内容正文:
5. 速度变化的快慢与方向——加速度
一、必备知识基础
题组一 加速度的理解与计算
1.下列关于加速度的描述正确的是( )
A.加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量
B.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动
C.速度方向为正,加速度方向一定为正
D.速度变化越快,加速度越小
2.(多选)关于速度和加速度的方向,下列说法正确的是( )
A.速度的方向就是加速度的方向
B.速度变化量的方向就是加速度的方向
C.瞬时速度的方向就是物体运动的方向
D.加速度的方向就是物体运动的方向
3.某款跑车速度从零增加到100 km/h,所用时间是1.5 s,则这款跑车的加速度是( )
A.66.7 m/s2,方向与跑车出发的方向相同
B.66.7 m/s2,方向与跑车出发的方向相反
C.18.5 m/s2,方向与跑车出发的方向相同
D.18.5 m/s2,方向与跑车出发的方向相反
题组二 加速度对物体运动情况的影响
4.有下列几种情景,请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法( )
A.点火后即将升空的火箭,因火箭还没运动,所以加速度一定为零
B.高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车。轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大
C.运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶。高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很大
D.汽车匀速率通过一段弯曲的路段。因为汽车的速度大小不变,所以加速度为零
5. 在一次跳伞训练中,伞兵从悬停在空中的直升机上跳出后,初速度v0>0,加速度a>0,竖直下降过程中a值不断减小直至为零时,该伞兵的( )
A.速度不断减小,位移先增大后减小
B.速度不断减小,最后做匀速直线运动
C.速度不断增大,当a=0时,位移达到最大值
D.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
题组三 速度—时间图像与加速度
6.物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,取向东为运动的正方向,其速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.0~2 s内,物体速度变化越来越快
B.0~2 s内,物体加速度为6 m/s2
C.6~7 s内,物体向西做加速运动
D.10~12 s内,物体向东做加速运动
7.某汽车制造厂在测试某款汽车性能时,得到该款汽车沿直线行驶的位移x与时间t的关系图像如图所示,其中OA段和BC段为抛物线的一部分,AB段为直线段。则该过程中的v-t图像可能是( )
二、关键能力提升
8.根据以下四张图片所给的信息,计算可得加速度最大的是( )
万吨货轮起航,10 s内速度增到0.2 m/s
火箭发射时,10 s内速度能增到100 m/s
以8 m/s的速度飞行的蜻蜓,能在0.7 s内停下来
以8 m/s的速度行驶的汽车,急刹车时能在2.5 s内停下来
A.万吨货轮 B.火箭
C.蜻蜓 D.汽车
9.物体做方向不变的直线运动,若以该运动方向为正方向,且在任意相等时间内速度变化量Δv相等,则下列说法正确的是( )
A.若Δv=0,则物体做加速度不变的变速直线运动
B.若Δv<0,则物体做加速度不变的减速直线运动
C.若Δv<0,则物体做加速度大小逐渐变小的减速直线运动
D.若Δv>0,则物体做加速度大小逐渐变小的加速直线运动
10.(多选)火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车能在2.5 s内停下来,下列说法正确的是( )
A.火箭的速度变化比汽车的快
B.火箭的加速度比汽车的加速度小
C.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
D.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
11.以下是几种交通工具在某段时间中的运动记录。根据表中内容,下列说法正确的是( )
运动过程
初速度/(m·s-1)
经过时间/s
末速度/(m·s-1)
自行车下坡
2
2
6
火车出站
0
100
20
飞机飞行
200
10
200
A.自行车下坡过程速度变化率最大
B.飞机飞行时速度最大,加速度也最大
C.火车出站过程速度变化量最大,加速度也最大
D.火车出站时的初速度为零,此时的加速度也为零
三、核心素养拔高
12.如图所示,小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑且足够长的斜面,经过2 s速度大小变为1 m/s,则在这段时间内,小球( )
A.速度变化的大小可能大于5 m/s,方向沿斜面向上
B.速度变化的大小一定等于4 m/s,方向沿斜面向下
C.加速度的大小可能大于2 m/s2,方向沿斜面向下
D.加速度的大小一定等于2 m/s2,方向沿斜面向上
13.足球运动员在罚点球时,用脚踢球使球获得30 m/s的速度,设脚与球作用时间为0.1 s,球又在空中飞行1 s(假设球做匀速直线运动)后被守门员挡住,守门员双手与球接触时间为0.2 s,且球被挡出后以大小为10 m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)球被踢出过程中的加速度;
(2)球被守门员挡出过程中的加速度。
参考答案
1.A 根据加速度定义式a=知,A正确;当加速度与速度方向相同时,物体做加速运动,加速度减小时,物体的速度增加得越来越慢了,B错误;速度、加速度的方向是根据问题人为规定的,两者之间没有必然的联系,C错误;加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度越大,D错误。
2.BC 物体的运动方向是指瞬时速度方向,选项C正确,D错误;物体的速度变化量的方向就是加速度的方向,选项A错误,B正确。
3.C 100 km/h约为27.8 m/s,由加速度公式可以计算出跑车的加速度为18.5 m/s2,由于是加速直线运动,所以方向与跑车出发的方向相同,选项C正确。
4.B 点火后即将升空的火箭受到向上的推力大于火箭的重力,由牛顿第二定律知火箭由向上的加速度,故A错误;加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越快加速度越大;轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大,故B正确;磁悬浮列车在轨道上高速行驶,速度很大,但可能匀速行驶,所以加速度不一定很大,故C错误;汽车匀速率通过一段弯曲的路段,速度方向时刻变化,速度变化量不为零,加速度不为零,故D错误;故选B。
5.D 伞兵下降过程中,由于a>0,所以速度一直增大,当a=0时,速度达到最大,此后做匀速直线运动,位移继续增大,A、B、C错误,D正确。
6.C v-t图像的斜率表示加速度,0~2 s内,物体速度变化的快慢恒定,加速度为a= m/s2=3 m/s2,故A、B错误;6~7 s内,图像在t轴下方,速度沿负方向且不断增大,即物体向西做加速运动,故C正确;10~12 s内,图像在t轴下方,速度沿负方向且不断减小,即物体向西做减速运动,故D错误。
7.A x-t图像的斜率表示速度,可知汽车的速度先增大(OA段),接着保持不变且不为零(AB段),最后又减小(BC段),又图像的斜率一直为正,即汽车一直向正方向运动,结合选项可知,选项A的图像符合。故选A。
8.C 万吨货轮在10 s内速度增到0.2 m/s,由加速度的定义式a=,代入数据得a1=0.02 m/s2;火箭在10 s内速度增到100 m/s,由加速度的定义式a=,代入数据得ar=10 m/s2;蜻蜓以8 m/s的飞行速度在0.7 s内停下来,由加速度的定义式a=,代入数据得a3=11.4 m/s2;汽车以8 m/s的行驶速度紧急刹车后能在2.5 s内停下来,由加速度的定义式a=,代入数据得a4=3.2 m/s2,加速度最大的是蜻蜓。故选C。
9.B 若Δv=0,则物体的速度不变,物体做匀速直线运动,A错误;若Δv<0,则物体做减速直线运动,由加速度定义式a=知,加速度不变,物体做加速度不变的减速直线运动,B正确,C错误;若Δv>0,则物体做加速直线运动,由加速度定义式a=知,加速度不变,物体做加速度不变的加速直线运动,D错误。
10.BD 火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s,则 m/s2=10 m/s2,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车能在2.5 s内停下来,则 m/s2=-12 m/s2,所以火箭的速度变化比汽车的慢,火箭的加速度比汽车的加速度小,故A错误,B正确;10 s内火箭的速度改变量为Δv=100 m/s-0=100 m/s,故C错误;2.5 s内汽车的速度改变量为Δv'=0- m/s=-30 m/s,故D正确。
11.A 根据表格数据可知,自行车下坡过程速度变化率为 m/s2=2 m/s2,火车出站过程速度变化率为 m/s2=0.2 m/s2,飞机飞行过程速度变化率为 m/s2=0,可知自行车下坡过程速度变化率最大,A正确;加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度大小等于速度变化率,飞机飞行时速度最大,但速度变化率为零,加速度为零,B错误;火车出站过程速度变化量最大,但速度变化率不是最大,加速度不是最大,C错误;火车出站时的初速度为零,但速度变化率不为零,加速度不为零,D错误。
12.C 题中只给出2 s末速度的大小,未说明速度方向,小球可能沿斜面上滑后再沿斜面下滑,故2 s末速度的方向可能沿斜面向上,也可能沿斜面向下,速度变化的大小可能为Δv1=|1 m/s-5 m/s|=4 m/s,也可能为Δv2=|-1 m/s-5 m/s|=6 m/s,方向均沿斜面向下,故A、B错误;加速度的大小可能为a1==2 m/s2,也可能为a2==3 m/s2,方向均沿斜面向下,故C正确,D错误。
13.解析 设球被踢出的方向为正方向
(1)罚点球时,球的速度由v0=0变到v1=30 m/s,用时t1=0.1 s,由a=得,
球被踢出过程中的加速度a1= m/s2=300 m/s2,方向为球被踢出的方向。
(2)守门员挡球时,球的速度由v1=30 m/s变到v2=-10 m/s,用时t2=0.2 s,
则球被守门员挡出过程中的加速度a2= m/s2=-200 m/s2
方向为球被踢出的反方向。
答案 (1)300 m/s2,方向为球被踢出的方向
(2)200 m/s2,方向为球被踢出的反方向
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