鲁科版高中物理必修第一册课时检测9习题课一匀变速直线运动的推论含解析
展开匀变速直线运动的推论
1.做匀减速直线运动的物体经4 s停止,若在第1 s内的位移是14 m,则最后1 s内的位移是( )
A.3.5 m B.2 m
C.1 m D.0
解析:选B 根据初速度为零的匀加速直线运动在相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7∶…可知,该物体在第1 s内的位移与第4 s内的位移之比为7∶1,即=,解得s1=2 m,故选B。
2.一个向正东方向做匀变速直线运动的物体,在第3 s内发生的位移为8 m,在第5 s内发生的位移为5 m,则关于物体运动加速度的描述正确的是( )
A.大小为3 m/s2,方向为正东方向
B.大小为3 m/s2,方向为正西方向
C.大小为1.5 m/s2,方向为正东方向
D.大小为1.5 m/s2,方向为正西方向
解析:选D 设第3 s内、第5 s内的位移分别为s3、s5,则s5-s3=2aT2,解得a=-1.5 m/s2,负号表示a的方向与初速度方向相反,为正西方向,D正确。
3.(多选)物体做匀加速直线运动,在时间T内通过位移s1到达A点,接着在时间T内又通过位移s2到达B点,则物体( )
A.在A点的速度大小为
B.在B点的速度大小为
C.运动的加速度为
D.运动的加速度为
解析:选AB 匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则vA==,A正确;设物体的加速度为a,则s2-s1=aT2,所以a=,C、D均错误;物体在B点的速度大小为vB=vA+aT,代入数据得vB=,B正确。
4.汽车刹车后做匀减速直线运动,经过3 s停止运动,那么汽车在先后连续相等的三个1 s内通过的位移之比s1∶s2∶s3为( )
A.1∶2∶3 B.5∶3∶1
C.1∶4∶9 D.3∶2∶1
解析:选B 根据初速度为零的匀加速直线运动的特点,该逆过程在三个连续1 s内的位移之比为1∶3∶5。所以刹车过程在连续相等的三个1 s内的位移之比为5∶3∶1。
5.一物体从斜面顶端由静止开始匀加速滚下,到达斜面中点用时1 s,速度为2 m/s,则下列说法正确的是( )
A.斜面长度为1 m
B.斜面长度为2 m
C.物体在斜面上运动的总时间为2 s
D.到达斜面底端时的速度为4 m/s
解析:选B 物体从斜面顶端到斜面中点过程的平均速度==1 m/s,且=t1=1 m,则斜面长度L=2 m,故A错误,B正确;设物体到达中点用时为t1,到达底端用时为t2,则根据初速度为0的匀加速直线运动的推论可知t1∶t2=1∶,所以t2= s,故C错误;根据v=2a·,v=2aL,计算得出v底=v中=2 m/s,故D错误。
6.一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动。开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m。则刹车后6 s内的位移是( )
A.20 m B.24 m
C.25 m D.75 m
解析:选C 由Δs=aT2得a== m/s2=-2 m/s2,由=v知v0.5=9 m/s。由运动学公式vt=v0+at得v0=v0.5-at0.5=9 m/s-(-2)×0.5 m/s=10 m/s,故汽车刹车时间tm==5 s<6 s,6 s内发生的位移s=tm=5×5 m=25 m,选项C正确。
7.(多选)如图所示,我国的“复兴号”列车正在飞驰运行,列车在匀加速运动过程中,从计时开始,通过第一个60 m所用时间是10 s。通过第二个60 m所用时间是6 s。则( )
A.动车组的加速度为0.5 m/s2,接下来的6 s内的位移为78 m
B.动车组的加速度为1 m/s2,接下来的6 s内的位移为96 m
C.动车组计时开始的速度为3.5 m/s
D.动车组计时开始的速度为2.5 m/s
解析:选AC 第一个60 m内中间时刻的瞬时速度v1==6 m/s,第二个60 m内中间时刻的瞬时速度v2==10 m/s,则动车组的加速度a==0.5 m/s2。根据Δs=aT2得,接下来6 s内的位移s3=s2+aT2=60 m+0.5×36 m=78 m,故A正确,B错误。动车组的初速度v0=v1-a=6 m/s-0.5× m/s=3.5 m/s,故C正确,D错误。
8.(多选)如图所示,光滑斜面AE被分成四个长度相等的部分,即AB=BC=CD=DE,一物体从A点由静止释放做匀加速运动,下列结论中正确的是( )
A.物体到达B、C、D、E点的速度之比为1∶2∶3∶4
B.物体到达各点经历的时间tE=2tB=tC= tD
C.物体从A运动到E全过程的平均速度等于vB
D.物体通过每一部分时,其速度增量vB-vA=vC-vB=vD-vC=vE-vD
解析:选BC 由初速度为零的匀加速运动的推论有tB∶tC∶tD∶tE=1∶∶∶2,物体到达各点的速率之比为1∶∶∶2,又因为vt=at,物体到达各点所经历的时间tE=2tB=tC= tD,故A错误,B正确;物体从A运动到E的全过程平均速度等于中间时刻的瞬时速度,AB与BE的位移之比为1∶3,可知B点为AE段的中间时刻,则物体从A运动到E全过程的平均速度v=vB,故C正确;物体通过每一部分时,所用时间不同,则其速度增量不同,故D错误。
9.做匀加速直线运动的物体途中依次经过A、B、C三点,已知AB=BC=(l未知),AB段和BC段的平均速度分别为v1=3 m/s、v2=6 m/s。
(1)物体经B点时的瞬时速度vB为多大?
(2)若物体的加速度a=2 m/s2,试求AC段的距离l。
解析:(1)设物体经A、B、C三点时的速度分别为vA、vB、vC
AB段有=v1,BC段有=v2
AC全程,B为中间位置,则vB=
联立以上三式得vB=5 m/s,vA=1 m/s,vC=7 m/s。
(2)对于AC全程,距离l==12 m。
答案:(1)5 m/s (2)12 m
10.物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为16 m的路程,第一段用时4 s,第二段用时2 s,则物体的加速度是( )
A. m/s2 B. m/s2
C. m/s2 D. m/s2
解析:选B 物体做匀加速直线运动,第一段时间内的平均速度为v1== m/s=4 m/s,即第2 s末的瞬时速度;第二段时间内的平均速度为v2== m/s=8 m/s,即第(4+1)s=5 s末的瞬时速度。根据加速度的定义可得物体的加速度为a== m/s2= m/s2。故选项B正确。
11.如图所示,遥控赛车静止在A点,现通过遥控使其做加速度为2 m/s2的匀加速直线运动,遥控赛车通过BC段的时间为0.2 s,已知BC段长0.44 m,整个过程遥控赛车可看成质点,则AB段长( )
A.0.6 m B.1.0 m
C.1.2 m D.2.0 m
解析:选B 先求遥控赛车在BC段中点时刻的速度,v== m/s=2.2 m/s,再求由A到此时刻所用时间t′,由v=at′得t′==1.1 s,则遥控赛车在AB段用时t=t′-tBC=(1.1-0.1)s=1 s,则AB段长s=at2=×2×12 m=1.0 m,选项B正确。
12.(多选)如图所示,在水平面上固定着四个完全相同的木块,一颗子弹以水平速度v射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第四个木块(D位置)时速度恰好为零,下列说法正确的是( )
A.子弹从O运动到D全过程的平均速度小于在B点的瞬时速度
B.子弹通过每一木块时,其速度变化量vA-vO=vB-vA=vC-vB=vD-vC
C.子弹到达各点的速率之比为vO∶vA∶vB∶vC=2∶∶∶1
D.子弹从进入木块到到达各点经历的时间之比为tA∶tB∶tC∶tD=1∶∶∶2
解析:选AC 全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,根据匀变速直线运动的推论可知,中间时刻的瞬时速度一定小于中间位置的瞬时速度,故A正确;由于子弹的速度越来越小,穿过每一块木块的时间不相等,则速度的变化量不相等,故B错误;将子弹的运动视为反向初速度为零的匀加速直线运动,则由v2=2as可知,通过C、B、A、O的速度之比为1∶∶∶2,子弹到达各点的速率之比为vO:vA∶vB∶vC=2∶∶∶1,故C正确;将子弹的运动视为反向初速度为零的匀加速直线运动,则由s=at2可知,反向通过各点所用时间之比为1∶∶∶2,子弹从进入木块到到达各点所经历的时间之比为tA∶tB∶tC∶tD=(2-)∶(2-)∶1∶2,故D错误。
13.(多选)物体做直线运动,在t时间内通过的位移为s,在中间位置处的速度为v1,在中间时刻处的速度为v2,则关于v1和v2的关系,下列说法错误的是( )
A.当物体做匀加速直线运动时,v1>v2
B.当物体做匀减速直线运动时,v1>v2
C.当物体做匀变速直线运动时,v1<v2
D.当物体做匀减速直线运动时,v1<v2
解析:选CD 物体做匀变速直线运动,有v-v=2as,v2-v=2a·,由以上两式得v= 。物体在中间时刻的速度v=。讨论:由于v=,v= ,则v2-v2=-=≥0,且仅当v0=vt时等号成立,故只要物体做匀变速直线运动,则一定有v>v,即v2>v1。故C、D正确。
14.从斜面上某一位置每隔0.1 s释放一个相同的小球,释放后小球做匀加速直线运动,在连续释放几个后,对在斜面上滚动的小球拍下如图所示的照片,测得sAB=15 cm,sBC=20 cm。试问:
(1)小球的加速度是多大?
(2)拍摄时小球B的速度是多大?
(3)拍摄时sCD是多大?
解析:(1)由推论Δs=aT2可知,小球的加速度为a====5 m/s2。
(2)由题意知B点对应AC段的中间时刻,可知B点的速度等于AC段上的平均速度,即vB=AC===1.75 m/s。
(3)由于连续相等时间内的位移差恒定,sCD-sBC=sBC-sAB,所以sCD=2sBC-sAB=2×20×10-2 m-15×10-2 m=0.25 m。
答案:(1)5 m/s2 (2)1.75 m/s (3)0.25 m