内容正文:
4.速度变化快慢的描述——加速度
第1课时 加速度的概念及计算
一、必备知识基础练
题组一 对加速度的理解
1.公元前350年,古希腊科学家亚里士多德就知道力可以表示为矢量,下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A.加速度、速度的变化量、速度
B.速度、速率、加速度
C.速度、路程、位移
D.位移、时间、速度
2.蟋蟀后腿粗大,善跳跃,极具爆发力。有时当我们感觉能把它抓住时,它却会毫不慌张,及时飞走,这是因为蟋蟀在起飞时具有较大的( )
A.初速度 B.速度的改变量
C.加速度 D.位移
3.(2025南通如皋调研)下表为一些运动物体的加速度,其中加速度最小的运动物体是( )
A.伞兵 B.子弹 C.汽车 D.高铁
4.在汽车厂商对汽车性能的宣传介绍中,启动性能是一项重要技术指标,某型号跑车从静止加速到100 km/h约需10 s,另一型号普通家用轿车从静止加速到100 km/h需15 s,下列说法正确的是( )
A.跑车的速度大
B.跑车的速度变化大
C.跑车的速度变化快
D.家用轿车的速度变化快
5.关于加速度的说法正确的是( )
A.加速度是描述物体位置变化快慢的物理量
B.2 m/s2比-3 m/s2大
C.当物体做变速运动时,加速度一定不为零
D.做加速运动的物体其加速度为2 m/s2,表示某一秒的末速度是该秒初速度的2倍
题组二 加速度的计算
6.大自然的植物多数是靠动物或鸟类帮忙传播种子,但也有一些植物会像愤怒的小鸟一样弹射自己的种子,自己播种,比如沙盒树。沙盒树的果实在成熟后会炸开,据说会发出类似手枪的响声,种子在 s时间内能以180千米的时速激射四周,宛如天然暗器一样。则沙盒树种子的加速度大小约为( )
A.50 m/s2 B.500 m/s2
C.180 m/s2 D.1 800 m/s2
7.(2025连云港期中)2024年巴黎奥运会的男单决赛中,樊振东在大比分0比2落后的情况下,顶住压力实现大逆转,并最终拿下金牌。在某次击球中,樊振东用球拍垂直接住速度为11 m/s的球,并以19 m/s的速度反向弹回,球与球拍接触的时间约为0.02 s,则该撞击过程中球的加速度为( )
A.0.4 m/s2 B.1.5 m/s2
C.400 m/s2 D.1 500 m/s2
二、关键能力提升
8.(2025苏州期中)一个小球运动的频闪照片如图所示,由此可以断定小球的( )
A.加速度向右 B.速度向左
C.加速度向左 D.速度向右
9.如图所示。在足够长的固定斜面上,一小物块以大小为6 m/s的初速度从A点沿光滑斜面向上做直线运动,加速度保持不变,2 s后到达B点(图中未画出),小物块到达B处时的速度大小为2 m/s。小物块在斜面上运动的加速度大小可能为( )
A.3 m/s2 B.3.5 m/s2
C.4 m/s2 D.4.5 m/s2
10.在台球比赛中,球杆撞击白球后,设杆与球的接触时间t=0.4 s,若白球获得水平向左的8 m/s的速度并做匀速直线运动,在球桌上运动一段时间后垂直打在台球桌壁上并立即反弹,碰撞时间为0.2 s,反弹后以4 m/s速度原路返回。
(1)球杆击球时,白球的加速度大小和方向。
(2)撞击桌壁后反向弹回,求撞击过程中白球的加速度大小和方向。
11.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为2.0 cm的遮光条。如图,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间Δt1=0.20 s,通过第二个光电门的时间Δt2为0.05 s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t=2.5 s,试估算滑块的加速度。
三、学科素养培优
12.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为500g(g=10 m/s2),以警醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值。从加速度的角度考虑以下问题,并简要写出判断的依据。
(1)一辆以72 km/h的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路上的大货车,设大货车没有被撞动,汽车与大货车的碰撞时间为2.0×10-3 s,仅考虑加速度,汽车驾驶员是否有生命危险?
(2)若汽车内装有安全气囊,缓冲时间为1.0×10-2 s,仅考虑加速度,汽车驾驶员是否有生命危险?
参考答案
1.A 解析 加速度、速度的变化量、速度、位移为矢量,速率、路程、时间为标量,故A符合题意,BCD不符合题意。
2.C 解析 蟋蟀起飞时在很短的时间内速度很快由零增加到一定的值,即具有较大的加速度。故选C。
3.D 解析 加速度的正负只表示方向,加速度最小即为加速度的绝对值最小,由表可知,高铁的加速度大小最小。故选D。
4.C 解析 跑车的末速度和家用轿车的相同,初速度也相同,两车的速度变化相同,但跑车用时短,根据a=可知,家用轿车的速度变化慢,跑车的速度变化快。故选C。
5.C 解析 加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,选项A错误;加速度的符号只代表方向,不代表大小,可知2 m/s2比-3 m/s2小,选项B错误;当物体做变速运动时,加速度一定不为零,选项C正确;做加速运动的物体其加速度为2 m/s2,表示某一秒的末速度比该秒初速度大2 m/s,但不一定是2倍,选项D错误。
6.B 解析 种子在 s末的速度v=180 km/h=50 m/s,则此时间内种子的平均加速度为a= m/s2=500 m/s2,故选B。
7.D 解析 设反弹的速度方向为正方向,则末速度为19 m/s,初速度为-11 m/s,根据加速度的定义式有a= m/s2=1 500 m/s2,故选D。
8.A 解析 在频闪照片中,从相邻小球距离变化来看,可知小球可能向右加速运动,也可能是向左减速运动,所以速度方向可能向右也可能向左,但加速度方向一定向右。故选A。
9.C 解析 规定沿斜面向上为正方向,小物块到达B处时的速度可能为v1=2 m/s,则加速度为a= m/s2=-2 m/s2,则小物块在斜面上运动的加速度大小可能为2 m/s2。小物块到达B处时的速度可能为v2=-2 m/s2,则加速度为a'= m/s2=-4 m/s2,则小物块在斜面上运动的加速度大小可能为4 m/s2,故C项正确,ABD项错误。
10.解析 (1)记水平向左为正方向,已知白球获得的速度v1=8 m/s,接触时间t=0.4 s,根据加速度的定义式可知
a1= m/s2=20 m/s2
即加速度大小为20 m/s2,方向水平向左。
(2)由题知末速度v2=-4 m/s,根据加速度的定义知,此过程中子弹的加速度
a2= m/s2=-60 m/s2
即加速度大小为60 m/s2,方向水平向右。
答案 (1)20 m/s2,方向水平向左 (2)60 m/s2,方向水平向右
11.解析 滑块上遮光条通过第一个光电门的瞬时速度
v1= m/s=0.10 m/s
滑块上遮光条通过第二个光电门的瞬时速度
v2= m/s=0.40 m/s
滑块的加速度
a= m/s2=0.12 m/s2
答案 0.12 m/s2
12.解析 取汽车运动的方向为正方向
(1)碰撞瞬间驾驶员的加速度
a= m/s2=-104 m/s2
因加速度大小为104 m/s2>500g,所以驾驶员有生命危险。
(2)在装有安全气囊的情况下,碰撞瞬间驾驶员的加速度
a'= m/s2=-2 000 m/s2
因加速度大小为2 000 m/s2<500g,所以驾驶员无生命危险。
答案 (1)有生命危险,依据见解析 (2)无生命危险,依据见解析
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