内容正文:
4.速度变化快慢的描述——加速度
A组 教材夯基础
限时15分钟
1.(多选)下列关于汽车运动的描述,可能发生的是( )
A.汽车在某一时刻速度很大,而加速度为0
B.汽车的加速度方向与末速度方向相反
C.汽车速度变化量很大,而加速度较小
D.汽车加速度很大,而速度变化很慢
2.关于加速度的概念,下列说法中正确的是( )
A.加速度不为零,物体的速度一定增大
B.加速度反映了速度变化的大小
C.加速度反映了物体运动的快慢
D.加速度大小等于单位时间内速度的变化量
3.有研究发现,轿车的加速度变化情况将影响乘客的舒适度,即加速度变化得越慢,乘客就会感到越舒适,加速度变化得越快,乘客就会感到越不舒适。若引入一个新物理量来表示加速度变化的快慢,则依据运动学定义方法,“加速度的变化率”为( )
A. B.
C. D.
4.图中的三条直线a、b、c描述了A、B、C三个物体的运动,则( )
A.物体C的加速度方向为正方向
B.物体C的加速度大小为4 m/s2
C.物体B的加速度最大
D.物体A的加速度最大
易错易混辨析
5.加速度是矢量,其正负代表加速度的方向。( )
6.如果速度为零,则加速度一定也为零。( )
7.由公式a=可知,加速度a的大小与Δv成正比,与Δt成反比。( )
8.加速度减小,速度就减小,加速度增大,速度就增大。( )
B组 单一知识点
限时30分钟
知识点1 加速度概念的理解
9.(多选)两个做变速直线运动的物体,物体A的加速度aA=1 m/s2,物体B的加速度aB=-2 m/s2,则可以确定( )
A.物体A的加速度大于物体B的加速度
B.物体A的加速度小于物体B的加速度
C.物体A的速度大于物体B的速度
D.物体A的速度与物体B的速度无法比较
10.交警叔叔在给高一新生上交通安全课:“同学们,平时在骑车时应注意安全,避免急停急起。”下列物理量中描述“急停急起”最恰当的一个是( )
A.瞬时速度 B.瞬时速率
C.速度改变量 D.加速度
知识点2 加速度的方向
11.如图所示,汽车在做直线运动过程中,原来的速度为v1,经过一小段时间后,速度变为v2,在图中以v1的箭头端为起点,以v2的箭头端为终点作出新的有向线段,以此表示速度变化量Δv,以下说法正确的是( )
A.图中汽车做加速直线运动
B.图中汽车加速度a与v1方向相同
C.图中汽车加速度a与Δv方向相同
D.汽车的速度变化量Δv=v1-v2
知识点3 从v-t图像看加速度
12.一个物体做变速直线运动的v-t图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.在AB段时物体处于静止状态
B.前2 s内的运动方向与第5 s内的运动方向相反
C.第5 s内的加速度为-4 m/s2
D.OA段的加速度方向与速度方向相反
13.甲、乙两个物体在同一直线上运动,它们的速度-时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.在0~t1时间内,甲的加速度大于乙的加速度,且方向相反
B.在0~t1时间内,甲、乙加速度方向相反
C.在0~t2时间内,甲、乙运动方向相同
D.在t1~t2时间内,甲的加速度小于乙的加速度,且方向相同
知识点4 速度、速度变化量与加速度的关系
14.(多选)关于速度v、速度变化量Δv、加速度a的关系,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可能很小,也可能为零
C.加速度方向不一定与速度方向相同,但一定与速度变化量的方向相同
D.加速度很大时,运动物体的速度很快变大,不可能很快变小
15.(多选)礼花弹从专用炮筒中射出后,在4 s末到达离地面100 m的最高点时炸开,构成各种美丽的图案,如图所示。有关礼花弹腾空的过程,以下说法正确的是( )
A.礼花弹的速度越大,加速度不一定越大
B.礼花弹的速度变化越快,加速度一定越大
C.礼花弹的速度变化量越大,加速度一定越大
D.某时刻速度为零,其加速度一定为零
知识点5 加速度的分析与计算
16.如图所示,以50 m/s高速行驶的列车急刹车时能在30 s内停下来;以10 m/s飞行的蜂鸟能在0.7 s内停在花朵前。假设列车和蜂鸟均做加速度不变的直线运动,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.列车的速度变化比蜂鸟的速度变化快
B.列车的加速度大小比蜂鸟的小
C.列车的加速度大小比蜂鸟的大
D.列车的加速度大小与蜂鸟的相等
17.如图所示,一个垒球以25 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为35 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s,则该过程中垒球( )
A.速度变化量大小为10 m/s
B.速度变化量大小为60 m/s
C.平均加速度大小为0.1 m/s2
D.平均加速度大小为0.6 m/s2
18.如图所示,子弹和足球的初速度均为12 m/s,方向水平向右。设它们与木板作用的时间都是0.1 s,求:
(1)子弹击穿木板后速度大小变为6 m/s,方向不变,求子弹击穿木板时的加速度;
(2)足球与木板作用后反向弹回的速度大小为6 m/s,求足球与木板碰撞反弹时的加速度。
甲 乙
C组 综合知识点
限时15分钟
19.在一档展现我国人民生活水平飞速发展的电视节目中,导演用富有感染力的视角拍摄了高铁列车、新能源汽车、C919大飞机等国产先进交通工具的逐步普及。关于以上交通工具的说法中正确的是( )
A.C919大飞机在高空沿直线匀速飞行时速度很大,加速度也很大
B.高铁列车启动过程中,速度变化量很大,加速度也很大
C.新能源汽车在平直道路上行驶时,位移的方向向前,加速度的方向可能向后
D.新能源汽车在平直道路上行驶时,速度的方向向前,加速度的方向不可能向后
20.(多选)拍球是小孩子喜欢玩的一项游戏。如图所示,小孩在离地0.6 m的位置向下拍球,球落地时的速度大小为4 m/s,接触地面后弹起时的速度大小为3 m/s,反弹后上升的最大高度为0.45 m。假设球与地面的接触时间为0.1 s,取竖直向下为正方向,不计空气阻力,小球可视为质点,则( )
A.与地面接触这段时间内球的速度变化量为1 m/s
B.与地面接触这段时间内平均加速度为-70 m/s2
C.从开始拍球到小球弹到最高点的位移为0.15 m
D.从开始拍球到小球弹到最高点的路程为0.15 m
21.如图所示,实线为两个在同一直线上运动的物体a和b的v-t图像,由图可以知道( )
A.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,a的加速度小于b的加速度
B.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,a的加速度大于b的加速度
C.两物体的速度方向相同,加速度方向相反,a的加速度大于b的加速度
D.两物体的速度方向相同,加速度方向相同,a的加速度大于b的加速度
22.有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度,其大小为500g,g取10 m/s2,以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险,这么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故,将会达到这一数值。一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行,试问:
(1)若发生碰撞时,摩托车驾驶员被以与碰撞前货车相同的速度撞飞,碰撞时间为2.1×10-3 s,则摩托车驾驶员是否有生命危险?
(2)为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车急刹车后到完全静止所需时间分别为4 s、3 s,则货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少?
4.速度变化快慢的描述——加速度
A组 教材夯基础
1.ABC 若汽车做匀速直线运动,则汽车可能在某一时刻速度很大,加速度为零,故A正确;汽车做减速直线运动时,汽车的加速度方向与末速度方向相反,故B正确;加速度表示物体速度变化的快慢,即使汽车速度变化量很大,但如果时间很长,则加速度可以较小,故C正确;加速度表示物体速度变化的快慢,汽车加速度很大,则速度变化很快,故D错误。
2.D 加速度是描述速度变化快慢的物理量,大小等于单位时间内速度的变化量,所以B、 C错误,D正确。速度越来越大的条件是加速度与速度方向相同,A错误。
3.C “加速度的变化率”表示的是加速度变化的快慢,所以,“加速度的变化率”应该等于加速度的变化量与时间的比值,即,C正确。
4.D v-t图线的斜率表示加速度,c图像的斜率k==-0.25 m/s2,则物体C的加速度方向为负方向,故选项A、B错误;由题图可知,物体A的加速度最大,物体B的加速度最小,故选项C错误,D正确。
易错易混辨析
5.√ 6.✕ 7.✕
8.✕ a、v同向时加速,反向时减速。若a、v同向,即使a减小,v仍然在增大;若a、v反向,即使a在增大,v也是在减小。
B组 单一知识点
9.BD 物体A的加速度(1 m/s2)小于物体B的加速度(-2 m/s2)(点拨:加速度的正负表示方向),A错误,B正确;仅知道物体的加速度,无法比较物体A和物体B的速度大小,C错误,D正确。
10.D “急停急起”指速度变化快,而描述速度变化快慢的物理量是加速度,D正确。
11.C 速度在减小,汽车做减速直线运动,故A错误;根据加速度定义式a=可知,汽车加速度a与Δv方向相同,汽车加速度a与v1方向相反,故B错误,C正确;Δv=v2-v1,故D错误。
12.C AB段速度为4 m/s,即AB段时物体处于匀速运动状态,选项A错误;由v-t图像可知,前2 s内的速度与第5 s内的速度均为正值,即两段时间内的运动方向相同,选项B错误;v-t图像斜率代表加速度,由题图可知,第5 s内的加速度为a== m/s2=-4 m/s2,选项C正确;OA段的加速度与速度均为正值,方向相同,选项D错误。
易错警示 本题容易错选B项,一定要区分纵坐标的物理意义与图像斜率的物理意义:只要物体的速度始终为正值,物体的运动方向就始终是正方向;v-t图像斜率的正、负改变表示物体的加速度方向发生了变化。
13.D 速度-时间图像的斜率表示加速度,在0~t2时间内,甲对应图像的斜率小于乙对应图像的斜率,因此甲的加速度小于乙的加速度,且方向相同,故A、B错误,D正确;在0~t2时间内,甲物体一直向正方向运动,在0~t1时间内,乙物体向负方向运动,在t1~t2时间内,乙物体向正方向运动,因此,在0~t1时间内,甲、乙运动方向相反,在t1~t2时间内,甲、乙运动方向相同,故C错误。
规律总结 从v-t图像中能获取的信息
坐标值
直接读出某一时刻速度的大小和方向,速度为正值表示物体向正方向运动,速度为负值表示物体向负方向运动
坐标轴
的截距
横截距表示速度为零的时刻,纵截距表示运动的初速度
特殊点
拐点表示从一种运动变为另一种运动,交点表示速度相等
14.BC 由a=可知物体运动的速度变化越大,它的加速度不一定越大,故A错误;速度很大的物体,其加速度可能很小,可能为零,如以较大速度匀速运行的动车,故B正确;加速度可以与速度方向相同,也可以相反,由a=可知,加速度方向一定与速度变化量的方向相同,故C正确;当加速度方向与速度方向相同时,若加速度很大,速度很快变大,当加速度方向与速度方向相反时,若加速度很大,速度很快变小,故D错误。
15.AB 解题关键 速度、速度的变化量和加速度表示不同的物理意义。
解题思路 速度大指运动得快,不能说明速度变化快,即加速度不一定越大,故A正确;根据加速度表示物体速度变化的快慢,可知礼花弹的速度变化越快,加速度一定越大,故B正确;加速度等于速度变化量与对应时间的比值,速度变化量大,不能说明加速度大,故C错误;礼花弹在最高点时速度为零,但其加速度不为零,故D错误。
16.B 根据加速度的定义式,列车与蜂鸟的加速度大小分别为a列= m/s2= m/s2,a鸟= m/s2= m/s2,则列车的加速度大小比蜂鸟的小,故B正确,C、D错误;加速度是描述速度变化快慢的物理量,由于列车的加速度大小比蜂鸟的小,则列车的速度变化比蜂鸟的速度变化慢,故A错误。
17.B 规定垒球飞向球棒时的速度方向为正方向,则垒球的速度变化量为Δv=(-35-25) m/s=-60 m/s,可知速度变化量大小为60 m/s,故A错误,B正确;球棒与垒球的作用时间为0.01 s,则平均加速度大小为a= m/s2=6 000 m/s2,故C、D错误。
18.答案 (1)60 m/s2,与初速度的方向相反
(2)180 m/s2,与初速度的方向相反
解题思路 (1)令子弹初速度方向为正方向,则子弹的初速度v1=12 m/s,末速度v2=6 m/s,则
加速度a1== m/s2=-60 m/s2
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
(2)令足球初速度方向为正方向,则足球的初速度v3=12 m/s,末速度v4=-6 m/s,则
加速度a2== m/s2=-180 m/s2
负号表示加速度的方向与初速度的方向相反
C组 综合知识点
19.C C919大飞机在高空沿直线匀速飞行时速度很大,但加速度为0,故A错误;加速度与速度变化量没有直接关系,故高铁列车启动过程中,速度变化量很大,但加速度不一定很大,故B错误;新能源汽车在平直道路上行驶时,位移的方向向前,如果汽车向前做减速运动,则加速度的方向向后,故C正确,D错误。
20.BC 以球为研究对象,则v1=4 m/s,v2=-3 m/s,与地面接触这段时间内球的速度变化量为Δv=v2-v1=-7 m/s,故A错误;与地面接触这段时间内的平均加速度为a==-70 m/s2,故B正确;位移为由初位置指向末位置的有向线段,从开始拍球到小球弹到最高点的位移为0.6 m-0.45 m=0.15 m,故C正确;路程为轨迹长度,从开始拍球到小球弹到最高点的路程为0.6 m+0.45 m=1.05 m,故D错误。
易错警示 求加速度时注意矢量的方向
在公式a=中,a、v0、v都是矢量,分析求解时,首先要规定某一方向为正方向,然后确定其他物理量的方向,若与规定正方向相同则为正值,与规定正方向相反则为负值,切勿盲目套用公式。
21.C
22.答案 (1)见解题思路 (2)1∶1
解题思路 (1)两车碰撞过程中,取摩托车的初速度方向为正方向,摩托车的速度变化量为Δv=v2-v1=-72 km/h-54 km/h=-20 m/s-15 m/s=-35 m/s,
两车相碰撞时摩托车驾驶员的加速度为a==≈-16 667 m/s2=-1 666.7g,
1 666.7g>500g,因此摩托车驾驶员有生命危险。
(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2,根据加速度定义得a1=,a2=,所以a1∶a2=∶=∶=1∶1。
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