速度的定义可知,机器人在段和所用时间之比为
A正确;
BC.机器人在PR段的平均速度为
B正确,C错误;
D.由加速度的定义可知
解得
尽管机器人的加速度不变,但机器人通过每块瓷砖的时间不同,故速度的变化量不同,D错误。
故选AB。
三、实验题
18.(21-22高一上·湖南长沙·阶段练习)某同学利用气垫导轨测定滑块的加速度,滑块上安装了宽度为d的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下做匀加速直线运动先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2,遮光板从开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间为Δt。遮光板通过光电门1时的速度大小v1= ,通过光电门2时的速度大小v2= ,滑块的加速度大小a= 。
【答案】
【详解】[1][2]由于遮光板宽度较窄,通过时间较短,所以用遮光时间内的平均速度来近似代替通过光电门的瞬时速度,即
[3]根据加速度的定义可得滑块的加速度大小为
19.(19-20高一上·北京西城·阶段练习)下图是物体做匀加速直线运动时,打点计时器打出的一条纸带。图中A、、、、是按每隔4个点选一个计数点的方式选出的,已知打点计时器接在了频率为50Hz的交流电源上。则相邻计数点间的时间间隔 s。请用尽量准确的方法,求出计数点对应物体的瞬时速度大小为 m/s。同样的方法求出计数点对应物体的瞬时速度后,请求出物体在段的加速度大小为 m/s2。
【答案】 0.1 0.677 1.56
【详解】解:[1] 打点计时器接在了频率为50Hz的交流电源上,由交流电的周期与频率的关系式,可得
因按每隔4个点选一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔
T=5×0.02s=0.1s
[2]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得计数点对应物体的瞬时速度大小为
同理计数点对应物体的瞬时速度大小为
[3]由加速度的定义式,可得物体在段的加速度大小为
20.(23-24高三上·湖南衡阳·阶段练习)如图所示,为测量小车运动的加速度,某同学将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上。当小车向左加速运动时,测得A、B两挡光片先后经过光电门的挡光时间分别为t1和t2,两挡光片经过光电门的时间间隔为T。则A挡光片经过光电门时,小车的瞬时速度vA= ;B挡光片经过光电门时,小车的瞬时速度vB= ,小车加速度的表达式a= 。
【答案】
【详解】[1]挡光片通过光电门的平均速度可以认为是小车的瞬时速度,则A挡光片经过光电门时,小车的瞬时速度
vA=
[2]B挡光片经过光电门时,小车的瞬时速度
vB=
[3]两挡光片经过光电门的时间间隔为T,由运动学速度时间关系式得
a=
四、解答题
21.(24-25高一上·广东深圳·期中)如图所示,一个篮球从篮筐上由静止开始下落,经t1=1.95s落到水平地面上,速度大小为=7.8m/s,然后以速度大小=4.9m/s反弹,向上运动t2=0.5s达到最高点。已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s,求:
(1)篮球在空中下落过程的加速度;
(2)篮球在与地面碰撞过程的加速度;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度。
【答案】(1)4m/s2;方向竖直向下
(2)42.3m/s2;方向竖直向上
(3)2.32m/s;方向竖直向下
【详解】(1)取竖直向下为正方向;根据
可知下落过程的加速度
m/s2=4m/s2
方向竖直向下;
(2)与地面碰撞过程中
方向竖直向上;
(3)全程的位移大小
全程的时间
t=1.95s+0.5s+0.3s=2.75s
则平均速度
方向竖直向下。
22.(24-25高一上·广东江门·期中)一篮球从高h1=3.9m处由静止开始下落,经t1=1s落到地面时速度为v1=8m/s,篮球与地面碰撞的时间为,然后以v2=6m/s的速度反弹,经t2=0.5s到达最高点h2=1.5m处。求:
(1)篮球下落过程的平均速度大小和方向;
(2)篮球与地面碰撞过程中的加速度大小和方向。
【答案】(1),方向竖直向下
(2),方向竖直向上
【详解】(1)篮球下落过程的平均速度为
方向竖直向下。
(2)篮球与地面碰撞过程中,以竖直向上为正方向,加速度为
可知加速度大小为,方向竖直向上。
23.(24-25高一上·广西·期中)为测试乒乓球的弹性,将乒乓球(可视为质点)从离水平地面高处由静止释放,经乒乓球竖直向下落到水平地面,接触地面前瞬间乒乓球的速度大小,乒乓球与地面碰撞的时间,然后以大小、方向竖直向上的速度弹离地面,经到达离水平地面的最高处。以竖直向下为正方向,求:
(1)乒乓球与地面碰撞过程中的平均加速度大小和方向;
(2)乒乓球从释放至再次回到最高处过程中的平均速度大小和方向。
【答案】(1),方向竖直向上
(2)0.75m/s,方向竖直向下
【详解】(1)根据加速度定义有
其中
解得
即平均加速度大小为、方向竖直向上。
(2)乒乓球从释放至再次回到最高处过程中的平均速度
其中
,
解得
即平均速度大小为0.75m/s、方向竖直向下。
24.(24-25高一上·贵州·阶段练习)一个篮球从高的位置由静止开始下落,经落到水平地面上,到达地面时速度为,然后撞击地面后以的速度反弹,经达到最高点,已知篮球与地面碰撞的时间为,求:
(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小;
(2)篮球与地面碰撞过程的平均加速度大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小。
【答案】(1)10m/s
(2),方向沿竖直向上
(3)
【详解】(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小
解得
(2)根据加速度的定义式有
选择向上为正方向,则有
解得
即篮球与地面碰撞过程的平均加速度大小为,方向沿竖直向上。
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小
解得
2
学科网(北京)股份有限公司
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