内容正文:
物理 必修·第一册[人教版]作业与测评
4.速度变化快慢的描述——加速度
必备知识一 加速度的理解
1.下列说法中的“快”,指加速度的是( )
A.高铁提速后列车运行更快
B.张雨霏在50米自由泳比赛中游得最快
C.摩托车相比汽车起步更快
D.骑自行车上学比走路快
答案:C
解析:高铁提速指速度变大,运行更快就是速度更大,故A错误;张雨霏在50米自由泳比赛中游得最快,指速度最大,故B错误;摩托车相比汽车起步更快,是指摩托车的速度变化得快,加速度大,故C正确;骑自行车上学比走路快,指运动得快,即速度大,故D错误。
2.由加速度的定义式a=可知( )
A.加速度a与速度的变化量Δv成正比
B.加速度a的大小由速度的变化量Δv决定
C.加速度a的方向与速度v的方向相同
D.加速度a的方向与Δv的方向相同
答案:D
解析:加速度a是由比值定义法定义的,不由Δv决定,也不与Δv成正比,因此A、B错误;加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向相同,与速度v的方向无关,C错误,D正确。
必备知识二 加速度的方向
3.(教材本节图1.41改编)(多选)汽车沿直线刹车做减速运动,经过时间Δt速度从v1减小到v2,用箭头线表示矢量v1、v2及这段时间内的速度变化量Δv,如图所示。关于这段时间的加速度a,下列说法正确的是( )
A.加速度a与初速度v1的方向相同
B.加速度a与初速度v1的方向相反
C.如果规定初速度v1的方向为正方向,则加速度a是正值
D.如果规定初速度v1的方向为正方向,则加速度a是负值
答案:BD
解析:根据加速度定义式a=,可知加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同,由题图可知,加速度a与初速度v1的方向相反,故A错误,B正确;由于加速度a与初速度v1的方向相反,所以如果规定初速度v1的方向为正方向,则加速度a是负值,故C错误,D正确。
[名师点拨] 与位移、速度类似,对于做直线运动的物体,规定正方向后,加速度就可以用带正负号的数值来表示。加速度为正值,表示加速度的方向与规定的正方向相同;加速度为负值,表示加速度的方向与规定的正方向相反。
必备知识三 加速度的计算
4.(多选)一辆自行车以3 m/s的速度从某一陡坡的顶端加速冲下,经过3 s到达该坡底端时,速度变为9 m/s,自行车的运动可视为直线运动。以初速度方向即沿斜坡向下为正方向,则( )
A.该过程中自行车的速度变化量大小为6 m/s
B.该过程中自行车的速度变化量大小为9 m/s
C.该过程中自行车的平均加速度大小为3 m/s2
D.该过程中自行车的平均加速度大小为2 m/s2
答案:AD
解析:以初速度方向即沿斜坡向下为正方向,则初速度v1=3 m/s,末速度v2=9 m/s,该过程中自行车的速度变化量Δv=v2-v1=6 m/s,所以速度变化量大小为6 m/s,故A正确,B错误;根据加速度的定义,该过程中自行车的平均加速度大小为a===2 m/s2,故C错误,D正确。
5.运动员跳起将以20 m/s的速度水平飞来的排球迎面击出,排球以30 m/s的速率水平返回,运动员对排球的击打时间为0.25 s。以初速度方向为正方向,求:
(1)排球被击打过程中的速度变化量Δv的大小、方向;
(2)排球被击打过程中的平均加速度a的大小、方向。
答案:(1)50 m/s 方向与初速度方向相反
(2)200 m/s2 方向与初速度方向相反
解析:(1)以排球初速度的方向为正方向,则
排球的初速度v1=20 m/s,
末速度v2=-30 m/s
根据Δv=v2-v1
解得Δv=-50 m/s
即排球速度变化量的大小为50 m/s,方向与初速度方向相反。
(2)平均加速度为a=
代入数据解得a=-200 m/s2
即加速度大小为200 m/s2,方向与初速度方向相反。
[名师点拨] 求解加速度的方法
(1)规定正方向,一般规定初速度v0方向为正方向。
(2)判断v的方向与正方向的关系,v的方向与正方向相同,v取正值;v的方向与正方向相反,v取负值,最后由矢量式Δv=v-v0得到速度的变化量。
(3)找出发生Δv所需时间Δt。
(4)由a=计算加速度,并对a的方向加以说明。a为正值,说明a的方向与规定的正方向相同;a为负值,说明a的方向与规定的正方向相反。
必备知识四 从vt图像看加速度
6.(多选)如图所示,是一物体速度随时间变化的图像,关于0~8 s时间内物体的加速度,判断正确的是( )
A.大小为1 m/s2
B.大小为0.75 m/s2
C.方向与初速度方向相同
D.方向与初速度方向相反
答案:BC
解析:由题图可知,0~8 s时间内,物体的速度变化量Δv=8 m/s-2 m/s=6 m/s,根据加速度的定义,0~8 s时间内,物体的加速度为a===0.75 m/s2,由于a>0,且初速度为正值,则加速度与初速度的方向相同,B、C正确,A、D错误。
7.(多选)如图是物体做直线运动的vt图像,下列说法中正确的是( )
A.5 s末物体的加速度是3 m/s2
B.50 s末物体的加速度为1.5 m/s2
C.40 s末物体开始向反方向运动
D.10~40 s内物体的加速度为零
答案:AD
解析:vt图像中,图线的斜率表示物体的加速度。由题图知,0~10 s内物体的加速度a1===3 m/s2;10~40 s内物体的速度不变,加速度为零;40~60 s内物体的加速度a2===-1.5 m/s2,负号表示加速度的方向与规定的正方向相反,B错误,A、D正确;由题图知,0~60 s内物体的速度方向不变,C错误。
必备知识五 根据加速度判断运动情况
8.关于直线运动的加速度和速度的关系,以下说法正确的是( )
A.速度为负值、加速度为负值时,则速度减小
B.加速度不断变大,速度可能变化得越来越慢
C.加速度逐渐增大,则速度一定逐渐增大
D.加速度逐渐增大,则速度可能逐渐减小
答案:D
解析:速度为负值、加速度为负值时,加速度方向与速度方向相同,则速度增大,故A错误;加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度不断变大,说明速度变化得越来越快,故B错误;加速度逐渐增大,若加速度和速度方向相同,速度会逐渐增大,若加速度与速度方向相反,则速度会逐渐减小,故C错误,D正确。
1.关于加速度,下列说法正确的是( )
A.加速度表示速度增加
B.加速度反映了速度变化的大小
C.速度变化用时越短,加速度越大
D.单位时间内速度变化量越大,加速度越大
答案:D
解析:加速度表示速度变化的快慢,是描述物体速度变化快慢的物理量,A、B错误;根据a=,加速度大小取决于速度的变化量和对应的时间,只看时间长短或速度变化量无法确定加速度的大小,故C错误;根据a=,加速度数值上等于单位时间内速度的变化量,所以单位时间内速度变化量越大,则加速度越大,D正确。
2.关于加速度,下列说法中正确的是( )
A.飞机在高空沿直线匀速飞行时速度很大,加速度也很大
B.轿车启动瞬间速度等于零,其加速度也为零
C.火箭竖直向上运动过程中,若速度减小,则加速度方向向下
D.沿同一直线运动的物体A的加速度为aA=-3 m/s2,物体B的加速度为aB=2 m/s2,则aA比aB小
答案:C
解析:飞机在高空沿直线匀速飞行时速度很大,但加速度为零,故A错误;轿车启动瞬间速度等于零,但经过短暂的时间速度增加,所以轿车启动瞬间其加速度不为零,故B错误;火箭竖直向上运动过程中,若速度减小,则速度变化量方向向下,根据a=,加速度方向向下,故C正确;加速度是矢量,其正负号表示方向,所以比较加速度大小时,只比较绝对值,因为3 m/s2>2 m/s2,所以aA比aB大,故D错误。
3.一辆汽车沿平直公路启动,副驾驶座位的乘客观察到速度计示数从20 km/h增加到60 km/h所用时间为2 s。那么汽车的加速度大小最接近( )
A.11 m/s2 B.5.6 m/s2
C.1.4 m/s2 D.14 m/s2
答案:B
解析:由题意可得v1=20 km/h=5.6 m/s,v2=60 km/h=16.7 m/s,则速度的变化量Δv=v2-v1=16.7 m/s-5.6 m/s=11.1 m/s,汽车的加速度大小为a==≈5.6 m/s2,故选B。
4.桌球(台球)比赛中,某球以1.5 m/s的速度垂直撞击边框后,以1.3 m/s的速度反向弹回,球与边框接触的时间为0.08 s,以初速度方向为正方向,该撞击过程中( )
A.球的速度变化量是-0.2 m/s
B.球的加速度是2.5 m/s2
C.球的加速度是35 m/s2
D.球的加速度是-35 m/s2
答案:D
解析:依题意v1=1.5 m/s,v2=-1.3 m/s,该撞击过程中,球的速度变化量是Δv=v2-v1=-2.8 m/s,A错误;由加速度定义式,可得球的加速度是a===-35 m/s2,B、C错误,D正确。
5.如图所示,做直线运动的物体在t1、t3两时刻对应的纵坐标绝对值相同,下列说法正确的是( )
A.t1、t3两时刻加速度等值反向
B.t2时刻速度和加速度均为零
C.t1、t3两时刻速度相同
D.图像中各时刻加速度均相同
答案:D
解析:vt图像的斜率表示物体的加速度,题图中图线的斜率为定值,说明加速度为定值,A错误,D正确;t2时刻物体的速度为零,但加速度不为零,B错误;t1、t3两时刻速度大小相等,但方向相反,C错误。
6.(多选)如图所示是质点A、B运动的速度—时间图像,则下列说法正确的是( )
A.A的加速度大小是0.25 m/s2
B.B的加速度大小是0.5 m/s2
C.A、B的加速度方向相反
D.A的加速度大于B的加速度
答案:AC
解析:在速度—时间图像中,图线的斜率表示加速度,由题图可知,质点A运动的加速度为aA===0.25 m/s2,A正确;质点B运动的加速度为aB===-0.375 m/s2,B错误;由A、B两项分析可知,A、B的加速度方向相反,A的加速度小于B的加速度,C正确,D错误。
7.雨滴从高空由静止下落,其加速度逐渐减小,直到变为零,在此过程中雨滴的运动情况是( )
A.速度不断减小 B.速度越来越大
C.位移越来越小 D.速度的变化越来越快
答案:B
解析:雨滴做加速直线运动,加速度减小,雨滴下落的速度增加得越来越慢,加速度为零时,雨滴的速度最大,A错误,B正确;雨滴一直下落,位移逐渐增大,C错误;加速度即为速度的变化率,加速度减小,故速度变化越来越慢,D错误。
8.计算下列各种条件下的加速度的大小,并说明方向:
(1)显像管内,电子从阴极射到阳极的过程中,速度由零增加到106 m/s,历时2×10-5 s;
(2)子弹击中靶子时,在0.1 s内速度从720 km/h降到零;
(3)火车出站时,可在20 s内使速度从10 m/s增大到1200 m/min。
答案:(1)5×1010 m/s2 方向从阴极指向阳极
(2)2×103 m/s2 方向与初速度方向相反
(3)0.5 m/s2 方向与初速度方向相同
解析:(1)由加速度的定义式可得
a===5×1010 m/s2
即加速度大小为5×1010 m/s2,方向从阴极指向阳极。
(2)v=720 km/h=200 m/s
由加速度的定义式可得
a===-2×103 m/s2
即加速度大小为2×103 m/s2,方向与初速度方向相反。
(3)v=1200 m/min=20 m/s
由加速度的定义式可得
a===0.5 m/s2
即加速度大小为0.5 m/s2,方向与初速度方向相同。
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