内容正文:
第2讲 匀变速直线运动规律与应用
1.一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶.行驶过程中,司机忽然发现前方有一警示牌,立即刹车.刹车后汽车立即开始做匀减速直线运动,直至停止.已知从刹车开始计时,汽车在0~2 s内的位移大小为48 m,4~6 s内的位移大小为3 m.用v、a分别表示汽车匀速行驶时的速度大小及刹车时的加速度大小,则 ( D )
A.a= m/s2,v= m/s
B.a= m/s2,v= m/s
C.a=8 m/s2,v=32 m/s
D.a=6 m/s2,v=30 m/s
[解析] 根据匀变速直线运动的规律判断可知,汽车在6 s前已停止运动.汽车在0~2 s内位移为x1=vt-at2,汽车在4 s时的速度为v'=v-4a,4~6 s内的位移x2满足0-v'2=-2ax2,联立解得a=6 m/s2,v=30 m/s,故D正确.
2.商场自动感应门如图所示,人走进时两扇门从静止开始同时向左右平移,经4 s恰好完全打开,两扇门移动距离均为2 m,若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动,完全打开时速度恰好为0,则加速度的大小为 ( C )
A.1.25 m/s2 B.1 m/s2
C.0.5 m/s2 D.0.25 m/s2
[解析] 设门的最大速度为v,根据匀变速直线运动的规律可知加速过程和减速过程的平均速度均为,且时间相等,均为t=2 s,根据x=2×t,可得v=1 m/s,则加速度a== m/s2=0.5 m/s2,故选C.
3.(多选)如图所示,一冰壶以速度v垂直进入三个完全相同的矩形区域做匀减速直线运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则下列关于冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比v1∶v2∶v3和穿过每个矩形区域所用的时间之比t1∶t2∶t3正确的为 ( BD )
A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B.v1∶v2∶v3=∶∶1
C.t1∶t2∶t3=1∶∶
D.t1∶t2∶t3=(-)∶(-1)∶1
[解析] 因为冰壶做匀减速直线运动,且末速度为零,故可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动来研究,初速度为零的匀加速直线运动中通过连续三段相等位移的时间之比为1∶(-1)∶(-),故所求时间之比为(-)∶(-1)∶1,选项C错误,D正确;由v2-=2ax可得,初速度为零的匀加速直线运动中通过连续相等位移时的速度之比为1∶∶,故所求的速度之比为∶∶1,选项A错误,B正确.
4.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1 s.分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2 m;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8 m,由此不可求得 ( D )
A.第1次闪光时质点的速度
B.质点运动的加速度
C.从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移
D.质点运动的初速度
[解析] 根据x3-x1=2aT2,可得a== m/s2=3m/s2,因为在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了2 m,根据x=v1T+aT2,可得2 m/s=v1+×3×1 m/s,解得v1=0.5 m/s,故A、B两项不符合题意;因为x2-x1=aT2,则从第2次闪光到第3次闪光这段时间内的位移x2=x1+aT2=2 m+3 m=5 m,故C项不符合题意;因为初始时刻与第1次闪光的时间间隔未知,故无法求出质点的初速度,故D项符合题意.
5.某物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得xAB=3 m,xBC=4 m,xCD=5 m,且物体通过AB、BC、CD所用时间相等,则O、A的距离为 ( B )
A.1 m B. m
C. m D.2 m
[解析] 设该物体通过AB、BC、CD所用时间均为T,则物体通过B点的速度为vB==,根据Δx=aT2得a==,则vA=vB-aT=-×T=,xOA=== m,故B正确.
6.如图所示,滑雪运动员从O点由静止开始做匀加速直线运动,先后经过P、M、N三点,已知PM=10 m,MN=20 m,且运动员经过PM、MN两段的时间相等,下列说法不正确的是 ( D )
A.能求出O、P间的距离
B.不能求出运动员经过OP段所用的时间
C.不能求出运动员的加速度
D.不能求出运动员经过P、M两点的速度之比
[解析] 设运动员通过PM、MN所用时间均为T,则运动员经过M点的速度为vM==,根据Δx=aT2得a==,则运动员经过P点的速度为vP=vM-aT=-=,则xOP==1.25 m,故A正确;运动员经过P、M两点的速度之比为=,故D错误;因为T未知,则不能求出运动员经过OP段所用的时间和运动员的加速度,故B、C正确.
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