基础夯实
1.对于匀变速直线运动的速度与时间关系式v =v 0+at 以下理解正确的是( )
A .v 0是时间间隔t 开始的速度,v 是时间间隔t 结束时的速度,它们均是瞬时速度
B .v 一定大于v 0
C .at 是在时间间隔t 内,速度的增加量,也可以是速度的减少量,在匀加速直线运动中at 为正值,在匀减速直线运动中at 为负值
D .a 与匀变速直线运动的v -t 图象的倾斜程度无关
答案:AC
解析:在匀加速直线运动中v >v 0,在匀减速直线运动中v
2.在运用公式v =v 0+at 时,关于各个物理量的符号下列说法中正确的是( )
①必须规定正方向,式中的v 、v 0、a 才取正、负号
②在任何情况下a >0表示加速运动,a
③习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向,a >0表示做加速运动,a
④v 的方向总是与v 0的方向相同
A .①③ B .②④ C .①② D .③④
答案:A
解析:习惯上我们规定v 0的方向为正方向,当a 与v 0方向相同时a 取正号,a 与v 0方向相反时a 取负号,像这种规定我们一般不作另外的声明,但不说不等于未规定,所以①③正确,②错误,由v =v 0-at 可以看出v 的方向与v 0方向有可能相反,④错误。
3.(常熟市11~12学年高一上学期期中) 某质点的速度图象如图所示,则下列说法中正确的是(
)
A .在0~6s 内,质点做匀变速直线运动
B .在6~14s 内,质点做匀变速直线运动
C .在6~10s 内,质点处于静止状态
D .在t =2s 末,质点的瞬时速度大小为3m/s
答案:D
解析:由图可知,0~4s 内质点做匀加速直线运动,4~6s 内做匀减速直线运动,6~10s 做匀速直线运动,10~14s 做匀减速直线运动,故A 、B 、C 均错,t =2s 末,v =3m/s,D 项正确。
4.(唐山一中12~13学年高一上学期期中) 某物体沿直线运动,速度图象如图所示,下列说法正确的是(
)
A .物体在第1s 末运动方向发生变化
B .物体在第3s 内和第4s 内的加速度不同
C .物体在第2s 末返回出发点,然后向反方向运动
D .前7s 内物体做匀变速直线运动
答案:B
解析:由图象可看出物体在0~2s 内速度方向一直没变,所以A 、C 错;物体在第3s 和第4s 内加速度大小相等方向相反,B 正确;因加速度变化,所以D 选项错。
5.如图所示,汽车从静止开始做匀加速直线运动,4s 末的速度为20m/s,则6s 末物体的速度为多大?
答案:30m/s
解析:由匀变速直线运动的速度公式得v 1=at 1,
v 1202物体的加速度为a m/s=5m/s2, t 14
所以物体在6s 末的速度为v 2=at 2=5×6m/s=30m/s。
6.磁悬浮列车由静止开始加速出站,加速度为0.6m/s2, 2min 后列车速度为多大?列车匀速运动时速度为432km/h,如果以0.8m/s2的加速度减速进站,求减速160s 时速度为多大?
答案:259km/h 0
解析:取列车运动方向为正方向。
(1)v =v 10+a 1t 1=(0+0.6×120)m/s
=72m/s=259km/h
(2)列车减速进站时a 2=-0.8m/s2
v 20=432km/h=120m/s
从刹车到速度为0的时间
-v 20-120t 0=s =150s a 2-0.8
所以160s 时列车已经停止运动,速度为0。
7.猎豹是目前世界上在陆地奔跑速度最快的动物,时速可达110多公里,但不能维持长时间高速奔跑,否则会因身体过热而危及生命。猎豹在一次追击猎物时(如图) ,经4s 速度由静止达到最大,然后匀速运动保持了4s 仍没追上猎物,为保护自己它放弃了这次行动,以3m/s2的加速度减速,经10s 停下,设此次追捕猎豹始终沿直线运动。
求:(1)猎豹加速时的平均加速度多大?
(2)猎豹奔跑的最大速度可达多少km/h?
答案:(1)7.5m/s2 (2)108km/h
解析:由速度公式得
v m =a 2t 2=3×10m/s=108km/h
v m 302a 1=m/s=7.5m/s2。 t 14
能力提升
1.(山东潍坊一中12~13年高一上学期期中) 两个质点甲和乙,同时由同一地点向同一方向做直线运动,它们的v -t 图象如图所示,则下列说法中正确的是(
)
A .质点乙静止,质点甲的初速度为零
B .质点乙运动的速度大小、方向不变
C .第2s 末质点甲、乙速度相同
D .第2s 末质点甲、乙相遇
答案:BC
解析:质点乙做匀速运动,甲做初速为零的加速运动,所以A 错B 对;第2s 末质点甲、乙的速度相同,但乙在甲的前方,所以C 对D 错。
2.跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机在离地面某一高度静止
于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,展开伞后运动员以5m/s2的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的第3s 末的速度( )
A .是前1s 末速度的1/5
B .比前1s 初的速度小5m/s
C .比前1s 末的速度小5m/s
D .比前1s 初的速度小10m/s
答案:CD
Δv 解析:根据加速度的定义式a =得Δv =a Δt 。这1s 末与前1s Δt
初的时间间隔为Δt 1=2s ,因此,这1s 末的速度与前1s 初的速度相比变化是:Δv 1=a Δt 1=5×2m/s=10m/s,所以B 选项是错误的,而D 选项正确。又因为这1s 末与前1s 末的时间间隔为1s ,因此C 选项正确,A 选项错误。
3.(武汉市11~12学年高一上学期期中) 下列所给的图象中能反映作直线运动物体能回到初始位置的是(
)
答案:ACD
4.星级快车出站时能在150s 内匀加速到180km/h,然后正常行驶。某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至108km/h。以初速度方向为正方向,则下列说法不正确的是( )
1A .列车加速时的加速度大小为2 3
1B .列车减速时,若运用v =v 0+at 计算瞬时速度,其中a =-3
m/s2
C .若用v -t 图象描述列车的运动,减速时的图线在时间轴t 轴的下方
D .列车由静止加速,1min 内速度可达20m/s
答案:C
Δv 50122解析:列车的加速度大小a ==,减速时,加Δt 1503
1速度方向与速度方向相反,a ′=-2,故A 、B 两项都正确。列3
车减速时,v -t 图象中图线依然在时间轴t 轴的上方,C 项错。由v
1=at 可得v ×60m/s=20m/s,D 项对。 3
5.子弹以600m/s的初速度击中一静止在光滑水平面上的木块,经过0.05s 穿出木块,子弹的速度变为200m/s,则子弹穿过木块时加速度大小为________,方向________;若木块在此过程产生了200m/s2的加速度,则木块获得速度大小为________。
答案:8×103m/s2;与子弹运动的方向相反;10m/s
解析:设子弹原速度方向为正方向,
对子弹是v 0=600m/s,v =200m/s,t =0.05s
据v =v 0+at 得
v -v 0200-6002a ==m/s t 0.05
400=-2=-8×103m/s2 0.05
“-”表示a 的方向与子弹原来运动方向相反。对木块设获得速度为v ,根据v =v 0+at 得
v =v 0+at =at =(200×0.05)m/s=10m/s。
6.
2012年10月25日,我国在西昌卫星发射中心,用“长征三号丙”运载火箭成功将一颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。火箭发射时,第一级火箭点火后,使卫星向上匀加速运动的加速度为50m/s2,燃烧30 s 后第一级脱离,第二级火箭没有马上点火,所以卫星向上做加速度为10m/s2的匀减速运动,10s 后第二级火箭启动,卫星的加速度为80m/s2,这样经过1分半钟第二级火箭脱离时,卫星的速度多大?
请你用v -t 图象描述这一过程。
答案:8 600 m/s;如图。
解析:整个过程中卫星的运动不是匀变速直线运动,但可以分为三个匀变速直线运动处理。
第一级火箭燃烧完毕时的速度v 1=a 1t 1=50×30 m/s=1 500 m/s 减速上升10 s后的速度v 2=v 1-a 2t 2=1 500 m/s-10×10 m/s=1 400 m/s
第二级火箭熄火时的速度v 3=v 2+a 3t 3=1 400 m/s+80×90 m/s=8 600 m/s。
“v -t ”图象见图
7.卡车原来用10m/s的速度匀速在平直公路上行驶,因为道口出现红灯,司机从较远的地方即开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2m/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的一半时间卡车就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速过程用了12s 。求:
(1)减速与加速过程中的加速度;
(2)开始刹车后2s 末及10s 末的瞬时速度。
答案:(1)-1m/s2, 2m/s2;(2)8m/s,6m/s。
解析:(1)卡车先做匀减速运动,再做匀加速运动,其运动简图如图所示,设卡车从A 点开始减速,则v A =10m/s,用t 1时间到达B 点,从B 点又开始加速,用时间t 2到达C 点,则v B =2m/s,v C =10m/s,
1且t 2=t 1,t 1+t 2=12s ,可得t 1=8s ,t 2=4s 。
2
由v =v 0+at 得,在AB 段,v B =v A +a 1t 1① 在BC 段,v C =v B +a 2t 2② 联立①②两式代入数据解得a 1=-1m/s2,a 2=2m/s2。
(2)2s末的速度为v 1=v A +a 1t ′=10m/s-1×2m/s=8m/s,10s末的速度为v 2=v B +a 2t ″=2m/s+2×(10-8)m/s=6m/s。
基础夯实
1.对于匀变速直线运动的速度与时间关系式v =v 0+at 以下理解正确的是( )
A .v 0是时间间隔t 开始的速度,v 是时间间隔t 结束时的速度,它们均是瞬时速度
B .v 一定大于v 0
C .at 是在时间间隔t 内,速度的增加量,也可以是速度的减少量,在匀加速直线运动中at 为正值,在匀减速直线运动中at 为负值
D .a 与匀变速直线运动的v -t 图象的倾斜程度无关
答案:AC
解析:在匀加速直线运动中v >v 0,在匀减速直线运动中v
2.在运用公式v =v 0+at 时,关于各个物理量的符号下列说法中正确的是( )
①必须规定正方向,式中的v 、v 0、a 才取正、负号
②在任何情况下a >0表示加速运动,a
③习惯上总是规定物体开始运动的方向为正方向,a >0表示做加速运动,a
④v 的方向总是与v 0的方向相同
A .①③ B .②④ C .①② D .③④
答案:A
解析:习惯上我们规定v 0的方向为正方向,当a 与v 0方向相同时a 取正号,a 与v 0方向相反时a 取负号,像这种规定我们一般不作另外的声明,但不说不等于未规定,所以①③正确,②错误,由v =v 0-at 可以看出v 的方向与v 0方向有可能相反,④错误。
3.(常熟市11~12学年高一上学期期中) 某质点的速度图象如图所示,则下列说法中正确的是(
)
A .在0~6s 内,质点做匀变速直线运动
B .在6~14s 内,质点做匀变速直线运动
C .在6~10s 内,质点处于静止状态
D .在t =2s 末,质点的瞬时速度大小为3m/s
答案:D
解析:由图可知,0~4s 内质点做匀加速直线运动,4~6s 内做匀减速直线运动,6~10s 做匀速直线运动,10~14s 做匀减速直线运动,故A 、B 、C 均错,t =2s 末,v =3m/s,D 项正确。
4.(唐山一中12~13学年高一上学期期中) 某物体沿直线运动,速度图象如图所示,下列说法正确的是(
)
A .物体在第1s 末运动方向发生变化
B .物体在第3s 内和第4s 内的加速度不同
C .物体在第2s 末返回出发点,然后向反方向运动
D .前7s 内物体做匀变速直线运动
答案:B
解析:由图象可看出物体在0~2s 内速度方向一直没变,所以A 、C 错;物体在第3s 和第4s 内加速度大小相等方向相反,B 正确;因加速度变化,所以D 选项错。
5.如图所示,汽车从静止开始做匀加速直线运动,4s 末的速度为20m/s,则6s 末物体的速度为多大?
答案:30m/s
解析:由匀变速直线运动的速度公式得v 1=at 1,
v 1202物体的加速度为a m/s=5m/s2, t 14
所以物体在6s 末的速度为v 2=at 2=5×6m/s=30m/s。
6.磁悬浮列车由静止开始加速出站,加速度为0.6m/s2, 2min 后列车速度为多大?列车匀速运动时速度为432km/h,如果以0.8m/s2的加速度减速进站,求减速160s 时速度为多大?
答案:259km/h 0
解析:取列车运动方向为正方向。
(1)v =v 10+a 1t 1=(0+0.6×120)m/s
=72m/s=259km/h
(2)列车减速进站时a 2=-0.8m/s2
v 20=432km/h=120m/s
从刹车到速度为0的时间
-v 20-120t 0=s =150s a 2-0.8
所以160s 时列车已经停止运动,速度为0。
7.猎豹是目前世界上在陆地奔跑速度最快的动物,时速可达110多公里,但不能维持长时间高速奔跑,否则会因身体过热而危及生命。猎豹在一次追击猎物时(如图) ,经4s 速度由静止达到最大,然后匀速运动保持了4s 仍没追上猎物,为保护自己它放弃了这次行动,以3m/s2的加速度减速,经10s 停下,设此次追捕猎豹始终沿直线运动。
求:(1)猎豹加速时的平均加速度多大?
(2)猎豹奔跑的最大速度可达多少km/h?
答案:(1)7.5m/s2 (2)108km/h
解析:由速度公式得
v m =a 2t 2=3×10m/s=108km/h
v m 302a 1=m/s=7.5m/s2。 t 14
能力提升
1.(山东潍坊一中12~13年高一上学期期中) 两个质点甲和乙,同时由同一地点向同一方向做直线运动,它们的v -t 图象如图所示,则下列说法中正确的是(
)
A .质点乙静止,质点甲的初速度为零
B .质点乙运动的速度大小、方向不变
C .第2s 末质点甲、乙速度相同
D .第2s 末质点甲、乙相遇
答案:BC
解析:质点乙做匀速运动,甲做初速为零的加速运动,所以A 错B 对;第2s 末质点甲、乙的速度相同,但乙在甲的前方,所以C 对D 错。
2.跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机在离地面某一高度静止
于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降落伞,展开伞后运动员以5m/s2的加速度匀减速下降,则在运动员减速下降的第3s 末的速度( )
A .是前1s 末速度的1/5
B .比前1s 初的速度小5m/s
C .比前1s 末的速度小5m/s
D .比前1s 初的速度小10m/s
答案:CD
Δv 解析:根据加速度的定义式a =得Δv =a Δt 。这1s 末与前1s Δt
初的时间间隔为Δt 1=2s ,因此,这1s 末的速度与前1s 初的速度相比变化是:Δv 1=a Δt 1=5×2m/s=10m/s,所以B 选项是错误的,而D 选项正确。又因为这1s 末与前1s 末的时间间隔为1s ,因此C 选项正确,A 选项错误。
3.(武汉市11~12学年高一上学期期中) 下列所给的图象中能反映作直线运动物体能回到初始位置的是(
)
答案:ACD
4.星级快车出站时能在150s 内匀加速到180km/h,然后正常行驶。某次因意外列车以加速时的加速度大小将车速减至108km/h。以初速度方向为正方向,则下列说法不正确的是( )
1A .列车加速时的加速度大小为2 3
1B .列车减速时,若运用v =v 0+at 计算瞬时速度,其中a =-3
m/s2
C .若用v -t 图象描述列车的运动,减速时的图线在时间轴t 轴的下方
D .列车由静止加速,1min 内速度可达20m/s
答案:C
Δv 50122解析:列车的加速度大小a ==,减速时,加Δt 1503
1速度方向与速度方向相反,a ′=-2,故A 、B 两项都正确。列3
车减速时,v -t 图象中图线依然在时间轴t 轴的上方,C 项错。由v
1=at 可得v ×60m/s=20m/s,D 项对。 3
5.子弹以600m/s的初速度击中一静止在光滑水平面上的木块,经过0.05s 穿出木块,子弹的速度变为200m/s,则子弹穿过木块时加速度大小为________,方向________;若木块在此过程产生了200m/s2的加速度,则木块获得速度大小为________。
答案:8×103m/s2;与子弹运动的方向相反;10m/s
解析:设子弹原速度方向为正方向,
对子弹是v 0=600m/s,v =200m/s,t =0.05s
据v =v 0+at 得
v -v 0200-6002a ==m/s t 0.05
400=-2=-8×103m/s2 0.05
“-”表示a 的方向与子弹原来运动方向相反。对木块设获得速度为v ,根据v =v 0+at 得
v =v 0+at =at =(200×0.05)m/s=10m/s。
6.
2012年10月25日,我国在西昌卫星发射中心,用“长征三号丙”运载火箭成功将一颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。火箭发射时,第一级火箭点火后,使卫星向上匀加速运动的加速度为50m/s2,燃烧30 s 后第一级脱离,第二级火箭没有马上点火,所以卫星向上做加速度为10m/s2的匀减速运动,10s 后第二级火箭启动,卫星的加速度为80m/s2,这样经过1分半钟第二级火箭脱离时,卫星的速度多大?
请你用v -t 图象描述这一过程。
答案:8 600 m/s;如图。
解析:整个过程中卫星的运动不是匀变速直线运动,但可以分为三个匀变速直线运动处理。
第一级火箭燃烧完毕时的速度v 1=a 1t 1=50×30 m/s=1 500 m/s 减速上升10 s后的速度v 2=v 1-a 2t 2=1 500 m/s-10×10 m/s=1 400 m/s
第二级火箭熄火时的速度v 3=v 2+a 3t 3=1 400 m/s+80×90 m/s=8 600 m/s。
“v -t ”图象见图
7.卡车原来用10m/s的速度匀速在平直公路上行驶,因为道口出现红灯,司机从较远的地方即开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2m/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的一半时间卡车就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速过程用了12s 。求:
(1)减速与加速过程中的加速度;
(2)开始刹车后2s 末及10s 末的瞬时速度。
答案:(1)-1m/s2, 2m/s2;(2)8m/s,6m/s。
解析:(1)卡车先做匀减速运动,再做匀加速运动,其运动简图如图所示,设卡车从A 点开始减速,则v A =10m/s,用t 1时间到达B 点,从B 点又开始加速,用时间t 2到达C 点,则v B =2m/s,v C =10m/s,
1且t 2=t 1,t 1+t 2=12s ,可得t 1=8s ,t 2=4s 。
2
由v =v 0+at 得,在AB 段,v B =v A +a 1t 1① 在BC 段,v C =v B +a 2t 2② 联立①②两式代入数据解得a 1=-1m/s2,a 2=2m/s2。
(2)2s末的速度为v 1=v A +a 1t ′=10m/s-1×2m/s=8m/s,10s末的速度为v 2=v B +a 2t ″=2m/s+2×(10-8)m/s=6m/s。