内容正文:
2.1 平均变化率与瞬时变化率
[课时跟踪检测]
1.已知抛物线y=3x-x2在x0=2处的增量为Δx=0.1,则的值为 ( )
A.-0.11 B.-1.1
C.3.89 D.0.29
解析:选B 令y=f(x)=3x-x2.∵Δy=f(2+0.1)-f(2)=(3×2.1-2.12)-(3×2-22)=-0.11,∴==-1.1.
2.[多选]下列函数在区间[1,1.3]上的平均变化率是正数的有 ( )
A.y=x B.y=x2
C.y=x3 D.y=
解析:选ABC 对于A,=1>0,故A正确;对于B,=2.3>0,故B正确;对于C,=3.99>0,故C正确;对于D,≈-0.77<0,故D错误.故选ABC.
3.一物体做直线运动,其位移y(单位:m)与时间t(单位:s)的关系是y=-t2+9t,则该物体在t=3 s时的瞬时速度为 ( )
A.3 m/s B.6 m/s
C.12 m/s D.16 m/s
解析:选A 因为Δy=-(3+Δt)2+9(3+Δt)-(-9+27)=-9-(Δt)2-6Δt+27+9Δt+9-27=-(Δt)2+3Δt,所以==-Δt+3,所以=3.
4.一个物体做直线运动,位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系为s(t)=6t2+mt,且这一物体在1≤t≤2这段时间内的平均速度为20 m/s,则实数m的值为 ( )
A.2 B.1
C.-1 D.-2
解析:选A Δs=s(2)-s(1)=6×22+2m-(6×12+m)=18+m,Δt=2-1=1,因为物体在1≤t≤2这段时间内的平均速度为20 m/s,所以===18+m=20 m/s,解得m=2.
5.已知物体做自由落体的运动方程为s=gt2,且Δt无限趋近于0时,无限趋近于9.8 m/s.那么关于9.8 m/s正确的说法是 ( )
A.物体在0~1 s这一段时间内的速度
B.物体在1~(1+Δt)s这一段时间内的速度
C.物体在1 s这一时刻的速度
D.物体从1 s到(1+Δt)s这一段时间内的平均速度
解析:选C 由平均速度的概念,表示的是1~(1+Δt)s这一段时间内的平均速度,当Δt趋于0时,趋于9.8 m/s,表示t=1这一时刻的瞬时速度.
6.[多选]某物体的运动路程s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示,则 ( )
A.物体在t=1 s时的瞬时速度为0 m/s
B.物体在t=0 s时的瞬时速度为1 m/s
C.瞬时速度为9 m/s的时刻是在t=4 s时
D.物体从0到1 s的平均速度为2 m/s
解析:选BCD 对于A,===3+Δt,当Δt趋于0时,趋于3,即物体在t=1 s时的瞬时速度为3 m/s,A错误.对于B,===1+Δt,当Δt趋于0时,趋于1,即物体在t=0 s时的瞬时速度为1 m/s,B正确.对于C,设物体在t0时刻的瞬时速度为 9 m/s,又==2t0+1+Δt,当Δt趋于0时,趋于2t0+1,即2t0+1=9,所以t0=4,物体在t=4 s时的瞬时速度为9 m/s,C正确.对于D,==2(m/s),D正确.
7.若函数f(x)=在x=x0处的瞬时变化率是,则x0的值是 ( )
A. B.
C.1 D.3
解析:选A =
=
=,
当Δx趋于0时,趋于,
∴=,∴x0=.
8.[多选]为评估某种治疗肺炎药物的疗效,有关部门对该药物在人体血管中的药物浓度进行测量.设该药物在人体血管中药物浓度c与时间t的关系为c=f(t).甲、乙两人服用该药物后,血管中药物浓度随时间t变化的关系如图所示.则下列四个结论正确的是 ( )
A.在t1时刻,甲、乙两人血管中的药物浓度相同
B.在t2时刻,甲、乙血管中药物浓度的瞬时变化率相同
C.在[t2,t3]这个时间段内,甲、乙两人血管中药物浓度的平均变化率相同
D.在[t1,t2],[t2,t3]两个时间段内,甲血管中药物浓度的平均变化率相同
解析:选AC 对于A,在t1时刻,两图象相交,说明甲、乙两人血管中的药物浓度相同,即A正确;对于B,在t2时刻,两图象的切线斜率不相等,即两人的f'(t2)不相等,说明甲、乙两人血管中药物浓度的瞬时变化率不相同,即B错误;对于C,由平均变化率公式知,甲、乙两人在[t2,t3]内,血管中药物浓度的平均变化率均为,即C正确;对于D,在[t1,t2]和[t2,t3]两个时间段内,甲血管中药物浓度的平均变化率分别为和,显然不相同,即D错误.
9.(5分)甲、乙二人跑步路程与时间关系如图所示, 跑得快.
解析:乙跑得快.因为在相同的时间内,甲跑的路程小于乙跑的路程,即甲的平均速度比乙的平均速度小.
答案:乙
10.(5分)一物体的运动方程为s(t)=7t2-13t+8,则t0= 时该物体的瞬时速度为1.
解析:∵=
=
=(14t0-13+7Δt),当Δt趋于0时,
趋于14t0-13,即14t0-13=1,解得t0=1.
答案:1
11.(10分)一作直线运动的物体,其位移s与时间t的关系是s(t)=3t-t2(位移单位:m,时间单位:s).
(1)求此物体的初速度;(4分)
(2)求此物体在t=2时的瞬时速度;(4分)
(3)求t=0到t=2时的平均速度.(2分)
解:(1)∵===3-Δt,
∴当Δt趋于0时,趋于3,即物体的初速度为3 m/s.
(2)∵=
=
==-Δt-1,
∴当Δt趋于0时,趋于-1,
即此物体在t=2时的瞬时速度为1 m/s,方向与初速度方向相反.
(3)===1,
即t=0 s到t=2 s时的平均速度为1 m/s.
12.(10分)若一物体的运动方程如下:(位移s的单位:m,时间t的单位:s)
s=
求:(1)物体在[3,5]内的平均速度;(3分)
(2)物体的初速度v0;(3分)
(3)物体在t=1时的瞬时变化率.(4分)
解:(1)因为物体在[3,5]内的时间变化量为Δt=5-3=2,物体在[3,5]内的位移变化量为Δs=3×52+2-(3×32+2)=3×(52-32)=48,
所以物体在[3,5]内的平均速度为==24 m/s.
(2)求物体的初速度v0,即求物体在t=0时的瞬时速度.
因为=
==3Δt-18,
所以物体在t=0处的瞬时速度为-18.
即物体的初速度为-18 m/s.
(3)因为=
==3Δt-12,
所以Δt趋于0时,趋于-12.
即物体在t=1时的瞬时变化率为-12 m/s.
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