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1、2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)七 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
1.對(duì)以a=2 m/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng)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(shí)的速度是s時(shí)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(cuò);因?yàn)槲矬w不一定是從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),所以C?D說法不正確.
答案:A
2.一質(zhì)點(diǎn)沿直線
2、Ox做加速運(yùn)動(dòng),它離開O點(diǎn)的距離x隨時(shí)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)離開O點(diǎn)的距離x隨時(shí)間t的變化關(guān)系,可計(jì)算任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)距O點(diǎn)的距離和各段時(shí)間內(nèi)位移,再由平均速度的
3、定義式v=求各段時(shí)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(shí)質(zhì)點(diǎn)距O點(diǎn)距離x0=5 m,t=2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)距O點(diǎn)距離x2=21 m,t=3 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)距O點(diǎn)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(xiàng)B正確.
答案:B
3.一個(gè)小球從斜面上的A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過3 s后到斜面底端B點(diǎn),并開始在水平地面做勻減速直線運(yùn)動(dòng),又經(jīng)過9 s停止于C點(diǎn),如圖所示,設(shè)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度大小不變,則小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的距離
4、與水平面上的運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)化.
答案:C
4.中國北方航空公司某架客機(jī)安全準(zhǔn)時(shí)降落在規(guī)定跑道上,假設(shè)該客機(jī)停止運(yùn)動(dòng)之前在跑道上一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng),客機(jī)在跑道上滑行距離為s,從降落到停下所需時(shí)間為t,由此可知客機(jī)降落時(shí)的速度為( )
C. D.
5、條件不足,無法確定
解析:勻減速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,因此有,B正確,考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,由平均速度求解最簡(jiǎn)便.
答案:B
5.如圖所示,在水平面上固定著三個(gè)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(yùn)動(dòng),當(dāng)穿過第三塊木塊時(shí)速度恰好為零,則子彈依次射入每個(gè)木塊時(shí)的速度比值和穿過每個(gè)木塊所用的時(shí)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(yùn)動(dòng),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(xiàng)B正確,由v3=at3,v2=a(t2+t3),v1=a(t1+t2+t3)得到t1:t2:t3=::1,故選項(xiàng)D正確,所以本題正確選項(xiàng)為B、D.
答案:BD
6.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)正在做勻加速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用固定的照相機(jī)對(duì)該質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行閃光照相,閃光時(shí)間間隔為1s.分析照片得到的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)在第1次?第2次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動(dòng)了2m;在第3次?第4次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動(dòng)了8m,由此可求得( )
A.第1次閃光時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度
B.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速
7、度
C.從第2次閃光到第3次閃光這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移
D.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初速度
解析:根據(jù)公式x3-x1=2at2=常數(shù),可以求出質(zhì)點(diǎn)的加速度為3 m/s2;由Δx=at2=常數(shù),可得2?3次閃光時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為5m;利用公式v=可以求出第2?3次閃光時(shí)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(shí)速度v1=0.5 m/s.但質(zhì)點(diǎn)從何時(shí)運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置,如圖所示,連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的,由圖可知
8、( )
A.在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同
B.在時(shí)刻t1兩木塊速度相同
C.在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同
D.在時(shí)刻t4和時(shí)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(gè)物體相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量,可以判定其做勻變速直線運(yùn)動(dòng);下邊那個(gè)物體明顯地是做勻速運(yùn)動(dòng).由于t2及t5時(shí)刻兩物體位置相同,說明這段時(shí)間內(nèi)它們的位移相等,因此其中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度相等,這個(gè)中間時(shí)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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)的最大距離s=-2=1.125 m,C正確.考查考生靈活運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(gè)物理
10、量,題目中出現(xiàn)了其中的三個(gè),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(shí)際現(xiàn)象違背.根據(jù)題意知,剎車一段時(shí)間(t=s=5 s)后,汽車速度減為零,以后就會(huì)靜止,不會(huì)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(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系時(shí),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(diǎn)滑上光滑的斜面,到達(dá)B點(diǎn)后返回,如果整個(gè)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(diǎn)出發(fā)經(jīng)1.5 s時(shí)的速度.
11、
解析:解法一:分段法,小球從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)所用的時(shí)間為t1= s=0.5 s
小球從B點(diǎn)再下滑的時(shí)間為
t2=t-t1=1.5 s-0.5 s=1 s
則小球從A點(diǎn)出發(fā)經(jīng)1.5 s時(shí)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(gè)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(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中做勻變速直線運(yùn)動(dòng),如果取初速度v0的方向?yàn)檎较?則有v=v0+at=2 m/s+(-4)×1.5 m/s=-4 m/s.
負(fù)號(hào)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(diǎn)從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng),沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)停止,在運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng).若AB間的距離為1.6 km,質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該怎樣運(yùn)動(dòng),才能使它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,最短時(shí)間為多少?
解析:根據(jù)題意,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方式可能有:①先做一段時(shí)間的勻加速運(yùn)動(dòng),中間經(jīng)歷一段時(shí)間的勻速直線運(yùn)動(dòng),最后做勻減速運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)速度正好為零.②中間不經(jīng)歷勻速運(yùn)動(dòng),先勻加速一段時(shí)間,后做勻減速運(yùn)動(dòng)停在B點(diǎn).分別作出兩種運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方式時(shí)間最短
13、.由圖中可看出t1?t2兩段時(shí)間內(nèi)的平均速度為v0/2,則
又因?yàn)?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(yùn)動(dòng),再勻減速運(yùn)動(dòng);最短時(shí)間為50 s.
答案:先勻加速運(yùn)動(dòng),再勻減速運(yùn)動(dòng) 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(shí)車輪抱死,沿直線滑行一段距離后停止,交警測(cè)得車輪在地面上滑行的軌跡長s=10 m,從手冊(cè)中查出該車車輪與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.72,g取10 m/s2.
(1)請(qǐng)你通過
14、計(jì)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(dòng)裝置,可保證車輪在制動(dòng)時(shí)不被抱死,使車輪仍有一定的滾動(dòng),安裝了這種防抱死裝置的汽車,在緊急剎車時(shí)可獲得比車輪抱死更大的制動(dòng)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(dòng)力恒為F,駕駛員的反應(yīng)時(shí)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(shí)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(dòng)摩擦力做勻減速運(yùn)動(dòng).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(jī)在反應(yīng)時(shí)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+