物理必修 第一册1 匀变速直线运动的研究一课一练
展开1.在某次测试过程中,一种新能源电动汽车由静止加速到72km/h所用的时间为10s,若此过程中汽车的运动可视为匀加速直线运动,则其加速度的大小为( )
A.2m/s2 B.4m/s2 C.36m/s2 D.180m/s2
2.物体A、B的x-t图像如图所示,由图可知( )
A、从第3 s末起,两物体运动方向相同,且 vB > vA
B、两物体是从同一位置同时向同一方向运动的
C、在5 s内B物体的位移大于A物体的位移
D、图中交点表示5 s末A、B两物体相遇
3.物体从静止开始作匀加速直线运动,已知第2秒内位移为s,则物体运动的加速度大小数值为( )
A.2/s B.s/2 C. D.
4.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=6+5t-t2(各物理量均采用国际单位制),则该质点( )
A.第1 s内的位移是10 m B.前2 s内的平均速度是2 m/s
C.运动的加速度为1 m/s2 D.任意1 s内的速度增量都是-2 m/s
5、物体从某一高度自由下落,若下落前一半距离所用时间为t,则(不计空气阻力)( )
A. 下落后一半距离的时间为t/2 B. 下落后一半距离的时间为(-1)t
C. 下落全程至落地的时间为t D. 下落全程至落地的时间为(+1)t
6.a、b两个物体从同一地点同时出发,沿同一方向做匀变速直线运动,若初速度不同,加速度相同,则在运动过程中( )
①a、b的速度之差保持不变
②a、b的速度之差与时间成正比
③a、b的位移之差与时间成正比
④a、b的位移之差与时间的平方成正比
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
7.一辆汽车由静止开始做初速度为零的匀加速直线运动,速度增大到25m/s后做匀速直线运动,已知汽车前5s内的位移为75m,则汽车匀加速运动的时间为( )
A.3s B.4s C.5s D.6s
8、一个人在离地面10 m高处,以40m/s的初速度竖直上抛一个物体(g=10 m/s2),下列正确的是( )
A.4 s末物体达到最高点,2 s末物体达到最大高度的一半
B.4 s末物体瞬时速度为零,2 s末物体的速度为初速度的一半
C.4 s末物体的加速度为零
D.5 s末物体的位移为5 m
9、汽车在关闭发动机后前进60m的过程中,速度由7m/s减小到5m/s,若再滑行10s,则汽车又将前进( )
A.40m B.50m C.70m D.80m
10.小金开车在石村村口处停了一会,接着由静止开始匀加速直线行驶,途经、、、四个石墩,如图所示。已知到、到、到的时间相等,间距离为4m,间距离为6m,根据以上信息,以下说法正确的是( )
A.可以求出物体通过点时的速度大小
B.可以求出物体的加速度大小
C.可以求得之间的时间
D.可以求得之间的距离
11.一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其图像如图所示,则( )
A、质点做匀速直线运动,速度为
B.质点做匀加速直线运动,加速度为
C.质点在1s末速度为
D.质点在第1s内的位移为1.5m
12.(多选)一辆汽车从静止开始由甲地出发,沿平直公路开往乙地,汽车先做匀加速运动,接着做匀减速运动,开到乙地刚好停止,其速度—时间图像如图所示,那么在 0∼t0 和 t0∼3t0 这两段时间内的 ( )
A.加速度大小之比为 3:1 B.加速度大小之比为 2:1
C.位移大小之比为 1:2 D.平均速度大小之比为 1:3
13.某物体由静止开始做加速度大小为a1的匀加速直线运动,运动了t1时间后改为加速度大小为a2的匀减速直线运动,经过t2时间后停下,则物体在全程时间内的平均速度( )
A.B.C.D.
二、实验题
14.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为50 Hz.
(1)通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点________和________之间某时刻开始减速.
(2)物块减速运动过程中加速度的大小为a=________ m/s2.(保留三位有效数字)
(3)计数点5对应的速度大小为________ m/s,计数点6对应的速度大小为________ m/s.(保留三位有效数字)
15.某学习小组的同学应用自由落体运动知识测当地重力加速度g,现有如图甲所示的实验器材:金属小球、游标卡尺、电磁铁、铁架台及其附件、光电计时器1套。
实验步骤如下:
A.用游标卡尺测出金属球的直径d;
B.测出光电门与B点(球心等高点)之间的高度h,记录金属小球通过光电门的遮光时间t;
C.逐步下调光电门的位置,测出多组数据,以h为横坐标,为纵坐标,绘制出图像。
(1)金属球过光电门的速度v=_____。
(2)正确操作后绘制出如图乙所示的图像,则重力加速度g=_____。
(3)若未考虑金属小球的半径,从图甲中的A点开始测量下落高度h,仍然用上述方法,则测出的重力加速度与第(2)问相比_______(填偏大、偏小或不变)。
三、计算题
16.在平直公路上,以速度v0=12 m/s匀速前进的汽车,遇紧急情况刹车后,轮胎停止转动在地面上滑行,经过时间t=1.5 s汽车停止,当地的重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)刹车时汽车加速度a的大小;
(2)开始刹车后,汽车在1 s内发生的位移x.
17、一物体从O点以4 m/s的速度滑上光滑斜面做匀减速直线运动,2 s后向上经过A点,此时物体的速度为2 m/s,物体在斜面上向上运动和向下运动的加速度相同.求:
(1)物体向上滑行的最大位移;
(2)从O点出发到返回O点的时间.
18.甲车以10 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,乙车以4 m/s的速度与甲车同向做匀速直线运动,甲车经过乙车旁边开始以0.5 m/s2的加速度刹车,从甲车刹车开始计时,求:
(1)乙车在追上甲车前,两车相距最大的距离.
(2)乙车追上甲车所用的时间.
参考答案
1.A 2.D 3.D 4.D 5.B 6.A 7.B 8.B 9.A 10.D 11.D 12.BC
13.ABD
14.答案 (1)6 7 (2)2.00 (3)1.00 1.20
解析 (1)1~6点相邻位移之差约为Δx=2 cm且递增,7~11点相邻位移之差恒为Δx=2 cm递减,在6~7点之间物体由加速转为减速.
(2).
则:减速过程中加速度大小为2.00m/s2 .
(3)5点对应的速度v5=eq \f(x4+x5,2T)≈1.00 m/s,
6点对应的速度v6=V5+aT≈1.20 m/s.
15. 9.75 不变
【解析】(1)[1]由于金属球直径很小,因此金属球通过光电门的速度为平均速度
(2)[2]根据自由落体速度与位移公式
可知图像的斜率
因此重力加速度
(3)[3]若从A点测量,速度与位移的关系为
图像的斜率不变,因此测得的重力加速度不变。
16、答案 (1)8 m/s2 (2)8 m
解析 (1)由v=v0+at,得a=-eq \f(v0,t);
代入数值,得a=-8 m/s2,
即刹车时汽车加速度a的大小为8 m/s2.
(2)由x=v0t+eq \f(1,2)at2,代入数值,得x=8 m,
即开始刹车后,汽车在1 s内发生的位移x为8 m.
17、解析:(1)设物体上滑的加速度为a,则在前2 s内有
vA=v0+at,故a=eq \f(vA-v0,t),解得a=-1 m/s2.
设物体向上滑行的最大位移为x,则
v2-veq \\al(2,0)=2ax,v=0,
故x=eq \f(0-v\\al(2,0),2a),解得x=8 m.
(2)物体上滑的时间t1=eq \f(Δv,a)=4 s,
根据对称性,往返总时间t=2t1=8 s.
18.【答案】 (1)36 m (2)25 s
【解析】(1)设甲车的起始速度为v1,乙车的起始速度为v2,在乙车追上甲车之前,当两车速度相等时两车间的距离最大,设此时经历的时间为t1,则
t1=eq \f(v1-v2,a)=eq \f(10 m/s-4 m/s,0.5 m/s2)=12 s,
此时甲车的位移x1=v1t1-eq \f(1,2)ateq \\al( 2,1)=10×12 m-eq \f(1,2)×0.5×122 m=84 m
乙车的位移x2=v2t1=4×12 m=48 m
所以两车间的最大距离Δx=x1-x2=84 m-48 m=36 m.
(2)设经过时间t乙车追上甲车,此时两车的位移相同,则有v2t=v1t-eq \f(1,2)at2
代入数据解得t=24 s.
甲车刹车到停止所需的时间t′=eq \f(v1,a)=20 s.
所以乙车在甲车停止运动后才追上甲车,应根据eq \f(v\\al(2,1),2a)=v2t″计算乙车追上甲车所用的时间, 代入数据解得t″=25 s.
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