内容正文:
第二章 第2节
一、单项选择题
1.关于匀变速直线运动中加速度的方向和正负值,下列说法中错误的是( )
A.匀加速直线运动中,加速度方向一定和初速度方向相同
B.匀减速直线运动中,加速度一定是负值
C.在匀加速直线运动中,加速度也有可能取负值
D.只有在规定了初速度方向为正方向的前提下,匀加速直线运动的加速度才取正值
解析:B [匀加速直线运动中,加速度和初速度方向相同,选项A正确;加速度的正、负取决于正方向的选取,加速度方向与规定的正方向相同时加速度为正值,反之为负值,所以无论是匀加速还是匀减速,加速度有可能是正值,也有可能是负值,选项C正确,选项B错误;当规定初速度方向为正方向时,匀加速直线运动中的加速度与速度方向相同,故取正值,选项D正确.]
2.某质点的速度随时间变化的关系是v=4+2t,v与t的单位分别为m/s和s,则质点的初速度与加速度分别为( )
A.4 m/s与2 m/s2 B.0与4 m/s2
C.4 m/s与4 m/s2 D.4 m/s与0
解析:A [v=4+2t与v=v0+at比较可知:v0=4 m/s,a=2 m/s2,故A正确.]
3.一家从事创新设计的公司打造了一辆飞行汽车,既可以在公路上行驶,也可以在天空飞行.已知该飞行汽车起飞时在跑道上的加速度大小为2 m/s2,速度达到40 m/s后离开地面.离开跑道后的加速度为5 m/s2,最大速度为200 m/s.该飞行汽车从静止加速到最大速度所用的时间为( )
A.40 s B.52 s
C.88 s D.100 s
解析:B [在跑道上的运动时间t1== s=20 s,在空中的运动时间t2== s=32 s,则运动的总时间t=t1+t2=(20+32) s=52 s,故B正确,A、C、D错误.]
4.奥迪车有多种车型,如30TFSI、35TFSI、50TFSI,(每个车型字母前的数字称为G值)G值用来表示该车型的加速性能,数字越大,加速越快.G值的大小为车辆从静止开始加速到100 km/h的平均加速度数值(其单位为国际单位)再乘以10.如图所示为某一型号的奥迪车的尾标,其值为30TFSI,则该型号车从静止开始加速到100 km/h的时间约为( )
A.5.6 s B.6.2 s
C.8.5 s D.9.3 s
解析:D [由题意可得30TFSI的加速度大小为a=3 m/s2,末速度大小为v=100 km/h=27.8 m/s,由速度时间关系可得时间为t== s=9.3 s,故D正确,A、B、C错误.]
5.“某物体做匀加速直线运动,初速度为零,加速度为2 m/s2,求物体4 s末的速度?”对于该问题解答最为规范的是( )
A.由v=v0+at 得v=0+2 m/s2×4 s=8 m/s
B.根据v=at 得 v=2×4=8
C.根据物理规律v=v0+at 得v=2×4=8 m/s
D.根据v=v0+at得v=0+2×4 m/s=8 m/s
解析:D [由v=v0+at 得 v=0+2×4 m/s=8 m/s,在计算时不需要每个物理量的后面都带单位,故A错误,D正确;在计算时要在整个结果后带上所求物理量单位,故B、C错误.]
6.如图所示为四个物体在一条直线上运动的v-t图像,那么由图像可以看出,做匀加速直线运动的是( )
解析:C [v-t图像的斜率就是物体的加速度,选项A中图线平行于时间轴,斜率为0,加速度为0,所以物体做匀速直线运动.选项B中图线斜率不变,加速度不变,物体做的是匀变速直线运动,且由图像可看出,物体的速度随时间而减小,所以物体做匀减速直线运动.选项C中图线斜率不变,加速度不变,物体的速度随时间而增大,所以物体做匀加速直线运动.选项D中图线不是一条直线,表示物体不做匀变速直线运动.]
7.爬杆运动员从杆上端由静止开始先匀加速下滑时间2t,后再匀减速下滑时间t恰好到达杆底且速度为0,则这两段匀变速运动过程中加速度大小之比为( )
A.1∶2 B.2∶1
C.1∶4 D.4∶1
解析:A [设加速下滑的加速度大小为a1,减速下滑的加速度大小为a2,下滑2t时的速度为v,则:a1=,a2=,故a1∶a2=1∶2,A正确.]
8.以72 km/h的速度在平直公路上行驶的汽车,遇紧急情况而急刹车获得大小为4 m/s2的加速度,则刹车3 s后汽车的速度为( )
A.16 m/s B.12 m/s
C.8 m/s D.0
解析:C [取初速度方向为正方向,则v0= m/s=20 m/s,a=-4 m/s2.设刹车经t0时间而停止运动,即末速度v=0,由v=v0+at0得t0== s=5 s,故在t0=5 s末汽车速度为零,而汽车在t1=3 s时仍处于运动状态,故在刹车3 s后汽车速度为v1=v0+at=20 m/s-4×3 m/s=8 m/s,故C正确.]
二、多项选择题
9.一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=4 s时,物体的速度大小为8 m/s,方向向西.当t为多少时,物体的速度大小为2 m/s( )
A.3 s B.2 s
C.2.8 s D.4 s
解析:BC [物体做匀变速直线运动的加速度:a==-5 m/s2;当2 m/s的速度方向向东,则t1==2 s;当2 m/s的速度方向向西,则t2==2.8 s;故B、C正确,A、D错误.]
10.亚丁湾索马里海盗的几艘快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船,中国海军发射爆震弹成功将其驱逐.假如其中一艘海盗快艇在海面上的速度-时间图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.海盗快艇行驶的最大速度为15 m/s
B.海盗快艇在66 s末开始调头逃离
C.海盗快艇在0~66 s做的是加速度逐渐减小的加速运动
D.海盗快艇在96~116 s内做匀减速直线运动
解析:AC [从v-t图像上得知海盗快艇行驶的最大速度为15 m/s,在0~66 s内v-t图线的斜率逐渐减小,故加速度逐渐减小,选项A、C正确;在66 s末海盗快艇速度方向没变,速度大小减小,选项B错误;在96~116 s内海盗快艇调头做匀加速直线运动,选项D错误.]
11.甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则( )
A.甲、乙在0~1 s之间沿同一方向运动
B.乙在0~7 s之间的位移为0
C.甲在0~4 s之间做往复运动
D.甲、乙在t=6 s时的加速度方向相同
解析:BD [在0~1 s内甲沿x轴正方向运动,乙先沿x轴负方向运动,后沿x轴正方向运动,选项A错误;在0~7 s 内乙的位移x=-×0.5+×0.5+×3-×3=0,选项B正确;在0~4 s内甲的速度恒为正值,始终沿x轴正方向运动,选项C错误;在t=6 s时,甲、乙速度图像的斜率均为负值,即甲、乙的加速度方向均沿x轴负方向,选项D正确.]
12.雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到为零,在此过程中雨滴的运动情况是( )
A.速度的变化率越来越小
B.速度不断增大,加速度为零时,速度最大
C.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
D.速度一直保持不变
解析:AB [加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度逐渐减小,则速度变化率逐渐减小,故A正确;加速度方向与速度方向相同,雨滴做加速运动,当加速度减小到零,速度达到最大,故B正确,C、D错误.]
三、非选择题
13.高铁G1378从娄底南站由静止开始加速出站,加速度为0.6 m/s2,1.5 min后G1378速度为多大?G1378匀速运动时速度为388.8 km/h,到达长沙南站时,如果以1.0 m/s2的加速度减速进站,求减速110 s时速度为多大?
解析:取G1378开始时运动方向为正方向.G1378初速度v0=0,则G1378 1.5 min后的速度v1=v0+a1t1=(0+0.6×1.5×60) m/s=54 m/s;当G1378减速进站时a2=-1.0 m/s2;初速度v20=388.8 km/h=108 m/s,从刹车到速度为0的时间t2==108 s;所以110 s时G1378已经停止运动,速度为0.
答案:54 m/s 0
14.卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车速减到2 m/s时,交通灯转为绿灯,司机立即停止刹车开始加速,并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速共用了12 s.求:
(1)减速与加速过程中的加速度大小;
(2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度大小.
解析:(1)卡车先做匀减速运动,再做匀加速运动,其运动简图如图所示.
设卡车从A点开始减速,则vA=10 m/s,用时t1到达B点,从B点又开始加速,用时t2到达C点,则
vB=2 m/s,vC=10 m/s,且2t2=t1,t1+t2=12 s,
可得t1=8 s,t2=4 s.
由v=v0+at得
在AB段vB=vA+a1t1①
在BC段vC=vB+a2t2②
代入数据解①②两式可得a1=-1 m/s2,a2=2 m/s2.
所以减速过程的加速度大小为1 m/s2,加速过程的加速度大小为2 m/s2.
(2)2 s末的速度
v1=vA+a1t=10 m/s-1×2 m/s=8 m/s.
10 s末的速度
v2=vB+a2t′=2 m/s+2×(10-8) m/s=6 m/s.
答案:(1)1 m/s2 2 m/s2 (2)8 m/s 6 m/s
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