内容正文:
[对应学生用书第349页]
[基础题组]
1.(2024·陕西安康统考三模)做匀加速直线运动的质点,在第6 s内和前5 s内的平均速度之差是3 m/s,则此质点运动的加速度大小为( )
A.1 m/s2 B.2 m/s2
C.3 m/s2 D.6 m/s2
解析 根据匀变速直线运动规律:某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度,则第6 s内的平均速度等于5.5 s时刻的瞬时速度,前5 s内的平均速度等于2.5 s时刻的瞬时速度,依题意由加速度定义式可得a== m/s2=1 m/s2,故选项A正确。
答案 A
2.一质点由静止开始做加速度为a1的匀加速直线运动,经时间t后加速度变为-a2,又经过时间t后加速度再次变为a1,再经时间t后回到出发点,a1、a2之比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.2∶3 D.3∶5
解析 其运动过程的vt图像如图所示,由于vt图像的斜率表示质点加速度,vt图像的“面积”表示质点的位移,则加速度大小分别为a1=,a2=,整理有a1∶a2=1∶2,故选B。
答案 B
3.一个物体做匀加速直线运动,它在第2 s内的位移为6 m,则下列说法正确的是( )
A.物体在第2 s末的速度一定是3 m/s
B.物体在前3 s内的位移一定是18 m
C.物体的加速度一定是3 m/s2
D.物体在第3 s内的位移一定是9 m
答案 B
4.请根据以下材料判断,汽车行驶在水平直行高速公路上的安全距离最接近(g取9.8 m/s2)( )
高速公路最高时速
路面
动摩擦因数
120 km/h
干沥青路面
0.7
驾驶员反应时间
干碎石路面
0.6~0.7
0.3~0.6 s
湿沥青路面
0.32~0.4
A.100 m B.200 m
C.300 m D.400 m
解析 汽车在驾驶员的反应时间内做匀速直线运动,通过的最大位移为x1=vt=×0.6 m=20 m,在刹车过程中,汽车通过的最大位移x2== m≈177 m,所以总位移x=x1+x2=197 m,最接近200 m,选项B正确。
答案 B
5.高速公路的ETC电子收费系统如图所示,ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离,某汽车以21.6 km/h的速度匀速进入识别区,ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.7 s,刹车的加速度大小为5 m/s2,则该ETC通道的长度约为( )
A.4.2 m B.6.0 m
C.7.8 m D.9.6 m
解析 汽车的速度21.6 km/h=6 m/s,汽车在前0.3 s+0.7 s内做匀速直线运动,位移为x1=v0(t1+t2)=6×(0.3+0.7)m=6 m,随后汽车做匀减速运动,位移为x2== m=3.6 m,所以该ETC通道的长度为L=x1+x2=6 m+3.6 m=9.6 m,故选项A、B、C错误,D正确。
答案 D
6.如图所示,小球从斜面上的A点以一定的初速度开始下滑,加速度恒为a,小球在B点的速度等于小球从A运动到C的平均速度,且A、B两点间的距离为L1,A、C两点间的距离为L2,则小球从A到C的运动时间为( )
A. B.2
C. D.2
解析 由题意可知,小球在B点的速度等于小球从A运动到C的平均速度,根据匀变速直线运动中间时刻的速度是全程的平均速度,则小球从A到B的运动时间与小球从B到C的运动时间相等,设这个相等的时间为T,由L2-L1-L1=aT2,解得T=,小球从A到C的运动时间为2T=2,故选D。
答案 D
7.短跑运动员在训练中从起跑开始的一段时间内可看成先做匀加速直线运动再做匀速直线运动。已知总位移为s,匀速阶段的速度为v、时间为t,则匀加速阶段的时间为( )
A. B.
C.-t D.-2t
解析 匀速阶段的位移为x1=vt
在匀加速直线运动过程,根据平均速度公式可得x2=vt1
根据题意有s=x1+x2
解得匀加速阶段的时间t1=-2t
故选项D正确。
答案 D
[提升题组]
8.一卡车以10 m/s的速度匀速行驶,刹车后第一个2 s内的位移与最后一个2 s内的位移之比为3∶2,设卡车做匀减速直线运动,则刹车后4 s内卡车通过的距离是( )
A.2.5 m B.4 m
C.12 m D.12.5 m
解析 设刹车时加速度大小为a,则第一个2 s内的位移x1=v0t-at2=(20-2a)m,根据逆向思维,最后1个2 s内的位移x2=at2=2a m,由==,解得a=4 m/s2,卡车从刹车到停止需要时间t0==2.5 s,则刹车后4 s内的位移x==12.5 m,选项D正确。
答案 D
9.(2024·重庆模拟)如图所示,甲车进站前,以v=16 m/s的初速度从减速线处开始减速,到站台停车线处时速度刚好减为0,停车t0=30 s后再加速至v=16 m/s驶离,已知甲车加速和减速的加速度大小均为a=1 m/s2,将甲车视为质点。
(1)求甲车从到达减速线到再次加速至v,总共通过的路程和所需的时间;
(2)为了提高运动的效率,乙车到此站时没有停车,而是以v=16 m/s的速度匀速通过,为了保证安全,乙车与甲车在正常匀速行驶的安全距离至少为多少?(假设正常匀速行驶时的速度均为16 m/s,两站台距离足够远,且轨道是直的)
解析 (1)由v=at得加速时间t1== s=16 s因加速和减速的加速度大小相等,所以时间相等t1=t2=16 s
总时间t=t1+t2+t0=16 s+16 s+30 s=62 s
由v2=2ax得x== m=128 m
由对称性(加速和减速的位移相等)可知
x总=256 m。
(2)乙车通过这段距离用时t乙== s=16 s
甲车需要t=62 s
故甲车比乙车通过这段路程多用的时间
Δt=t-t乙=62 s-16 s=46 s
两车安全距离至少为
Δx=vΔt=16×46 m=736 m。
答案 (1)256 m 62 s (2)736 m
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