2022年高中物理匀变速直线运动的速度与位移的关系练习新人教版必修 .pdf
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1、1 24 匀变速直线运动的速度与位移的关系(10 分钟,10 分)1如图所示,一辆正以8 m/s 速度沿直线行驶的汽车,突然以1 m/s2的加速度加速行驶,则汽车行驶了18 m 时的速度为()A8 m/s B12 m/s C10 m/s D14 m/s【答案】C【解析】由v2v202ax,得vv202ax822118 m/s 10m/s,故选 C.2在一次交通事故中,交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是30 m,该车辆的刹车加速度是 15 m/s2,该路段限速为60 km/h,则该车()A超速B不超速C是否超速无法判断D行驶速度刚好是60 km/h【答案】A【解析】该车辆的末速度为零,由v2v2
2、02ax,可计算出初速度v02ax21530 m/s 30 m/s 108 km/h,该车严重超速,选项A正确3一物体做匀加速直线运动,通过其轨迹上的a点时速度为va2 m/s,通过其后的d点的瞬时速度为vd8 m/s.如把ad段分为三段,abbccd,那么物体经过b点和c点时的瞬时速度分别是()A4 m/s,6 m/s B2 6 m/s,6 m/s C4 m/s,2 11m/s D2 6 m/s,2 11m/s【答案】D【解析】由v2v202ax知:v2bv2av2cv2bv2dv2c2ax,v2dv2a2a3x,得vb26m/s,vc211m/s.4子弹在枪筒中的运动可以看做是匀加速运动,
3、如果它的加速度是5105m/s2,子弹射出枪口时的速度是800 m/s,则这支枪的枪筒有多长?(子弹可视为质点)【解】子弹在枪筒中的运动可以看做是初速度为零的匀加速直线运动,则枪筒的长度是子弹加速的位移x,可得x2t2ax解得xv2t2a800225105 m0.64 m 即枪筒长为0.64 m【技巧点拨】子弹在枪筒中的运动可看做匀加速直线运动,在题设条件中初速度为零,末速度为800 m/s,加速度为5105 m/s2,自然就想到公式v2v202ax,求枪筒的长度,即求子弹的加速位移大小(20 分钟,30 分)知识点一位移与速度公式1关于公式xv2v202a,下列说法正确的是()名师资料总结-
4、精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 8 页 -2 A此公式只适用于匀加速直线运动B此公式适用于匀减速直线运动C此公式只适用于位移为正的情况D此公式不可能出现a、x同时为负值的情况【答案】B【解析】公式xv2v202a适用于匀变速直线运动,既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动,既适用于位移为正的情况,也适用于位移为负的情况,选项B正确,选项A、C 错误当物体做匀加速直线运动,且规定初速度的反方向为正方向时,a、x就会同时为负值,选项D错误2若一质点从t0 开始由原点出发沿直线运动,其速度时间图象如图所示,则该质点()At1 s 时离原点最远Bt2 s 时离原点最远Ct3 s
5、 时回到原点Dt4 s 时回到原点,路程为10 m【答案】BD【解析】由vt图象知 02 s 内质点速度为正值,即向正方向前进;24 s 内速度为负值,即向负方向运动返回原点,故A错,B正确由vt图象与t轴所围图形的“面积”与位移的关系知4 s 末时总位移为零,质点回到原点且路程为10 m,故 D正确3两小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动,若它们的初速度之比为12,则它们运动的最大位移之比是()A12 B14 C12 D 21【答案】B【解析】由v2v202ax得:x1v212a,x2v222a,所以x1x2v21v2214,选项 B正确,选项 ACD错误4列车长为l,铁路桥长为2l,
6、列车匀加速行驶过桥,车头过桥头时的速度为v1,车头过桥尾时的速度为v2,则车尾过桥尾时速度为()A3v2v1 B3v2v1C.v22v212 D.3v22v212【答案】C【解析】v22v212a2l,而v23v212a3l,v3v22v212,C正确知识点二匀变速直线运动规律的应用5一物体以初速度v020 m/s 沿光滑斜面匀减速向上滑动,当上滑距离x030 m 时,名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 8 页 -3 速度减为v04,且物体恰滑到斜面顶部停下,则斜面长度为()A40 m B 50 m C32 m D 60 m【答案】C【解析】根据v2v202ax得物体
7、的加速度为av042v202x052202230 m/s2254 m/s2,又物体到达斜面顶部时速度为0,则易知斜面长度L0v202a32 m,选项 C正确,选项ABD错误6.如图为 AK47突击步枪,该枪枪管长度约为400 mm,子弹在枪口的初速度约为700 m/s,若将子弹在枪管中的运动看做匀加速直线运动,下列说法正确的是()A子弹在枪管中的加速度约为6.125105 m/s2B子弹在枪管中的加速度约为6.125104 m/s2C子弹在枪管中的运动时间约为1.1410 3 s D子弹在枪管中的运动时间约为0.114 s【答案】AC【解析】子弹在枪管中做初速度为零的匀加速直线运动,由v22a
8、x得av2/2x6.125105 m/s2,A正确,B错误由vat得tv/a1.14103 s,C正确,D错误7如图所示,A、B两物体相距x7 m,物体A以vA4 m/s 的速度向右匀速运动,而物体B此时的速度vB10 m/s,此物体在摩擦力作用下向右做匀减速运动,加速度a 2 m/s2.那么物体A追上物体B所用的时间为()A7 s B8 s C9 s D 10 s【答案】B【解析】物体B做匀减速运动到速度为0 所需时间t1102 s 5 s,这段时间内,物体B运动的位移xB0v2B2a10222 m25 m,物体A运动的位移xAvAt145 m 20 m显然还没有追上,此后物体B静止设物体A
9、追上物体B所用时间为t,则有vAtx25 m,所以t8 s,故选项 B正确,选项ACD错误8汽车从A点由静止开始沿直线AC做匀加速直线运动,第4 s 末通过C点时关闭发动机,做匀减速直线运动,再经过6 s 到达B点时停止已知AB长 30 m,则下列说法错误的是()A通过C点时的速度大小为3 m/s B通过C点时的速度大小为6 m/s C通过AC段的位移为12 m D汽车在AC、CB两段的平均速度大小相同【答案】A【解析】设汽车通过C点时的速度为v,根据xvtv0v2t得xACvt12,xCBvt22,由名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 8 页 -4 xABxACxC
10、Bv2(t1t2)30 m,得汽车通过C点时的速度为v6 m/s,B正确;xACvt1212 m,xCBvt2218 m,C正确;由vxt124 m/s 186 m/s 3 m/s 知汽车在AC与CB两段的平均速度大小相同,D正确9甲、乙两车同时、同地向同一个方向做直线运动,它们在04 s 内运动的vt图象如图所示,由图象可知()A在第 2 s 末,两车处于同一位置B在第 2 s 末,两车的速度相同C在 04 s 内,甲的加速度和乙的加速度的大小相等D在 04 s 内,甲、乙两车的平均速度相等【答案】BD【解析】由于质点的位移等于vt图线与t轴包围的面积,由图象可知,t2 s 时,两车相距最远
11、,故A错,B正确;由图象知甲匀速、乙匀减速运动,故C错;在 04 s 内,甲、乙两车的位移相等,所以平均速度相等,故D正确10火车以速率v1向前行驶,司机突然发现在前方同一轨道上距车s处有另一辆火车,它正沿相同的方向以较小的速率v2做匀速运动,于是司机立即使火车做匀减速运动,该火车的加速度大小为a,则要使两火车不相撞,加速度a应满足的关系为()Aav21v222s B av212sCav222s Dav1v222s【答案】D【解析】两火车速度相等时所经历的时间为tv1v2a,此时后面火车的位移为x1v21v222a,前面火车的位移为x2v2t,若此时两火车恰不相撞,则有x1x2s,解得:av1
12、v222s,所以要使两火车不相撞,应有av1v222s,故选 D.11物体由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小是2 m/s2,它在某1 s 内通过的距离是 15 m,问:(1)物体在这1 s 以前已运动了多长时间?(2)物体在这 1 s 以前已经通过了的位移?【答案】(1)7 s(2)49 m【解析】(1)设这 1 s 的初速度为v0,由位移公式xv0t12at2得v0 xtat215 m/s 1 m/s 14 m/s,物体在这 1 s 以前已运动的时间tv0a7 s.(2)由v2v202ax得物体在这1 s 以前已经通过的位移xv202a14222 m49 m.名师资料总结-精品资料欢迎下
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