高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系课时作业
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 匀变速直线运动的速度与时间的关系课时作业,共10页。试卷主要包含了见解析等内容,欢迎下载使用。
1.做直线运动的物体,如果__________不变,就叫做匀变速直线运动.匀变速直线运动的v-t图象是____________.
2.对匀变速直线运动来说,速度v与时间t的关系式为__________,其中若v0=0,则公式变为________;若加速度a=0,则公式变为________,表示物体做的是__________直线运动.
3.应用匀变速直线运动的速度公式v=v0+at进行计算时,一般以__________________________的方向为正方向,当物体做加速运动时,a为______值;当物体做减速运动时,a为______值.
4.
图1
(1)匀速直线运动的v-t图象是一条平行于________的直线,如图1所示.
(2)匀变速直线运动的v-t图象是一条________的直线,如图2所示a表示匀加速直线运动,b表示匀减速直线运动.
图2
(3)v-t图线的倾斜程度,即________表示物体的加速度.
5.如下图所示的四个图象中,表示物体做匀加速直线运动的图象是( )
6.汽车在平直公路上以10 m/s的速度做匀速直线运动,由于接到任务,需加速前进,其加速度大小为3 m/s2,则汽车加速4 s,其速度为多大?加速5 s后呢?
【概念规律练】
知识点一 匀变速直线运动的概念
1.下列关于匀变速直线运动的说法正确的是( )
A.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度方向总是相同的
B.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度变化的方向总是相同的
C.做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越大,加速度越大
D.做匀变速直线运动的物体,它的速度变化在单位时间内越大,加速度越大
2.某运动物体做匀变速直线运动,加速度大小为0.6 m/s2,那么在任意1 s内( )
A.此物体的末速度一定等于初速度的0.6倍
B.此物体任意1 s的初速度一定比前1 s末的速度大0.6 m/s
C.此物体在每1 s内的速度变化为0.6 m/s
D.此物体在任意1 s内的末速度一定比初速度大0.6 m/s
知识点二 匀变速直线运动速度公式的应用
3.一物体做匀变速直线运动,初速度为2 m/s,加速度大小为1 m/s2,则经1 s后,其末速度( )
A.一定为3 m/s B.一定为1 m/s
C.可能为1 m/s D.不可能为1 m/s
4.一质点从静止开始以1 m/s2的加速度做匀加速运动,经5 s后做匀速运动,最后2 s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度是多大?减速运动时的加速度是多大?
知识点三 v-t图象的应用
5.
图3
如图3所示是某质点的v-t图象,则下列说法中正确的是( )
①前2 s物体做匀加速运动,后3 s物体做匀减速运动
②2~5 s内物体静止
③前2 s和后3 s内速度的增量均为5 m/s
④前2 s的加速度是2.5 m/s2,后3 s的加速度是-eq \f(5,3) m/s2
A.①② B.②③
C.①④ D.②④
6.甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动的v-t图象如图4所示,下列判断正确的是( )
图4
A.甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动
B.两物体相遇的时刻分别在1 s末和4 s末
C.乙在前2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动
D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反
【方法技巧练】
一、利用v—t图象分析物体运动的技巧
7.
图5
如图5所示,请回答:
(1)图线①②分别表示物体做什么运动?
(2)①物体3 s内速度的改变量是多少,方向与速度方向有什么关系?
(3)②物体5 s内速度的改变量是多少?方向与其速度方向有何关系?
(4)①②物体的运动加速度分别为多少?方向如何?
(5)两图象的交点A的意义.
二、汽车刹车类问题的分析方法
8.汽车以40 km/h的速度匀速行驶.
(1)若汽车以0.6 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少?
(2)若汽车刹车以0.6 m/s2的加速度减速,则10 s后速度减为多少?
(3)若汽车刹车以3 m/s2的加速度减速,则10 s后速度为多少?
1.下列有关匀变速直线运动的认识,其中观点正确的是( )
A.物体在一条直线上运动,若在相等的时间内通过的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动
B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动
C.匀变速直线运动是速度变化量为零的运动
D.匀变速直线运动的加速度是一个恒量
2.关于直线运动,下列说法中正确的是( )
A.匀速直线运动的速度是恒定的,不随时间而改变
B.匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变
C.速度随时间不断增加的运动,叫匀加速直线运动
D.速度随着时间均匀减小的运动,通常叫做匀减速直线运动
3.在匀变速直线运动中,下列说法中正确的是( )
A.相同时间内位移的变化相同
B.相同时间内速度的变化相同
C.相同时间内速率的变化相同
D.相同路程内速度的变化相同
4.一辆匀加速行驶的汽车,经过路旁两根电线杆共用5 s时间,汽车的加速度为2 m/s2,它经过第2根电线杆时的速度为15 m/s,则汽车经过第1根电线杆的速度为( )
A.2 m/s B.10 m/s
C.2.5 m/s D.5 m/s
5.甲、乙、丙三个物体做匀变速直线运动,通过A点时,物体甲的速度是6 m/s,加速度是1 m/s2;物体乙的速度是2 m/s,加速度是6 m/s2;物体丙的速度是-4 m/s,加速度是2 m/s2,则下列说法中正确的是 ( )
A.通过A点,物体甲最快,乙最慢
B.通过A点前1 s时,物体丙最快,乙最慢
C.通过A点后1 s时,物体乙最快,丙最慢
D.以上说法都不正确
6.一小球在斜面上由静止开始匀加速滚下,进入水平面后又做匀减速运动,直至停止.下图所示的速率—时间图象中可以反映小球这一运动过程的是( )
7.
图6
甲、乙两质点在同一直线上运动,它们的v-t图象如图6所示,由图象可知( )
A.在t1时刻,甲和乙的速度相同
B.在t1时刻,甲和乙的速度大小相同,方向相反
C.在t2时刻,甲和乙的速度方向相同,加速度方向相反
D.在t2时刻,甲和乙的速度不相同,加速度方向相同
8.甲、乙两物体分别做匀加速和匀减速直线运动,已知乙的初速度是甲的初速度的2.5倍,且甲的加速度大小是乙的加速度大小的2倍,经过4 s两者的速度均达到8 m/s,则两者的初速度大小分别为多大?两者加速度大小分别为多大?
9.一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s2,6 s后改做匀速直线运动,快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动,再经过12 s停止,求:
(1)汽车匀速行驶的速度;
(2)汽车关闭发动机后的加速度.
10.如图7所示,美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统.已知“F-15”型战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为5.0 m/s2,起飞的最小速度是50 m/s,弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为30 m/s,则飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞?
图7
11.火车沿平直铁轨匀加速前进,通过某一路标时的速度为10.8 km/h,1 min后变成54 km/h,又需经多长时间,火车的速度才能达到64.8 km/h?
12.卡车原来以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方就开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2 m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即放开刹车,并且只用了减速过程一半的时间就加速到原来的速度,从开始刹车到恢复原速用了12 s.求:
(1)减速与加速过程中的加速度;
(2)开始刹车后2 s末及10 s末的瞬时速度.
第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系
课前预习练
1.加速度 一条倾斜的直线
2.v=v0+at v=at v=v0 匀速
3.初速度v0(或运动) 正 负
4.(1)时间轴 (2)倾斜 (3)斜率
5.AD [各选项表示的均是匀变速直线运动,其中A、D表示匀加速直线运动,B、C表示匀减速直线运动.]
6.22 m/s 25 m/s
课堂探究练
1.BD [匀变速直线运动的加速度恒定,但其方向与速度方向可能相同,也可能相反,故A错;根据加速度的定义可知,B、D对,C错.]
2.C [因已知物体做匀变速直线运动,又知加速度为0.6 m/s2,主要涉及对速度公式的理解:①物体可能做匀加速直线运动,也可能做匀减速直线运动;②v=v0+at是矢量式.匀加速直线运动a=0.6 m/s2;匀减速直线运动a=-0.6 m/s2.]
3.C
4.5 m/s 2.5 m/s2,方向与速度方向相反
解析
质点的运动过程包括加速—匀速—减速三个阶段,如右图所示.图示中AB为加速阶段,BC为匀速阶段,CD为减速阶段,匀速运动的速度即为AB段的末速度,也为CD段的初速度,这样一来,就可以利用公式方便地求解了.
由运动学公式可知:vB=v0+at=5 m/s,vC=vB=5 m/s,由v=v0+at应用于CD段 (vD=0)得:a′=eq \f(vD-vC,t)=eq \f(0-5,2) m/s2=-2.5 m/s2,方向与速度方向相反.
点评 1.多运动过程问题要划分不同的运动阶段,并搞清楚各运动过程之间的联系.
2.选取一个过程为研究对象,以初速度方向为正方向,判断各量的正负,利用v=v0+at由已知条件求解未知量.
5.C
6.C [甲以2 m/s的速度做匀速直线运动,乙在0~2 s内做匀加速直线运动,a1=2 m/s2,2~6 s内做匀减速直线运动,a2=-1 m/s2.t1=1 s和t2=4 s二者只是速度相同,未相遇.2~6 s内,甲、乙速度方向相同.故正确答案为C.]
点评 分析图象应从轴、点、线、面积、斜率等几个方面着手.轴是指看坐标轴代表的物理量,是x-t图象还是v-t图象.点是指看图线与坐标轴的交点或者是图线的折点.线是看图的形状,是直线还是曲线,通过图线的形状判断两物理量的关系,还要通过面积和斜率看图象所表达的含义.
7.见解析
解析 (1)①做匀加速直线运动;②做匀减速直线运动
(2)①物体3 s内速度的改变量
Δv=9 m/s-0=9 m/s,方向与速度方向相同
(3)②物体5 s内的速度改变量Δv′=(0-9) m/s=-9 m/s,负号表示速度改变量与速度方向相反.
(4)①物体的加速度
a1=eq \f(Δv,Δt)=eq \f(9 m/s,3 s)=3 m/s2,方向与速度方向相同.
②物体的加速度
a2=eq \f(Δv′,Δt′)=eq \f(-9 m/s,5 s)=-1.8 m/s2,方向与速度方向相反.
(5)图象的交点A表示两物体在2 s时的速度相同.
方法总结 匀变速直线运动的速度图象是一条倾斜的直线,图象向上倾斜即斜率为正,表示物体加速,斜率为负表示物体减速,斜率大小表示物体的加速度大小,正负表示加速度方向.
8.(1)17 m/s (2)5 m/s (3)0
解析 (1)初速度v0=40 km/h≈11 m/s,
加速度a=0.6 m/s2,时间t=10 s.
10 s后的速度为v=v0+at=11 m/s+0.6×10 m/s=17 m/s.
(2)汽车刹车所用时间t1=eq \f(v0,a1)=eq \f(11,0.6) s>10 s,
则v1=v0-at=11 m/s-0.6×10 m/s=5 m/s.
(3)汽车刹车所用时间t2=eq \f(v0,a2)=eq \f(11,3) s