内容正文:
素养提升练(一) 匀变速直线运动规律的应用(一)
一、单项选择题
1.一物体做匀变速直线运动,下列说法正确的是( )
A.物体的末速度一定与时间成正比
B.物体的位移一定与时间的平方成正比
C.物体的速度在一定时间内发生的变化与这段时间成正比
D.若为匀加速运动,速度和位移都随时间增加;若为匀减速运动,速度和位移都随时间减小
2.如图所示,在水平面上有一个质量为m的小物块,从某点给它一个初速度沿水平面做匀减速直线运动,途中经过A、B、C三点,到达O点的速度为零。A、B、C三点到O点的距离分别为x1、x2、x3,物块从A点、B点、C点运动到O点所用时间分别为t1、t2、t3。下列结论正确的是( )
A.== B.<<
C.== D.
3.一个向正东方向做匀变速直线运动的物体,在第3 s内发生的位移为8 m,在第5 s内发生的位移为 5 m,则关于物体运动加速度的描述正确的是( )
A.大小为3 m/s2,方向为正东方向
B.大小为3 m/s2,方向为正西方向
C.大小为1.5 m/s2,方向为正东方向
D.大小为1.5 m/s2,方向为正西方向
4.一物体从斜面顶端由静止开始匀加速滚下,到达斜面中点用时1 s,速度为2 m/s。则下列说法正确的是( )
A.斜面长度为1 m
B.斜面长度为2 m
C.物体在斜面上运动的总时间为2 s
D.到达斜面底端时的速度为4 m/s
5.质点做直线运动的位移x与时间t的关系式为x=5t+2t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )
A.初速度为5 m/s
B.加速度为2 m/s2
C.前2 s内的平均速度是6 m/s
D.任意1 s内的速度增量都是2 m/s
6.一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用时间为t1,紧接着通过下一段位移Δx所用时间为t2,则物体运动的加速度为( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,木块A、B并排且固定在水平桌面上,A的长度是L,B的长度是2L,一颗子弹沿水平方向以v1射入A,以速度v2穿出B,子弹可视为质点,其运动可视为匀变速直线运动。则子弹穿出A时的速度为( )
A. B.
C. D.v1
8.如图所示,光滑斜面被分成四个长度相等的部分,一个物体由A点静止释放,下列结论错误的是( )
A.物体到达各点的速度vB∶vC∶vD∶vE=1∶∶∶2
B.物体到达各点所经历的时间tB∶tC∶tD∶tE=1∶∶∶2
C.物体从A点到E点的平均速度=vB
D.通过每一部分时,其速度增量均相等
9.如图所示,一弹射游戏装置由固定在水平面上的弹射器和5个门组成,两相邻门间的距离均为1 m。现有一滑块(可视为质点)从O点弹出后做匀减速直线运动,全程不与门相碰且恰好停在门5的正下方。已知滑块在门4和5之间滑行的时间为1 s,则下列说法正确的是( )
A.滑块由门1滑至门5所用的时间为4 s
B.滑块的加速度大小为3 m/s2
C.滑块经过门1时的速度大小为4 m/s
D.滑块在门1和门5之间滑行的平均速度大小为 1 m/s
10.一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动,公路边每隔15 m有一棵树,如图所示,汽车通过A、B两相邻的树之间的路程用了3 s,通过B、C两相邻的树之间的路程用了2 s,汽车通过树B时的速度为( )
A.6.0 m/s B.6.5 m/s
C.7.0 m/s D.7.5 m/s
二、非选择题
11.为研究安装阻尼滑道后抽屉的运动规律,萧林同学将纸带的一端粘到拉开的抽屉上,另一端穿过打点计时器。打开电源,用手推一下抽屉,抽屉在闭合的过程中,打点计时器打出的纸带记录了抽屉的运动规律。O、O′分别是纸带上打下的左、右两端点,从O点开始每隔四个点选取一个计数点,各计数点间的距离如图所示。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz。
回答下列问题:
(1)纸带的运动方向是________(选填“从左指向右”或“从右指向左”)。
(2)纸带的最大速度出现在________两个相邻的计数点间。
(3)与手分离后抽屉的加速度的大小为____________________________m/s2
(结果保留两位有效数字)。
12.如图所示,一辆上表面光滑的平板小车长L=2 m,车上左侧有一挡板,紧靠挡板处有一可看成质点的小球。开始时,小车与小球一起在水平面上向右做匀速运动,速度大小为v0=5 m/s。某时刻小车开始刹车,加速度大小a=4 m/s2。经过一段时间t,小球从小车右端滑出,之后又经过t1=0.5 s小球落地。
(1)求从刹车开始到小球离开小车所用的时间t。
(2)小车从刹车开始到小球落地运动了多远?
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素养提升练(一)
1.C [根据v=v0+at和x=v0t+at2可知,物体的末速度只有在初速度为零的情况下,才与时间成正比,位移只有在初速度为零时,才与时间的平方成正比,故A、B错误;由a=可知,a一定,则物体的速度在一定时间内发生的变化与这段时间成正比,故C正确;当物体做匀减速运动时,速度减小但位移可以增大,故D错误。]
2.C [由于==v,故=,=,=,所以>>,A、B错误;小物块的运动可视为逆向的由静止开始的匀加速直线运动,故位移x=at2,=a=常数,所以==,C正确,D错误。]
3.D [设第3 s内、第5 s内的位移分别为x3、x5,则x5-x3=2aT2,解得a=-1.5 m/s2,a的方向为正西方向,D正确。]
4.B [物体从斜面顶端到斜面中点过程的平均速度==1 m/s,==1 m,则L=2 m,故A错误,B正确;设到达中点时用时为t1,到达底端时用时为t2,则t1∶t2=1∶得t2= s,故C错误;由v=at知,v底=2 m/s,故D错误。]
5.A [由x=5t+2t2及x=v0t+at2,解得:v0=5 m/s,a=4 m/s2,可知A正确,B错误;任意1 s内的速度增量Δv=a·1 s=4 m/s,D错误;前2 s内的位移x2=18 m,故前2 s内的平均速度为==9 m/s,C错误。]
6.A [物体做匀加速直线运动通过前一段Δx所用的时间为t1,平均速度为=,物体通过后一段Δx所用的时间为t2,平均速度为=。速度由变化到的时间为Δt=,所以加速度a==,A正确。]
7.B [设子弹运动的加速度大小为a,子弹穿出A时的速度为v,子弹在A中运动的过程中,有=-2aL,子弹在B中运动的过程中,有-v2=-2a·2L,两式联立可得v=,故B正确。]
8.D [因AB=BC=CD=DE,且vA=0,据比例关系可知vB∶vC∶vD∶vE=1∶∶∶2,tB∶tC∶tD∶tE=1∶∶∶2,选项A、B正确;因AB∶BE=1∶3,故tAB=tBE,即B点是AE段的中间时刻,所以物体从A点到E点的平均速度=vB,选项C正确;因通过每一部分的时间越来越短,故速度增量越来越小,选项D错误。]
9.C [滑块做末速度为零的匀减速运动,设滑块依次滑过两相邻门的时间间隔分别为t1、t2、t3和t4,由逆向思维知t4∶t3∶t2∶t1=1∶(-1)∶()∶(2-),而t4=1 s,故滑块由门1滑至门5所用的时间t=t4+t3+t2+t1=2 s,A错误;滑块由门5到门4滑行的时间为1 s,由x=得加速度大小a=2 m/s2,B错误;滑块经过门1的速度大小v1=at=4 m/s,C正确;滑块在门1和门5之间滑行的平均速度大小== m/s=2 m/s,D错误。]
10.B [设汽车经过树A时的速度为vA,加速度为a,对AB段运动,有xAB=,同理,对AC段运动,有xAC=,两式联立代入t1=3 s,t2=5 s,xAB=15 m,xAC=30 m,解得vA=3.5 m/s,a=1 m/s2,再由vB=vA+at1,得vB=3.5 m/s+1×3 m/s=6.5 m/s。只有选项B正确。]
11.解析:(1)用手推一下抽屉,抽屉先在短时间内做加速运动再做减速运动,所以依次打出点的顺序是O、A、B、C等,所以纸带的运动方向是从右指向左。
(2)两点间的时间间隔相同,两点间的距离越大,纸带在这段距离内的平均速度越大,分析可知纸带运动的最大速度应该出现在B、C之间。
(3)从O点开始每隔四个点选取一个计数点,则打下相邻两个计数点的时间间隔为T=0.1 s,由逐差法可得与手分离后抽屉做匀变速运动的加速度大小为a= m/s2≈1.2 m/s2。
答案:(1)从右指向左 (2)B、C (3)1.2
12.解析:(1)刹车后小车做匀减速运动,小球继续做匀速运动,经判断知小球离开小车时小车没有停止运动,则
x球=v0t,x车=v0t-at2,x球-x车=L,
代入数据可解得t=1 s。
(2)经判断小球离开小车又经t1=0.5 s落地时,小车已经停止运动。则小车从开始刹车到小球落地时的总位移x1=,
解得x1=3.125 m。
答案:(1)1 s (2)3.125 m
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