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1、2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)七 勻變速直線運動的規(guī)律
1.對以a=2 m/s2做勻加速直線運動的物體,下列說法正確的是( )
A.在任意1 s內(nèi)末速度比初速度大2 m/s
B.第n s末的速度比第1 s末的速度大2n m/s
C.2 s末速度是1 s末速度的2倍
D.n s時的速度是s時速度的2倍
解析:加速度是2 m/s2,即每秒速度變化2 m/s,經(jīng)ts速度變化2t m/s,所以很明顯A正確;第n s末的速度比第1 s末的速度大2(n-1) m/s,B錯;因為物體不一定是從靜止開始做勻加速運動,所以C?D說法不正確.
答案:A
2.一質(zhì)點沿直線
2、Ox做加速運動,它離開O點的距離x隨時間t的變化關(guān)系為x=5+2t3,其中x的單位是m,t的單位是s.它的速度v隨時間t變化的關(guān)系為v=6t2,v的單位是 m/s,t的單位是s.設(shè)該質(zhì)點在t=0到t=2 s間的平均速度為v1,t=2 s到t=3 s間的平均速度為v2,則( )
A.v1=12 m/s,v2=39 m/s
B.v1=8 m/s,v2=38 m/s
C.v1=12 m/s,v2=19.5 m/s
D.v1=8 m/s,v2=13 m/s
解析:根據(jù)質(zhì)點離開O點的距離x隨時間t的變化關(guān)系,可計算任一時刻質(zhì)點距O點的距離和各段時間內(nèi)位移,再由平均速度的
3、定義式v=求各段時間內(nèi)的平均速度.將t=0,t=2 s,t=3 s分別代入x=5+3t3,可得t=0時質(zhì)點距O點距離x0=5 m,t=2 s時質(zhì)點距O點距離x2=21 m,t=3 s時質(zhì)點距O點距離x3=59 m,所以在t=0到t=2 s間的平均速度為v1= m/s=8 m/s
在t=2 s到t=3 s間的平均速度為
v2= m/s=38 m/s
所以選項B正確.
答案:B
3.一個小球從斜面上的A點由靜止開始做勻加速直線運動,經(jīng)過3 s后到斜面底端B點,并開始在水平地面做勻減速直線運動,又經(jīng)過9 s停止于C點,如圖所示,設(shè)小球經(jīng)過B點時速度大小不變,則小球在斜面上運動的距離
4、與水平面上的運動的距離之比是( )
A.1: 1 B.1:2 C.1:3 D.3:1
解析:由題意知,小球在AB段的平均速度大小和在BC段上的平均速度大小相等,設(shè)為,則AB段上距離s1= t1=3,BC段上距離s2=t2=9,所以s1:s2=3:9=1:3,故選C.本題巧用平均速度求解使問題簡化.
答案:C
4.中國北方航空公司某架客機安全準(zhǔn)時降落在規(guī)定跑道上,假設(shè)該客機停止運動之前在跑道上一直做勻減速直線運動,客機在跑道上滑行距離為s,從降落到停下所需時間為t,由此可知客機降落時的速度為( )
C. D.
5、條件不足,無法確定
解析:勻減速直線運動的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度,因此有,B正確,考查勻變速直線運動的規(guī)律,由平均速度求解最簡便.
答案:B
5.如圖所示,在水平面上固定著三個完全相同的木塊,一子彈以水平速度v射入木塊,若子彈在木塊中作勻減速運動,當(dāng)穿過第三塊木塊時速度恰好為零,則子彈依次射入每個木塊時的速度比值和穿過每個木塊所用的時間比值分別是( )
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:倒過來分析,子彈向左做勻加速直線運動,初速度為零,設(shè)每塊木塊
6、的長為L,則有=2aL, 2a·2L, =2a·3L,v3、v2、v1分別表示子彈向左穿過第3?第2?第1塊木塊后的速度,則v1:v2:v3=:1,故選項B正確,由v3=at3,v2=a(t2+t3),v1=a(t1+t2+t3)得到t1:t2:t3=::1,故選項D正確,所以本題正確選項為B、D.
答案:BD
6.一個質(zhì)點正在做勻加速直線運動,現(xiàn)用固定的照相機對該質(zhì)點進(jìn)行閃光照相,閃光時間間隔為1s.分析照片得到的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)質(zhì)點在第1次?第2次閃光的時間間隔內(nèi)移動了2m;在第3次?第4次閃光的時間間隔內(nèi)移動了8m,由此可求得( )
A.第1次閃光時質(zhì)點的速度
B.質(zhì)點運動的加速
7、度
C.從第2次閃光到第3次閃光這段時間內(nèi)質(zhì)點的位移
D.質(zhì)點運動的初速度
解析:根據(jù)公式x3-x1=2at2=常數(shù),可以求出質(zhì)點的加速度為3 m/s2;由Δx=at2=常數(shù),可得2?3次閃光時間內(nèi)質(zhì)點的位移為5m;利用公式v=可以求出第2?3次閃光時的速度分別為v2=3.5 m/s,v3=6.5 m/s,再利用公式v2=v1+at得第1次閃光時速度v1=0.5 m/s.但質(zhì)點從何時運動,題目中沒有告訴,所以不能求出初速度.
答案:ABC
7.兩木塊自左向右運動,現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光,記錄下木塊每次曝光時的位置,如圖所示,連續(xù)兩次曝光的時間間隔是相等的,由圖可知
8、( )
A.在時刻t2以及時刻t5兩木塊速度相同
B.在時刻t1兩木塊速度相同
C.在時刻t3和時刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同
D.在時刻t4和時刻t5之間某瞬間兩木塊速度相同
解析:由題圖看出上邊那個物體相鄰相等時間內(nèi)的位移之差為恒量,可以判定其做勻變速直線運動;下邊那個物體明顯地是做勻速運動.由于t2及t5時刻兩物體位置相同,說明這段時間內(nèi)它們的位移相等,因此其中間時刻的瞬時速度相等,這個中間時刻顯然在t3?t4之間,因此本題選C.
答案:C
8.汽車剎車后開始做勻減速運動,第1 s內(nèi)和第2 s內(nèi)的位移分別為3 m和2 m,那么從2 s末開始,汽車還能繼續(xù)向前滑行
9、的最大距離是( )
A.1.5 m B.1.25 m
C.1.125 m D.1 m
解析:汽車的加速度為a= m/s2=1 m/s2,汽車在第1s末的速度為v1= m/s=2.5 m/s,從2 s末開始汽車還能運動的最大距離s=-2=1.125 m,C正確.考查考生靈活運用勻變速直線運動的特殊規(guī)律的能力,加速度的作用一定要注意.
答案:C
9.小明駕駛汽車以v=20 m/s的速度勻速行駛,突然前面有緊急情況,如圖所示,小明緊急剎車,加速度大小為4 m/s2.求汽車6 s末的速度.
解析:在式子v=v0+at中有四個物理
10、量,題目中出現(xiàn)了其中的三個,即v0=20 m/s,a=-4 m/s2,t=6 s代入公式中,解得:v=v0+at=20+(-4)×6=-4 m/s.
意思是車正以4 m/s的速度后退,這顯然與實際現(xiàn)象違背.根據(jù)題意知,剎車一段時間(t=s=5 s)后,汽車速度減為零,以后就會靜止,不會后退,故所求速度v=0.
答案:0
10.一同學(xué)在探究勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系時,利用了如圖所示的裝置,設(shè)該同學(xué)使小球以2 m/s的速度從A點滑上光滑的斜面,到達(dá)B點后返回,如果整個過程中小球的加速度為4 m/s2,且方向始終沿斜面向下,試求出小球從A點出發(fā)經(jīng)1.5 s時的速度.
11、
解析:解法一:分段法,小球從A點到達(dá)B點所用的時間為t1= s=0.5 s
小球從B點再下滑的時間為
t2=t-t1=1.5 s-0.5 s=1 s
則小球從A點出發(fā)經(jīng)1.5 s時的速度為v=0+at2=0+4×1 m/s=4 m/s
方向沿斜面向下.
解法二:整體法,小球在整個過程中加速度大小始終為4 m/s2,且方向始終沿斜面向下,所以小球在向上和向下運動的整個過程中做勻變速直線運動,如果取初速度v0的方向為正方向,則有v=v0+at=2 m/s+(-4)×1.5 m/s=-4 m/s.
負(fù)號說明小球的速度方向與規(guī)定的正方向相反,即沿斜面向下.
答案:4
12、 m/s,方向沿斜面向下
11.一質(zhì)點從A點開始運動,沿直線運動到B點停止,在運動過程中,物體能以a1=6.4 m/s2的加速度加速,也能以a2=1.6 m/s2的加速度減速,也可以做勻速直線運動.若AB間的距離為1.6 km,質(zhì)點應(yīng)該怎樣運動,才能使它的運動時間最短,最短時間為多少?
解析:根據(jù)題意,質(zhì)點運動方式可能有:①先做一段時間的勻加速運動,中間經(jīng)歷一段時間的勻速直線運動,最后做勻減速運動至B點速度正好為零.②中間不經(jīng)歷勻速運動,先勻加速一段時間,后做勻減速運動停在B點.分別作出兩種運動的v-t圖象,考慮到位置相等(兩斜線部分的面積應(yīng)相等).從圖中容易看出第二種運動方式時間最短
13、.由圖中可看出t1?t2兩段時間內(nèi)的平均速度為v0/2,則
又因為:v0=a1t1=a2t2
有:v0(a1+a2)=v0a1+v0a2=a2a1t1+a1a2t2=a1a2t和v0=.
所以:t==50 s
故應(yīng)先勻加速運動,再勻減速運動;最短時間為50 s.
答案:先勻加速運動,再勻減速運動 50 s
12.某城市交通部門規(guī)定汽車在市區(qū)某些街道行駛速度不超過36 km/h,一輛汽車在該水平路段急剎車時車輪抱死,沿直線滑行一段距離后停止,交警測得車輪在地面上滑行的軌跡長s=10 m,從手冊中查出該車車輪與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.72,g取10 m/s2.
(1)請你通過
14、計算判斷汽車是否超速行駛;
(2)目前,有一種先進(jìn)的汽車制動裝置,可保證車輪在制動時不被抱死,使車輪仍有一定的滾動,安裝了這種防抱死裝置的汽車,在緊急剎車時可獲得比車輪抱死更大的制動力,從而使剎車距離大大減小,假設(shè)汽車安裝防抱死裝置后剎車制動力恒為F,駕駛員的反應(yīng)時間為t,汽車的質(zhì)量為m,汽車剎車前勻速行駛的速度為v,試推出駕駛員發(fā)現(xiàn)情況后,緊急剎車時的安全距離x的表達(dá)式.
解析:(1)汽車剎車且車輪抱死后,汽車受滑動摩擦力做勻減速運動.汽車的加速度a=μg
因0-v02=-2as,所以v0=12 m/s>10 m/s可知此汽車超速.
(2)剎車距離由兩部分組成,一是司機在反應(yīng)時間內(nèi)汽車行駛的距離x1,二是剎車后勻減速行駛的距離x2,則x=x1+x2=vt+ a=F/m
則x=vt+.
答案:(1)超速 (2)vt+