2020高中物理第2章2匀变速直线运动的速度与时间的关系课时作业新人教版必修1

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2020高中物理第2章2匀变速直线运动的速度与时间的关系课时作业新人教版必修1

第二章 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 ‎ 基础夯实 ‎ 一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)‎ ‎1.在运用公式v=v0+at时,关于各个物理量的符号下列说法中正确的是( A )‎ ‎①必须规定正方向,式中的v、v0、a才取正、负号 ‎②在任何情况下a>0表示加速运动,a<0表示做减速运动 ‎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<0表示做减速运动 ‎④v的方向总是与v0的方向相同 A.①③ B.②④‎ C.①② D.③④‎ 解析:习惯上我们规定v0的方向为正方向,当a与v0方向相同时a取正号,a与v0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=v0-at可以看出v的方向与v0方向有可能相反,④错误。‎ ‎2.‎2018年1月9日,中国空军宣传纪录片《为打赢起飞》多角度全方位展示了“歼-‎20”‎战机的作战训练画面,假设在某次短距离起飞过程中,战机只用了10秒钟就从静止加速到起飞速度‎288km/h,假设战机在起飞过程中做匀加速直线运动,则它的加速度大小为( 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正确。‎ ‎3.(河北冀州中学2016~2017学年高一上学期月考)某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时,其车速与时间的变化关系分别如图中的①、②图线所示。由图可知,启用ABS后( D )‎ 6‎ A.t1时刻车速更小 B.0~t1的时间内加速度更大 C.加速度总比不启用ABS时大 D.刹车后前行的距离比不启用ABS更短 解析:由图看出,启用ABS后t1时刻车速更大,故A错误。由斜率等于加速度的大小得到,启用ABS后0~t1的时间加速度小,t1~t2的时间内加速度大,故B、C错误。根据速度图象的“面积”等于位移大小看出,刹车后前行的距离比不启用ABS更短,故D正确,故选D。‎ ‎4.(浙江省诺丁汉大学附中2017~2018学年高一上学期期中)四个质点做直线运动,它们的速度图象分别如图所示,在2s末能回到出发点的是( AD )‎ 解析:质点A在0~2s内的位移x1=0,即物体在2s末回到出发点。故A正确。质点B在0~2s内的位移x2=‎1m,即物体在2s末不能回到出发点。故B错误。质点C在0~2s内的位移x3=‎1m,即物体在2s末不能回到出发点。故C错误。质点D在0~2s内的位移x4=0,即物体在2s末回到出发点。故D正确。故选A、D。‎ ‎5.(广州市七中等六校2016~2017学年高一上学期期中联考)利用速度传感器与计算机结合,可以自动作出物体运动的图象,某同学在一次实验中得到的运动的小车的v-t图象如图所示,由此可知( AB )‎ A.小车先做加速运动,后做减速运动 B.小车运动的最大速度约为‎0.8m/s C.小车的最大位移是‎0.8m D.小车做曲线运动 解析:由图象的斜率可知,0~9s小车做加速运动,9s~15s小车做减速运动;当t=9s时,速度最大,vmax≈‎0.8m/s,所以选项A、B正确。在v-t图中,图线与坐标轴所围的面积在数值上表示位移的大小,图中每小格的面积表示的位移大小为‎0.1m 6‎ ‎,总格数约为83格(大于半格计为一格,小于半格忽略不计),总位移‎8.3m,所以选项C错误。小车做直线运动,所以选项D错误。‎ 二、非选择题 ‎6.汽车在平直路面上紧急刹车时,加速度的大小是‎6m/s2,如果必须在2s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?如果汽车以此最高允许速度行驶,必须在1.5s内停下来,汽车刹车的过程中加速度至少多大? 答案:‎12m/s ‎8m/s2‎ 解析:由题意知a=-‎6m/s2,t=2s,v=0,由v=v0+at得v0=v-at=‎0m/s-(-‎6m/s2)×2s=‎12m/s。‎ 根据v=v0+a′t′,有a′===-‎8m/s2,所以汽车刹车匀减速运动加速度大小至少为‎8 m/s2。‎ ‎7.一质点从静止开始以‎1m/s2的加速度匀加速运动,经5s后做匀速运动,最后2s的时间内使质点匀减速到静止,则质点匀速运动时速度是多大?匀减速运动时的加速度又是多大? 答案:‎5m/s;-‎2.5m/s2‎ 解析:质点的运动过程包括加速——匀速——减速3个阶段(如图),AB为匀加速阶段,BC为匀速阶段,CD为匀减速阶段。‎ 匀速运动的速度即为加速阶段的末速度vB,由速度公式得vB=v0+at=(0+1×5)m/s=‎5m/s 而质点做匀减速运动的初速度即为匀速运动的速度,所以,‎ vB=vC=‎5m/s,而最终vD=0,由vD=vC+at得 a==m/s2=-‎2.5m/s2‎ ‎ 能力提升 ‎ 一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)‎ ‎1.(山东青州2016~2017学年高一上学期检测)物体做匀加速直线运动,已知第1s末的速度是‎6m/s,第2s末的速度是‎8m/s,则下列结论正确的是( C )‎ A.物体零时刻的速度是‎2m/s B.物体的加速度是‎3m/s2‎ 6‎ C.任何1s内的速度变化都是‎2m/s D.第1s内的平均速度是‎6m/s 解析:a==‎2m/s2,所以B错,C对;v0=v1-at=‎4m/s,故A错;因为第1s末的速度是‎6m/s,所以第1s内的平均速度一定小于‎6m/s,D错。‎ ‎2.(河南省洛阳一中2016~2017学年高一上学期摸底)一列车沿直线轨道从静止出发由A地驶向B地,并停在B地,列车做加速运动时,其加速度最大值为a1;做减速运动时,其加速度的绝对值的最大值为a2。要让列车由A地到B地所用的时间最短,图中列车的v-t图象应是(其中tanα=a1;tanβ=a2)( D )‎ 解析:由题意可知,列车的初末速度都为零,故A、B错误;因为图线与横轴所围的“面积”表示位移, 在位移相等的条件下,D图所需时间短,故C错误,D正确。‎ ‎3.(山东省德州市2017~2018学年高一上学期期末)如图所示为直升飞机由地面垂直起飞过程的v-t图象,则关于飞机的运动,下列说法正确的是( C )‎ A.5~15s内飞机在空中处于悬停状态 B.15~20s内飞机匀减速下降 C.0~25s内飞机上升的最大高度为‎300m D.20s时飞机的加速度为零 解析:由图线可知,5~15s内飞机匀速向上运动,故A错;15~20s内飞机匀减速向上运动,故B错;0~25s上升的最大高度在时刻20s处,x=(10+20)×‎20m=‎300m,故C正确;20s时飞机加速度不为零,故D错。‎ ‎4.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为‎4m/s,1s后速度大小为‎10m/s。在这一过程中( BD )‎ A.物体一定向一个方向运动 B.物体的运动方向可能发生改变 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:物体做匀变速直线运动,题中只告诉了物体在某时刻速度的大小为‎4m 6‎ ‎/s,可能和‎10m/s的速度同向,也可能反向,所以B正确,A错误。已知条件中涉及时间和速度的大小,可求加速度,有两种可能:以初始时刻的速度方向为正方向,当物体做匀加速运动时,v=‎10m/s,a==‎6m/s2,当物体做匀减速运动时,v=-‎10m/s,a==-‎14m/s2,故C错误,D正确。‎ ‎5.(北京师大附中2017~2018学年高一上学期期中)质点由静止开始做直线运动,加速度与时间关系如图所示,t2=2t1,则( AC )‎ A.质点一直沿正向运动 B.质点在某个位置附近来回运动 C.在0~t2时间段内,质点在t1时刻的速度最大 D.在0~t2时间段内,质点在t2时刻回到原点 解析:由图可知在t1时间内质点做初速度为零的匀加速运动,在t1~t2时间内做匀减速运动,且加速度大小相等,时间相等,故质点一直沿正向运动,t1时刻的速度最大,t2时刻的速度为零,故A、C正确,B、D错误。‎ 二、非选择题 ‎6.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 vm=a2t2=3×‎10m/s=‎‎108km/h a1==m/s2=‎7.5m/s2。‎ ‎7.‎‎2017年4月20日 6‎ ‎,我国在文昌航天发射中心,用“长征七号”运载火箭成功将“天舟一号”货运飞船送入预定轨道。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,卫星向上的加速度为‎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:‎8600 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 v1=a1t1=50×‎30 m/s=‎1500 m/s 减速上升10 s后的速度 v2=v1-a2t2=‎1500 m/s-10×‎10 m/s=‎1400 m/s 第二级火箭熄火时的速度 v3=v2+a3t3=‎1400 m/s+80×‎90 m/s=‎8600 m/s。‎ ‎“v-t”图象见图 6‎
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