内容正文:
第二章匀变速直线运动的研究
11
2匀变速直线运动的速度与时间的关系
、
基础过关
(2)匀减速运动时的加速度的大小。
1.汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速
行驶,刹车后经2s速度变为6m/s,则刹
车过程中的加速度为
()
A.2 m/s2
B.-2m/s2
C.-3m/s2
D.-5m/s2
2.一物体做匀减速直线运动,初速度为
10m/s,加速度大小为2m/s2,则物体在
停止运动前1.5s时的速度为(
)
A.5.5m/s
B.5 m/s
C.3 m/s
D.0.5m/s
3.物体做匀加速直线运动,已知第1s末的
速度是6m/s,第2s末的速度是8m/s,
则下列结论正确的是
()
6.如图所示为某电梯在上升过程中的
A.物体的加速度是1m/s2
t图像。
B.物体开始时的速度是3m/s
v/m·s-)
C.任意1s内的速度变化量都是2m/s
D.第2s初的瞬时速度是7m/s
4.我国在逐步完善共享汽车租赁系统,某人
024687s
驾驶汽车刚开始一段时间的运动可看作
(1)据图说明电梯在各时间段的运动情况;
是直线运动,其运动图像如图所示;则在
(2)求各时间段的电梯的加速度;
0t1时间内,下列说法正确的是()
(3)电梯6.2s末的速度大小;
(4)求5~8s内电梯的位移大小。
0
tI t
A.做匀加速直线运动
B.号时刻速度大于受
C.加速度不断增大
D.加速度不变
5.一质点从静止开始以2m/s2的加速度做
匀加速直线运动,经4$后做匀速运动,最
后2s的时间内质点做匀减速运动直至静
止,求:
(1)质点的最大速度;
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能力提升
时间是20s,则汽车刹车过程的所用时间
是
()
1.(多选)质点以2m/s2的加速度由静止做
A.4s
B.5s
匀加速直线运动,下列说法正确的是
C.12s
D.15s
5.在高中物理中,我们会遇到许多不同的物
A.质点在第1s内的平均速度大小一定
理概念和分析方法,这些概念和方法对我
是2m/s
们认识自然规律会有很大帮助,因此要重
B.质点的速度每经1s变为原来的2倍
视对概念和方法的准确理解和正确应用。
C.质点在任1s末的速度比前1s初的速
自然界中某个物理量D的变化可以记为
度大4m/s
△D,发生这个变化所用的时间间隔可以
D.质点在第1s末,第2s末,第3s末的
记为△t;变化量△D与△t之比就是这个
速度大小之比为1:2:3
量对时间的变化率,简称变化率。在运动
2.(多选)一物体沿直线运动,其速度与时间
学中也可以引入“加速度的变化率”来表
的关系满足v=5+4t(各物理量均选用国
示加速度对时间变化的快慢。下图表示
际单位制单位),则下列说法正确的是
某一物体做直线运动时的a-t图像。下
()
列表述中正确的是
()
A.物体做匀加速直线运动
◆a/(m·s-2)
B.第1s内物体通过的位移大小为5m
C.物体的加速度大小为4m/s2
D.第3s末物体的速度大小为22m/s
3.A、B两个物体从同一地点,沿同一直线做
2 i/s
匀变速直线运动,它们运动的v-t图像如
A.“加速度的变化率”的单位应该是m/s2
图所示,则下列说法中正确的是()
B.“加速度的变化率”为0的运动一定是
v/m·s-)
匀速直线运动
12
C.由a-t图像可知,在前2s内该物体一
定做匀减速直线运动
…B
D.由a-t图像可知,在前2s内该物体的
0
2467s
速度变化量为3m/s
A.两物体的运动方向相反
B.两物体的加速度方向相反
C.两物体在t=6s时相遇
D.A物体的加速度比B物体的加速度小
4.一辆车由静止开始做匀加速直线运动,在
某时刻开始刹车,汽车刹车过程做匀减速
直线运动,且前后两段加速度的大小之比
是1:3,汽车从开始运动到停止所用的总3.A【解析】遮光板通过第一个光电门时的速度=
d
0.30m/s=0.10m/s,遮光板通过第二个光电门时的速度
0.03
d0.03
=△,=0:0m/s=0.30m/s,故滑块的加速度a=
一4=0.067m/s2,A正确。故选A。
4.B【解析】每相邻两个计数点之间还有四个实验点未画
出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速
直线运动的推论公式△x=aT,整理得a=景=2.0m/g,
B正确。故选B。
5.(1)0.1(2)0.32(3)0.80
【解析】(1)从0点开始每5个点取一个计数点,所以相邻的
计数点间的时间向留T=51=5子-0.1s
(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中
的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小
为=,=2.78+3.62)X102m/s=0.32m/s.
2T
0.2
(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT可以求出加速
度的大小,得54一5=3a1T,55-s2=3a2T,s6一s3=
3a3T,为了更加准确地求解加速度,我们对三个加速度取
平均值,得a=专(a十a十a,)=0.80m/g.
6.(1)交流(2)匀加速0.25(3)0.40
【解析】(2)根据所给数据可知,计数点间距越来越大,且相邻
的计数点的位移之差都相等,根据匀变速直线运动的推论
△x=aT2可得,纸带做匀加速直线运动:由于每5点取1个计
数点,相邻两个计数点之间的时间间隔为T=0.1s,则C点的
速度大小为=2.30+2.70)×10-2
2×0.1
m/s=0.25m/s。
(3)根据逐差法可得,纸带运动的加速度大小为a
[2.70+2.30)-1.90+1.50)]×102m/3=0.40m/5.
4×0.1
【能力提升】
1.B【解析】刻度尺测量出电动小车的长度为1.2cm,实
际长度为0.6m,则小车在相等时间内的位移x=子2×
0.6m=1.5m,z22X0.6m=3.5m,根据△x=aT得
a=3.5一1.5m/g=0.5m/s,所以B正确。故选B。
4
2.①ACD②2.751.48
【解析】①实验需要调节滑轮使细线与轨道平行,A正确;该
实验只要使得小车加速运动即可,不需要倾斜轨道补偿阻
力,B错误;为了充分利用纸带,则小车靠近打点计时器静止
释放,C正确;先接通电源再释放小车,D正确。故选ACD。
②计数点1的读数2.75cm。已知打点计时器所用交流电源
参考答案
57
的频率为50Hz,则打点周期T=0.02s,则打计数点2时小
车的速度大小为=,A=8.65-2,75)X10m/s
2T
0.04
1.48m/s。
3.(1)0.40(2)0.80(3)偏小
【解析】(1)每相邻两个计数点之间还有4个点,打点计时器
接周期为T=0.02s的交流电源,则计数点间的时间间隔
T=5T=0.10s,打点计时器打B点时,物体的速度=
务-800
m/s=0.40m/s。
0.20
(2)物体的加速度a=DGA9=4d-4≈0.80m/g。
(3T)2
0.302
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实
验的同学并不知道,那么实际打点周期小于测量的打点周
期:据△x=αT得,真实的加速度大于测量的加速度,即加
速度的测量值与实际值相比偏小。
2匀变速直线运动的速度与时间的关系
【基础过关】
1.B【解析】由速度时间公式v=6十a,得a=二
t
一2m/s2,故ACD错误,B正确。故选B。
2.C【解析】由逆向思维,物体在停止运动前1.5s时的速
度为v=at=3m/s,C正确。故选C。
3.C【解析】物体的加速度a=,边=8二5m/g
t
1
2m/s2,故A错误:物体在零时刻的速度o=一at=
6m/s一2×1m/s=4m/s,故B错误;物体在任何1s内的
速度变化量△u=at=2X1m/s=2m/s,故C正确;第2s
初和第1s末是同一时刻,可知第2s初的瞬时速度是
6m/s,故D错误。故选C。
4.B【解析】若汽车做匀加速运动,则速度图像为直线,若
图像为直线,号时刻速度为令,由图像可知,此时刻速度大
于空,选项A错误,B正确:因。-1图像的斜率等于加速
度,可知汽车的加速度不断减小,选项CD错误。故选B。
5.解:(1)质点做匀速直线运动时的速度最大即匀加速直线
运动的末速度,根据匀变速直线运动的公式有=十
a1t1=2m/s2×4s=8m/s。
(2)质点做匀速直线运动的速度即匀减速直线运动的初速
度,根据匀变速直线运动的公式=w十a2t2,代人数据有
a2=一4m/s2。故匀减速运动时的加速度的大小
为4m/s2。
6.解:(1)在0~2s,电梯做匀加速直线运动;在2~55,电
梯做匀速直线运动:在5~8$,电梯做匀减速直线运动。
(2)在0一2s,加速度为a1=,=2.5m/5,方向与初
速度方向相同;在2~5s,加速度为a2=0;在5~8s,加速度为
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a-,=一号m/g,方向与初速度方向相反。
(③)电梯62s末的速度大小:-5+(-子)X1.2=3m/s
(④5一8s内电梯的位移大小为:工=59×3m=7.5m。
2
【能力提升】
1.CD【解析】质点做匀加速直线运动,第1秒末的速度是
2m/s,故平均速度小于2m/s,应为1m/s,A错误;根据
△o=at可知,质点的速度每经1s增加2m/s,B错误,C.任
1s末比前1s初相差2s,则质点在任1s末的速度比前1s
初的速度大4m/s,C正确;由v=at可知,故D正确。故
选CD。
2.AC【解析】匀变速直线运动的速度时间公式为v=十
at,根据一一对应关系可以知道该质点的初速度=
5m/s,加速度a=4m/s2,故AC正确:第1s内物体的速度
大于5m/s,通过的位移大小大于5m,应为x=59×1=
7m,故B错误;第3s末物体的速度大小为v=(5十4×3)m/s=
17m/s,故D错误。故选AC。
3.B【解析】由图像可知,A、B两个物体的速度均为正值,
所以两个物体的速度方向相同,A错误;由图可知,A物体
做减速运动,加速度和运动方向相反,B物体做加速运动,
加速度和运动方向相同,所以两物体的加速度方向相反,B
正确;由图像可知t=6s时两图线相交,速度相同,6s前A
物体的速度大于B物体的速度,故A的位移大,也可根据
图像和时间轴围成的面积表示物体的位移,t=6s时A、B
两物体的位移不同,没有相遇,C错误;D.图像的倾斜程度
表示物体的加速度,A物体的倾斜程度比B物体的倾斜程
度大,A物体的加速度比B物体的加速度大,D错误。故
选B。
4.B【解析】因为刹车开始时的速度为,则加速运动的加
速度4=,制车的加速度,=号,则会一合=是,因为
t1十t2=20s,所以t2=5s,所以B正确。故选B。
5.D【解析】“加速度的变化率”是兰则其单位应该是
/s3,A错误;“加速度的变化率”为0的运动,加速度是不
变的,则一定是匀变速直线运动,B错误;由a~t图像可知,
在前2s内该物体的加速度减小,则物体做非匀变速直线运
动,C错误;由于a-t图像的面积等于速度的变化量,则由图
像可知,在前2s内该物体的速度变化量为△0=子×2×
3m/s=3m/s,D正确。故选D。
3匀变速直线运动的位移
与时间的关系
【基础过关】
1.B【解析】若用逆向思维,将末速度为零的匀减速运动看
作反向的初速度为零的匀加速运动,则位移为x=a,A
正确,不符合题意:者用平均速度计算位移则为x一受1,B
错误,符合题意,C正确,不符合题意:D.若用位移时间公式
1
直接求解,则位移为x=t一2,D正确,不符合题意。
故选B。
2.D【解析】先求出汽车刹车到停止的时间,因为汽车刹
车停止后不再运动。再根据匀变速直线运动的位移公式即
可求解。汽车刹车到停止所需的时间。==2.5s,刹车
a
后第3s内的位移等于停止前0.5s内的位移x=之a=
号×4X0,子m=Q.5m,所以D正确。故选D.
3.D【解析】汽车制动的加速度为a-祭-是mg
2m/g,根据x=w1一a2,则9=X1-合×2X1,解得
h=10m/s,故D正确。故选D。
4.A【解析】以车为参考系,把车的运动转化为人做匀加
速直线运动。设每节车厢长为L,加速度为a,则由位移时
1
间公式L=2a2,可得人通过第一节车厢的时间为4一
2×4L=
、匹=2s,人通过前4节车厢的时间为4=√a
a
2V受-4s人通过前16节车厢的时间为:-
2X16L
a
4√实85所求的时间为出=6一4=85=48=4s放A
正确,BCD错误。故选A。
5.C【解析对于红旗加速上升阶段有x=子,对于红
旗匀速上升阶段有v=a14,x2=vt2,对于红旗减速上升阶
段有=储一a:片,对于全过程有a=a.西十十
17.6m,由以上各式可得a1=a2=0.1m/s2,0=0.4m/s
故选C。
6.B【解析】将图像中的几个点设为如图所示的字母:
4w/(m·s-1)
A
0
C D Ei/s
根据图像可知G点速度为2m/s,F点的速度为3m/s,
4
0~3s内,甲、乙的位移差即为△ABG的面积,可得x甲
=2牛空×3m生×3m=6m,因1=0时甲在乙后
1m处,故t=3s时甲在乙前5m处,0~3s内两者之间的