内容正文:
第5节 速度变化的快慢与方向——加速度 作业
一、选择题
1.下列说法正确的是 ( )
A.加速度变大,物体一定在做加速运动
B.加速度变小,物体一定在做减速运动
C.加速度描述的是物体速度变化的快慢程度
D.加速度大,物体的速度就大
2.猎豹起跑时在4 s内速度能达到30 m/s。军用喷气式飞机着陆时在10 s内速度由600 m/s降为540 m/s。下列对二者运动的分析正确的是 ( )
A.猎豹用时较短,所以猎豹的加速度更大
B.飞机速度变化量大,所以飞机的加速度更大
C.单位时间内猎豹的速度变化量大,所以猎豹的加速度更大
D.猎豹的速度在增加,所以猎豹的加速度更大
3.物体的加速度为2 m/s2,表示该物体( )
A.每秒运动2 m
B.每经过1 s,其速度增大2 m/s
C.每经过1 s,其速度变化大小为2 m/s
D.每经过1 s,其速度减小2 m/s
4.小球以v1=3 m/s的速度水平向右运动,碰到墙壁经Δt=0.01 s后以v2=2 m/s的速度沿同一直线返回,如图所示,小球在这0.01 s内的平均加速度是( )
A.100 m/s2,方向向右
B.100 m/s2,方向向左
C.500 m/s2,方向向左
D.500 m/s2,方向向右
5.如图所示为一物体做直线运动的vt图像,用v1、a1表示物体在0~t1时间内的速度和加速度,v2、a2表示物体在t1~t2时间内的速度和加速度,则由图可知 ( )
A.v1与v2方向相同,a1与a2方向相同,a1>a2
B.v1与v2方向相同,a1与a2方向相反,a1<a2
C.v1与v2方向相反,a1与a2方向相同,a1>a2
D.vl与v2方向相反,a1与a2方向相反,a1<a2
6.火车启动时,能在30 s内使速度由零增加到36 km/h;自行车启动时,能在10 s内使速度由零增加到10 m/s;长跑运动员起跑时,能在1 s内使速度由零增加到5 m/s;短跑运动员起跑时,能在0.4 s内使速度由零增加到4 m/s.在以上4种情况下,加速度最大的是 ( )
A.火车 B.自行车
C.长跑运动员 D.短跑运动员
7.(多选)物体做直线运动时,有关物体的加速度、速度的方向及它们的正负值说法正确的是( )
A.在加速直线运动中,物体加速度的方向与速度方向必定相同
B.在减速直线运动中,物体的速度必定为负值
C.在直线运动中,物体的速度变大时,其加速度也可能为负值
D.只有在确定初速度方向为正方向的条件下,加速直线运动中的加速度才为正值
8.(多选)已知物体做直线运动,下列对物体运动性质的判断正确的是 ( )
A.v0>0,a<0,物体先做加速运动,后做减速运动
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.v0<0,a>0,物体先做减速运动,后做加速运动
D.v0>0,a>0,物体做加速运动
9.(多选)做直线运动的物体在t1、t3两时刻对应的速度如图所示,下列结论正确的是 ( )
A.t1、t3两时刻速度相同
B.t1、t3两时刻加速度相同
C.t1、t3两时刻加速度等值反向
D.若t2=2t1,则可以求出物体的初速度为8 m/s
10.(多选)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s,2 s后速度的大小为8 m/s.在这2 s内该物体的 ( )
A.速度变化量的大小可能大于8 m/s
B.速度变化量的大小可能小于4 m/s
C.加速度的大小可能大于4 m/s2
D.加速度的大小可能小于2 m/s2
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
11.足球运动员在罚点球时,球获得30 m/s的速度并做匀速直线运动。设脚与球作用时间为0.1 s,球又在空中飞行0.3 s后被守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.1 s,且球被挡出后以10 m/s速度沿原路弹回,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)守门员挡球瞬间,球的加速度的大小。
12.汽车从甲地运动到100 km以外的乙地,问:
(1)汽车先从静止开始做匀加速直线运动,其10 s后速度达到72 km/h,则其在此过程中的加速度大小是多少?
(2)汽车加速到72 km/h后,保持匀速行驶,某时刻发现汽车有故障,用了20 s刹车,求汽车刹车过程的加速度大小。
13.如图所示为测定气垫导轨上滑块的加速度的装置,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间Δt1=0.29 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.11 s,遮光板从通过第一个光电门到开始遮住第二个光电门所用时间为Δt=3.57 s,求滑块的加速度.
14.汽车在制造完成出厂之前,都要经过严格的技术检测.一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动,自动检测系统记录下了该汽车启动、运行及刹车过程的数据,求:
时刻t/s
0
1
2
3
4
5
6
7
8
坐标x/m
0
1
2
4
8
12
16
20
25
速度v/(m/s)
0
1
3
5
6
6
5
1
0
(1)汽车在第2 s末的瞬时速度大小;
(2)汽车在前3 s和最后2 s的平均加速度大小;
(3)汽车在第4 s内的平均速度大小.
参考答案:
1.【解析】选C。加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度的大小与速度没有直接关系,加速度变大或变小,只能表明速度在单位时间内变化的快或慢,不能说明物体一定在做加速运动或减速运动,故C正确,A、B、D错误。
2.【解析】选C。猎豹起跑的速度变化量为Δv1=30 m/s-0=30 m/s,其加速度为:a1== m/s2=7.5 m/s2;军用喷气式飞机着陆时的速度变化量为Δv2=540 m/s-600 m/s=-60 m/s,其加速度大小为:a2== m/s2=6 m/s2;比较可知Δv1<|Δv2|,但a1>a2;故C正确。
3.【解析】选C [物体做变速运动,不同时间段内每1 s的位移不同,A错;仅凭所给条件不能确定物体是加速还是减速,B、D错;由Δv=aΔt得,每经过1 s,物体的速度变化量大小为2 m/s,C对.]
4.【解析】选C [取v2方向为正方向,则平均加速度a==500 m/s2,方向向左,C正确.]
5.【解析】选B [0~t1时间内速度方向沿正方向,加速度(图像斜率)为正, t1~t2时间内速度方向沿正方向,加速度为负,即沿负方向,从图像的斜率大小可判断a1<a2,B对.]
6.【解析】选D [由a=可求得火车、自行车、长跑运动员、短跑运动员的加速度大小分别为0.33 m/s2,1 m/s2,5 m/s2,10 m/s2,故短跑运动员起跑时,加速度最大,D项正确.]
7.【解析】选ACD [在加速直线运动中,物体的加速度的方向与初速度方向相同,确定初速度方向为正方向时,加速度为正值,故选项A、D正确;在减速直线运动中,物体加速度的方向与初速度方向相反,取加速度的方向为负方向时,物体速度为正值,选项B错误;在直线运动中,如果是加速直线运动,取初速度的方向为负值,则加速度为负值,且速度变大,故选项C正确.]
8.【解析】选BCD [根据v0、a二者的方向关系,可判断物体做何种运动.若a与v0同向,则物体做加速运动;若a与v0反向,则物体做减速运动.由于速度和加速度都是矢量,速度、加速度的正负号表示方向,若二者的符号相同,就表示它们的方向相同,则物体就做加速运动,故B、D正确.若二者的符号相反,就表示它们的方向相反,则物体开始时做减速运动,当时间足够长,且加速度始终存在时,物体先减速至零后做反向加速运动,故A错误,C正确.]
9.【解析】选BD [由题图知,t1、t3时刻的速度大小相同,但方向相反,A项错误;t1、t3时刻图线斜率相同,加速度相同,B项正确,C项错误;若t2=2t1,由于vt图线为直线,所以Δt1和Δt2时间内速度的变化量Δv1=Δv2=-4 m/s,可得v0=8 m/s,D项正确.]
10.【解析】选AC [题中只给出了初、末速度的大小,这就隐含了初、末速度的方向可能相同,也可能相反.若初、末速度方向相同,则Δv=v末-v初=(8-4)m/s=4 m/s,加速度a==2 m/s2;若初、末速度方向相反,取初速度方向为正方向,则v末=-8 m/s,速度变化量Δv=v末-v初=(-8-4)m/s=-12 m/s,加速度a==-6 m/s2,负号说明a的方向与初速度方向相反.]
11.【解析】以初速度方向为正方向。
(1)a1== m/s2=300 m/s2
(2)a2= m/s2=-400 m/s2,
故球的加速度大小为400 m/s2,方向与初速度方向相反
答案:(1)300 m/s2 (2)400 m/s2
12.【解析】以初速度方向为正方向。
(1)汽车从静止开始加速,初速度为0,10 s末速度达到v =72 km/h=20 m/s,由加速度定义可知:a== m/s2=2 m/s2
(2)刹车过程中,初速度v0 =72 km/h=20 m/s,20 s末速度减小到0,由加速度定义可知:a== m/s2=-1 m/s2,其中负号表示加速度方向与初速度方向相反。
答案:(1)2 m/s2 (2)1 m/s2
13.[解析] 经过第一个光电门的速度为v1== m/s≈0.103 m/s
经过第二个光电门的速度为v2== m/s≈0.273 m/s
由a=得a== m/s2≈0.045 m/s2.
[答案] 0.045 m/s2
14.[解析] (1)由题中条件可知汽车在第2 s末的瞬时速度大小是3 m/s.
(2)汽车在t=0时的速度v0=0
t=3 s时的速度v3=5 m/s
所以前3 s的平均加速度
a1== m/s2= m/s2≈1.67 m/s2
t=6 s时v6=5 m/s,t=8 s时v8=0
所以最后2 s的平均加速度
a2== m/s2=-2.5 m/s2
负号表示加速度的方向与汽车运动方向相反.
(3)第3 s末的位置坐标x1=4 m
第4 s末的位置坐标为x2=8 m
所以汽车在第4 s内的平均速度为
== m/s=4 m/s.
[答案] (1)3 m/s (2)1.67 m/s2 2.5 m/s2 (3)4 m/s
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