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课时梯级训练(6) 匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.(多选)关于匀变速直线运动,下列说法正确的是 ( )
A.匀变速直线运动的加速度恒定不变
B.相邻的相同时间间隔内的位移相等
C.在任何相等的时间Δt内速度的变化量Δv都相等
D.速度与运动时间成正比
AC 解析:匀变速直线运动的加速度a不变,A正确;由a=可知,由于a不变,在相邻的相同时间间隔内Δv相同,速度逐渐变大或变小,则位移不相等,B错误,C正确;只有当初速度为零时,速度v才与运动时间t成正比,D错误。
2.如图所示,一辆匀加速行驶的汽车,经过路旁的两根电线杆共用5 s时间,汽车的加速度为2 m/s2,它经过第二根电线杆时的速度是15 m/s,则汽车经过第一根电线杆的速度为 ( )
A.2 m/s B.10 m/s C.2.5 m/s D.5 m/s
D 解析:由v=v0+at可知,v0=v-at=15 m/s-2×5 m/s=5 m/s,D正确。
3. (多选)(2025·广西桂林高一期中)一个物体从A点以v0=15 m/s的初速度,沿一足够长光滑固定斜面上滑,加速度大小为5 m/s2,当小球的速度大小为10 m/s时,经历的时间可能是 ( )
A.1 s B.2 s C.5 s D.7 s
AC 解析:当末速度方向与初速度方向相同时,则有t1= s=1 s,当末速度方向与初速度方向相反时,则有t2= s=5 s,A、C正确。
4.独轮摩托车是一种新型交通工具,它是通过内置的一对陀螺仪来实现平衡的,而它的速度则是由倾斜程度来控制的,想要加速则向前倾,减速和后退则向后倾。外教阿里骑着一款独轮摩托车从静止开始以1.6 m/s2的加速度沿直线匀加速行驶了4 s,又以1.2 m/s2的加速度沿直线匀减速行驶了3 s,然后做匀速直线运动,则独轮摩托车做匀速直线运动的速度大小为 ( )
A.6.4 m/s B.3.6 m/s
C.2.8 m/s D.10 m/s
C 解析:匀加速行驶4 s时,有v1=v0+at=0+1.6×4 m/s=6.4 m/s,匀减速行驶3 s时,有v2=v1+a′t′=6.4 m/s-1.2×3 m/s=2.8 m/s,故匀速行驶时v3=v2=2.8 m/s,C正确。
5.一个小球在斜面上从静止开始匀加速滚下,进入水平面后做匀减速直线运动,直至停止。则下列哪个选项中的vt图像可以反映小球的整个运动过程(v为小球运动的速率) ( )
C 解析:A、B中的vt图线最后阶段表示的是匀速直线运动,不符合题意,A、B错误;D中vt图线表示小球先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动,与题意不符,D错误;C符合题意,C正确。
6.(多选)做匀变速直线运动的质点,先后经过A、B、C三点,已知xAB=xBC=d,质点在AB段和BC段的平均速度分别为v1和v2,根据以上条件可以求出 ( )
A.质点在AC段的运动时间为+
B.质点在AC段的平均速度为
C.质点运动的加速度为
D.质点在C点的瞬时速度为v2+
AD 解析:由题可知,根据平均速度计算公式可得,质点在AB段所用时间为t1=,在BC段所用时间为t2=,质点在AC段的运动时间t=t1+t2=+,A正确;质点在AC段的平均速度==,B错误;由v2=v1+a(+),得a=,C错误;质点在C点的瞬时速度为vC=v2+a·=v2+,D正确。
7.灵活起降的飞机是航母的主要攻击力之一。据媒体介绍,第二艘国产航空母舰将使用世界最先进的飞机弹射系统。飞机弹射系统可以缩减战机起跑的位移。假设弹射系统对航母舰载机作用了0.2 s时间后,可以使飞机达到一定的初速度v0,然后飞机在甲板上起跑,加速度为2 m/s2,经过10 s达到起飞速度v1=50 m/s的要求。求:
(1)飞机离开弹射系统瞬间的速度;
(2)弹射系统对飞机提供的加速度。
答案:(1)30 m/s (2)150 m/s2
解析:(1)设飞机离开弹射系统瞬间的速度是v0,由
v=v0+at
解得v0=30 m/s。
(2)弹射系统对飞机提供的加速度
a== m/s2=150 m/s2。
8.蛟龙号是我国首台自主研制的深海载人潜水器。某次潜水实验活动中,蛟龙号完成海底实验任务后竖直上浮,速度达到v时开始计时并匀减速上浮,经过时间t上浮到海面,速度恰好减为零。则蛟龙号在t0(t0<t)时刻的速度为 ( )
A. B.
C. D.
B 解析:蛟龙号上浮时的加速度大小a=,可知蛟龙号在t0时刻速度为v0=v-at0=,B正确。
9.某同学手拉纸带运动,测得纸带上各计数点的瞬时速度v和对应的时间t,该同学以时间t为横轴,速度v为纵轴,在方格纸上建立直角坐标系,并在坐标系中描点如图所示,该同学用下列四种不同的连线方式把这些点连起来,则选项中四幅vt图像反映的情况与纸带实际运动情况最接近的是 ( )
B 解析:为了更清晰地反映纸带运动速度的变化规律,可以用平滑的曲线连接各点,曲线所反映的情况就会与实际运动情况更加接近,B正确。
10.(2025·广西柳州高一期中)升降机由静止开始以恒定加速度a1加速上升2 s,速度达到3 m/s,接着匀速上升2 s,最后再以恒定加速度a2减速上升1 s才停下来。求:
(1)加速上升的加速度大小a1和减速上升的加速度大小a2;
(2)试画出升降机运动的速度—时间图像。
答案:(1)1.5 m/s2 3 m/s2 (2)见解析图
解析:(1)由加速度公式a=得a1==1.5 m/s2,a2==-3 m/s2
故加速上升的加速度大小为1.5 m/s2,减速上升的加速度大小为3 m/s2。
(2)升降机运动的速度—时间图像如图所示。
11.汽车一般有五个前进挡位,对应不同的速度范围,设每一挡时汽车均做匀变速直线运动,换挡时间不计。某次行车时,一挡起步,起步后马上挂入二挡,加速度为2 m/s2;3 s后挂入三挡,再经过4 s速度达到13 m/s;随即挂入四挡,加速度为1.5 m/s2;速度达到16 m/s时挂上五挡,加速度为1 m/s2。求:
(1)汽车在三挡时的加速度大小;
(2)汽车在四挡时行驶的时间;
(3)汽车挂上五挡后再过5 s的速度大小。
答案:(1)1.75 m/s2 (2)2 s (3)21 m/s
解析:(1)汽车的运动过程简化图如图所示。
在二挡时(A→B),a1=2 m/s2,t1=3 s,这一过程的末速度v1=a1t1=2×3 m/s=6 m/s
在三挡时(B→C),v2=13 m/s,t2=4 s
加速度a2== m/s2=1.75 m/s2
即汽车在三挡时的加速度大小为1.75 m/s2。
(2)在四挡时(C→D),a3=1.5 m/s2,v3=16 m/s
运动时间t3== s=2 s
即汽车在四挡时行驶的时间为2 s。
(3)在五挡时(D→E),a4=1 m/s2,t4=5 s
速度v4=v3+a4t4=(16+1×5) m/s=21 m/s
故汽车挂上五挡后再过5 s的速度大小为21 m/s。
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