内容正文:
2.2匀变速直线运动速度与时间关系 同步练习
(本节内容是匀变速直线运动规律中的第一个模块,也是今后各类考试中重要的内容,需要学生重点掌握。本节主要题型包括:公式的推导、运用,与V-T图的结合,已知初速求末速,已知末速求初速,刹车问题,多过程问题等,其中刹车问题为学生易错题型,需要引起注意。)
一、单选题
1.(考点:匀变速直线运动速度与时间关系的辨析)下列关于运动的描述,说法正确的是( )
A.加速度不变的运动就是匀变速直线运动
B.运动过程中物体所受合外力减小,物体的速度一定减小
C.物体在一段时间内平均速度为0,其平均速率一定也为0
D.在匀变速直线运动中,经过相同的时间,速度变化量一定相同
2.(考点:匀变速直线运动与V-T图像结合)如图甲所示,一辆赛车在平直的赛道上匀加速行驶,某时刻开始速度v与运动时间t的关系如图乙所示,图像与纵轴的截距为b,图像的斜率为k,则在t=0时刻,赛车的( )
A.初速度为b,加速度为k
B.初速度为k,加速度为b
C.初速度为,加速度为
D.初速度为,加速度为
3.(考点:易错题:刹车问题)一物体做匀减速直线运动直到停止,已知第1 s末的速度是10 m/s,第3 s末的速度是4 m/s,则下列结论正确的是( )
A.物体的加速度大小是2 m/s2 B.物体第2 s末的速度是6 m/s
C.物体零时刻的速度是13 m/s D.物体第5 s末的速度是2 m/s
4.(考点:匀变速直线运动与V-T图像结合)一辆可视为质点的汽车在平直公路上运动的速度—时间关系图像如图所示,整个运动过程中加速度的大小始终为,下列说法正确的是( )
A.至时间内汽车速度的变化量为
B.汽车的最大速度为
C.汽车的最大速度为
D.汽车停止运动的时刻为
5.(考点:匀变速直线运动与V-T图像结合)2024年6月2日,嫦娥六号成功着陆月球背面南极——艾特肯盆地。嫦娥六号利用向下喷射气体产生的反作用力,有效地控制了探测器着陆过程中的运动状态。其中在一段接近月球表面时的着陆过程中,探测器减速的加速度大小a随时间t变化的关系如图所示,t=3t0时刻探测器的速度恰好为零。下列说法正确的是 ( )
A.0~t0时间内,探测器做匀速直线运动
B.t0~3t0时间内,探测器做匀减速直线运动
C.探测器在t=0时刻的速度大小为2a0t0
D.探测器在t=t0时刻的速度大小是t=2t0时刻的4倍
二、多选题
6.(考点:匀变速直线运动多过程分析)在瑞士圣莫里茨举行的2025年世界自由式及单板滑雪锦标赛上,中国选手白欣卉凭借出色的表现,成功晋级女子平行大回转决赛。如图,滑雪轨道由光滑的倾斜直轨道AB和粗糙的水平轨道BC组成。时运动员从A点由静止开始匀加速下滑,经过B点前后速度大小不变,之后在BC上做匀减速直线运动,最后停在C点。若第2s末和第6s末速度大小均为8m/s,第4s末速度大小为12m/s,则( )
A.运动员在第4s末恰好经过B点
B.运动员在运动过程中的最大速度为16m/s
C.运动员在第10s末恰好停在C点
D.运动员在减速过程中的加速度大小为2m/s2
7.(考点:匀变速直线运动与V-T图像结合)0时刻某同学将小球从距离水面一定的高度处由静止释放,小球运动的速度—时间()图像如图所示,取重力加速度大小,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.时刻,小球下落到最低点
B.小球从入水到减速为0所用的时间为0.5s
C.小球从入水到减速为0的过程中的加速度大小为
D.小球从入水到减速为0的过程中的平均速度大小为5m/s
三、实验题
8.(考点:实验:匀变速直线运动速度与时间关系)在“研究小车做匀变速直线运动”的实验中,某同学得到纸带如图,在相邻计数点之间还有4个点未画出,打点计时器电源的频率为50Hz。
(1)某同学进行了以下实验操作步骤,其中有错误的步骤是 。
A.将电火花打点计时器固定在长木板的一端,并接在6V交流电源上
B.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重量的钩码
D.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,先放开纸带,再接通电源
(2)由所得纸带可知打C点时小车的瞬时速度vC= m/s,小车运动的加速度a= m/s2.(均保留两位有效数字)
(3)若电源实际频率大于50Hz,各点的实际速度应 所测的速度。(填“大于”、“小于”或“等于”)
9.(考点:实验:匀变速直线运动利用图像求加速度)某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,打点计时器所用电源的频率为50Hz,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,他把某一点记作O,再依次选6个点作为计数点,分别标以A、B、C、D、E和F,如图甲所示。
(1)为了计算加速度,合理的方法是 (填正确答案标号)。
A.根据任意两计数点的速度,用公式算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图像,量出其倾角α,由公式a=tanα求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图像,由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
(2)该同学分别算出了打各点时小车的速度,然后根据数据在v-t坐标系中已描好点,请在图乙中画出小车的v-t图像 ,并求出小车的加速度a= m/s2。
四、解答题
10.(考点:匀变速直线运动与V-T图像结合)做直线运动的物体,其v-t图像如图所示,试根据v-t图像判断:
(1)第1s内,第3s内物体的加速度分别为多大?
(2)求物体在1~3s内和3~4s内的速度变化量。
(3)第2s内和第4s内的加速度是否相同?物体的运动方向是否相同?
(4)在第4s内物体做什么运动?在第5s内,物体做什么运动?
11.(考点:巧用双中间时刻求加速度)如图所示,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距d=0.9m,某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时t1=0.4s,从2号锥筒运动到3号锥筒用时t2 =0.5s,问:
(1)t1、t2这两段时间内的平均速度分别为多大?
(2)该同学滑行的加速度大小;
(3)最远能经过几号锥筒?
12.(考点:多过程问题)卡车原来用10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为道口出现红灯,司机从较远的地方即开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速至2m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即放开刹车,并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复到原速过程用了12s,求:
(1)减速与加速过程中的加速度大小;
(2)开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度大小。
参考答案
1.D
2.B
3.C
4.C
5.CD
6.CD
7.BD
8. DA/AD 0.20 0.50 大于
9. C 5
10.(1),
(2),
(3)相同,相反
(4)匀加速直线运动,匀减速直线运动
11.(1)根据平均速度的计算公式可知,t1、t2这两段时间内的平均速度分别为、
(2)根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知在1、2间中间时刻的速度为2.25m/s、1.8m/s,根据加速度定义式有
(3)设到达1号锥筒时的速度为,根据匀变速直线运动规律得
代入数值解得
从1号开始到停止时通过的位移大小为
故可知最远能经过4号锥筒。
12.(1)令汽车加速过程中的时间为t,则由题意有
解得
所以减速过程中的加速度为
加速过程中的加速度为
(2)开始刹车后2s末的瞬时速度为
刹车后10s末也就是加速2s末的速度,根据速度时间关系有
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