内容正文:
第02讲 匀变速直线运动规律
目录
01 课标达标练 2
题型01 基本公式的应用 2
题型02 刹车类问题 2
题型03 平均速度和中间时刻瞬时速度 3
题型04 中间位置瞬时速度 4
题型05 逐差法 4
题型06 初速度为零的匀加速直线运动的比例关系 5
02 核心突破练 6
03 真题溯源练 8
01 基本公式的应用
1.(2025·广东·一模)跳伞运动员以的速度竖直匀速降落,在离地面的地方掉落一随身小铁钉,小铁钉落地的时间为(不计空气对小铁钉的阻力,取重力加速度)( )
A. B. C. D.
2.(2024·广东佛山·一模)2023年9月21日,中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课,为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。在奇妙“乒乓球”实验中,神舟十六号航天员朱杨柱用“特制”乒乓球拍将静止的水球拍出,若将该直线运动过程看成水球先做匀加速运动后匀速运动,其中加速时间,加速位移为,匀速阶段用时,求:
(1)水球匀速运动时的速度v的大小;
(2)加速过程中加速度大小;
(3)全过程的总位移的大小。
02 刹车类问题
3.某场足球比赛中,一球员不小心踢歪了球,足球往边界滚去。足球距离边界35m时,速度,加速度,若将足球的运动看做匀减速直线运动,下列说法正确的是( )
A.足球到达不了边界 B.经过6s,足球越过了边界
C.经过7s,足球恰好到达边界 D.经过8s,足球距离边界3m
4.汽车以的速度行驶在平直公路上,当汽车行驶到距十字路口停车线时,交通信号灯为红灯,后信号灯将转为绿灯。
(1)若汽车速度保持不变,汽车到达停车线所需的时间是多少?是否会闯红灯?
(2)若司机马上采取制动措施,使汽车做匀减速运动,信号灯转为绿灯时,汽车恰好到达停车线。求汽车加速度大小和到达停车线时的速度大小。
03 平均速度和中间时刻瞬时速度
5.(2024·广东佛山·一模)为提高航母的效能,福建舰安装了电磁弹射器,舰载机在弹射器的助推下能获得30m/s2 ~ 50m/s2的加速度。若某舰载机从静止开始弹射,匀加速运动150m达到100m/s的起飞速度,则该过程的时间为( )
A.3.3s B.3.0s C.2.5s D.1.5s
6.(2024·广东佛山·二模)小明同学乘坐动车时发现,车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆,夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影,于是他将手机平放在车的窗台上,利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时,光照强度随时间的变化曲线如下图所示。查阅资料可知每两根电线杆的间隔为,则下列说法正确的是( )
A.动车做减速运动 B.内动车做匀加速运动
C.内动车平均速率为 D.时动车速率为
04 中间位置瞬时速度
7.一物体做匀加速直线运动,经过时间t后,它的速度由v1变为v2,经过的位移为x。下列说法中正确的是( )
A.这段时间内它的平均速度为
B.经过时,它的瞬时速度的大小为
C.这段时间的中点时刻的瞬时速度为
D.经过时,它的瞬时速度为
05 逐差法
8.小球被竖直向上抛出,如图示为小球向上做匀减速直线运动时的频闪照片,频闪仪每隔0.05s闪光一次,测出ac长为23cm,af长为34cm,下列说法正确的是( )
A.bc长为13cm B.df长为3cm
C.小球的加速度大小为12m/s2 D.小球通过d点的速度大小为2.2m/s
9.如图是小球在自由落体运动过程中的频闪照片示意图,频闪时间间隔相同。通过测量发现,小球在、两点间的距离为,小球在、两点间的距离为,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.到的距离 B.到的距离
C.该频闪仪每隔闪光一次 D.该频闪仪每隔闪光一次
06 初速度为零的匀加速直线运动的比例关系
10.如图所示,可视为质点的子弹以初速度垂直射入叠在一起的相同木板中,木板的厚度均为,子弹恰好穿过第11块木板,已知子弹在木板中运动的总时间为,且在各块木板中运动的加速度都相同。关于该子弹的运动,下列说法正确的是( )
A.运动的加速度大小为
B.初速度为
C.穿过第10块所用时间为
D.穿过第10块的平均速度为
11.(2024·广东·模拟预测)如图所示,旅客在站台候车线处候车,相邻候车线间的距离以及每节车厢的长度均为L。列车进站时,从1号车厢的前端入口a点经过5号候车线时开始计时,到2号车厢的前端入口b点经过5号候车线时,所用的时间为T,列车停下时a点恰好正对1号候车线。若列车进站时做匀减速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.列车进站时的加速度大小为
B.a点经过2号候车线时,列车的瞬时速度大小为
C.从a点经过2号候车线到列车停止运动,经历的时间为
D.从a点经过5号候车线到列车停下的过程,列车的平均速度为
1.(2025·广东清远·二模)运动员进行往返跑训练时,A点为位移参考原点。当其通过B点时开始匀减速运动并同步启动计时装置,抵达终点C后立即加速返回。已知减速与加速阶段均为匀变速直线运动,加速度大小相等。现根据位移传感器记录的s-t图像(如图乙所示),由图中数据可得( )
A.2s末,运动员速度最大
B.4s末,运动员回到起点
C.减速过程中,运动员前进的距离是13m
D.0~3s内,运动员的平均速度大小是2m/s
2.(2025·广东深圳·二模)处于关闭状态的三扇推拉门,质量均为20kg。第一扇门在沿水平轨道方向的2.0N 推力作用下匀速运动,与第二扇门即将重合时发生碰撞,碰撞时间0.5s,碰后两扇门结为一体,此后两扇门滑行0.4m后速度减为零,未与第三扇门接触。推力始终存在且保持不变,轨道对两扇门的滑动摩擦力相同。不正确的说法是( )
A.两扇门结为一体后的加速度为0.05m/s2
B.两扇门结为一体瞬间共同速度为0.2m/s
C.与第二扇门碰撞前,第一扇门速度为0.4m/s
D.两扇门碰撞过程中产生的平均冲击力大小为10N
3.(2024·广东肇庆·二模)雨雪天气时路面湿滑,与干燥路面相比,汽车在湿滑路面上刹车时的刹车距离将明显增大。某驾驶员驾驶同一辆汽车在这两种路面上刹车过程中的v-t图像如图所示。对这两种刹车过程,下列说法正确的是( )
A.图线a是汽车在湿滑路面刹车过程中的v-t图像
B.两种刹车过程中汽车的平均速度相同
C.汽车在湿滑路面上刹车时的加速度较大
D.汽车在两种路面上刹车时的位移大小与加速度大小成正比
4.(2023·广东·模拟预测)某高中实验小组设计了一个研究匀减速直线运动规律的方案,利用数控式打点计时器记录其运动信息,从开始减速为计时起点,刚好停下时记录下最后一个点,打点频率为1Hz。通过分析小车在减速过程中的纸带,第1、2个点之间的距离与最后两个点之间的距离之比为a,第一个点与最后一个点的距离为s,则从开始减速到停下的平均速度是( )
A. B. C. D.
5.(2024·全国甲卷·高考真题)为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从时由静止开始做匀加速运动,加速度大小,在时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
1.(2025·安徽·高考真题)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为,则( )
A. B. C. D.
2.(2025·江苏·高考真题)新能源汽车在辅助驾驶系统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为( )
A. B. C. D.
3.(2025·广西·高考真题)某乘客乘坐的动车进站时,动车速度从36km/h减小为0,此过程可视为匀减速直线运动,期间该乘客的脉搏跳动了70次。已知他的脉搏跳动每分钟约为60次,则此过程动车行驶距离约为( )
A. B. C. D.
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第02讲 匀变速直线运动规律
目录
01 课标达标练 2
题型01 基本公式的应用 2
题型02 刹车类问题 3
题型03 平均速度和中间时刻瞬时速度 3
题型04 中间位置瞬时速度 4
题型05 逐差法 4
题型06 初速度为零的匀加速直线运动的比例关系 4
02 核心突破练 9
03 真题溯源练 11
01 基本公式的应用
1.(2025·广东·一模)跳伞运动员以的速度竖直匀速降落,在离地面的地方掉落一随身小铁钉,小铁钉落地的时间为(不计空气对小铁钉的阻力,取重力加速度)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】取竖直向下为正方向,由题意知,小铁钉下落过程为匀加速直线运动,小铁钉的初速度为,则有
解得
或(舍去)
故选A。
2.(2024·广东佛山·一模)2023年9月21日,中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课,为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。在奇妙“乒乓球”实验中,神舟十六号航天员朱杨柱用“特制”乒乓球拍将静止的水球拍出,若将该直线运动过程看成水球先做匀加速运动后匀速运动,其中加速时间,加速位移为,匀速阶段用时,求:
(1)水球匀速运动时的速度v的大小;
(2)加速过程中加速度大小;
(3)全过程的总位移的大小。
【答案】(1)0.2m/s;(2)0.2m/s2;(3)0.7m
【详解】(1)椐题意水球从静止开始做匀加速直线运动可得
代入数据解得末的速度为
之后水球做匀速直线运动,速度大小等于末的速度大小为0.2m/s
(2)由匀加速直线运动规律得
代入数据解得加速过程中加速度大小为
(3)匀速阶段用时,位移大小为
水球运动全过程的总位移的大小为
02 刹车类问题
3.某场足球比赛中,一球员不小心踢歪了球,足球往边界滚去。足球距离边界35m时,速度,加速度,若将足球的运动看做匀减速直线运动,下列说法正确的是( )
A.足球到达不了边界 B.经过6s,足球越过了边界
C.经过7s,足球恰好到达边界 D.经过8s,足球距离边界3m
【答案】B
【详解】足球停止所需时间为s
位移为m
36m-35m=1m
可见经过6s,足球越过了边界,且经过8s,足球距离边界1m。
故选B。
4.汽车以的速度行驶在平直公路上,当汽车行驶到距十字路口停车线时,交通信号灯为红灯,后信号灯将转为绿灯。
(1)若汽车速度保持不变,汽车到达停车线所需的时间是多少?是否会闯红灯?
(2)若司机马上采取制动措施,使汽车做匀减速运动,信号灯转为绿灯时,汽车恰好到达停车线。求汽车加速度大小和到达停车线时的速度大小。
【答案】(1),会闯红灯
(2),
【详解】(1)若汽车保持速度不变,到达十字路口停车线所需时间为t,则
代入题给条件解得
根据题给条件有
汽车若保持速度不变,会闯红灯。
(2)设汽车加速度大小为,到达十字路口停车线时的速度大小为,则,
联立并代入题给数据,得加速度和速度大小为,
03 平均速度和中间时刻瞬时速度
5.(2024·广东佛山·一模)为提高航母的效能,福建舰安装了电磁弹射器,舰载机在弹射器的助推下能获得30m/s2 ~ 50m/s2的加速度。若某舰载机从静止开始弹射,匀加速运动150m达到100m/s的起飞速度,则该过程的时间为( )
A.3.3s B.3.0s C.2.5s D.1.5s
【答案】B
【详解】由题知,舰载机从静止开始弹射,匀加速运动150m达到100m/s的起飞速度,则根据
解得
t = 3.0s
故选B。
6.(2024·广东佛山·二模)小明同学乘坐动车时发现,车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆,夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影,于是他将手机平放在车的窗台上,利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时,光照强度随时间的变化曲线如下图所示。查阅资料可知每两根电线杆的间隔为,则下列说法正确的是( )
A.动车做减速运动 B.内动车做匀加速运动
C.内动车平均速率为 D.时动车速率为
【答案】CD
【详解】AB.由图像可知,动车做加速运动,内动车做匀速运动。故AB错误;
CD.内动车平均速率为
时动车速率为
故CD正确。
故选CD。
04 中间位置瞬时速度
7.一物体做匀加速直线运动,经过时间t后,它的速度由v1变为v2,经过的位移为x。下列说法中正确的是( )
A.这段时间内它的平均速度为
B.经过时,它的瞬时速度的大小为
C.这段时间的中点时刻的瞬时速度为
D.经过时,它的瞬时速度为
【答案】ACD
【详解】A.由题知,物体的位移为x,运动的时间为t,则这段时间内的平均速度为,故A正确;
BD.根据匀变速直线运动的速度—位移公式可知,对全过程有对前一半位移有
联立可得物体经过时的瞬时速度大小为因为匀变速直线运动位移中点的速度与中间时刻的速度不相等,所以不等于平均速度,故B错误,D正确。
C.物体做匀变速直线运动,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则这段时间内中间时刻的瞬时速度为故C正确。
故选ACD。
05 逐差法
8.小球被竖直向上抛出,如图示为小球向上做匀减速直线运动时的频闪照片,频闪仪每隔0.05s闪光一次,测出ac长为23cm,af长为34cm,下列说法正确的是( )
A.bc长为13cm B.df长为3cm
C.小球的加速度大小为12m/s2 D.小球通过d点的速度大小为2.2m/s
【答案】C
【详解】由题意知;;
C.根据匀变速直线运动的规律可知,连续相等时间间隔内的位移之差为常量,即
解得故C正确;
AB.同理解得;解得故AB错误;
D.由题意知匀变速运动中,某段时间内的平均速度等于这一段时间中间时刻的瞬时速度,则d点的速度为故D错误。
故选C。
9.如图是小球在自由落体运动过程中的频闪照片示意图,频闪时间间隔相同。通过测量发现,小球在、两点间的距离为,小球在、两点间的距离为,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.到的距离 B.到的距离
C.该频闪仪每隔闪光一次 D.该频闪仪每隔闪光一次
【答案】BC
【详解】CD.根据匀变速直线运动推论可得
解得该频闪仪的闪光周期为
故C正确,D错误;
AB.根据
可得到的距离为
故A错误,B正确。
故选BC。
06 初速度为零的匀加速直线运动的比例关系
10.如图所示,可视为质点的子弹以初速度垂直射入叠在一起的相同木板中,木板的厚度均为,子弹恰好穿过第11块木板,已知子弹在木板中运动的总时间为,且在各块木板中运动的加速度都相同。关于该子弹的运动,下列说法正确的是( )
A.运动的加速度大小为
B.初速度为
C.穿过第10块所用时间为
D.穿过第10块的平均速度为
【答案】D
【详解】AB.子弹恰好穿过第11块木板,根据逆向思维有
解得,选项AB错误;
C.设穿过前10块所用时间为,有
解得
设穿过前9块所用时间为,有
解得
穿过第10块所用时间,C错误;
D.穿过第10块的平均速度,D正确。
故选D。
11.(2024·广东·模拟预测)如图所示,旅客在站台候车线处候车,相邻候车线间的距离以及每节车厢的长度均为L。列车进站时,从1号车厢的前端入口a点经过5号候车线时开始计时,到2号车厢的前端入口b点经过5号候车线时,所用的时间为T,列车停下时a点恰好正对1号候车线。若列车进站时做匀减速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.列车进站时的加速度大小为
B.a点经过2号候车线时,列车的瞬时速度大小为
C.从a点经过2号候车线到列车停止运动,经历的时间为
D.从a点经过5号候车线到列车停下的过程,列车的平均速度为
【答案】CD
【详解】C.采用逆向思维可知,动车连续经过相等的位移所用的时间之比为
设列车从a点经过2号候车线到列车停止运动时间为,则有
解得
故C正确;
A.逆向思维,由公式
有列车进站时的加速度大小为
故A错误;
B.逆向思维,a点经过2号候车线时,列车的瞬时速度大小
故B错误;
D.从a点经过5号候车线到列车停下的过程,列车的总时间为
解得
所以列车从a点经过5号候车线到列车停下的过程中平均速度为
故D正确。
故选CD。
1.(2025·广东清远·二模)运动员进行往返跑训练时,A点为位移参考原点。当其通过B点时开始匀减速运动并同步启动计时装置,抵达终点C后立即加速返回。已知减速与加速阶段均为匀变速直线运动,加速度大小相等。现根据位移传感器记录的s-t图像(如图乙所示),由图中数据可得( )
A.2s末,运动员速度最大
B.4s末,运动员回到起点
C.减速过程中,运动员前进的距离是13m
D.0~3s内,运动员的平均速度大小是2m/s
【答案】D
【详解】A.根据图像,2s末,运动员速度是零,故A错误;
B.根据图像,匀减速直线运动与匀加速直线运动加速度相等,根据对称性可知,4s末,运动员回到刚减速时的位置,故B错误;
C.根据图像,减速过程中,运动员前进的距离是,故C错误;
D.根据图像,0~3s内,运动员的平均速度大小,故D正确。
故选D。
2.(2025·广东深圳·二模)处于关闭状态的三扇推拉门,质量均为20kg。第一扇门在沿水平轨道方向的2.0N 推力作用下匀速运动,与第二扇门即将重合时发生碰撞,碰撞时间0.5s,碰后两扇门结为一体,此后两扇门滑行0.4m后速度减为零,未与第三扇门接触。推力始终存在且保持不变,轨道对两扇门的滑动摩擦力相同。不正确的说法是( )
A.两扇门结为一体后的加速度为0.05m/s2
B.两扇门结为一体瞬间共同速度为0.2m/s
C.与第二扇门碰撞前,第一扇门速度为0.4m/s
D.两扇门碰撞过程中产生的平均冲击力大小为10N
【答案】C
【详解】A.每扇门的摩擦力为,两扇门结为一体后的加速度大小为 ,A正确,不符合题意;
B.两扇门结为一体瞬间共同速度为 ,解得 ,B正确,不符合题意;
D.碰撞过程中对第二扇门根据动量定理得 ,解得,D正确,不符合题意;
C.碰撞过程中,对等于扇门根据动量定理得 ,解得 ,C错误,符合题意。
故选C。
3.(2024·广东肇庆·二模)雨雪天气时路面湿滑,与干燥路面相比,汽车在湿滑路面上刹车时的刹车距离将明显增大。某驾驶员驾驶同一辆汽车在这两种路面上刹车过程中的v-t图像如图所示。对这两种刹车过程,下列说法正确的是( )
A.图线a是汽车在湿滑路面刹车过程中的v-t图像
B.两种刹车过程中汽车的平均速度相同
C.汽车在湿滑路面上刹车时的加速度较大
D.汽车在两种路面上刹车时的位移大小与加速度大小成正比
【答案】B
【详解】AC.在其他条件相同的情况下,汽车在湿滑路面紧急刹车过程中的加速度较小,刹车距离较大,可得图线b是汽车在湿滑路面紧急刹车过程中的图线,故AC错误;
B.因为汽车在两过程中均做匀变速直线运动,且初速度和末速度均相同,所以汽车在两过程中的平均速度相同,故B正确;
D.汽车做匀减速直线运动,由
知汽车在两种路面上刹车时的位移大小与加速度大小成反比,故D错误。
故选B。
4.(2023·广东·模拟预测)某高中实验小组设计了一个研究匀减速直线运动规律的方案,利用数控式打点计时器记录其运动信息,从开始减速为计时起点,刚好停下时记录下最后一个点,打点频率为1Hz。通过分析小车在减速过程中的纸带,第1、2个点之间的距离与最后两个点之间的距离之比为a,第一个点与最后一个点的距离为s,则从开始减速到停下的平均速度是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由于题目中使用了a这个字母用作表达位移的比值,故在推算中加速度记为用作区分,防止混淆。匀减速直线运动减速至速度为0可以看作初速度为0的匀加速直线运动的逆过程,设整个过程时间为t,则开始刹车第一秒内位移
刹车最后一秒内位移
由题意可知,代入数据得
所以平均速度
故选C。
5.(2024·全国甲卷·高考真题)为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从时由静止开始做匀加速运动,加速度大小,在时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛,时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
【答案】(1)20m/s;(2)680m
【详解】(1)根据匀变速运动速度公式
可得救护车匀速运动时的速度大小
(2)救护车加速运动过程中的位移
设在时刻停止鸣笛,根据题意可得
停止鸣笛时救护车距出发处的距离
代入数据联立解得
1.(2025·安徽·高考真题)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,设匀加速直线运动时间为,匀速运动的速度为,
匀加速直线运动阶段,由位移公式
根据逆向思维,匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移,
则匀速直线运动阶段有
联立解得
再根据
解得
BCD错误,A正确。
故选A。
2.(2025·江苏·高考真题)新能源汽车在辅助驾驶系统测试时,感应到前方有障碍物立刻制动,做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据运动学公式,代入数值解得
故加速度大小为。
故选C。
3.(2025·广西·高考真题)某乘客乘坐的动车进站时,动车速度从36km/h减小为0,此过程可视为匀减速直线运动,期间该乘客的脉搏跳动了70次。已知他的脉搏跳动每分钟约为60次,则此过程动车行驶距离约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】火车运动的时间为
火车共行驶的距离
故选B。
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