内容正文:
课时梯级训练(7) 匀变速直线运动速度与时间的关系
1.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是 ( )
A.是加速度不变、速度随时间均匀变化的直线运动
B.是速度不变、加速度变化的直线运动
C.是速度随时间均匀变化、加速度也随时间均匀变化的直线运动
D.当速度不断减小时,其位移也一定不断减小
A 解析:匀变速直线运动是速度均匀变化,而加速度不变的直线运动,A正确,B、C错误;当物体沿正方向做匀减速运动时,速度减小,但位移增大,D错误。
2.(多选)在运用公式vt=v0+at时,关于各个物理量的符号,下列说法正确的是 ( )
A.必须规定正方向,式中的vt、v0、a才取正、负号
B.在任何情况下a>0表示做加速运动,a<0表示做减速运动
C.习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向,a>0表示做加速运动,a<0表示做减速运动
D.vt的方向总是与v0的方向相同
AC 解析:习惯上我们规定v0的方向为正方向,当a与v0方向相同时a取正号,a与v0方向相反时a取负号,像这种规定我们一般不做另外的声明,但不说不等于未规定,A、C正确,B错误;由vt=v0-at可以看出vt的方向与v0方向有可能相反,D错误。
3.(多选)质点做直线运动的v-t图像如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.在前4 s内质点做匀变速直线运动
B.在1~3 s内质点做匀变速直线运动
C.3 s末质点的速度大小为5 m/s,方向与规定的正方向相反
D.1~2 s内与2~3 s内质点的加速度方向相反
BC 解析:由图像知,前4 s内质点的加速度发生变化,不是匀变速直线运动,A错误;1~3 s内质点加速度不变,B正确;3 s末质点的速度为-5 m/s,C正确;1~2 s内加速度为负,2~3 s内加速度也为负,D错误。
4.航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为6.0 m/s2,起飞的最小速度是70 m/s,弹射系统能够使飞机具有的最大速度为40 m/s,则飞机起飞需要加速的时间是 ( )
A.3 s B.4 s
C.5 s D.6 s
C 解析:由vt=v0+at得t===5 s,C正确。
5.如图所示是一物体做匀变速直线运动的v-t图像,由图可知物体 ( )
A.初速度为0
B.2 s末的速度大小为3 m/s
C.5 s内的位移为0
D.加速度的大小为1.5 m/s2
B 解析:由题图可知,物体的初速度v0=5 m/s,末速度v=0,由公式vt=v0+at可得a==-1 m/s2,A、D错误;由题图知,2 s末物体的速度大小为3 m/s,B正确;由于5 s内物体一直沿正方向运动,所以位移不为0,C错误。
6.在某汽车4S店,一顾客正在测试汽车加速、减速性能。汽车以36 km/h的速度匀速行驶,现以0.6 m/s2的加速度加速,则10 s 后速度能达到多少?若汽车以-0.6 m/s2的加速度滑行,汽车到停下来需多长时间?
答案:16 m/s 16.7 s
解析:初速度v0=36 km/h=10 m/s,加速度a1=0.6 m/s2,a2=-0.6 m/s2,v2=0。
由速度公式得v1=v0+a1t1=10 m/s+0.6 m/s2×10 s=16 m/s,
汽车开始滑行到停下来所用时间由v2=v0+a2t2得:
t2==≈16.7 s。
7.物体做匀加速直线运动,已知它在第1 s末的速度是6 m/s,在第2 s末的速度是8 m/s,则下列说法正确的是 ( )
A.物体在零时刻的速度是3 m/s
B.物体的加速度是6 m/s2
C.任何1 s内物体的速度变化都是2 m/s
D.物体在每1 s初的速度比前1 s末的速度大2 m/s
C 解析:由题意知物体的加速度为a===2 m/s2,B错误;由v1=v0+at1得v0=v1-at1=6 m/s-2 m/s2×1 s=4 m/s,即该物体在零时刻的速度是4 m/s,A错误;任何1 s内物体的速度变化都是Δv=aΔt=2 m/s,C正确;每1 s初与前1 s末为同一时刻,D错误。
8.(多选)一物体做匀变速直线运动。当t=0时,物体的速度大小为12 m/s,方向向东;当t=2 s时,物体的速度大小为8 m/s,方向仍向东。当物体的速度大小变为2 m/s时,t为 ( )
A.3 s B.5 s
C.7 s D.9 s
BC 解析:由题意可得物体运动的加速度a==-2 m/s2。若速度大小为2 m/s时,方向向东,则由vt=v0+at解得t===5 s;若速度大小为2 m/s时,方向向西,则t===7 s,B、C正确。
9.(多选)给滑块一初速度v0,使它沿足够长的光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为a,当滑块速度大小变为时,所用时间可能是 ( )
A. B.
C. D.
BC 解析:以初速度方向为正方向,当末速度与初速度方向相同时,=v0-at,得t=;当末速度与初速度方向相反时,-=v0-at′,得t′=,B、C正确。
10.一辆汽车在平直的公路上从静止开始运动,先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动,最后停止。从汽车启动开始计时,下表记录了汽车某些时刻的瞬时速度,根据数据可判断出汽车运动的v-t图像是 ( )
时刻/s
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
10.5
11.5
速度/(m·s-1)
3.0
6.0
9.0
12
12
9.0
3.0
C 解析:由题中表格里的数据可得汽车做匀加速直线运动的加速度a1==3 m/s2,故汽车做匀加速直线运动的时间t1==4 s,B、D错误;当汽车做匀减速直线运动时a2==-6 m/s2,故汽车做匀减速直线运动的时间t2=-=2 s,A错误,C正确。
11.滑雪运动员不借助雪杖,以加速度a1由静止从山坡顶匀加速滑下,测得其20 s后的速度为20 m/s,50 s后到达坡底,又以加速度a2沿水平面减速运动,经20 s恰好停止运动。求:
(1)a1和a2的大小;
(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6 s的速度大小。
答案:(1)1 m/s2 2.5 m/s2 (2)35 m/s
解析:(1)运动员下滑过程中的加速度大小
a1===1 m/s2
到达坡底时的速度大小
v2=a1t2=1 m/s2×50 s=50 m/s
在水平面上的加速度
a2===-2.5 m/s2
即a2的大小为2.5 m/s2。
(2)到达坡底后再经过6 s的速度大小为
v3=v2+a2t4=50 m/s-2.5 m/s2×6 s=35 m/s。
12.歼10CE战斗机是由我国自主研制的全天候、单发、单座、多用途三代+战斗机,并首次出口国外。若某次战斗机训练任务完成返航,着陆后沿平直跑道运动(可看成匀减速直线运动)。已知着陆瞬间战斗机的速度大小为v0=259.2 km/h,未打开减速伞时(如图甲所示)加速度大小为a1=4 m/s2,打开减速伞后(如图乙所示)加速度大小变为a2=8 m/s2。
(1)若未打开减速伞,求飞机着陆后20 s后的速度大小;
(2)若着陆瞬间飞行员发现正前方有一个障碍物,为了使飞机不撞上障碍物,飞行员打开减速伞使飞机减速,已知飞行员从发现障碍物到打开减速伞有2 s的反应时间,共经多久飞机停止运动?
答案:(1)0 (2)10 s
解析:(1)已知v0=259.2 km/h=72 m/s
设飞机着陆后经时间t减速到零,由v0=a1t解得t=18 s<20 s
故20 s后飞机速度为0。
(2)设2 s末飞机的速度为v1,由v1=v0-a1t1解得v1=64 m/s
设打开减速伞后减速到0的时间为t2,由
vt=v0-a2t2解得t2= s=8 s
则共经历t=t1+t2=2 s+8 s=10 s。
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