内容正文:
专题02 速度的测量与加速度
1.(24-25高一上·山东济南·期中)截止2021年12月5日,我国全海深潜载人潜水器“奋斗者”号共实现了21次万米载人深潜,已有27位科学家通过“奋斗者”号载人潜水器到达过全球海洋最深处。在某次海试中,潜水器做直线运动,加速度方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小至零,则在此过程中,潜水器( )
A.位移逐渐增大,当加速度减小至零时,位移达到最大值
B.位移逐渐减小,当加速度减小至零时,位移达到最小值
C.速度逐渐增大,当加速度减小至零时,速度达到最大值
D.速度逐渐减小,当加速度减小至零时,速度达到最小值
2.(24-25高一上·重庆沙坪坝·期中)为了描述质点的运动,引入质点、时间、时刻、位移、速度、加速度等物理量,下列说法中正确的是( )
A.时间、位移、速度、加速度都是矢量
B.第3秒内和第4秒内经历的时间间隔相等
C.质点位置的变化量与时间的比值即位移
D.物体的加速度不断减小,物体的速度也一定减小
3.(24-25高一上·北京海淀·期中)以下说法正确的是( )
A.某时刻物体的速度为零,其加速度一定为零
B.物体速度变化量为负值时,它的加速度可能为正值
C.物体速度变化很快,其加速度一定很大
D.物体的速度减小,它的加速度也一定减小
4.(24-25高一上·天津南开·期中)深中通道是连接深圳市和中山市的特大桥,于2024年6月30日建成开通,全长约24公里,限速100km/h。一游客开汽车经过深中通道用时约20分钟。下列说法正确的是( )
A.汽车仪表台上的速度计测量的是瞬时速度,里程表测的是位移
B.100km/h是指汽车行驶的瞬时速度大小
C.该游客的平均速度约为72km/h
D.该游客全程的位移为24km
5.(24-25高一上·陕西西安·期中)甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动,它们的运动情况如图x-t所示,在20s内,它们平均速度大小分别为、、;它们在20s内的平均速率分别为、、大小的关系是( )
A., B.,
C., D.,
6.(24-25高一上·山东潍坊·期中)如图所示,在“测量纸带的平均速度和瞬时速度”实验中,某同学用手拉着纸带运动,利用打点计时器记录了纸带的位移信息。若两点间的位移为∆x(包含F点),对应的时间为∆t,可用估算F点瞬时速度。下列说法正确的是( )
A.由纸带上点迹可知,该同学匀变速拉动纸带
B.选取点迹的间隔越小,测量位移时的误差越小
C.测量F点的瞬时速度时,用D、G两点间的数据比用E、G两点间数据得到的结果更准确
D.从理论上讲,选取的位移(包含F点)越小,计算出的平均速度越接近于F点的瞬时速度
7.(24-25高一上·北京·期中)(多选)一质点做直线运动,在零时刻的位置坐标x>0,速度v>0,加速度a>0,此后a逐渐减小到零,则该过程质点的( )
A.位移一定越来越大,速度一定越来越大
B.位移一定越来越大,速度一定越来越小
C.位置的变化越来越快,速度的变化越来越慢
D.位置的变化越来越快,速度的变化越来越快
8.(多选)如图所示,将弹性小球以10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时,向上的速度为7m/s,小球从A点到B点共用时0.3s,则此过程中( )
A.小球发生的位移大小为0.5m,方向竖直向下
B.小球速度变化量的大小为3m/s,方向竖直向下
C.小球平均速度的大小为8.5m/s,方向竖直向下
D.小球平均加速度的大小约为,方向竖直向上
9.(24-25高一上·广东佛山·期中)(多选)到了基米同学家,小天发现他家的扫地机器人正在忙碌地工作着,机器人沿铺有相同大瓷砖的地面做匀变速直线运动,连续经过P、Q、R三点。 在段(2块砖)和段(3块砖)的平均速度分别为和,不计相邻瓷砖间的缝隙,则( )
A.机器人在PQ段与QR段的时间之比为1∶3
B.机器人在PR段的平均速度为v0
C.机器人在PR段的平均速度为v0
D.机器人通过每块砖时的速度变化量相同
10.(24-25高一上·山东淄博·期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G、共7个计数点。相邻两计数点之间的距离如图所示,每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.10 s。
(1)关于打点计时器的使用说法正确的是___________。
A.电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快
(2)若认为某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,则打计数点C、E时小车对应的速度分别为vC = m/s,vE = m/s,据此可以求出小车从打计数点C到打计数点E这段时间内的平均加速度a = m/s2。(结果保留三位小数)
11.(24-25高一上·四川自贡·期中)在“用电磁打点计时器测速度”实验中,已知交流电源的频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是 。
A.拖动纸带的同时,闭合电源开关
B.先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,拖动纸带
C.纸带上的打点密集,说明纸带运动速度较大
D.此次实验所用电源为220V交流电源
(2)某同学拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔1个点取一个计数点,标上字母A、B、C、D、E、F(中间的点未画出)。
如图所示,某同学用mm刻度尺进行测量,填到下表中:
计数点
B
C
D
E
F
位置(cm)
1.32
2.75
4.44
6.22
8.12
由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车的平均速度为 m/s(保留3位有效数字)。
(3)打点计时器打下C点时小车的速度vC= m/s(保留3位有效数字)。
12.(24-25高一上·云南昆明·期中)如图,小李和小王在游乐场玩碰碰车游戏,小李启动碰碰车甲从静止开始以恒定的加速度在1.0s内将碰碰车甲加速到4m/s,然后以4m/s的速度向右行驶3s,与迎面而来的小王驾驶的碰碰车乙发生碰撞,碰撞的时间为0.5s,碰后碰碰车甲反方向弹回的速度大小为2m/s,求:
(1)碰碰车甲从启动到刚好与乙相碰这一过程的平均速度;
(2)碰碰车甲碰撞过程中的平均加速度。
13.(24-25高一上·江苏扬州·期中)如图,在一个短边长为,长边长为的矩形场地上,运动员(可视为质点)从点出发以恒定速率沿场地边缘顺时针到达点(、为两边的中点),求整个过程中:
(1)跑步者运动的平均速度大小;
(2)跑步者运动的平均加速度大小。
1.如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法中正确的是( )
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快 D.火箭的加速度比汽车的加速度大
2.某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出两地的直线距离为,实际中他从A地到地所用时间为,赛车上的里程表指示的里程数值增加了,当他经过某路标P时,车内速率计指示的示数为,那么可以确定的是( )
A.在整个过程中赛车手的位移大小是
B.在整个过程中赛车手的路程是
C.在整个过程中赛车手的平均速度大小是
D.经过路标P时的瞬时速率是
3.一篮球运动员在标准的场地进行投篮练习,某次扣篮时,篮球以3m/s的竖直向下的速度穿过篮圈,经过一段时间篮球与地面发生碰撞,碰后沿竖直向上的方向弹起,在距离地面1.55m高处的速度大小为5m/s,已知篮圈距离地面的高度为3.05m,上述过程所用的时间t=1.0s,篮球可视为质点,规定竖直向下的方向为正方向。该过程中,篮球运动的路程、速度的变化量、平均速度以及平均加速度分别用s、Δv、v、a表示。则下列说法正确的是( )
A.s=-4.6m B.Δv=2m/s C.v=1.5m/s D.a=8m/s2
4.某科学馆有一个“最速降线”的展示项目。如图,在高度差相同的三个不同轨道中,将三个完全相同的铁球、、分别放在I、II、III轨道的起点,同时由静止释放,发现I轨道上的铁球最先到达终点。关于三个铁球的运动,下列说法正确的是( )
A.三个铁球运动的位移大小不等
B.三个铁球运动的路程大小相等
C.铁球运动的平均速率最大
D.铁球运动的平均速度最大
5.某国产知名品牌电动汽车可内提速到,处于世界领先水平。在某次加速测试中,该电动汽车由静止开始做加速直线运动,且加速度逐渐减小至零,则此过程中,下列说法正确的是( )
A.该车的平均加速度大小约为
B.汽车的速度越大,它的加速度一定越大
C.该过程速度增大得越来越慢,位移增大得越来越快
D.该过程速度增大得越来越快,位移增大得越来越慢
6.(多选)历史上有的科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”定义为,其中和分别表示某段位移内的初速度和末速度,表示物体做加速运动,表示物体做减速运动,而现在物理学中加速度的定义式为,下列说法正确的是( )
A.若且逐渐变小,则可能不变
B.若且保持不变,则逐渐变小
C.若且逐渐变大,则可能变小
D.若且保持不变,则物体在中间位置处的速度为
7.(多选)2022年在北京-张家口冬奥会期间,有三位体育爱好者A、B、C从所住的同一地区M出发,到赛场N为中国的运动员加油,他们选择了三条不同的路径,最后同时到达赛场,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.他们从M点到N点的平均速度相同
B.他们到达N点的瞬时速度相同
C.他们从M点到N点的平均速率相同
D.B从M到N的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同
8.(多选)利用打点计时器打出的纸带( )
A.能准确地求出某点的瞬时速度
B.只能粗略地求出某点的瞬时速度
C.能准确地求出某段时间内的平均速度
D.选点测量瞬时速度时选取的点间距越短,时间越小,计算结果越精确
9.(1)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为1cm的挡光条,如图所示,滑块在牵引力作用下,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间为t1=0.010s,通过第二个光电门的时间为t2=0.005s,挡光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔为t=0.5s。则滑块通过第一个光电门时的速度为 m/s,滑块通过第二个光电门的速度为 m/s。滑块的加速度为 m/s2。(本题结果均保留两位有效数字)
(2)为使速度的测量值更接近瞬时速度,正确的措施是 ;
A.换用宽度更宽的遮光条
B.换用宽度更窄的遮光条
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.使滑块的释放点更远离光电门
10.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请完成下列有关问题。
(1)甲图是 (选填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”),使用的电源是交流 (选填“8V”或“220V”)电源。
(2)利用该计时器测量纸带的速度,基本步骤如下:
A.当纸带完全通过计时器后,及时关闭电源
B.将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器
C.松手后小车拖动纸带运动
D.接通打点计时器电源
上述步骤正确的顺序是 。(按顺序填写编号)
(3)某同学在实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图乙所示,每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。试根据纸带上各个计数点间的距离算出打下F点时小车的瞬时速度大小为 m/s。(计算结果保留两位小数)
(4)如果当时电网中交变电源的频率与正常频率(50Hz)相比稍稍偏大,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理。那么速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
11.一个篮球从高的位置由静止开始下落,经1s落到水平地面上,达到地面时速度为,然后撞击地面后以的速度反弹,经0.5s达到最高点,已知篮球与地面碰撞的时间为0.2s,求:
(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小;
(2)篮球与地面碰撞过程的平均加速度大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小
12.如图所示为测试飞机滑跑阶段动力性能的监控屏幕截图。飞机前端装有d=6mm的挡光片,跑道上隔一段距离有一个感光装置。图中飞机上方的两个时间表示挡光片经过感光装置的挡光时间,图中秒表表示飞机到达感光装置所在位置的时刻。请根据图中提供的信息,求:
(1)最右侧是飞机起飞前的瞬间,则飞机起飞的瞬时速度;
(2)在这个过程中飞机的平均加速度大小。
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专题02 速度的测量与加速度
1.(24-25高一上·山东济南·期中)截止2021年12月5日,我国全海深潜载人潜水器“奋斗者”号共实现了21次万米载人深潜,已有27位科学家通过“奋斗者”号载人潜水器到达过全球海洋最深处。在某次海试中,潜水器做直线运动,加速度方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小至零,则在此过程中,潜水器( )
A.位移逐渐增大,当加速度减小至零时,位移达到最大值
B.位移逐渐减小,当加速度减小至零时,位移达到最小值
C.速度逐渐增大,当加速度减小至零时,速度达到最大值
D.速度逐渐减小,当加速度减小至零时,速度达到最小值
【答案】C
【详解】CD.在此过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以潜水器做加速直线运动,速度逐渐增大,当加速度减小到零时,潜水器将做匀速直线运动,速度不变,此时速度达到最大值,故C正确,D错误;
AB.由于潜水器做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不为零,所以位移继续增大,故AB错误。
故选C。
2.(24-25高一上·重庆沙坪坝·期中)为了描述质点的运动,引入质点、时间、时刻、位移、速度、加速度等物理量,下列说法中正确的是( )
A.时间、位移、速度、加速度都是矢量
B.第3秒内和第4秒内经历的时间间隔相等
C.质点位置的变化量与时间的比值即位移
D.物体的加速度不断减小,物体的速度也一定减小
【答案】B
【详解】A.时间是标量,位移、速度、加速度是矢量,故A错误;
B.第3秒内和第4秒内经历的时间间隔均为1s,时间相同,故B正确;
C.质点位置的变化量与时间的比值即平均速度,故C错误;
D.物体的加速度不断减小,表示速度变化快慢减小,物体的速度不一定减小;当物体的加速度方向与速度方向相同,且加速度不断减小时,物体做加速度减小的加速运动,故D错误。
故选B。
3.(24-25高一上·北京海淀·期中)以下说法正确的是( )
A.某时刻物体的速度为零,其加速度一定为零
B.物体速度变化量为负值时,它的加速度可能为正值
C.物体速度变化很快,其加速度一定很大
D.物体的速度减小,它的加速度也一定减小
【答案】C
【详解】A.某时刻物体的速度为零,其加速度不一定为零,比如汽车启动时,故A错误;
B.速度变化量的方向与加速度的方向相同,所以物体速度变化量为负值时,它的加速度也为负值,故B错误;
C.加速度表示物体速度变化快慢,所以物体速度变化很快,其加速度一定很大,故C正确;
D.物体的速度减小,它的加速度可能不变,可能减小,也可能增大,故D错误。
故选C。
4.(24-25高一上·天津南开·期中)深中通道是连接深圳市和中山市的特大桥,于2024年6月30日建成开通,全长约24公里,限速100km/h。一游客开汽车经过深中通道用时约20分钟。下列说法正确的是( )
A.汽车仪表台上的速度计测量的是瞬时速度,里程表测的是位移
B.100km/h是指汽车行驶的瞬时速度大小
C.该游客的平均速度约为72km/h
D.该游客全程的位移为24km
【答案】B
【详解】AB.限速100km/h,100km/h是指小车行驶的瞬时速度的大小,里程表测的是路程,故A错误,B正确;
C.根据题意可以求出该游客的平均速率,无法求出该游客的平均速度,平均速率为
故C错误;
D.根据题意可知该游客的路程为24km,位移大小要小于此,故D错误。
故选B。
5.(24-25高一上·陕西西安·期中)甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动,它们的运动情况如图x-t所示,在20s内,它们平均速度大小分别为、、;它们在20s内的平均速率分别为、、大小的关系是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】由图可知,0~20s内,三个物体的位移相同,但甲的路程较大,乙、丙两物体路程相等,则
故选A。
6.(24-25高一上·山东潍坊·期中)如图所示,在“测量纸带的平均速度和瞬时速度”实验中,某同学用手拉着纸带运动,利用打点计时器记录了纸带的位移信息。若两点间的位移为∆x(包含F点),对应的时间为∆t,可用估算F点瞬时速度。下列说法正确的是( )
A.由纸带上点迹可知,该同学匀变速拉动纸带
B.选取点迹的间隔越小,测量位移时的误差越小
C.测量F点的瞬时速度时,用D、G两点间的数据比用E、G两点间数据得到的结果更准确
D.从理论上讲,选取的位移(包含F点)越小,计算出的平均速度越接近于F点的瞬时速度
【答案】D
【详解】A.由纸带上点迹可知,点迹越密,速度越小,点迹越疏,速度越大,所以纸带的速度先增大后减小,所以该同学不是匀变速拉动纸带,故A错误;
B.选取点迹的间隔越小,测量位移时的误差越大,故B错误;
C.测量F点的瞬时速度时,用E、G两点间的数据比用D、G两点间数据得到的结果更准确,故C错误;
D.根据瞬时速度的定义可知,从理论上讲,选取包含F点在内的位移间隔越小,用计算的结果越接近于F点的瞬时速度,故D正确。
故选D。
7.(24-25高一上·北京·期中)(多选)一质点做直线运动,在零时刻的位置坐标x>0,速度v>0,加速度a>0,此后a逐渐减小到零,则该过程质点的( )
A.位移一定越来越大,速度一定越来越大
B.位移一定越来越大,速度一定越来越小
C.位置的变化越来越快,速度的变化越来越慢
D.位置的变化越来越快,速度的变化越来越快
【答案】AC
【详解】AB.在零时刻的位置坐标x>0,速度v>0,说明质点的运动方向沿正方向,所以位移一定越来越大;速度v>0,加速度a>0,说明速度方向和加速度方向相同,所以质点做加速运动,则速度越来越大,故A正确,B错误;
CD.速度是描述质点位置变化快慢的物理量,由上面的分析可知质点的速度越来越大,所以质点位置的变化越来越快;而加速度是描述速度变化快慢的物理量,由题可知,加速度a逐渐减小到零,所以质点速度的变化越来越慢,故C正确,D错误。
故选AC。
8.(多选)如图所示,将弹性小球以10m/s的速度从距地面2m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5m高的B点时,向上的速度为7m/s,小球从A点到B点共用时0.3s,则此过程中( )
A.小球发生的位移大小为0.5m,方向竖直向下
B.小球速度变化量的大小为3m/s,方向竖直向下
C.小球平均速度的大小为8.5m/s,方向竖直向下
D.小球平均加速度的大小约为,方向竖直向上
【答案】AD
【详解】A.位移是指起点到终点的有向线段,由图可知,小球发生的位移为0.5m,方向竖直向下。故A正确;
B.设速度向下为正,则速度变化量
负号说明速度变化方向竖直向上。故B错误;
C.物体平均速度
方向竖直向下。故C错误;
D.根据加速度的定义可知
负号说明加速度方向竖直向上。故D正确。
故选AD。
9.(24-25高一上·广东佛山·期中)(多选)到了基米同学家,小天发现他家的扫地机器人正在忙碌地工作着,机器人沿铺有相同大瓷砖的地面做匀变速直线运动,连续经过P、Q、R三点。 在段(2块砖)和段(3块砖)的平均速度分别为和,不计相邻瓷砖间的缝隙,则( )
A.机器人在PQ段与QR段的时间之比为1∶3
B.机器人在PR段的平均速度为v0
C.机器人在PR段的平均速度为v0
D.机器人通过每块砖时的速度变化量相同
【答案】AB
【详解】A.设每块瓷砖的长度为d,根据平均速度的定义可知,机器人在段和所用时间之比为
A正确;
BC.机器人在PR段的平均速度为
B正确,C错误;
D.由加速度的定义可知
解得
尽管机器人的加速度不变,但机器人通过每块瓷砖的时间不同,故速度的变化量不同,D错误。
故选AB。
10.(24-25高一上·山东淄博·期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G、共7个计数点。相邻两计数点之间的距离如图所示,每相邻的两个计数点之间的时间间隔为0.10 s。
(1)关于打点计时器的使用说法正确的是___________。
A.电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快
(2)若认为某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,则打计数点C、E时小车对应的速度分别为vC = m/s,vE = m/s,据此可以求出小车从打计数点C到打计数点E这段时间内的平均加速度a = m/s2。(结果保留三位小数)
【答案】(1)C
(2) 0.479 0.640 0.805
【详解】(1)A.电磁打点计时器使用的是6 V以下的交流电源。故A错误;
B.实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差。故B错误;
C.打点的时间间隔取决于交流电压的频率,电源频率越高,打点的时间间隔就越小。故C正确;
D.纸带上打的点越密,说明相等的时间间隔位移越小,即物体运动的越慢。故D错误。
故选C。
(2)[1][2]打计数点C、E时小车对应的速度分别为
,
[3]据此可以求出小车从打计数点C到打计数点E这段时间内的平均加速度
11.(24-25高一上·四川自贡·期中)在“用电磁打点计时器测速度”实验中,已知交流电源的频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是 。
A.拖动纸带的同时,闭合电源开关
B.先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,拖动纸带
C.纸带上的打点密集,说明纸带运动速度较大
D.此次实验所用电源为220V交流电源
(2)某同学拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔1个点取一个计数点,标上字母A、B、C、D、E、F(中间的点未画出)。
如图所示,某同学用mm刻度尺进行测量,填到下表中:
计数点
B
C
D
E
F
位置(cm)
1.32
2.75
4.44
6.22
8.12
由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车的平均速度为 m/s(保留3位有效数字)。
(3)打点计时器打下C点时小车的速度vC= m/s(保留3位有效数字)。
【答案】(1)B
(2)0.406
(3)0.390
【详解】(1)AB.为了提高纸带的利用率,同时为了使打点更稳定,减小误差,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车。故A错误;B正确;
C.纸带上打的点密集,在相等的时间内位移较小,说明纸带运动速度较小。故C错误;
D.电磁打点计时器使用8V的交流电源。故D错误。
故选B。
(2)纸带上每隔1个点取一个计数点,所以相邻计数点之间的时间间隔
T=0.04s
打下AF段纸带时小车的平均速度为
(3)打点计时器打下C点时小车的速度近似等于BD两点间的平均速度,即
12.(24-25高一上·云南昆明·期中)如图,小李和小王在游乐场玩碰碰车游戏,小李启动碰碰车甲从静止开始以恒定的加速度在1.0s内将碰碰车甲加速到4m/s,然后以4m/s的速度向右行驶3s,与迎面而来的小王驾驶的碰碰车乙发生碰撞,碰撞的时间为0.5s,碰后碰碰车甲反方向弹回的速度大小为2m/s,求:
(1)碰碰车甲从启动到刚好与乙相碰这一过程的平均速度;
(2)碰碰车甲碰撞过程中的平均加速度。
【详解】(1)碰碰车甲加速的位移
碰碰车甲匀速的位移
碰碰车甲从启动到刚好与乙相碰这一过程的平均速度
方向与初速方向相同。
(2)碰碰车甲碰撞过程中的平均加速度
平均加速度大小为,方向与初速度方向相反。
13.(24-25高一上·江苏扬州·期中)如图,在一个短边长为,长边长为的矩形场地上,运动员(可视为质点)从点出发以恒定速率沿场地边缘顺时针到达点(、为两边的中点),求整个过程中:
(1)跑步者运动的平均速度大小;
(2)跑步者运动的平均加速度大小。
【详解】(1)位移为初位置指向末位置的有向线段,根据题意,由图可知,跑步者总位移大小为
根据题意,由公式可得,跑步者在长边上跑动的时间为
跑步者在短边上跑动的时间为
则跑步者运动的平均速度大小
(2)根据题意,以初速度方向为正方向,则初速度为,末速度为,由加速度定义式可得,跑步者运动的平均加速度大小为
即跑步者运动的平均加速度大小为。
1.如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法中正确的是( )
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快 D.火箭的加速度比汽车的加速度大
【答案】B
【详解】A.根据题意可知,10s内火箭的速度变化量为
故A错误;
B.2.5s内汽车的速度改变量为
故B正确;
CD.根据加速度的定义式,可知火箭的加速度为
汽车的加速度为
负号表示方向,由此可知汽车的加速度大,汽车速度变化快,故CD错误。
故选B。
2.某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出两地的直线距离为,实际中他从A地到地所用时间为,赛车上的里程表指示的里程数值增加了,当他经过某路标P时,车内速率计指示的示数为,那么可以确定的是( )
A.在整个过程中赛车手的位移大小是
B.在整个过程中赛车手的路程是
C.在整个过程中赛车手的平均速度大小是
D.经过路标P时的瞬时速率是
【答案】D
【详解】AC.依题意,在整个过程中赛车手的位移大小是,平均速度大小
故AC错误;
B.在整个过程中赛车手的路程是。故C错误;
D.经过路标P时的瞬时速率是。故D正确。
故选D。
3.一篮球运动员在标准的场地进行投篮练习,某次扣篮时,篮球以3m/s的竖直向下的速度穿过篮圈,经过一段时间篮球与地面发生碰撞,碰后沿竖直向上的方向弹起,在距离地面1.55m高处的速度大小为5m/s,已知篮圈距离地面的高度为3.05m,上述过程所用的时间t=1.0s,篮球可视为质点,规定竖直向下的方向为正方向。该过程中,篮球运动的路程、速度的变化量、平均速度以及平均加速度分别用s、Δv、v、a表示。则下列说法正确的是( )
A.s=-4.6m B.Δv=2m/s C.v=1.5m/s D.a=8m/s2
【答案】C
【详解】A.篮球由3.05m高处下落经1.0s的时间经地面反弹上升到1.55m高处,则该过程中篮球运动的路程为
路程为标量,没有方向,故A错误;
B.该过程中篮球速度的变化量
故B错误;
C.该过程中篮球的位移
则该过程中篮球的平均速度
故C正确;
D.该过程中篮球的平均加速度
故D错误。
故选C。
4.某科学馆有一个“最速降线”的展示项目。如图,在高度差相同的三个不同轨道中,将三个完全相同的铁球、、分别放在I、II、III轨道的起点,同时由静止释放,发现I轨道上的铁球最先到达终点。关于三个铁球的运动,下列说法正确的是( )
A.三个铁球运动的位移大小不等
B.三个铁球运动的路程大小相等
C.铁球运动的平均速率最大
D.铁球运动的平均速度最大
【答案】C
【详解】A.三个铁球的起点均为M,终点均为N,所以三个铁球运动的位移大小相等,故A错误;
B.路程大小为物体实际运动轨迹的长度,由图可知,三个铁球运动的路程大小不相等,故B错误;
C.由图可知,铁球a的路程最大,且铁球最先到达终点,则根据
可得铁球运动的平均速率最大,故C正确;
D.由A项可知,三个铁球运动的位移大小相等,且铁球a最先到达终点N,即铁球a用时最少,由平均速度公式
可知,铁球a运动的平均速度最大,故D错误。
故选C。
5.某国产知名品牌电动汽车可内提速到,处于世界领先水平。在某次加速测试中,该电动汽车由静止开始做加速直线运动,且加速度逐渐减小至零,则此过程中,下列说法正确的是( )
A.该车的平均加速度大小约为
B.汽车的速度越大,它的加速度一定越大
C.该过程速度增大得越来越慢,位移增大得越来越快
D.该过程速度增大得越来越快,位移增大得越来越慢
【答案】C
【详解】A.根据加速度的定义式
故A错误;
B.速度与加速度没有必然联系,速度很大的物体,其加速度可能为零。故B错误;
CD.汽车加速启动过程中,加速度逐渐减小,但速度在逐渐增大,根据
可知加速度逐渐减小,速度增加得越来越慢,由
可知速度逐渐增大,位移不断增大且增大得越来越快。故C正确;D错误。
故选C。
6.(多选)历史上有的科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”定义为,其中和分别表示某段位移内的初速度和末速度,表示物体做加速运动,表示物体做减速运动,而现在物理学中加速度的定义式为,下列说法正确的是( )
A.若且逐渐变小,则可能不变
B.若且保持不变,则逐渐变小
C.若且逐渐变大,则可能变小
D.若且保持不变,则物体在中间位置处的速度为
【答案】AD
【详解】A.若且逐渐变小,相等位移内速度增加量减小,平均速度变大,在相等位移内所用时间减小,由可知,可能不变,A正确;
B.若且保持不变,由可知,在相等位移内速度增加量相等,则知平均速度越来越大,所以在相等位移内所用时间越来越少,由可知,则越来越大,B错误;
C.若且逐渐变大,在相等位移内速度增加量增大,则知平均速度越来越大,所以在相等位移内所用时间越来越少,由可知,则越来越大,C错误;
D.若且保持不变,在相等位移内速度增加量相等,在物体通过前半段位移过程中速度变化量为,则物体在中间位置处的速度为
D正确。
故选AD。
7.(多选)2022年在北京-张家口冬奥会期间,有三位体育爱好者A、B、C从所住的同一地区M出发,到赛场N为中国的运动员加油,他们选择了三条不同的路径,最后同时到达赛场,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.他们从M点到N点的平均速度相同
B.他们到达N点的瞬时速度相同
C.他们从M点到N点的平均速率相同
D.B从M到N的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同
【答案】AD
【详解】A.三人从同一地点出发沿不同路线到达同一地点,位移相同,所用时间相同,故平均速度相同,A正确;
B.无法判断谁到达N点的瞬时速度大,而且三人到达N点的瞬时速度方向不同,B错误;
C.平均速率取决于路程与时间的比,三人路程不同,而时间相同,故平均速率不同,C错误;
D.B沿直线运动,只有它的速度方向是不变的, D正确。
故选AD。
8.(多选)利用打点计时器打出的纸带( )
A.能准确地求出某点的瞬时速度
B.只能粗略地求出某点的瞬时速度
C.能准确地求出某段时间内的平均速度
D.选点测量瞬时速度时选取的点间距越短,时间越小,计算结果越精确
【答案】BCD
【详解】AB.利用打点计时器打出的纸带,我们只能粗略地求出某点的瞬时速度,故A错误,B正确;
C.能准确地求出某段时间内的平均速度,故C正确;
D.选点测量瞬时速度时选取的点间距越短,时间越小,计算结果越精确,故D正确。
故选BCD。
9.(1)为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为1cm的挡光条,如图所示,滑块在牵引力作用下,先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间为t1=0.010s,通过第二个光电门的时间为t2=0.005s,挡光条从第一个光电门到第二个光电门之间的时间间隔为t=0.5s。则滑块通过第一个光电门时的速度为 m/s,滑块通过第二个光电门的速度为 m/s。滑块的加速度为 m/s2。(本题结果均保留两位有效数字)
(2)为使速度的测量值更接近瞬时速度,正确的措施是 ;
A.换用宽度更宽的遮光条
B.换用宽度更窄的遮光条
C.使滑块的释放点更靠近光电门
D.使滑块的释放点更远离光电门
【答案】1.0 2.0 2.0 BD
【详解】(1)[1] [2] [3] 根据速度的定义式
滑块通过第一个光电门时的速度为
滑块通过第一个光电门时的速度为
滑块的加速度为
(2)[4]根据速度的定义式
可知遮光条越窄越接近瞬时速度,滑块的释放点距离光电门越远,滑块经过光电门的时间越短,那么挡光条在挡光时间里的平均速度更接近该位置的瞬时速度,故正确的措施应选BD。
10.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请完成下列有关问题。
(1)甲图是 (选填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”),使用的电源是交流 (选填“8V”或“220V”)电源。
(2)利用该计时器测量纸带的速度,基本步骤如下:
A.当纸带完全通过计时器后,及时关闭电源
B.将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器
C.松手后小车拖动纸带运动
D.接通打点计时器电源
上述步骤正确的顺序是 。(按顺序填写编号)
(3)某同学在实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图乙所示,每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。试根据纸带上各个计数点间的距离算出打下F点时小车的瞬时速度大小为 m/s。(计算结果保留两位小数)
(4)如果当时电网中交变电源的频率与正常频率(50Hz)相比稍稍偏大,而做实验的同学并不知道,仍按照50Hz进行数据处理。那么速度的测量值与实际值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)电火花计时器 220V (2)BDCA (3)0.72 (4)偏小
【详解】(1)[1][2]甲图是电火花计时器,使用的电源是交流220V电源。
(2)利用该计时器测量纸带的速度,应将纸带从黑粉纸盘下面穿过计时器,接通打点计时器电源,松手后小车拖动纸带运动,当纸带完全通过计时器后,及时关闭电源,故正确的顺序是BDCA。
(3)由于每两个相邻计数点之间还有四个点未画出,所以相邻两计数点间的时间间隔为
所以打下F点时小车的瞬时速度大小为
(4)如果当时电网中交变电源的频率与正常频率(50Hz)相比稍稍偏大,则实际打点的周期偏小,则速度的测量值与实际值相比偏小。
11.一个篮球从高的位置由静止开始下落,经1s落到水平地面上,达到地面时速度为,然后撞击地面后以的速度反弹,经0.5s达到最高点,已知篮球与地面碰撞的时间为0.2s,求:
(1)篮球从空中下落过程的平均速度的大小;
(2)篮球与地面碰撞过程的平均加速度大小和方向;
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的平均速度的大小
【详解】(1)由平均速度计算公式,可得篮球从空中下落过程的平均速度的大小为
(2)设以竖直向下为正方向,则有篮球与地面碰撞过程的平均加速度
负号表示加速度方向竖直向上,则有加速度大小为75m/s2,方向竖直向上。
(3)篮球从开始下落到反弹至最高点过程的位移为
则有平均速度的大小为
12.如图所示为测试飞机滑跑阶段动力性能的监控屏幕截图。飞机前端装有d=6mm的挡光片,跑道上隔一段距离有一个感光装置。图中飞机上方的两个时间表示挡光片经过感光装置的挡光时间,图中秒表表示飞机到达感光装置所在位置的时刻。请根据图中提供的信息,求:
(1)最右侧是飞机起飞前的瞬间,则飞机起飞的瞬时速度;
(2)在这个过程中飞机的平均加速度大小。
【详解】(1)飞机经过左边挡光片的速度为
飞机经过右边挡光片的速度为
最右侧是飞机起飞前的瞬间,则飞机起飞的瞬时速度。
(2)飞机经过两挡光片所用时间为
由加速度公式可得
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