内容正文:
第一章 运动的描述
4 速度变化快慢的描述——加速度
基础过关练
题组一 对加速度的理解
1.(2025江苏徐州第二中学学情调研)北京时间2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十八号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。下列说法正确的是( )
A.运载火箭刚点火时还没有运动,其加速度一定为零
B.运载火箭升空过程速度变化越大,其加速度越大
C.运载火箭升空过程速度变化越快,其加速度越大
D.运载火箭离开地面的瞬间,火箭的速度很小,所以加速度很小
2.(2025江西抚州月考)近几年,国内部分城市的房价下跌出现减缓趋势。王同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”,将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,据此,你认为“房价下跌出现减缓趋势”可以类比成运动学中的( )
A.速度增加,加速度增大
B.速度增加,加速度减小
C.速度减小,加速度增大
D.速度减小,加速度减小
3.(2025江苏连云港赣榆第一中学月考)北京大学物理系赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一……”。所以对加速度的认识应该引起大家的重视,物体A的加速度为8 m/s2,物体B的加速度为-10 m/s2,下列说法中正确的是( )
A.物体A的加速度比物体B的加速度大
B.物体B的速度一定在增加
C.物体A的速度一定在增加
D.物体B的速度变化比物体A的速度变化快
题组二 加速度的计算
4.(2025江苏连云港月考)一钢球在光滑水平面上以10 m/s的速度撞向墙壁,碰到墙壁经0.1 s后以8 m/s的速度被反向弹了回来。则钢球在碰撞这段时间内的平均加速度大小及方向是( )
A.20 m/s2,方向与初速度方向相同
B.20 m/s2,方向与初速度方向相反
C.180 m/s2,方向与初速度方向相同
D.180 m/s2,方向与初速度方向相反
5.(2025北京第四中学月考)下表中记录了三种交通工具在某段时间中的运动情况,根据表中数据可知( )
交通工具
初速度/
(m·s-1)
末速度/
(m·s-1)
经过时间/s
自行车
6
2
2
火车
20
0
100
飞机
200
200
50
A.飞机的速度变化量最大
B.自行车的速度变化最快
C.火车的速度变化最快
D.飞机的加速度最大
6.(2025广东佛山月考)一物体做速度均匀变化的直线运动,t=0时,物体的初速度为6 m/s,当t=5 s时物体速度的大小变为12 m/s,则在这5 s内( )
A.该物体的速度变化量的大小不可能大于12 m/s
B.该物体的加速度大小可能大于2.4 m/s2
C.该物体的速度变化量的方向与加速度的方向未必相同
D.该物体的加速度的方向与初速度方向一定相反
7.(2023江苏常州中学期中)一质点沿Ox方向做加速直线运动,它离开O点的距离随时间t变化的关系为x=6+t3(m),它的速度随时间t变化的关系为v=3t2(m/s),该质点在1~2 s内的平均速度大小和2~3 s内的平均加速度大小分别为( )
A.6 m/s,5 m/s2 B.6 m/s,15 m/s2
C.7 m/s,5 m/s2 D.7 m/s,15 m/s2
题组三 加速度方向与速度变化的关系
8.(2025北京首师大附中月考)汽车的初速度是v1,经过Δt时间后速度变为v2,用Δv表示Δt时间内速度的变化量,a表示加速度,则下列能正确表示汽车做减速运动的是( )
9.(2025广东梅州月考)物体在一条直线上运动,用正、负号表示方向的不同,下列对物体运动的描述中不正确的是( )
A.v0>0,a<0,物体做减速运动
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.加速度增大,速度一定增大
D.加速度减小,速度可能增大
10.(2025江苏盐城期中)雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其竖直向下的加速度逐渐减小,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.速度变化量的方向竖直向上
C.当雨滴的加速度为零时,雨滴的速度达到最大
D.单位时间内速度的变化量越来越大
题组四 从v-t图像看加速度
11.(2025广东佛山月考)如图所示的是一火箭在竖直方向运动的v-t图像,下列几条叙述中,不符合图像所示的是( )
A.在40 s末火箭已达到上升的最大速度
B.火箭到达最高点的时刻是120 s末
C.在40 s之前,火箭的加速度为20 m/s2
D.在40 s之后,火箭的加速度为10 m/s2
12.(2025湖南长沙雅礼中学期中)高层建筑室外玻璃清洗风险较大,工人身上都绑有安全带,安全带上有救生缓降器。工人从高处通过缓降器返回地面全过程的v-t图像如图所示,t1时刻工人的速度达到最大值v1,下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内工人做加速度减小的加速运动
B.t1~t2时间内工人做加速度增大的减速运动
C.t1时刻工人的加速度最大
D.t1~t2时间内工人做加速度减小的减速运动
13.(2025湖南邵阳海谊中学月考)甲、乙两物体在同一直线上做变速直线运动,它们的速度-时间图像如图所示,则( )
A.甲、乙两物体的运动方向一定相反
B.0~6 s内甲始终比乙运动得快
C.t=4 s时,甲、乙两物体的速度相同
D.甲物体的加速度比乙物体的加速度大
能力提升练
题组一 加速度的理解与计算
1.(2025江苏扬州大学附属中学月考)某车动力标识的命名与车辆的加速性能有关。如图所示,TFSI前面的那组数字称为G值,单位为m/s2,计算公式为“G=×10”,式中Δv为该车从静止加速到100 km/h的速度变化量,Δt为该过程所需的最短时间(即百公里加速时间)。则以下说法正确的是( )
A.G值越大,车辆的速度增加得越多
B.G值越大,车辆的速度增加得越快
C.100 km/h是该车百公里加速的平均速度
D.标识45TFSI的车百公里加速时间约为22.2 s
2.(2025河南省名校选科调研)同学们劳逸结合,周末去滑冰场滑冰。如图所示,甲同学静立在水平光滑冰面上,乙同学以大小v0=10 m/s的恒定速度向右滑出,到达甲同学所在位置将甲同学向右推出,推出后甲同学的速度大小v1=8 m/s、方向向右,乙同学的速度大小v2=2 m/s、方向向左。已知两同学接触的时间t=0.4 s,则两同学接触的过程中,求:
(1)甲同学的平均加速度a1;
(2)乙同学的平均加速度a2。
题组二 利用加速度与速度判断运动的性质
3.(2024天津中学月考)一骑行爱好者在平直公路上骑行,从某时刻开始刹车下坡,自行车的加速度沿斜坡向上,其值由零逐渐增大到某一值后又立即逐渐减小到零(自行车始终在运动),在该过程中自行车( )
A.速度一直增大,直到加速度减小到零为止
B.速度先增大后减小,直到加速度减到零为止
C.位移先增大后减小,直到加速度减到零为止
D.位移一直增大,加速度减小到零之后位移仍继续增大
题组三 利用图像分析物体的运动
4.(2024山东菏泽第一中学期中)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,下列说法中正确的是( )
A.0~2 s内,物体的加速度为6 m/s2
B.4~6 s内,物体的加速度为6 m/s2
C.6~7 s内,物体做速度方向向西的加速运动
D.10~12 s内,物体做速度方向向东的加速运动
5.(2025江苏南京秦淮中学学情调研)一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t图像如图所示。下列v-t图像中,可能正确描述此物体运动的是( )
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 运载火箭刚点火时还没有运动,火箭的速度为零,但其加速度不为零,A错误。加速度是描述速度变化快慢的物理量,其定义式为a=,但加速度a与速度变化量Δv和速度v没有直接关系,运载火箭升空过程速度变化越快,表示速度变化率越大,其加速度就越大;运载火箭升空过程速度变化越大,表示Δv越大,但其加速度不一定越大;运载火箭离开地面的瞬间,火箭的速度v很小,但其加速度不一定很小,B、D错误,C正确。
2.D 由题意可知,房价类比成速度,房价上涨快慢或下跌快慢类比成加速度;房价下跌出现减缓趋势,房价下跌相当于速度减小,出现减缓趋势相当于加速度减小,故选D。
3.D 物体A的加速度比物体B的加速度小,正负号表示加速度的方向,A错误。当物体的加速度方向与速度方向相同时,做加速直线运动;当物体的加速度方向与速度方向相反时,做减速直线运动。由题无法确定速度方向,所以不能确定物体B和物体A的运动,B、C错误。加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,物体B的加速度比物体A的加速度大,说明物体B的速度变化比物体A的速度变化快,D正确。
4.D 以初速度方向为正方向,则a= m/s2=-180 m/s2,则加速度大小是180 m/s2,负号表示方向与初速度方向相反,选D。
5.B 由表中数据可知,飞机飞行时的速度变化量为Δv飞机=0,可知飞机的速度变化量最小,A错误;根据a=可知,飞机、自行车和火车的加速度分别为a飞机=0,a自行车=-2 m/s2,a火车=-0.2 m/s2,可知自行车的加速度最大,说明自行车的速度变化最快,B正确,C、D错误。
6.B 若末速度和初速度方向相同,则速度的变化量Δv1=(12-6) m/s=6 m/s,此时的加速度为a1==1.2 m/s2,方向与初速度方向相同;若末速度和初速度反向,则速度的变化量Δv2=(-12-6) m/s=-18 m/s,此时的加速度a2==-3.6 m/s2,方向与初速度方向相反,故A、D错误,B正确。速度变化量的方向与加速度的方向一定相同,C错误。
7.D 该质点在1~2 s内的位移为Δx=x2-x1=(6+23) m-(6+13) m=7 m,平均速度大小为=7 m/s;质点在2~3 s内的速度变化量为Δv=v3-v2=3×32 m/s-3×22 m/s=15 m/s,平均加速度大小a==15 m/s2,故选D。
8.D 由于汽车做减速运动,所以v2<v1,A、C错误;根据加速度定义式a=,可知加速度a的方向与Δv的方向相同,故B错误,D正确(或汽车做减速运动,加速度a的方向与初速度v1的方向相反)。
9.C v0>0,a<0,速度与加速度方向相反,物体做减速运动,A正确;v0<0,a<0,速度与加速度方向相同,物体做加速运动,B正确;加速度增大,如果加速度方向与速度方向相反,物体速度减小,C错误;加速度减小,如果加速度方向与速度方向相同,物体速度增大,D正确。
归纳总结 物体做直线运动,是加速还是减速,只取决于加速度的方向与速度方向是否相同,若相同,则加速,若相反,则减速。
10.C 根据题意作出雨滴下落的v-t图像如图所示,图线切线的斜率表示加速度,由于加速度方向与速度方向相同,所以雨滴的速度不断增大,当雨滴的加速度为零时,速度达到最大,A错误,C正确;由a=可知,速度变化量Δv的方向与加速度a的方向相同,所以雨滴的速度变化量的方向竖直向下,B错误;雨滴的加速度逐渐减小,即速度变化得越来越慢,单位时间内速度的变化量越来越小,D错误。
11.D 由题图可知,0~40 s火箭加速上升,40 s末火箭速度达到最大,40~120 s内火箭减速上升,120 s末火箭上升到最高点,此时速度减小到0,120 s之后火箭加速下降,故A、B正确;根据v-t图线的斜率表示加速度(破题关键),可得40 s之前火箭的加速度为a1= m/s2=20 m/s2,40 s之后火箭的加速度为a2= m/s2=-10 m/s2,C正确,D错误。
12.A v-t图线切线的斜率表示加速度,由题图可知,0~t1时间内速度逐渐增大,图线斜率减小,所以0~t1时间内工人做加速度减小的加速运动,t1时刻工人的加速度减小到零,速度达到最大,A正确,C错误;t1~t2时间内速度逐渐减小,图线斜率先增大后减小,所以t1~t2时间内工人先做加速度增大的减速运动,后做加速度减小的减速运动,B、D错误。
13.C 由题图可知,甲、乙两物体的速度都为正值,所以运动方向相同,A错误。0≤t<4 s时,乙的速度比甲的大,乙运动得快;t=4 s时,甲、乙两物体的速度相同;4 s<t≤6 s时,甲的速度比乙的大,甲运动得快,B错误,C正确。根据v-t图线的斜率表示加速度,可得出乙的加速度为a乙= m/s2=- m/s2,甲的加速度为a甲= m/s2= m/s2,可知乙的加速度大于甲的加速度,D错误。
能力提升练
1.B 由G=×10可知,G值越大,车辆的加速度越大,速度的变化率越大,但车辆的速度增加得不一定越多,故A错误,B正确;100 km/h是该车百公里加速过程最终的瞬时速度,不是该过程的平均速度,C错误;根据G= m/s,可得标识45TFSI的车百公里加速时间为Δt≈6.2 s,D错误。
2.答案 (1)20 m/s2,方向向右 (2)30 m/s2,方向向左
解析 (1)以向右为正方向,两同学接触的过程中,甲同学的速度变化量Δv1=v1-0
解得Δv1=8 m/s
则平均加速度a1==20 m/s2
a1为正值,表示a1的方向向右,大小为20 m/s2。
(2)以向右为正方向,乙同学的速度变化量
Δv2=-v2-v0,解得Δv2=-12 m/s
则平均加速度a2==-30 m/s2
a2为负值,表示a2的方向向左,大小为30 m/s2。
3.D 由题意可知,某时刻开始自行车刹车下坡,自行车的运动方向沿斜坡向下,而加速度方向沿斜坡向上,速度方向与加速度方向相反,所以速度减小;当加速度减小到零后,自行车的速度不变,即做匀速直线运动,自行车的速度方向始终未改变(如图),则位移一直在增大,故A、B、C错误,D正确。
4.C 根据v-t图线的斜率表示加速度,可得0~2 s内,物体的加速度为a==3 m/s2,4~6 s内,物体的加速度为a1= m/s2=-6 m/s2,负号表示物体的加速度方向与规定的正方向相反,故A、B错误;6 s<t<7 s时,速度为负且增大,物体做速度方向向西的加速运动,C正确;10 s<t<12 s时,速度为负且减小,物体做速度方向向西的减速运动,D错误。
方法技巧 分析v-t图像时应注意两点:
(1)在v-t图像中,加速度是否变化看图线有无折点。在折点位置,图线的倾斜程度改变,表示此时刻物体的加速度改变。v-t图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,加速度时刻在改变。
(2)在v-t图像中,速度方向是否改变看图线与时间轴有无交点。在与时间轴的交点位置前后,纵坐标的正负改变,表示物体的速度方向改变。
5.C 在v-t图像中,图线的斜率表示加速度。由题图所示a-t图像可知,在0~时间内,加速度为正值,则对应的v-t图线的斜率为正值;在~T时间内,加速度为零,则对应的v-t图线的斜率为0;在T~2T时间内,加速度为负值,则对应的v-t图线的斜率为负值,且绝对值为0~时间内图线斜率绝对值的一半。比较四个图像,A图像在0~时间内的斜率为负值,T~2T时间内的斜率为正值,不符合题意;B图像在时刻速度突变,不符合题意;D图像在T~2T时间内的斜率绝对值与0~时间内的斜率绝对值相等,不符合题意,C符合题意。
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