内容正文:
课时跟踪检测(二) 匀变速直线运动的规律
1.(2025·全国卷)我国自主研发的CR450动车组试验时的速度可达450 km/h。若以120 m/s的初速度在平直轨道上行驶的CR450动车组,匀减速运行14.4 km后停止,则减速运动中其加速度的大小为 ( )
A.0.1 m/s2 B.0.5 m/s2
C.1.0 m/s2 D.1.5 m/s2
2.(2025·山东济南模拟)一人驾驶汽车沿平直路面以速度v0匀速行驶,看到前方绿灯已经开始倒计时,司机立即刹车,经2t时间刚好停在停车线前。若减速过程为两段匀减速运动,0~t时间内的加速度为t~2t时间内加速度的2倍,则减速阶段汽车行驶的路程为 ( )
A.v0t B.v0t
C.v0t D.v0t
3.(2025·安徽高考)汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x,接着在t时间内做匀速运动,最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为8x,则 ( )
A.x=at2 B.x=at2
C.x=at2 D.x=at2
4.(2025·广西南宁三模)如图是位于南宁市东南郊的两座邕江大桥,近处为公路桥,远处更高大的是铁路桥。公路桥所用吊杆为高强度平行钢丝,吊点等间距分布,相邻吊点之间的水平距离为d。一辆汽车正在匀加速通过公路桥,依次经过相邻的1~5号吊杆。设车头以速度v经过2号吊杆,经过时间t,车头以3v经过5号吊杆。则汽车的加速度大小为 ( )
A. B.
C. D.
5.(2025·云南楚雄模拟预测)一辆汽车在平直公路上匀速行驶,快到十字路口时遇上红灯进行制动刹车,做匀减速直线运动,某摄像爱好者在路旁利用相机对汽车从制动开始每隔1 s持续拍照,结束后按一定比例测出了在0~1 s和2~3 s两段时间内汽车运动的位移分别为x1=9 m、x3=5 m,合成后的照片如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.汽车制动后加速度大小为4 m/s2
B.汽车制动后第4 s内的平均速度为4 m/s
C.汽车制动前匀速运动的速度为12 m/s
D.汽车制动后6 s内的位移为25 m
6.(2024·山东高考)如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度为L,通过A点的时间间隔为Δt1;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为Δt2。Δt2∶Δt1为 ( )
A.(-1)∶(-1) B.(-)∶(-1)
C.(+1)∶(+1) D.(+)∶(+1)
7.(多选)如图所示,质点在O点由静止开始先做匀加速直线运动,加速度大小为a1,经过时间t运动到A点,速度大小为v1,再以加速度大小a2继续做匀变速直线运动,又经过时间2t运动到B点,速度大小为v2。已知OA=2BO,则 ( )
A.= B.=
C.= D.=
8.(2025·内蒙古包头模拟)某同学在高铁站乘车,高铁列车进站过程做匀减速直线运动,该同学最终恰位于列车正中间,如图所示,第4节车厢经过该同学所在位置所需的时间为t。出站时列车做匀加速直线运动,若车厢长度相同,列车加、减速过程加速度大小相等。则图示列车离开图示站台所需的总时间为 ( )
A.t B.2t
C.2t D.3t
9.港珠澳跨海大桥总长55公里,创下世界最长跨海大桥的记录。如图是港珠澳大桥上四段长为d的等跨钢箱连续梁桥,若汽车从a点开始做匀减速直线运动,恰好运动到e点静止,则 ( )
A.通过a点和c点的速度之比为2∶1
B.ae段的平均速度等于c点的瞬时速度
C.通过ad段和de段的时间之比为1∶1
D.ab段的速度变化量大于bc段的速度变化量
10.(9分)(2025·福建高考)某运动员训练为直线运动,其v⁃t图像如图所示,各阶段图像均为直线。求:
(1)0~2 s内的平均速度;(3分)
(2)44.2~46.2 s内的加速度;(3分)
(3)44.2~46.2 s内的位移。(3分)
11.(12分)分拣机器人在智能系统的调度下,能够自主规划路线,确保高效、准确的分拣作业。如图所示为某次分拣过程示意图,机器人从A处由静止出发沿两段直线路径AB、BC运动到C处停下,再将货物从托盘卸到分拣口。已知机器人最大运行速率为vm=3 m/s,机器人加速或减速运动时的加速度大小均为a=2.5 m/s2,AB距离为x1=6 m,BC距离为x2=2.5 m,机器人途经B处时的速率为零,要求机器人能在最短时间内到达分拣口。求:
(1)机器人从A到B过程中,从静止加速到最大运行速率vm所需时间t0;(3分)
(2)机器人从A运动到B的时间t1;(4分)
(3)机器人从B运动到C的平均速度大小。(5分)
答案
课时跟踪检测(二)
1.选B 根据速度与位移关系式可得0-=-2ax,其中v0=120 m/s,x=14 400 m,可得减速运动中其加速度的大小a=0.5 m/s2,故选B。
2.选C 设0~t时间内的加速度大小为2a,则t~2t时间内的加速度大小为a,可知t时刻汽车的速度大小为v=v0-2at=at,解得v=v0,可得减速阶段汽车行驶的路程为x=t+×t=v0t,故选C。
3.选A 设汽车做匀加速直线运动的时间为t',做匀速运动的速度为v,匀加速直线运动阶段,由平均速度公式有x=t',根据逆向思维,匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移,则匀速直线运动阶段有8x-x-x=vt,联立解得t'=,再根据x=at'2,解得x=at2,A正确,B、C、D错误。
4.选B 做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于这段时间内初、末时刻速度矢量和的一半,且等于中间时刻的瞬时速度。汽车由2号吊杆运动到5号吊杆所用时间为t,则有==,解得v=,则加速度大小a==,故选B。
5.选D 根据匀变速直线运动的位移差公式可得汽车制动后做匀减速运动的加速度大小为a== m/s2=2 m/s2,故A错误;汽车制动后第4 s内的位移满足x3-x4=aT2,解得x4=3 m,则平均速度为== m/s=3 m/s,故B错误;汽车制动后经0.5 s时的速度v0.5== m/s=9 m/s,汽车制动时的初速度为v0=v0.5+at0.5= m/s=10 m/s,故C错误;汽车制动到停下来用时t==5 s,汽车制动后6 s内的位移为x==25 m,故D正确。
6.选A 木板在光滑斜面上运动时,木板的加速度不变,设木板的加速度为a,木板从静止释放至下端到达A点的过程,根据运动学公式有L=a,木板从静止释放至上端到达A点的过程,当木板长度为L时,有2L=a,当木板长度为2L时,有3L=a,又Δt1=t1-t0,Δt2=t2-t0,联立解得Δt2∶Δt1=∶,故选A。
7.选AD 设由O到A为正方向,OA=2BO=2L,质点由O到A过程,2L=a1t2,速度大小为v1=a1t,再以加速度大小a2经过时间2t运动到B点,-3L=v1×2t-a2(2t)2,速度大小为v2=,整理得=,=,故选A、D。
8.选C 设单节车厢的长度为L,列车加速度大小为a,根据题述过程可知,可将第4节车厢经过该同学的过程反向看成初速度为0的匀加速直线运动,有L=at2,列车出站过程做初速度为0的匀加速直线运动,离开站台时列车的位移为8L,有8L=a,联立解得t1=2t,故选C。
9.选C 将运动过程反向看成从e到a的初速度为零的匀加速过程,有=2a·4d,=2a·2d,可得=,故A错误;根据匀变速直线运动规律,ae段的平均速度为==≠vc=2,故B错误;根据初速度为零的匀变速直线运动推论可知相邻相等时间内的位移比为1∶3∶5∶…,由于ad段和de段的位移之比为3∶1,故时间之比为1∶1,故C正确;根据=2a·3d,可得b点的速度为vb=,故ab段的速度变化量大小为Δvab=-,bc段的速度变化量大小为Δvbc=-,即Δvab<Δvbc,故D错误。
10.解析:(1)0~2 s内的平均速度大小= m/s=2.4 m/s,方向与正方向相同。
(2)44.2~46.2 s内的加速度大小a= m/s2=0.1 m/s2,方向与正方向相同。
(3)44.2~46.2 s内的位移大小x= m=4.2 m,方向与正方向相同。
答案:(1)2.4 m/s,方向与正方向相同
(2)0.1 m/s2,方向与正方向相同
(3)4.2 m,方向与正方向相同
11.解析:(1)机器人从A到B过程中,从静止加速到最大运行速率vm所需时间t0== s=1.2 s。
(2)机器人从A运动到B的过程,加速运动位移x11=t0=1.8 m
减速运动位移x12=t0=1.8 m
匀速运动时间t'==0.8 s
则机器人从A运动到B的时间t1=t0+t0+t'=3.2 s。
(3)由于x11+x12>x2,机器人从B运动到C的过程不能加速到最大速率vm,设机器人加速到v1后开始减速,加速与减速过程中时间和位移大小相等,设机器人从B运动到C的时间为t2,则
x2=2×,t2=2×,=
解得=1.25 m/s。
答案:(1)1.2 s (2)3.2 s (3)1.25 m/s
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