辽宁省大连市普通高中2025-2026学年高一寒假作业:专题1 匀变速直线运动推论
2026-01-24
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内容正文:
专题1 匀变速直线运动推论的应用
一、位移差公式和平均速度公式的应用
推论1:位移差公式
匀变速直线运动中,在连续相等的时间T内的位移之差为一恒定值,即Δx=x2-x1=aT2,xm-xn=(m-n)aT2。
(2)应用
①判断物体是否做匀变速直线运动
如果Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2成立,则a为一恒量,说明物体做匀变速直线运动。
②求加速度
利用Δx=aT2,可求得a=,经常在根据纸带求物体的加速度时使用。
推论2:平均速度公式
做匀变速直线运动的物体在一段时间t内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度,还等于这段时间初、末速度代数和的一半,即===(v0+v)。
二、v0=0的匀变速直线运动推论的应用
1.1T末、2T末、3T末…nT末瞬时速度之比为v1:v2:v3:…:vn=1:2:3:…:n。
2.1T内、2T内、3T内…nT内的位移之比为x1:x2:x3:…:xn=12:22:32:…:n2。
3.第一个T内、第二个T内、第三个T内…第n个T内的位移之比为xⅠ:xⅡ:xⅢ:…:xn=1:3:5:…:(2n-1)。
4.通过前x、前2x、前3x…前nx时的末速度之比为v1:v2:v3:…:vn=1:::…:。
5.通过前x、前2x、前3x…前nx的位移所用时间之比为t1:t2:t3:…:tn=1:::…:。
6.通过连续相等的位移所用时间之比为tⅠ:tⅡ:tⅢ:…:tn=1:(-1):(-):…:(-)。
说明:(1)以上比例成立的前提是物体做初速度为零的匀加速直线运动。
(2)对于末速度为零的匀减速直线运动,可把它看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动,应用比例关系,可使问题简化。
三、匀变速直线运动公式的综合应用
1.关于基本公式的比较
项目
一般形式
v0=0
涉及的物理量
速度公式
v=v0+at
v=at
v、v0、a、t
位移公式
x=v0t+at2
x=at2
x、v0、t、a
速度与位移关系式
v2-v=2ax
v2=2ax
v、v0、a、x
平均速度公式
x=(v0+v)t
x=vt
x、v0、v、t
2.解题时选取公式的基本原则
(1)为基本公式,若已知时间求速度或已知速度求时间,选速度公式;若已知时间求位移或已知位移求时间,选位移公式。
(2)如果题中无运动时间t,也不让求运动时间,一般选用公式v2-v=2ax。
(3)如果题中无加速度a,也不涉及加速度的问题,用==(v0+v)计算比较方便。
一、位移差公式和平均速度公式的应用
1.一物体做匀加速直线运动,通过两段连续相同的位移所用的时间分别为t1、t2,在这两段位移内的平均速度大小分别为v1、v2,则物体运动的加速度大小为
A. B. C. D.
解析:选B。根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度可知,第一段时间的中间时刻速度v1′=v1,第二段时间的中间时刻速度v2′=v2,则物体运动的加速度大小a==。
2.某质点由A经B到C做匀加速直线运动历时4 s。前2 s和后2 s位移分别为AB=8 m和BC=12 m,该质点的加速度大小及B点的瞬时速度的大小分别是( )
A.1 m/s2 5 m/s B.2 m/s2 5 m/s C.1 m/s2 10 m/s D.2 m/s2 10 m/s
解析:选A。根据Δx=aT2得,质点的加速度a=== m/s2=1 m/s2;B点的瞬时速度vB== m/s=5 m/s。
3.一辆沿笔直的公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距50 m的电线杆共用5 s时间,它经过第二根电线杆时的速度为15 m/s,则经过第一根电线杆时的速度为
A.2 m/s B.10 m/s C.2.5 m/s D.5 m/s
解析:选D。根据平均速度公式可知==,即 m/s=,得v0=5 m/s。
4.物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第3 s内与第2 s内的位移之差是6 m,则可知
A.物体运动的加速度大小为3 m/s2
B.第2 s末的速度大小为12 m/s
C.第1 s内的位移大小为1 m
D.物体在前4 s内的平均速度大小为15 m/s
解析:选B。根据Δx=aT2可得物体的加速度a== m/s2=6 m/s2,A错误;第2 s末的速度v2=at2=6×2 m/s=12 m/s,B正确;第1 s内的位移x1=at=×6×1 m=3 m,C错误;物体在前4 s内的位移x4=at=×6×16 m=48 m,则物体在前4 s内的平均速度== m/s=12 m/s,D错误。
5.一个做匀变速直线运动的质点,初速度为0.5 m/s,第9 s内的位移比第5 s内的位移多4 m,则该质点的加速度、9 s末的速度和质点在9 s内通过的位移分别是
A.a=1 m/s2,v9=9.5 m/s,x9=45 m B.a=1 m/s2,v9=9 m/s,x9=45 m
C.a=1 m/s2,v9=9 m/s,x9=0.5 m D.a=0.8 m/s2,v9=1.7 m/s,x9=36.9 m
解析:选A。由x9-x5=4aT2解得a== m/s2=1 m/s2,第9 s末的速度v9=v0+at=0.5 m/s+1×9 m/s=9.5 m/s,质点在9 s内通过的位移x9=v0t+at2=0.5×9 m+×1×92 m=45 m。
6.(多选)假设短跑运动员在某次百米训练时从静止开始做匀加速直线运动,第2 s内的位移为4.5 m,第3 s内的位移为7.5 m,加速4 s后达到最大速度,然后一直做匀速运动到达终点。下列对短跑运动员上述的运动分析,说法正确的是
A.运动员做匀加速运动的加速度大小为3 m/s2
B.运动员加速第4 s的位移大小为10.5 m
C.运动员奔跑的最大速度为13 m/s
D.运动员这次训练的成绩为9.69 s
解析:选AB。由位移差公式x3-x2=aT2,代入x2=4.5 m,x3=7.5 m,T=1 s,解得a=3 m/s2,A正确;第4 s位移x4=x3+aT2=10.5 m,B正确;运动员奔跑的最大速度v=at=3×4 m/s=12 m/s,C错误;匀加速运动的位移x加=t=×4 m=24 m,匀速运动的位移x=100 m-24 m=76 m,则匀速运动的时间t==≈6.3 s,总成绩t总=4 s+6.3 s=10.3 s,D错误。
7.(多选)一质点做匀加速直线运动,第3 s内的位移是2 m,第4 s内的位移是2.5 m,下列说法正确的是
A.第2 s内的位移是1.0 m
B.第2 s末的瞬时速度大小是1.75 m/s
C.前3 s的平均速度大小是2 m/s
D.质点的加速度是0.5 m/s2
解析:选BD。因做匀变速直线运动的物体相邻相等时间内的位移之差相等,可知x4-x3=x3-x2,则第2 s内的位移x2=1.5 m,A错误;第2 s末的瞬时速度大小等于第2 s和第3 s 内的平均速度,即v2== m/s=1.75 m/s,B正确;前3 s的平均速度大小等于1.5 s时的瞬时速度,也等于第2 s内的平均速度,大小是3= m/s=1.5 m/s,C错误;质点的加速度a== m/s2=0.5 m/s2,D正确。
8.(多选)一物体做匀变速直线运动,经过时间t后,速度由v1变为v2,经过的位移为s。下列说法正确的是
A.这段时间内它的平均速度v=
B.经过时,它的瞬时速度为
C.这段时间内它的平均速度v=(v1+v2)
D.经过时,它的瞬时速度为
解析:选ABC。因为位移为s,运动时间为t,则这段时间内的平均速度v=,故A正确;匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则经过,它的瞬时速度为,故B正确;物体做匀变速直线运动,这段时间内它的平均速度v==(v1+v2),故C正确;匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故D错误。
9.做匀变速直线运动的物体在时间t内的位移为s,设这段时间中间时刻的瞬时速度为v1,这段位移中间位置的瞬时速度为v2,则
A.无论是匀加速还是匀减速直线运动,均有v1<v2
B.无论是匀加速还是匀减速直线运动,均有v1>v2
C.无论是匀加速还是匀减速直线运动,均有v1=v2
D.匀加速直线运动时,v1<v2;匀减速直线运动时,v1>v2
解析:选A。画出匀加速直线运动与匀减速直线运动的v-t图像,如图所示,v2为位移中间位置的速度,则v2对应时刻前后两段位移相等,对应面积相等,由图知无论何种情况均有v1<v2,A正确。
10.一个小物体以某一初速度沿光滑斜面向上运动,从a经过b到c。已知ab和bc的长度均为x,通过这两段位移所用的时间分别为m和n,则从a第一次运动到c的过程的速度变化量大小为
A. B.
C. D.
解析:选C。小物体沿斜面向上做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动的推论:平均速度等于初、末速度之和的一半,且等于位移与时间的比值,即=,=,两式相减可得-=-,化简可得vc-va=,即Δv=,由于小物体做减速运动,有m<n,所以速度变化量大小为=。
二、v0=0的匀变速直线运动推论的应用
1.(多选)对于初速度为零的匀加速直线运动,下列说法正确的是
A.在1 s内、2 s内、3 s内的位移之比是1∶3∶5
B.在1 s末、2 s末、3 s末的速度之比是1∶3∶5
C.在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度之比是1∶3∶5
D.在相邻两个1 s内的位移之差相等
解析:选CD。根据初速度为零的匀变速直线运动的位移—时间公式x=at2,可得在1 s内、2 s内、3 s内的位移之比是1∶4∶9,故A错误;根据公式v=at可知,物体在1 s末、2 s末、3 s末的速度之比是1∶2∶3,故B错误;根据x=at2可知在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移之比为1∶3∶5,根据=,可知在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度之比是1∶3∶5,故C正确;根据匀变速直线运动相邻两个1 s内的位移之差Δx=aT2可知,在相邻两个1 s内的位移之差相等,故D正确。
2.(多选)汽车刹车后做匀减速直线运动,经3 s后停止,对这一运动过程,下列说法正确的是
A.这连续三个1 s的初速度之比为3∶2∶1
B.这连续三个1 s的平均速度之比为3∶2∶1
C.这连续三个1 s发生的位移之比为5∶3∶1
D.这连续三个1 s的速度改变量之比为1∶1∶1
解析:选ACD。采用逆向思维,汽车做初速度为0的匀加速直线运动,根据v=at知,1 s末、2 s末、3 s末的速度之比为1∶2∶3,则这连续三个1 s的初速度之比为3∶2∶1,故A正确;根据x=at2知,1 s内、2 s内、3 s内的位移之比为1∶4∶9,则第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移之比为1∶3∶5,所以连续三个1 s内的位移之比为5∶3∶1,连续三个1 s内的平均速度之比为5∶3∶1,故B错误,C正确;根据Δv=at知,在连续三个1 s内的速度变化量之比为1∶1∶1,故D正确。
3.一列火车有3节相同的车厢,一观察者站在第1节车厢的前端,当火车由静止开始做匀加速直线运动时
A.每节车厢末端经过观察者时的速度之比是1∶2∶3
B.每节车厢经过观察者所用的时间之比是1∶(-1)∶(-)
C.每节车厢经过观察者的平均速度之比是1∶∶
D.如果第3节车厢末端经过观察者时的速度为v,那么在整个列车经过观察者的过程中,平均速度为
解析:选B。火车做初速度为0的匀加速直线运动,因每节车厢的长度相同,根据匀变速直线运动的速度位移关系式v2=2ax,可知每节车厢末端经过观察者时的速度之比为1∶∶,故A错误;通过相等位移所用时间之比为1∶(-1)∶(-),故B正确;通过每节车厢的平均速度等于车厢长与时间的比值,故平均速度之比为1∶(+1)∶(+),故C错误;如果第3节车厢末端经过观察者时的速度为v,那么在整个列车经过观察者的过程中,平均速度为,故D错误。
4.如图为港珠澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则
A.通过cd段的时间为t
B.通过ce段的时间为(2-)t
C.ab段和ad段所用时间比为1∶2
D.ae段的平均速度等于c点的瞬时速度
解析:选B。已知通过ab段的时间为t,根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知,汽车通过ab、bc、cd、de四段的时间之比tab∶tbc∶tcd∶tde=1∶(-1)∶(-)∶(2-),所以通过cd段时间tcd=(-)t,通过ce段时间tce=tcd+tde=(-)t+(2-)t=(2-)t,故A错误,B正确;通过ad段的时间tad=tab+tbc+tcd=t+(-1)t+(-)t=t,故ab段和ad段所用时间比=,故C错误;通过ae段的时间tae=tab+tbc+tcd+tde=t+(-1)t+(-)t+(2-)t=2t,通过ab段的时间为t,所以通过b点的瞬时速度为通过ae段中间时刻的瞬时速度,即ae段的平均速度,因汽车做匀加速直线运动,速度越来越大,b点的瞬时速度小于c点的瞬时速度,故ae段的平均速度小于c点的瞬时速度,故D错误。
5.如图为大连星海湾大桥上的四段长度均为L的等跨连续桥梁,汽车从a处开始做匀减速直线运动,恰好行驶到e处停下。汽车通过ab段的平均速度为v1,汽车通过de段的平均速度为v2,则满足
A.1<<2 B.3<<4
C.2<<3 D.4<<5
解析:选B。将汽车从a到e的匀减速直线运动,看作反向初速度为零的匀加速直线运动,根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可得,汽车经过de段和ab段所用的时间之比为1∶(2-),所以汽车经过ab段的平均速度与通过de段的平均速度之比为===≈2+1.732=3.732,所以3<<4。
三、匀变速直线运动公式的综合应用
1.一可视为质点的小车做匀减速直线运动。2.5 s后小车恰好停止运动,若小车在第1 s内的位移大小为2 m,则小车在最后1 s内的位移大小为
A.0.5 m B.0.8 m C.1.2 m D.1.5 m
解析:选A。小车在t=0.5 s时的瞬时速度大小v0.5== m/s=2 m/s,则加速度大小a=1 m/s2,小车在最后1 s内的运动可视为反向的匀加速直线运动,则位移大小x2=at2=×1×12 m=0.5 m。
2.做匀加速直线运动的物体,依次通过A、B、C三点,位移sAB=sBC,已知物体在AB段的平均速度大小为 2 m/s,在BC段的平均速度大小为3 m/s,那么物体在B点的瞬时速度大小为
A. m/s B.2.4 m/s C.2.5 m/s D.2.6 m/s
解析:选D。设加速度大小为a,经A、C的速度大小分别为vA、vC,sAB=sBC=L,根据匀变速直线运动规律可得v-v=2aL v-v=2aL
根据匀变速直线运动平均速度的定义有=1=2 m/s =2=3 m/s
联立以上各式可得vB=2.6 m/s。
3.(多选)一个质点从O点由静止开始做匀加速直线运动,先后依次经过A、B、C三点,已知AB=20 m,BC=30 m,且该质点经过AB、BC两段的时间都为2 s,下列说法正确的是
A.质点经过A、B两点的速度之比为3∶5
B.质点经过A、B两点的速度之比为2∶3
C.O、A两点之间的距离为10 m
D.质点的加速度大小为2.5 m/s2
解析:选AD。根据题意,由逐差法有Δx=at2,解得a== m/s2=2.5 m/s2,故D正确;匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则B点速度vB=AC= m/s=12.5 m/s,根据速度时间公式,A点速度vA=vB-at=12.5 m/s-2.5×2 m/s=7.5 m/s,所以质点经过A、B两点的速度之比为3∶5,故A正确,B错误;O、A两点之间的距离xOA==11.25 m,故C错误。
4.舰载飞机被称为“航母之矛”,起降距离受限于航母,为完成安全起降,航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,使飞机在较短时间内获得一定的初速度,之后飞机在跑道上的运动看作匀加速直线运动。设航空母舰处于静止状态。某次飞机起飞过程,从离开弹射器开始计时,前1 s内运动的位移为32 m,前2 s内运动的位移为68 m,最后飞机以50 m/s的速度起飞。
(1)求该次起飞过程,飞机的加速度a。
(2)求飞机依靠弹射系统获得的初速度v0以及匀加速阶段的位移。
(3)飞机在航母上降落时,需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80 m/s,飞机钩住阻拦索后经过2.5 s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动,求此过程中飞机滑行的距离。
[解析] (1)飞机第2 s内的位移为36 m,
由Δx=aT2,得a=4 m/s2,方向为运动方向。
(2)设初速度为v0,前1 s内的位移x1=v0t+at2
解得v0=30 m/s,方向为运动方向,又v1=50 m/s
设匀加速阶段的位移为x,v-v=2ax得x=200 m,方向为运动方向。
(3)飞机着舰时的速度v=80 m/s
飞机停下来时,速度为0。根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得0-v=-a1t1
代入数据可得,减速过程飞机加速度的大小a1=32 m/s2
根据匀变速直线运动速度与位移的关系可得02-v2=-2a1s1
代入数据可得,减速过程飞机滑行的距离s1=100 m。
[答案](1)4 m/s2,方向为运动方向 (2)30 m/s,方向为运动方向 200 m,方向为运动方向(3)100 m
5.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。现有甲、乙两辆汽车均以15 m/s的速度在高速公路上并排行驶,当运动到收费站时,甲车选择过ETC通道,需要在中心线前方10 m处减速至6 m/s,匀速到达中心线后,再加速至15 m/s行驶。乙车选择过人工收费通道,需要在收费站中心线处减速至速度为0,经过18 s缴费后,再加速至15 m/s行驶。设甲、乙两车的加速和减速均为匀变速直线运动,二者加速和减速的加速度大小均相等,乙车从刹车开始要经过75 m才能停下来。
(1)甲车需要从距离收费站中心线多远处开始刹车?
(2)求乙车从收费前减速开始,到收费后加速结束,需要的总时间t和总位移x;
(3)求甲车经过乙车上述总位移需要的时间t′。
解析:(1)甲、乙两车匀减速的加速度大小a==1.5 m/s2
设甲车匀减速的位移大小为x3,则有v-v=-2ax3,解得x3=63 m
所以甲车需要从距离收费站中心线73 m处开始刹车。
(2)乙车匀减速经过的时间t1== s=10 s,加速的时间t2=t1=10 s
总时间t=t0+2t1=18 s+2×10 s=38 s,速度从0加速到原来速度经历的位移x2=x1=75 m。
从减速到恢复正常行驶过程的位移大小x=x1+x2=75 m+75 m=150 m。
(3)甲车匀减速和匀加速运动的时间满足t3=t4== s=6 s
甲车匀加速的位移大小为x4=x3,以6 m/s匀速直线运动的时间t5== s≈1.67 s
设通过剩余位移所用时间为t6,则
t6== s≈0.93 s
甲车经过乙车上述总位移所需要的时间
t′=t3+t4+t5+t6=14.6 s。
答案:(1)73 m (2)38 s 150 m (3)14.6 s
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专题1 匀变速直线运动推论的应用
一、位移差公式和平均速度公式的应用
推论1:位移差公式
匀变速直线运动中,在连续相等的时间T内的位移之差为一恒定值,即Δx=x2-x1=aT2,xm-xn=(m-n)aT2。
(2)应用
①判断物体是否做匀变速直线运动
如果Δx=x2-x1=x3-x2=…=xn-xn-1=aT2成立,则a为一恒量,说明物体做匀变速直线运动。
②求加速度
利用Δx=aT2,可求得a=,经常在根据纸带求物体的加速度时使用。
推论2:平均速度公式
做匀变速直线运动的物体在一段时间t内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度,还等于这段时间初、末速度代数和的一半,即===(v0+v)。
二、v0=0的匀变速直线运动推论的应用
1.1T末、2T末、3T末…nT末瞬时速度之比为v1:v2:v3:…:vn=1:2:3:…:n。
2.1T内、2T内、3T内…nT内的位移之比为x1:x2:x3:…:xn=12:22:32:…:n2。
3.第一个T内、第二个T内、第三个T内…第n个T内的位移之比为xⅠ:xⅡ:xⅢ:…:xn=1:3:5:…:(2n-1)。
4.通过前x、前2x、前3x…前nx时的末速度之比为v1:v2:v3:…:vn=1:::…:。
5.通过前x、前2x、前3x…前nx的位移所用时间之比为t1:t2:t3:…:tn=1:::…:。
6.通过连续相等的位移所用时间之比为tⅠ:tⅡ:tⅢ:…:tn=1:(-1):(-):…:(-)。
说明:(1)以上比例成立的前提是物体做初速度为零的匀加速直线运动。
(2)对于末速度为零的匀减速直线运动,可把它看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动,应用比例关系,可使问题简化。
三、匀变速直线运动公式的综合应用
1.关于基本公式的比较
项目
一般形式
v0=0
涉及的物理量
速度公式
v=v0+at
v=at
v、v0、a、t
位移公式
x=v0t+at2
x=at2
x、v0、t、a
速度与位移关系式
v2-v=2ax
v2=2ax
v、v0、a、x
平均速度公式
x=(v0+v)t
x=vt
x、v0、v、t
2.解题时选取公式的基本原则
(1)为基本公式,若已知时间求速度或已知速度求时间,选速度公式;若已知时间求位移或已知位移求时间,选位移公式。
(2)如果题中无运动时间t,也不让求运动时间,一般选用公式v2-v=2ax。
(3)如果题中无加速度a,也不涉及加速度的问题,用==(v0+v)计算比较方便。
一、位移差公式和平均速度公式的应用
1.一物体做匀加速直线运动,通过两段连续相同的位移所用的时间分别为t1、t2,在这两段位移内的平均速度大小分别为v1、v2,则物体运动的加速度大小为
A. B. C. D.
2.某质点由A经B到C做匀加速直线运动历时4 s。前2 s和后2 s位移分别为AB=8 m和BC=12 m,该质点的加速度大小及B点的瞬时速度的大小分别是( )
A.1 m/s2 5 m/s B.2 m/s2 5 m/s C.1 m/s2 10 m/s D.2 m/s2 10 m/s
3.一辆沿笔直的公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距50 m的电线杆共用5 s时间,它经过第二根电线杆时的速度为15 m/s,则经过第一根电线杆时的速度为
A.2 m/s B.10 m/s C.2.5 m/s D.5 m/s
4.物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第3 s内与第2 s内的位移之差是6 m,则可知
A.物体运动的加速度大小为3 m/s2 B.第2 s末的速度大小为12 m/s
C.第1 s内的位移大小为1 m D.物体在前4 s内的平均速度大小为15 m/s
5.一个做匀变速直线运动的质点,初速度为0.5 m/s,第9 s内的位移比第5 s内的位移多4 m,则该质点的加速度、9 s末的速度和质点在9 s内通过的位移分别是
A.a=1 m/s2,v9=9.5 m/s,x9=45 m B.a=1 m/s2,v9=9 m/s,x9=45 m
C.a=1 m/s2,v9=9 m/s,x9=0.5 m D.a=0.8 m/s2,v9=1.7 m/s,x9=36.9 m
6.(多选)假设短跑运动员在某次百米训练时从静止开始做匀加速直线运动,第2 s内的位移为4.5 m,第3 s内的位移为7.5 m,加速4 s后达到最大速度,然后一直做匀速运动到达终点。下列对短跑运动员上述的运动分析,说法正确的是
A.运动员做匀加速运动的加速度大小为3 m/s2 B.运动员加速第4 s的位移大小为10.5 m
C.运动员奔跑的最大速度为13 m/s D.运动员这次训练的成绩为9.69 s
7.(多选)一质点做匀加速直线运动,第3 s内的位移是2 m,第4 s内的位移是2.5 m,下列说法正确的是
A.第2 s内的位移是1.0 m B.第2 s末的瞬时速度大小是1.75 m/s
C.前3 s的平均速度大小是2 m/s D.质点的加速度是0.5 m/s2
8.(多选)一物体做匀变速直线运动,经过时间t后,速度由v1变为v2,经过的位移为s。下列说法正确的是
A.这段时间内它的平均速度v=
B.经过时,它的瞬时速度为
C.这段时间内它的平均速度v=(v1+v2)
D.经过时,它的瞬时速度为
9.做匀变速直线运动的物体在时间t内的位移为s,设这段时间中间时刻的瞬时速度为v1,这段位移中间位置的瞬时速度为v2,则
A.无论是匀加速还是匀减速直线运动,均有v1<v2
B.无论是匀加速还是匀减速直线运动,均有v1>v2
C.无论是匀加速还是匀减速直线运动,均有v1=v2
D.匀加速直线运动时,v1<v2;匀减速直线运动时,v1>v2
10.一个小物体以某一初速度沿光滑斜面向上运动,从a经过b到c。已知ab和bc的长度均为x,通过这两段位移所用的时间分别为m和n,则从a第一次运动到c的过程的速度变化量大小为
A. B. C. D.
二、v0=0的匀变速直线运动推论的应用
1.(多选)对于初速度为零的匀加速直线运动,下列说法正确的是
A.在1 s内、2 s内、3 s内的位移之比是1∶3∶5
B.在1 s末、2 s末、3 s末的速度之比是1∶3∶5
C.在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度之比是1∶3∶5
D.在相邻两个1 s内的位移之差相等
2.(多选)汽车刹车后做匀减速直线运动,经3 s后停止,对这一运动过程,下列说法正确的是
A.这连续三个1 s的初速度之比为3∶2∶1
B.这连续三个1 s的平均速度之比为3∶2∶1
C.这连续三个1 s发生的位移之比为5∶3∶1
D.这连续三个1 s的速度改变量之比为1∶1∶1
3.一列火车有3节相同的车厢,一观察者站在第1节车厢的前端,当火车由静止开始做匀加速直线运动时
A.每节车厢末端经过观察者时的速度之比是1∶2∶3
B.每节车厢经过观察者所用的时间之比是1∶(-1)∶(-)
C.每节车厢经过观察者的平均速度之比是1∶∶
D.如果第3节车厢末端经过观察者时的速度为v,那么在整个列车经过观察者的过程中,平均速度为
4.如图为港珠澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则
A.通过cd段的时间为t
B.通过ce段的时间为(2-)t
C.ab段和ad段所用时间比为1∶2
D.ae段的平均速度等于c点的瞬时速度
5.如图为大连星海湾大桥上的四段长度均为L的等跨连续桥梁,汽车从a处开始做匀减速直线运动,恰好行驶到e处停下。汽车通过ab段的平均速度为v1,汽车通过de段的平均速度为v2,则满足
A.1<<2 B.3<<4 C.2<<3 D.4<<5
三、匀变速直线运动公式的综合应用
1.一可视为质点的小车做匀减速直线运动。2.5 s后小车恰好停止运动,若小车在第1 s内的位移大小为2 m,则小车在最后1 s内的位移大小为
A.0.5 m B.0.8 m C.1.2 m D.1.5 m
2.做匀加速直线运动的物体,依次通过A、B、C三点,位移sAB=sBC,已知物体在AB段的平均速度大小为 2 m/s,在BC段的平均速度大小为3 m/s,那么物体在B点的瞬时速度大小为
A. m/s B.2.4 m/s C.2.5 m/s D.2.6 m/s
3.(多选)一个质点从O点由静止开始做匀加速直线运动,先后依次经过A、B、C三点,已知AB=20 m,BC=30 m,且该质点经过AB、BC两段的时间都为2 s,下列说法正确的是
A.质点经过A、B两点的速度之比为3∶5 B.质点经过A、B两点的速度之比为2∶3
C.O、A两点之间的距离为10 m D.质点的加速度大小为2.5 m/s2
4.舰载飞机被称为“航母之矛”,起降距离受限于航母,为完成安全起降,航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,使飞机在较短时间内获得一定的初速度,之后飞机在跑道上的运动看作匀加速直线运动。设航空母舰处于静止状态。某次飞机起飞过程,从离开弹射器开始计时,前1 s内运动的位移为32 m,前2 s内运动的位移为68 m,最后飞机以50 m/s的速度起飞。
(1)求该次起飞过程,飞机的加速度a。
(2)求飞机依靠弹射系统获得的初速度v0以及匀加速阶段的位移。
(3)飞机在航母上降落时,需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为80 m/s,飞机钩住阻拦索后经过2.5 s停下来。将这段运动视为匀减速直线运动,求此过程中飞机滑行的距离。
5.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。现有甲、乙两辆汽车均以15 m/s的速度在高速公路上并排行驶,当运动到收费站时,甲车选择过ETC通道,需要在中心线前方10 m处减速至6 m/s,匀速到达中心线后,再加速至15 m/s行驶。乙车选择过人工收费通道,需要在收费站中心线处减速至速度为0,经过18 s缴费后,再加速至15 m/s行驶。设甲、乙两车的加速和减速均为匀变速直线运动,二者加速和减速的加速度大小均相等,乙车从刹车开始要经过75 m才能停下来。
(1)甲车需要从距离收费站中心线多远处开始刹车?
(2)求乙车从收费前减速开始,到收费后加速结束,需要的总时间t和总位移x;
(3)求甲车经过乙车上述总位移需要的时间t′。
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