2019高中物理 第二章 探究勻變速直線運(yùn)動規(guī)律 課時訓(xùn)練9 從自由落體到勻變速直線運(yùn)動 粵教版必修1

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1、課時訓(xùn)練9　從自由落體到勻變速直線運(yùn)動 基礎(chǔ)夯實(shí) 1.中國最新研制的隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲-20正在抓緊試飛,不久將會裝備部隊,假設(shè)該戰(zhàn)斗機(jī)起飛前由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,達(dá)到起飛速度v所需時間為t,則起飛前的運(yùn)動距離為(　　) A.vt B.vt2 C.2vt D.不能確定 答案B 解析戰(zhàn)機(jī)從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,在時間t內(nèi)的平均速度v=v2,則其運(yùn)動距離s=v t=vt2. 2.某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動的位移隨時間變化的數(shù)學(xué)關(guān)系式為s=4t+2t2,其中s與t的單位分別是m和s,則質(zhì)點(diǎn)的初速度和加速度分別是(　　) A.4 m/s和2 m/s2 B.0和4 m/s2 C.4 m/s和

2、4 m/s2 D.4 m/s和0 答案C 解析勻加速直線運(yùn)動的位移隨時間變化的關(guān)系式為s=v0t+12at2,與數(shù)學(xué)關(guān)系式s=4t+2t2相比較得v0=4 m/s,a=4 m/s2,所以只有C項正確. 3.為了測定某輛轎車在平直路面上啟動時的加速度(轎車啟動時的運(yùn)動可近似看成勻加速直線運(yùn)動),某人得到了一張在同一底片上多次曝光的照片如圖,如果是每隔2 s曝光一次,轎車車身總長4.5 m,那么這輛轎車的加速度約為(　　) A.1 m/s2 B.2 m/s2 C.3 m/s2 D.4 m/s2 答案B 解析因車身長4.5 m,占標(biāo)尺上3個小格,每小格是1.5 m,每小格又有5分格

3、,每分格是0.3 m.由圖讀出第一、第二張照片相距s1=12 m,第二、第三張照片相距s2≈20 m.由Δs=s2-s1=aT2,得a=ΔsT2=20-1222 m/s2=2 m/s2.　 4.一輛汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動,經(jīng)過時間t速度達(dá)到v,立即剎車做勻減速運(yùn)動,又經(jīng)過時間2t停下,則汽車在加速階段與在減速階段(　　) A.加速度的大小相等 B.平均速度的大小相等 C.位移的大小相等 D.速度變化的快慢相同 答案B 解析由a=ΔvΔt可知a1=2a2,選項A、D錯誤;由v=v1+v22=v2知,加速和減速階段,平均速度的大小相等,B選項正確;位移s=vt,則有s1=12s2

4、,選項C錯誤. 5.一小球從A點(diǎn)由靜止開始做勻變速直線運(yùn)動,若到達(dá)B點(diǎn)時速度為v,到達(dá)C點(diǎn)時速度為2v,則sAB∶sBC等于(　　) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 答案C 解析由v2-v02=2as可知sABsAC=v2-04v2-0,則sAB∶sBC=1∶3,C選項正確. 6.某物體做直線運(yùn)動的v-t圖象如圖所示,若初速度的大小為v0,末速度的大小為v,則在時間t1內(nèi)物體的平均速度(　　) A.等于v0+v2 B.大于v0+v2 C.小于v0+v2 D.條件不足,無法比較 答案B 解析勻變速直線運(yùn)動中的平均速度v=v0+v2,勻變速直線運(yùn)動的v-t圖

5、象應(yīng)是過(0,v0)和(t1,v)點(diǎn)的傾斜直線,由題圖可知,物體在0~t1時間內(nèi)的位移(即圖象下的面積)大于做勻加速直線運(yùn)動時在0~t1時間內(nèi)的位移,所以其平均速度大于v0+v2,B選項正確. 7.(多選)物體做勻加速直線運(yùn)動,已知第1 s末的速度是6 m/s,第2 s末的速度是8 m/s,則下列結(jié)論正確的是(　　) A.物體零時刻的速度是2 m/s B.物體的加速度是2 m/s2 C.任何1 s內(nèi)的速度變化都是2 m/s D.第1 s內(nèi)的平均速度是6 m/s 答案BC 解析物體的加速度 a=v2-v1t=8-61 m/s2=2 m/s2 由v=v0+at得 物體零時刻的速

6、度 v0=v1-at=(6-2) m/s=4 m/s 由于第1 s末的速度等于6 m/s,所以第1 s內(nèi)的平均速度為5 m/s.由以上分析可知,應(yīng)選B、C. 8.(多選)關(guān)于自由落體運(yùn)動,下列說法正確的是(　　) A.自由落體運(yùn)動是豎直方向的勻加速直線運(yùn)動 B.豎直方向的位移只要滿足s1∶s2∶s3∶…=1∶4∶9∶…的運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動 C.自由落體運(yùn)動在開始連續(xù)的三個2 s內(nèi)的位移之比為1∶3∶5 D.自由落體運(yùn)動在開始連續(xù)的三個1 s末的速度之比為1∶3∶5 答案AC 解析自由落體運(yùn)動是初速度為零的豎直方向的勻加速直線運(yùn)動,但若反過來說豎直方向的勻加速度直線運(yùn)動就是自

7、由落體運(yùn)動就錯了;勻變速直線運(yùn)動的基本公式和推論公式以及初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的幾個重要比例公式都適用于自由落體運(yùn)動. 9.(多選) 甲、乙兩個物體在同一直線上從同一位置同時開始運(yùn)動,其v-t圖象如圖所示,則由圖可知(　　) A.甲、乙兩物體的運(yùn)動方向相反 B.前4 s內(nèi),甲、乙兩物體的位移相同 C.t=4 s時,甲、乙兩物體的速度相同 D.甲物體的加速度比乙物體的加速度大 答案CD 解析由于甲、乙兩物體的速度都是正的,故它們的運(yùn)動方向相同,選項A錯誤;在速度與時間圖象中,圖線與時間軸所圍成的面積就是物體的位移大小,可見在前4 s內(nèi),甲、乙圖線與時間軸所圍成的面積并不相

8、等,而是乙大于甲,選項B錯誤;在t=4 s時,甲、乙兩物體對應(yīng)的速度是相同的,都是10 m/s,選項C正確;甲物體在4 s內(nèi)的速度變化的大小是7 m/s,乙物體在4 s內(nèi)的速度變化的大小是3 m/s,故甲物體的加速度比乙物體的加速度大,選項D正確. 能力提升 10.(多選) 如圖所示,小球沿足夠長的斜面向上做勻變速運(yùn)動,依次經(jīng)a、b、c、d到達(dá)最高點(diǎn)e.已知xab=xbd=6 m,xbc=1 m,小球從a到c和從c到d所用的時間都是2 s,設(shè)小球經(jīng)b、c時的速度分別為vb、vc,則(　　) A.vb=8 m/s B.vc=3 m/s C.xde=3 m D.從d到e所用時間為

9、4 s 答案BD 解析因小球從a到c和從c到d所用的時間都是2 s,所以vc=vad=122×2 m/s=3 m/s,選項B正確;根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,Δx=aT2,即(5-7) m=a×22,a=-0.5 m/s2,又vc=va+aT,可得va=4 m/s,因vb2-va2=2axab,所以vb=10 m/s,選項A錯誤;vd2-va2=2axad,可解得vd=2 m/s,0=vd+at,t=4 s,選項D正確;0-vd2=2axde,解得xde=4 m,選項C錯誤. 11.一個滑雪者,從85 m長的山坡上勻變速滑到坡底,初速度是1.8 m/s,末速度是5.0 m/s,他通過這段山

10、坡需要多長時間? 答案25 s 解析滑雪者的運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動,可以利用勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律來求.已知量為初速度v0、末速度vt和位移s,待求量是時間t. 由公式vt=v0+at得加速度a=vt-v0t,代入公式s=v0t+12at2得需要時間t=2svt+v0=2×855+1.8 s=25 s. 12.一個做勻加速直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),在連續(xù)相等的兩個時間間隔內(nèi),通過的位移分別是24 m和64 m,每一個時間間隔為4 s,求質(zhì)點(diǎn)的初速度和加速度. 答案1 m/s　2.5 m/s2 解析畫出運(yùn)動過程示意圖,如圖所示. 方法一:用特殊式Δs=aT2求解.由Δs=aT2,得a=ΔsT

11、2=4042 m/s2=2.5 m/s2,再由s1=vAt+12at2,解得vA=1 m/s. 方法二:用平均速度公式. 連續(xù)的兩段時間t內(nèi)的平均速度分別為 v1=s1t=244 m/s=6 m/s, v2=s2t=644 m/s=16 m/s. B點(diǎn)是AC段的中間時刻,則 v1=vA+vB2,v2=vB+vC2 vB=vA+vC2=v1+v22=6+162 m/s=11 m/s, 得vA=1 m/s,vC=21 m/s, a=vC-vA2t=21-12×4 m/s2=2.5 m/s2. 方法三:基本公式法. 因題目中只涉及位移與時間,故選擇位移公式: s1=vAt+1

12、2at2, s2=vA(2t)+12a(2t)2-vAt+12at2 將s1=24 m,s2=64 m,t=4 s 代入上式解得a=2.5 m/s2,vA=1 m/s. 13.艦載機(jī)在航空母艦的跑道上加速時,假設(shè)發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的最大加速度為5 m/s2,所需的起飛速度為50 m/s,跑道長100 m.通過計算判斷,飛機(jī)能否靠自身的發(fā)動機(jī)從艦上起飛?為了使飛機(jī)在開始滑行時就有一定的初速度,若航空母艦裝有彈射裝置.對于飛機(jī),彈射系統(tǒng)必須使它具有多大的初速度? 答案不能　39 m/s 解析飛機(jī)初速度v0=0,加速度amax=5 m/s2,對于vt=50 m/s和s=100 m兩個數(shù)值并非是對應(yīng)條件. 由于跑道s=100 m,根據(jù)vt2-v02=2as知 對應(yīng)最大速度 vmax=v02+2as=0+2×5×100 m/s =1010 m/s<50 m/s. 若要從航空母艦上起飛,則必須使用彈射裝置. 設(shè)彈射系統(tǒng)使飛機(jī)具有v0的初速度, 則由vt2-v02=2as知 v0=vt2-2as=502-2×5×100 m/s =1 500 m/s=1015 m/s≈39 m/s. 6