摘要:
**基本信息**
高一上学期物理九月月考卷聚焦运动描述与匀变速直线运动,以汽车刹车、动车过桥、福建舰电磁弹射等真实情境为载体,梯度覆盖概念辨析、实验探究与综合应用,强化物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题Ⅰ|10/30|速度、加速度、位移等概念|结合表格数据归纳运动规律(如第2题S-T关系)|
|选择题Ⅱ|3/12|匀减速运动、v-t图像|通过a-x图像分析刹车过程(第11题)|
|实验题|2/14|纸带处理、加速度计算|考查频率波动对数据的影响(第14题)|
|计算题|4/44|匀变速直线运动公式|以福建舰弹射为情境(第19题),体现科技前沿|
内容正文:
高一上学期物理九月份月考试卷
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
测试范围:人教版物理必修一第一章《运动的描述》~第二章第3节《匀变速直线运动的位移与时间的关系》
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.汽车在出厂前要进行刹车性能测试。某次测试过程中,汽车以的速度匀速行驶,然后以大小为的加速度开始刹车,汽车刹车过程可视为做匀减速直线运动。则( )
A.从开始刹车到停止,汽车行驶的位移大小为
B.从开始刹车到停止,汽车所用的时间为
C.汽车刹车后内位移为
D.汽车减速行驶的全过程中,汽车的平均速度为
2.在一演示实验中,一个被压缩的弹簧沿一粗糙的水平面将一个小球弹出。小球滚动的距离S和小球运动过程中经历的时间T之间的关系如表所示
T(s)
0.25
0.5
1.0
2.0
…。
S(cm)
5.0
20
80
320
…。
由表可以初步归纳出小球滚动的距离S和小球滚动的时间T的关系式分别为( )
A.S=kT B.S=kT2 C.S=kT3 D.无法判断
3.下列各组物理量中,哪个是标量的是( )
A.速度 B.时间 C.位移 D.加速度
4.下列说法中错误的是( )
A.参考系可以任意选取,但选定的参考系认为是静止的
B.做直线运动的物体,其位移大小可能小于路程
C.瞬时速度比平均速度更能精确描述物体的运动情况
D.加速度是指运动物体增加的速度
5.一个物体沿直线运动的位置x与时间t的关系如图所示,其中,为曲线,为直线,则物体速度v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.一列在济青高铁客运专线上运行的动车经过大沽河铁路桥,动车长度为l,大沽河铁路桥的长度为L。动车在平直轨道上正常行驶时的速度为。为了保证行车安全,动车过桥时,动车速度都不得超过。已知动车减速和加速时的加速度大小分别为2a和a,与正常行驶相比,动车因过桥而延误的时间至少为( )
A. B.
C. D.
7.2021年8月21日,G6京藏高速公路那曲至羊八井段通车试运行,至此,西藏高等级公路通车总里程达1105km。假设某路段行车最高限速为70km/h,两个侦测点的间距为4.2km,车通过第一个侦测点时的速率为66km/h,汽车匀加速行驶36s后速率达到74km/h,接着匀速行驶60s,然后匀减速行驶。为使汽车在两侦测点间的平均速率不超过最高限速,该车通过第二个侦测点时的最高速率为( )
A.62km/h B.64km/h C.66km/h D.68km/h
8.物理兴趣小组的同学用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛,两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中,A小车安装加速度传感器,B小车安装速度传感器,两车初始时刻速度大小均为,A车在前、B车在后,两车相距100m,其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示,规定初始运动方向为正方向。下列说法正确的是( )
A.时两车间距离为25m
B.内,A车的加速度大于B车的加速度
C.两车最近距离为10m
D.0~9s内两车相遇一次
9.做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时的速度分别为v和7v,经历的时间为t,则对物体由A点运动到B点的过程,下列判断正确的是( )
A.物体通过前半程用时 B.前时间内物体通过的位移为
C.后时间内物体通过的位移为 D.后半程物体速度增加3v
10.一物体做匀加速直线运动,第4s内的位移是14m,第5s内的位移是18m,下列说法中正确的是( )
A.第4s内物体的平均速度是32m/s
B.第5s初物体的瞬时速度是16m/s
C.物体运动的加速度是2m/s2
D.物体运动的加速度是2m/s2
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.一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40m处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车运动加速度随位移变化可简化为如图所示的图线。司机的反应时间在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,段位移为刹车系统的启动阶段,且段位移大小为11m。从位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,可看作匀减速运动直至汽车停止。已知从位置开始计时,汽车第1s内的位移为8.0m,在第3s内的位移为0.5m。( )
A.汽车匀减速运动的加速度大小为
B.位置汽车的速度
C.位置汽车的速度大小
D.汽车静止到警示牌的距离为10.5m
12.如图所示,一物体以的初速度沿足够长的光滑斜面向上做匀变速运动,经过速度大小变为,在这内该物体的( )
A.位移大小可能为 B.路程可能为
C.平均速度大小可能为 D.平均速率可能为
13.甲、乙两物体由静止开始沿一直线运动,图像如图所示。若甲、乙两物体在时相遇,则下列说法正确的是( )
A.在时,甲物体在乙物体的后面
B.在时,乙物体在甲物体的前面
C.在时,甲、乙物体间的距离为
D.时间内,两物体加速度方向相同
非选择题部分
三、实验题(共2小题,共14分)
14.某学生利用如图甲所示的实验装置来研究匀变速直线运动,测量一个质量的重锤下落时的加速度值,该学生将重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器。
(1)下列是该同学正确的实验操作和计算过程,请在空白处填写:
①器材安装完毕,先接通电源,再______,让重锤自由落下,待纸带全部通过打点计时器后,关闭电源。
②取下纸带,取其中一段清晰的点,每隔一个点标出计数点如图乙所示,测出相邻计数点间的距离分别为,,,,已知实验所用交流电的频率为50Hz,则重锤运动代入数据得加速度______(结果保留3位有效数字)。
③打点计时器打下C点时纸带的速度______m/s(结果保留3位有效致字)。
(2)如果实验时交变电压频率稍有波动,从50Hz变成49Hz,而做实验的同学并不知道,仍按50Hz进行数据处理,那么③中算得的与实际值相比______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
15.某同学在测量物块做匀变速直线运动的速度和加速度的实验中,用打点计时器打出一条纸带,并进行数据测量,用刻度尺测出如图所示的两段距离,已知打点计时器的频率为f,图中各点为连续打的点。回答下列问题:
(1)本实验应________________(填“先接通电源再释放物块”或“先释放物块再接通电源”);
(2)B点的速度为________,F点的速度为________,D点的速度________(均用题中和图中所给的已知物理量的符号来表示);
(3)物块的加速度可表示为________(用题中和图中所给的已知物理量的符号来表示)。
四、计算题(本大题共4小题,共44分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
16.一辆汽车以v0=8m/s的速度在水平路面上匀速运动,某一时刻开始刹车,刹车后经2秒速度变为4m/s,求:
(1)刹车过程中的加速度;
(2)刹车后前进7米所用的时间;
(3)刹车后5秒内前进的距离.
17.A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶。时A车从B车旁边驶过,A车一直以15m/s的速度做匀速直线运动;B车由静止开始行驶,0~60s内B车的加速度随时间变化的图线如图所示。求:
(1)B车在10s时的速度大小;
(2)B车在60s内行驶的路程;
(3)A、B两车第一次相遇的时间。
18.一辆公交车从静止开始以做匀加速直线运动,刚出发时,距离车头反光镜的后方有一乘客以某一速度追赶这辆车。已知只有乘客离车头反光镜的距离在以内且像在镜中保留时间至少为时才能被司机看清,并能立即刹车,且刹车时的加速度大小仍为。不计公交车的长度,问:
(1)若该乘客匀速追赶该车辆的速度,且司机未看到该乘客,求该乘客与车头反光镜的最小距离;
(2)若该乘客匀速追赶该辆车的速度为,且司机刚能看清该乘客就立即刹车,求该乘客追上公交车的总时间;
(3)求该乘客想要乘上这辆车,匀速追赶的速度至少为多大?
19.2022年6月17日,中国第三艘航空母舰“福建舰”下水。福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,该舰采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置。电磁弹射技术是一种利用磁场能量将载机加速并推出舰船甲板的方法,弹射轨道铺设在甲板上,弹射时弹射器给舰载机持续的推力沿弹射轨道加速前进。
(1)采用弹射装置,舰载机起飞能获得的加速度,在弹射轨道上从静止开始匀加速直线前进,后脱离弹射轨道离舰升空。求飞机离舰时的速度大小和在跑道上滑行的距离;
(2)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,飞机钩住阻拦索后经过停下来。将这段运动视为匀减速直线运动,求此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离。
第2页,共16页
第1页,共16页
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高一上学期物理九月份月考试卷
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
测试范围:人教版物理必修一第一章《运动的描述》~第二章第3节《匀变速直线运动的位移与时间的关系》
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.汽车在出厂前要进行刹车性能测试。某次测试过程中,汽车以的速度匀速行驶,然后以大小为的加速度开始刹车,汽车刹车过程可视为做匀减速直线运动。则( )
A.从开始刹车到停止,汽车行驶的位移大小为
B.从开始刹车到停止,汽车所用的时间为
C.汽车刹车后内位移为
D.汽车减速行驶的全过程中,汽车的平均速度为
【答案】C
【详解】ABC.从开始刹车到停止,汽车所用的时间为
从开始刹车到停止,汽车行驶的位移大小为
则汽车刹车后内位移为
故AB错误,C正确;
D.汽车减速行驶的全过程中,汽车的平均速度为
故D错误。
故选C。
2.在一演示实验中,一个被压缩的弹簧沿一粗糙的水平面将一个小球弹出。小球滚动的距离S和小球运动过程中经历的时间T之间的关系如表所示
T(s)
0.25
0.5
1.0
2.0
…。
S(cm)
5.0
20
80
320
…。
由表可以初步归纳出小球滚动的距离S和小球滚动的时间T的关系式分别为( )
A.S=kT B.S=kT2 C.S=kT3 D.无法判断
【答案】B
【详解】根据图中数据可知,小球滚动的距离与时间的平方成正比,因此
S=kT2
故ACD错误,B正确。
故选B。
3.下列各组物理量中,哪个是标量的是( )
A.速度 B.时间 C.位移 D.加速度
【答案】B
【详解】速度、位移和加速度都是既有大小又有方向的物理量,是矢量;而时间只有大小无方向,是标量。
故选B。
4.下列说法中错误的是( )
A.参考系可以任意选取,但选定的参考系认为是静止的
B.做直线运动的物体,其位移大小可能小于路程
C.瞬时速度比平均速度更能精确描述物体的运动情况
D.加速度是指运动物体增加的速度
【答案】D
【详解】A.描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系后认为是静止的,故A正确,不符合题意;
B.位移的大小等于初位置与末位置之间有向线段的长度,路程是物体运动轨迹的长度,位移不会大于路程,故B正确,不符合题意;
C.瞬时速度是描述物体的某一个时刻的运动快慢及方向,而平均速度是描述一段时间或一段位移内的平均快慢及方向,故瞬时速度更能精确描述物体的运动情况,故C正确,不符合题意;
D.加速度是指物体速度变化的快慢,故D错误,符合题意。
故选D。
5.一个物体沿直线运动的位置x与时间t的关系如图所示,其中,为曲线,为直线,则物体速度v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由物体的位置x与时间t的关系可知,图线的斜率表示速度,阶段为曲线,图线的斜率逐渐增大,说明这个阶段物体做加速运动;为直线,说明这个阶段物体做匀速直线运动;为曲线,图线的斜率逐渐减小,说明这个阶段物体做减速运动,选项中只有选项B的图像与物体的运动过程相符。
故选B。
6.一列在济青高铁客运专线上运行的动车经过大沽河铁路桥,动车长度为l,大沽河铁路桥的长度为L。动车在平直轨道上正常行驶时的速度为。为了保证行车安全,动车过桥时,动车速度都不得超过。已知动车减速和加速时的加速度大小分别为2a和a,与正常行驶相比,动车因过桥而延误的时间至少为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】动车先以提前减速到,再匀速通过铁路桥,然后再加速到正常速度,需要的时间为
而以正常速度通过全程需要的时间为
则动车因过桥而延误的时间至少为
故选D。
7.2021年8月21日,G6京藏高速公路那曲至羊八井段通车试运行,至此,西藏高等级公路通车总里程达1105km。假设某路段行车最高限速为70km/h,两个侦测点的间距为4.2km,车通过第一个侦测点时的速率为66km/h,汽车匀加速行驶36s后速率达到74km/h,接着匀速行驶60s,然后匀减速行驶。为使汽车在两侦测点间的平均速率不超过最高限速,该车通过第二个侦测点时的最高速率为( )
A.62km/h B.64km/h C.66km/h D.68km/h
【答案】A
【详解】若区间限速段平均速率恰为,则全程历时
汽车匀加速的路程为
即
接下来60s即内的路程为
在时间为
走过的路程为
又因为
即
解得
故选A。
8.物理兴趣小组的同学用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛,两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中,A小车安装加速度传感器,B小车安装速度传感器,两车初始时刻速度大小均为,A车在前、B车在后,两车相距100m,其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示,规定初始运动方向为正方向。下列说法正确的是( )
A.时两车间距离为25m
B.内,A车的加速度大于B车的加速度
C.两车最近距离为10m
D.0~9s内两车相遇一次
【答案】C
【详解】A.在0~3s内A车做减速运动,A车减速到零所需时间
故在t = 3s时A车减速到零,A车前进的位移为
B车前进的位移为
t=3s时两车间距离为
故A错误;
B.由图可知在3~9s内A车的加速度为
在v-t图像中,图像的斜率表示加速度,则
故A 、B两车的加速度大小相等。故B错误;
CD.t = 3s后,A车开始由静止开始做加速运动,B车开始做减速运动,从3~9s的过程中,设经历时间t两者速度相同,则
解得
t=3s,
A车在t=3s内前进的位移为
B车前进的位移为
故此时相距的最小距离为
此后A车的速度大于B车的速度,两者间的距离开始增大,故不可能相遇。故C正确;D错误。
故选C。
9.做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时的速度分别为v和7v,经历的时间为t,则对物体由A点运动到B点的过程,下列判断正确的是( )
A.物体通过前半程用时 B.前时间内物体通过的位移为
C.后时间内物体通过的位移为 D.后半程物体速度增加3v
【答案】C
【详解】A.设AB中间位置的速度为v2,根据速度—位移公式有
,
解得
前半程所用时间为
整个过程所用时间为
故物体通过前半程用时
故A错误;
BC.中间时刻的瞬时速度为
则前时间内的位移为
则后时间内的位移为
故B错误,C正确;
D.AB中间位置的速度为5v,末速度为7v,故后半程速度增加了2v,故D错误。
故选C。
10.一物体做匀加速直线运动,第4s内的位移是14m,第5s内的位移是18m,下列说法中正确的是( )
A.第4s内物体的平均速度是32m/s
B.第5s初物体的瞬时速度是16m/s
C.物体运动的加速度是2m/s2
D.物体运动的加速度是2m/s2
【答案】BD
【详解】A.根据平均速度的计算公式有
A错误;
B.匀变速直线运动的平均速度,即中间时刻的瞬时速度,则
B正确;
CD.根据匀变速直线运动位移差公式有
C和D错误。
故选B。
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.一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40m处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车运动加速度随位移变化可简化为如图所示的图线。司机的反应时间在这段时间内汽车仍保持匀速行驶,段位移为刹车系统的启动阶段,且段位移大小为11m。从位置开始,汽车的刹车系统稳定工作,可看作匀减速运动直至汽车停止。已知从位置开始计时,汽车第1s内的位移为8.0m,在第3s内的位移为0.5m。( )
A.汽车匀减速运动的加速度大小为
B.位置汽车的速度
C.位置汽车的速度大小
D.汽车静止到警示牌的距离为10.5m
【答案】BCD
【详解】AB.设匀减速加速度为,汽车第内的位移为,则
第内的位移为,则
解得匀减速运动的加速度大小, 由上述分析可知位置汽车刚开始匀减速的初速度
而匀减速时间为
则不到第末汽车已停止,设第运动时间为,减速的加速度为,有第有
最后有
匀变速运动速度与时间关系有
联立解得,,。故A错误,B正确;
CD.段位移大小为,由图像的面积的意义为
可知在图像可知
解得位置汽车的速度大小
司机的反应时间内,汽车行驶的
则总位移
故距离警示牌为,故CD 正确。
故选BCD。
12.如图所示,一物体以的初速度沿足够长的光滑斜面向上做匀变速运动,经过速度大小变为,在这内该物体的( )
A.位移大小可能为 B.路程可能为
C.平均速度大小可能为 D.平均速率可能为
【答案】AD
【详解】经过速度可能为,也可能为
A.位移可能为
A正确;
B.若经过速度为,则路程为
若经过速度为,则设速度由减速到,所用时间为,从到减速为0,所用时间为,则从0加速到,所用时间也为
根据
且
可得
,
路程为
B错误;
C.平均速度大小可能为
C错误;
D.平均速率可能为
D正确。
故选AD。
13.甲、乙两物体由静止开始沿一直线运动,图像如图所示。若甲、乙两物体在时相遇,则下列说法正确的是( )
A.在时,甲物体在乙物体的后面
B.在时,乙物体在甲物体的前面
C.在时,甲、乙物体间的距离为
D.时间内,两物体加速度方向相同
【答案】AC
【详解】A.乙物体的加速度为
图像与横轴所围成的面积等于物体的位移,可得内甲物体的位移为
内乙物体的位移为
由题意可知甲、乙两物体在时相遇,故在时,甲物体在乙物体的后面,并距离为,A正确;
B.内甲物体的位移为
内乙物体的位移为
由于,说明在时,甲物体刚好追上乙物体,B错误;
C.内甲物体的位移为
内乙物体的位移为
在时,甲、乙物体间的距离为,C正确;
D.由图像的切线斜率表示加速度,可知时间内,甲物体的加速度方向为负方向,乙物体的加速度方向为正方向,D错误;
故选AC。
非选择题部分
三、实验题(共2小题,共14分)
14.某学生利用如图甲所示的实验装置来研究匀变速直线运动,测量一个质量的重锤下落时的加速度值,该学生将重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器。
(1)下列是该同学正确的实验操作和计算过程,请在空白处填写:
①器材安装完毕,先接通电源,再______,让重锤自由落下,待纸带全部通过打点计时器后,关闭电源。
②取下纸带,取其中一段清晰的点,每隔一个点标出计数点如图乙所示,测出相邻计数点间的距离分别为,,,,已知实验所用交流电的频率为50Hz,则重锤运动代入数据得加速度______(结果保留3位有效数字)。
③打点计时器打下C点时纸带的速度______m/s(结果保留3位有效致字)。
(2)如果实验时交变电压频率稍有波动,从50Hz变成49Hz,而做实验的同学并不知道,仍按50Hz进行数据处理,那么③中算得的与实际值相比______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 释放纸带
(2)偏大
【详解】(1)①[1]器材安装完毕,先接通电源,再释放纸带;
②[2]重锤运动的加速度为
③[3]打点计时器打下C点时纸带的速度
(2)[1]若电源的频率从50Hz变成49Hz,而做实验的同学并不知道,仍按50Hz进行数据处理,则实际周期大于0.02s,实验时计算时间小于实际时间,因此③中算得的与实际值相比将偏大。
15.某同学在测量物块做匀变速直线运动的速度和加速度的实验中,用打点计时器打出一条纸带,并进行数据测量,用刻度尺测出如图所示的两段距离,已知打点计时器的频率为f,图中各点为连续打的点。回答下列问题:
(1)本实验应________________(填“先接通电源再释放物块”或“先释放物块再接通电源”);
(2)B点的速度为________,F点的速度为________,D点的速度________(均用题中和图中所给的已知物理量的符号来表示);
(3)物块的加速度可表示为________(用题中和图中所给的已知物理量的符号来表示)。
【答案】 先接通电源再释放物块
【详解】(1)[1]为了充分利用纸带,本实验应先接通电源再释放物块。
(2)[2][3][4]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,则B点的速度为
F点的速度为
D点的速度为
(3)[5]根据
可得物块的加速度为
四、计算题(本大题共4小题,共44分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
16.一辆汽车以v0=8m/s的速度在水平路面上匀速运动,某一时刻开始刹车,刹车后经2秒速度变为4m/s,求:
(1)刹车过程中的加速度;
(2)刹车后前进7米所用的时间;
(3)刹车后5秒内前进的距离.
【答案】(1)2m/s2;方向与初速度v0方向相反(2)1s(3)16m
【详解】(1)由加速度定义式得:
故汽车的加速度大小为,方向与初速度方向相反
(2)汽车停车所需时间:
停
把、和代入位移公式解得:
,
因为停舍去,刹车后前进7米所用的时间为1秒
(3)由上知4秒时汽车已经停止,故刹车后5秒内前进的距离等于刹车后4秒内前进的距离:
17.A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶。时A车从B车旁边驶过,A车一直以15m/s的速度做匀速直线运动;B车由静止开始行驶,0~60s内B车的加速度随时间变化的图线如图所示。求:
(1)B车在10s时的速度大小;
(2)B车在60s内行驶的路程;
(3)A、B两车第一次相遇的时间。
【答案】(1)20m/s;(2)900m;(3)20s
【详解】(1) B车在10s内做匀加速运动,则10s时的速度大小
(2) B车在10s内的位移
10s~40s的位移
40s~60s 内
总位移
(3)由,有
解得
18.一辆公交车从静止开始以做匀加速直线运动,刚出发时,距离车头反光镜的后方有一乘客以某一速度追赶这辆车。已知只有乘客离车头反光镜的距离在以内且像在镜中保留时间至少为时才能被司机看清,并能立即刹车,且刹车时的加速度大小仍为。不计公交车的长度,问:
(1)若该乘客匀速追赶该车辆的速度,且司机未看到该乘客,求该乘客与车头反光镜的最小距离;
(2)若该乘客匀速追赶该辆车的速度为,且司机刚能看清该乘客就立即刹车,求该乘客追上公交车的总时间;
(3)求该乘客想要乘上这辆车,匀速追赶的速度至少为多大?
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【详解】(1)速度相等时距离最小
解得
(2)设司机发现乘客的时间为t2
解得
根据题意可知只有乘客离车头反光镜的距离在以内且像在镜中保留时间至少为时才能被司机看清,所以在2-3s内有
此时相距
再经过时间t4追上公交车
解得
乘客追上公交车的总时间
(3)选公交车为参考系,乘客相对于车先做匀减速运动到静止后反方向做匀加速运动,要使司机从反光镜能看清乘客,须让乘客处在以内的时间至少为,根据位移关系和对称性
解得
19.2022年6月17日,中国第三艘航空母舰“福建舰”下水。福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,该舰采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置。电磁弹射技术是一种利用磁场能量将载机加速并推出舰船甲板的方法,弹射轨道铺设在甲板上,弹射时弹射器给舰载机持续的推力沿弹射轨道加速前进。
(1)采用弹射装置,舰载机起飞能获得的加速度,在弹射轨道上从静止开始匀加速直线前进,后脱离弹射轨道离舰升空。求飞机离舰时的速度大小和在跑道上滑行的距离;
(2)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,飞机钩住阻拦索后经过停下来。将这段运动视为匀减速直线运动,求此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离。
【答案】(1);
(2);
【详解】(1)舰载机从静止开始匀加速直线前进由运动学公式,有
解得
位移为
解得
(2)由运动学公式
可得
位移为
解得
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