2018年秋高中物理 第2章 勻變速直線運動的研究 2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系課時作業(yè) 新人教版必修1.doc
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第二章 2 勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系 基礎夯實 一、選擇題(1~3題為單選題,4、5題為多選題) 1.在運用公式v=v0+at時,關(guān)于各個物理量的符號下列說法中正確的是( A ) ①必須規(guī)定正方向,式中的v、v0、a才取正、負號 ②在任何情況下a>0表示加速運動,a<0表示做減速運動 ③習慣上總是規(guī)定物體開始運動的方向為正方向,a>0表示做加速運動,a<0表示做減速運動 ④v的方向總是與v0的方向相同 A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 解析:習慣上我們規(guī)定v0的方向為正方向,當a與v0方向相同時a取正號,a與v0方向相反時a取負號,像這種規(guī)定我們一般不作另外的聲明,但不說不等于未規(guī)定,所以①③正確,②錯誤,由v=v0-at可以看出v的方向與v0方向有可能相反,④錯誤。 2.2018年1月9日,中國空軍宣傳紀錄片《為打贏起飛》多角度全方位展示了“殲-20”戰(zhàn)機的作戰(zhàn)訓練畫面,假設在某次短距離起飛過程中,戰(zhàn)機只用了10秒鐘就從靜止加速到起飛速度288km/h,假設戰(zhàn)機在起飛過程中做勻加速直線運動,則它的加速度大小為( C ) A.28.8m/s2 B.10m/s2 C.8m/s2 D.2m/s2 解析:由v0=0,v=288km/h=80m/s,t=10s,a===8m/s2,故C正確。 3.(河北冀州中學2016~2017學年高一上學期月考)某汽車在啟用ABS剎車系統(tǒng)和不啟用該剎車系統(tǒng)緊急剎車時,其車速與時間的變化關(guān)系分別如圖中的①、②圖線所示。由圖可知,啟用ABS后( D ) A.t1時刻車速更小 B.0~t1的時間內(nèi)加速度更大 C.加速度總比不啟用ABS時大 D.剎車后前行的距離比不啟用ABS更短 解析:由圖看出,啟用ABS后t1時刻車速更大,故A錯誤。由斜率等于加速度的大小得到,啟用ABS后0~t1的時間加速度小,t1~t2的時間內(nèi)加速度大,故B、C錯誤。根據(jù)速度圖象的“面積”等于位移大小看出,剎車后前行的距離比不啟用ABS更短,故D正確,故選D。 4.(浙江省諾丁漢大學附中2017~2018學年高一上學期期中)四個質(zhì)點做直線運動,它們的速度圖象分別如圖所示,在2s末能回到出發(fā)點的是( AD ) 解析:質(zhì)點A在0~2s內(nèi)的位移x1=0,即物體在2s末回到出發(fā)點。故A正確。質(zhì)點B在0~2s內(nèi)的位移x2=1m,即物體在2s末不能回到出發(fā)點。故B錯誤。質(zhì)點C在0~2s內(nèi)的位移x3=1m,即物體在2s末不能回到出發(fā)點。故C錯誤。質(zhì)點D在0~2s內(nèi)的位移x4=0,即物體在2s末回到出發(fā)點。故D正確。故選A、D。 5.(廣州市七中等六校2016~2017學年高一上學期期中聯(lián)考)利用速度傳感器與計算機結(jié)合,可以自動作出物體運動的圖象,某同學在一次實驗中得到的運動的小車的v-t圖象如圖所示,由此可知( AB ) A.小車先做加速運動,后做減速運動 B.小車運動的最大速度約為0.8m/s C.小車的最大位移是0.8m D.小車做曲線運動 解析:由圖象的斜率可知,0~9s小車做加速運動,9s~15s小車做減速運動;當t=9s時,速度最大,vmax≈0.8m/s,所以選項A、B正確。在v-t圖中,圖線與坐標軸所圍的面積在數(shù)值上表示位移的大小,圖中每小格的面積表示的位移大小為0.1m,總格數(shù)約為83格(大于半格計為一格,小于半格忽略不計),總位移8.3m,所以選項C錯誤。小車做直線運動,所以選項D錯誤。 二、非選擇題 6.汽車在平直路面上緊急剎車時,加速度的大小是6m/s2,如果必須在2s內(nèi)停下來,汽車的行駛速度最高不能超過多少?如果汽車以此最高允許速度行駛,必須在1.5s內(nèi)停下來,汽車剎車的過程中加速度至少多大? 答案:12m/s 8m/s2 解析:由題意知a=-6m/s2,t=2s,v=0,由v=v0+at得v0=v-at=0m/s-(-6m/s2)2s=12m/s。 根據(jù)v=v0+a′t′,有a′===-8m/s2,所以汽車剎車勻減速運動加速度大小至少為8 m/s2。 7.一質(zhì)點從靜止開始以1m/s2的加速度勻加速運動,經(jīng)5s后做勻速運動,最后2s的時間內(nèi)使質(zhì)點勻減速到靜止,則質(zhì)點勻速運動時速度是多大?勻減速運動時的加速度又是多大? 答案:5m/s;-2.5m/s2 解析:質(zhì)點的運動過程包括加速——勻速——減速3個階段(如圖),AB為勻加速階段,BC為勻速階段,CD為勻減速階段。 勻速運動的速度即為加速階段的末速度vB,由速度公式得vB=v0+at=(0+15)m/s=5m/s 而質(zhì)點做勻減速運動的初速度即為勻速運動的速度,所以, vB=vC=5m/s,而最終vD=0,由vD=vC+at得 a==m/s2=-2.5m/s2 能力提升 一、選擇題(1~3題為單選題,4、5題為多選題) 1.(山東青州2016~2017學年高一上學期檢測)物體做勻加速直線運動,已知第1s末的速度是6m/s,第2s末的速度是8m/s,則下列結(jié)論正確的是( C ) A.物體零時刻的速度是2m/s B.物體的加速度是3m/s2 C.任何1s內(nèi)的速度變化都是2m/s D.第1s內(nèi)的平均速度是6m/s 解析:a==2m/s2,所以B錯,C對;v0=v1-at=4m/s,故A錯;因為第1s末的速度是6m/s,所以第1s內(nèi)的平均速度一定小于6m/s,D錯。 2.(河南省洛陽一中2016~2017學年高一上學期摸底)一列車沿直線軌道從靜止出發(fā)由A地駛向B地,并停在B地,列車做加速運動時,其加速度最大值為a1;做減速運動時,其加速度的絕對值的最大值為a2。要讓列車由A地到B地所用的時間最短,圖中列車的v-t圖象應是(其中tanα=a1;tanβ=a2)( D ) 解析:由題意可知,列車的初末速度都為零,故A、B錯誤;因為圖線與橫軸所圍的“面積”表示位移, 在位移相等的條件下,D圖所需時間短,故C錯誤,D正確。 3.(山東省德州市2017~2018學年高一上學期期末)如圖所示為直升飛機由地面垂直起飛過程的v-t圖象,則關(guān)于飛機的運動,下列說法正確的是( C ) A.5~15s內(nèi)飛機在空中處于懸停狀態(tài) B.15~20s內(nèi)飛機勻減速下降 C.0~25s內(nèi)飛機上升的最大高度為300m D.20s時飛機的加速度為零 解析:由圖線可知,5~15s內(nèi)飛機勻速向上運動,故A錯;15~20s內(nèi)飛機勻減速向上運動,故B錯;0~25s上升的最大高度在時刻20s處,x=(10+20)20m=300m,故C正確;20s時飛機加速度不為零,故D錯。 4.一物體做勻變速直線運動,某時刻速度的大小為4m/s,1s后速度大小為10m/s。在這一過程中( BD ) A.物體一定向一個方向運動 B.物體的運動方向可能發(fā)生改變 C.加速度大小可能小于4m/s2 D.加速度大小可能大于10m/s2 解析:物體做勻變速直線運動,題中只告訴了物體在某時刻速度的大小為4m/s,可能和10m/s的速度同向,也可能反向,所以B正確,A錯誤。已知條件中涉及時間和速度的大小,可求加速度,有兩種可能:以初始時刻的速度方向為正方向,當物體做勻加速運動時,v=10m/s,a==6m/s2,當物體做勻減速運動時,v=-10m/s,a==-14m/s2,故C錯誤,D正確。 5.(北京師大附中2017~2018學年高一上學期期中)質(zhì)點由靜止開始做直線運動,加速度與時間關(guān)系如圖所示,t2=2t1,則( AC ) A.質(zhì)點一直沿正向運動 B.質(zhì)點在某個位置附近來回運動 C.在0~t2時間段內(nèi),質(zhì)點在t1時刻的速度最大 D.在0~t2時間段內(nèi),質(zhì)點在t2時刻回到原點 解析:由圖可知在t1時間內(nèi)質(zhì)點做初速度為零的勻加速運動,在t1~t2時間內(nèi)做勻減速運動,且加速度大小相等,時間相等,故質(zhì)點一直沿正向運動,t1時刻的速度最大,t2時刻的速度為零,故A、C正確,B、D錯誤。 二、非選擇題 6.獵豹是目前世界上在陸地奔跑速度最快的動物,時速可達110多公里,但不能維持長時間高速奔跑,否則會因身體過熱而危及生命。獵豹在一次追擊獵物時(如圖),經(jīng)4s速度由靜止達到最大,然后勻速運動保持了4s仍沒追上獵物,為保護自己它放棄了這次行動,以3m/s2的加速度減速,經(jīng)10s停下,設此次追捕獵豹始終沿直線運動。 求:(1)獵豹加速時的平均加速度多大? (2)獵豹奔跑的最大速度可達多少km/h? 答案:(1)7.5m/s2 (2)108km/h 解析:由速度公式得 vm=a2t2=310m/s=108km/h a1==m/s2=7.5m/s2。 7.2017年4月20日,我國在文昌航天發(fā)射中心,用“長征七號”運載火箭成功將“天舟一號”貨運飛船送入預定軌道。火箭發(fā)射時,第一級火箭點火后,使衛(wèi)星向上勻加速運動的加速度為50m/s2,燃燒30 s后第一級脫離,第二級火箭沒有馬上點火,所以衛(wèi)星向上做加速度為10m/s2的勻減速運動,10s后第二級火箭啟動,衛(wèi)星向上的加速度為80m/s2,這樣經(jīng)過1分半鐘第二級火箭脫離時,衛(wèi)星的速度多大? 請你用v-t圖象描述這一過程。 答案:8600 m/s;如圖。 解析:整個過程中衛(wèi)星的運動不是勻變速直線運動,但可以分為三個勻變速直線運動處理。 第一級火箭燃燒完畢時的速度 v1=a1t1=5030 m/s=1500 m/s 減速上升10 s后的速度 v2=v1-a2t2=1500 m/s-1010 m/s=1400 m/s 第二級火箭熄火時的速度 v3=v2+a3t3=1400 m/s+8090 m/s=8600 m/s。 “v-t”圖象見圖- 配套講稿:
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