高中物理直线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
2020高中物理 第二章 匀变速直线运动的探究 1 实验:探究小车速度随时间变化的规律练习(含解析)
1.实验:探究小车速度随时间变化的规律1.掌握打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。
2.了解如何从实验中获取数据,学会利用v.t图像处理、分析实验数据的方法。
3.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。
1。
实验原理(1)瞬时速度的计算:可用以该点为□,01中间时刻的一段时间内的错误!平均速度来代替,即错误!v n=错误!。
(2)作出vt图像判断小车速度随时间变化的关系:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标系中描点作出v。
t图像,根据点的分布规律思考小车速度与时间的关系。
2.实验器材打点计时器、一端附有定滑轮的长铝板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流电源.课堂任务探究过程·获取数据仔细观察下列图片,认真参与“师生互动"。
活动1:本实验要研究的对象是什么?研究的目的是什么?提示:研究的对象是小车,研究其速度随时间变化的规律.活动2:本实验的操作步骤是什么?提示:(1)按照实验装置图,把一端带有定滑轮的长铝板平放在实验桌上,并使定滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长铝板上没有定滑轮的一端,连接好电路。
(2)铝板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过定滑轮系有槽码的细绳。
(3)把小车停在靠近打点计时器的位置,启动计时器,然后放开小车,让它拖着纸带运动,打点计时器会在纸带上打下一行小点,随后,立即关闭电源。
(4)增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验.活动3:本实验中有哪些注意事项?提示:(1)开始放开小车时,应使小车靠近打点计时器。
(2)先启动打点计时器,再放开小车。
(3)取下纸带前,先断开电源。
(4)选取一条点迹最清晰的纸带,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点作为计时起点。
适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚相邻两计数点的时间间隔T是多少。
(5)不要逐次测量各段距离,应一次测量完毕各计数点与计时起点间的距离。
物理解题方法:比例压轴题知识点及练习题含答案
物理解题方法:比例压轴题知识点及练习题含答案一、高中物理解题方法:比例1.如图所示,物体自O 点由静止开始做匀加速直线运动,途经A 、B 、C 三点,其中A 、B 之间的距离l 1=3 m ,B 、C 之间的距离l 2=4 m .若物体通过l 1、l 2这两段位移的时间相等,则O 、A 之间的距离l 等于( )A .34 mB .43m C .825m D .258m 【答案】D 【解析】 【详解】设物体运动的加速度为a ,通过O 、A 之间的距离l 的时间为t ,通过l 1、l 2每段位移的时间都是T ,根据匀变速直线运动规律,l =12at 2 l +l 1=12a (t +T )2 l +l 1+l 2=12a (t +2T )2 l 2-l 1=aT 2联立解得l =258m . A. 34m ,选项A 不符合题意; B. 43m ,选项B 不符合题意; C. 825m ,选项C 不符合题意; D.258m ,选项D 符合题意;2.某质点做匀加速度直线运动,加速度为22/m s ,关于此质点的速度和位移的说法中,正确的是( ) A .2s 末的速度为4m/sB .在任意1s 内,末速度等于初速度的2倍C .任意1s 内的位移是前1s 内位移的2倍D .任意1s 内的位移比前1s 内的位移增加2m 【答案】D 【解析】根据速度时间关系0v v at =+可知,因不知道初速度,故不能确定2s 末的速度大小,故A 错误;加速度为22/m s 说明单位时间1s 内物体的速度变化2m/s ,而不是速度变为原来的2倍,故B 错误;根据2x aT ∆=知任意1s 内的位移比前1s 内位移大2m ,而不是前1s 内位移的2倍,故C 错误,D 正确;故选D.3.如图,a 、b 、c 、d 为光滑斜面上的四个点。
一小滑块自a 点由静止开始下滑,通过ab 、bc 、cd 各段所用时间均为T 。
现让该滑块自b 点由静止开始下滑,则该滑块( )A .通过bc 、cd 段的时间均大于TB .通过c 、d 点的速度之比为1∶2C .通过bc 、cd 段的位移之比为1∶3D .通过c 点的速度等于通过bd 段的平均速度 【答案】A 【解析】 【分析】质点从a 点由静止开始下滑,经光滑斜面上的三段位移时间相等,运用初速度为零的匀加速直线运动的比例式进行分析,结合匀变速直线运动的规律分析. 【详解】当滑块由a 点静止下滑时,滑块沿光滑的斜面做匀加速直线运动,加速度大小为a ′。
高中物理必修一第一章《运动的描述》测试题(含答案解析)(1)
一、选择题1.一物体做直线运动,其位移一时间图像如图所示,设向右为正方向,则在前6s内()A.物体先向左运动,2s后开始向右运动B.在t=2s时物体距出发点最远C.前2s内物体位于出发点的左方,后4s内位于出发点的右方D.在t=4s时物体距出发点最远2.物体做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,那么()A.在任意时间内,物体的末速度一定等于初速度的2倍B.在任意时间内,物体的末速度一定比初速度大2m/sC.在任意1s内,物体的末速度一定比初速度大2m/sD.在任意1s内,物体的末速度一定等于初速度的2倍3.一辆汽车沿直线从甲地开往乙地,前一半位移内的平均速度为30km/h,后一半位移内的平均速度为60km/h,这辆车全程的平均速度是()A.40km/h B.45km/h C.50km/h D.55km/h4.运动员在水上做飞行表演,忽高忽低,左突右边闪,河岸的观众非常受鼓舞,运动员甚至能够悬停在空中,如图所示,已知运动员与装备的总质量为90kg,两个喷嘴处喷水的速度可以达10m/s。
下列说法错误的是()A.题中描述的10m/s指的是瞬时速度B.运动员悬停在空中可以是以河岸为参照物得出的C.研究运动员在飞行运动表演中的轨迹时,不可能有路程和位移大小相等的阶段D .研究运动员在飞行运动表演中的轨迹时,可以将他视为质点5.物体做方向不变的直线运动,若以该运动方向为正方向,且在任意连续相等位移内速度变化量v ∆相等,关于物体的运动情况,下列说法正确的是( )A .若v ∆=0,做匀速运动B .若v ∆﹤0,做匀减速运动C .若v ∆﹤0,做加速度逐渐变大的减速运动D .若v ∆﹥0,做加速度逐渐变小的加速运动6.关于运动的概念和物理量,下列说法中正确的是( )A .位移是矢量,位移的方向就是质点运动的方向B .“月亮在白莲花般的云朵里穿行”,选取的参考系是云C .运动物体的速度越大,其加速度一定越大D .“第5s 内”指的是在4s 初到5s 末这1s 的时间7.某校举行2020年度游泳运动会中,高一小明同学在50m 自由泳比赛中游出了26.98s 的成绩;高二小陈同学在100m 蛙泳比赛中游出了70.84s 的成绩,都获得了第一名,(学校泳池长度为25m ),下列说法正确的是( )A .小明的平均速度等于小陈的平均速度B .小明的速度一定比小陈的速度快C .在研究小陈和小明泳姿的时候,可以将他们俩当质点D .比赛过程中,以小明为参考系,他的对手一定向后运动8.2020年10月29日上午9时30分枣阳一中的秋季运动会正式开始。
人教版(2019)高中物理必修第一册匀变速直线运动规律之竖直上抛专题练习含答案
竖直上抛专题练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题(本大题共10小题,共40.0分)1.做竖直上抛运动的物体()A. 在上升过程中,速度越来越小,加速度也越来越小B. 在整个运动过程中,加速度大小不变方向改变C. 上升和下降经过同一位置速度相同D. 上升和下降经过同一段高度的过程中,上升时间等于下降时间2.建筑工人常常徒手抛砖块,当砖块上升到最高点时被楼上的师傅接住用以砌墙.如所示,若某次以10 m/s的速度从地面竖直向上抛出一个砖块,g取10 m/s2,空气阻力可以忽略,则()A. 砖块上升的最大高度为10 mB. 砖块上升的时间为1 sC. 抛出后经0.5 s上升的高度为最大高度的一半D. 抛出后上升过程砖块做加速度变化的减速直线运动3.将一小球从足够高的塔顶以某初速度竖直向上抛出,经时间t=2s小球的速度大小为v=5m/s,忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2.则下列说法正确的是()A. 初速度大小一定为15m/s,2s末小球在抛出点上方10m处B. 初速度大小一定为15m/s,2s末小球在拋出点下方10m处C. 初速度大小可能为25m/s,2s末小球在抛出点上方30m处D. 初速度大小可能为25m/s,2s末小球在抛出点下方30m处4.将质量为m的小球甲和质量为2m的小球乙,分别从高地高度为h、2h处同时由静止释放,不计空气阻力和小球与地面碰撞的时间,碰撞后小球速度大小不变。
则下列说法正确的是()A. 甲乙两球空中下落的加速度比之等于1:2B. 甲乙第-次落地时速度大小之比等于1:21 / 8C. 甲乙与地面第一次碰撞前下落的时间之比为1:2D. 从开始下落计时时两球第一次在空中相遇5.一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过一个较低点a的时间间隔是T a,两次经过一个较高点b的时间间隔是T b,则a、b之间的距离为()A. g(-)B. g(-)C. g(-)D. g(-)6.一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力),t=0时抛出,得到如图所示的x-t图象,则()A. 该行星表面的重力加速度为10 m/s2B. 该物体上升的时间为5 sC. 该物体被抛出时的初速度为10 m/sD. 该物体落到行星表面时的速度为20 m/s7.每隔0.3s从同一高度抛出一个小球,小球做初速为6m/s的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰.第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为(取g=10m/s2)()A. 三个B. 四个C. 五个D. 六个8.从地面上以初速度2υ0竖直上抛物体A,相隔时间△t后再以初速度υ0从同一地点竖直上抛物体B,不计空气阻力。
人教版高中物理必修一第2章《匀变速直线运动的研究》测试题(含答案)
第2章《匀变速直线运动的研究》测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.关于物理学的研究方法,以下说法正确的是()A.用质点代替有一定形状与大小的物体,应用的是微元法B.在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时,使用了极限分析法C.伽利略的斜面实验应用了理想实验的方法D.在利用速度﹣时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时,应用了控制变量法2.如图为某物体做直线运动的速度—时间图象,请根据该图象判断下列说法正确的是( )A.物体的加速度为-4 m/s2 B.物体做单向直线运动C.物体第3 s初的速度为零 D.物体先加速后减速3.下图中的4个图象表示质点做初速度为零的匀加速直线运动的是()A. B. C.D.4.如图所示,小球A在斜面上由静止匀加速滚下X1后,又在水平面上匀减速运动X2后停下,测得X2=2X1,则小球在斜面上的加速度大小a1与在水平面上的加速度大小a2的关系为(小球从斜面上滚到水平面上时速度大小不变)( )A. B. C. D.5.质量为m的小球由空中A点无初速度自由下落,加速度大小为g;在秒末使其加速度大小变为a方向竖直向上,再经过t秒小球又回到A点.不计空气阻力且小球从未落地,则以下说法中正确的是:()A. B.返回到A点的速率C.自由下落秒时小球的速率为 D.小球下落的最大高度6.一个椰子由于某种原因突然从椰树上自由掉落,如果知道其落地时间为1.3秒,则这棵椰树的高度大约为:()A.5m B.8m C.13m D.16m7.一物体运动的速度随时间变化的关系如图所示,根据图象可知 ( )A.4 s内物体在做曲线运动 B.4 s内物体一直做直线运动C.物体的加速度在2.5 s时方向改变 D.4 s内物体的速度一直在减小8.如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的位移时间s-t图象,下列说法中错误的是()A.甲启动的时刻比乙早t1 B.当t=t2时,两物体相遇C.当t=t2时,两物体相距最远 D.当t=t3时,两物体相距s19.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:为了算出加速度.最合理的方法是()A.根据任意两个计数点的速度,用公式算出加速度B.根据实验数据画出v –t图象,量出其倾角,用公式a= tan算出加速度C.根据实验数据画出v –t图象,由图线上任意两点所对应的速度及时间,用公式求出加速度D.根据实验画出v –t图象,由图线上相距较远的两点所对应的速度及时间,用公式求出加速度10.甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶,其v-t图象如图所示,下列对汽车运动状况的描述正确的是()A.在第10 s末,乙车改变运动方向B.在第10 s末,甲、乙两车相距150 mC.若开始时乙车在前,则两车可能相遇两次D.在第20 s末,甲、乙两车相遇11.一物体以2m/s的初速度做匀加速直线运动,4s内位移为16m,则()A.物体的加速度为2m/s2 B.4s内的平均速度为6m/sC.4s末的瞬时速度为6m/s D.第2s内的位移为6m12.长为5 m的竖直杆的下端距离一竖直隧道口上沿5 m,若这隧道长也是5 m,让这根杆自由下落,杆能自由穿过隧道,则它通过隧道的时间为(取g=10m/s2)( ) A.(3-1)s B.3s C.(3+1)s D.(2+1)s13.小球从空中由静止下落,与水平地面相碰后反弹至某一高度,其速度v随时间t变化的关系图线如图所示。
高中物理直线运动技巧(很有用)及练习题
高中物理直线运动技巧(很有用)及练习题一、高中物理精讲专题测试直线运动1.跳伞运动员做低空跳伞表演,当直升机悬停在离地面224m 高时,运动员离开飞机作自由落体运动,运动了5s 后,打开降落伞,展伞后运动员减速下降至地面,若运动员落地速度为5m/s ,取210/g m s =,求运动员匀减速下降过程的加速度大小和时间. 【答案】212.5?m/s a =; 3.6t s = 【解析】运动员做自由落体运动的位移为221110512522h gt m m ==⨯⨯= 打开降落伞时的速度为:1105/50/v gt m s m s ==⨯=匀减速下降过程有:22122()v v a H h -=-将v 2=5 m/s 、H =224 m 代入上式,求得:a=12.5m/s 2 减速运动的时间为:125053.6?12.5v v t s s a --===2.某次足球比赛中,攻方使用“边路突破,下底传中”的战术.如图,足球场长90m 、宽60m.前锋甲在中线处将足球沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地面上做匀减速直线运动,其初速度v 0=12m/s ,加速度大小a 0=2m/s 2.(1)甲踢出足球的同时沿边线向前追赶足球,设他做初速为零、加速度a 1=2m/s 2的匀加速直线运动,能达到的最大速度v m =8m/s.求他追上足球的最短时间.(2)若甲追上足球的瞬间将足球以某速度v 沿边线向前踢出,足球仍以a 0在地面上做匀减速直线运动;同时,甲的速度瞬间变为v 1=6 m/s ,紧接着他做匀速直线运动向前追赶足球,恰能在底线处追上足球传中,求v 的大小. 【答案】(1)t =6.5s (2)v =7.5m/s 【解析】 【分析】(1)根据速度时间公式求出运动员达到最大速度的时间和位移,然后运动员做匀速直线运动,结合位移关系求出追及的时间.(2)结合运动员和足球的位移关系,运用运动学公式求出前锋队员在底线追上足球时的速度. 【详解】(1)已知甲的加速度为22s 2m/a =,最大速度为28m/s v =,甲做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为:2228s 4s 2v t a === 22284m 16m 22v x t ==⨯= 之后甲做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移x 2=v m (t 1-t 0)=8×2m =16m 由于x 1+x 2 < x 0,故足球停止运动时,甲没有追上足球 甲继续以最大速度匀速运动追赶足球,则x 0-(x 1+x 2)=v m t 2 联立得:t 2=0.5s甲追上足球的时间t =t 0+t 2=6.5s (2)足球距底线的距离x 2=45-x 0=9m 设甲运动到底线的时间为t 3,则x 2=v 1t 3 足球在t 3时间内发生的位移2230312x vt a t =- 联立解得:v =7.5m/s 【点睛】解决本题的关键理清足球和运动员的位移关系,结合运动学公式灵活求解.3.一个质点正在做匀加速直线运动,用固定在地面上的照相机对该质点进行闪光照相,闪光时间间隔为1s .分析照片得到的数据,发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移到了2m ;在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了8m ,由此可以求得( ) A .第1次闪光时质点的速度 B .质点运动的加速度 C .质点运动的初速度D .从第2次闪光到第3次闪光这段时间内质点的位移 【答案】ABD 【解析】 试题分析:根据得;,故B 不符合题意;设第一次曝光时的速度为v ,,得:,故A 不符合题意;由于不知道第一次曝光时物体已运动的时间,故无法知道初速度,故C 符合题意;设第一次到第二次位移为;第三次到第四次闪光为,则有:;则;而第二次闪光到第三次闪光的位移,故D 不符合题意考点:考查了匀变速直线运动规律的综合应用,要注意任意一段匀变速直线运动中,只有知道至少三个量才能求出另外的两个量,即知三求二.4.一位汽车旅游爱好者打算到某风景区去观光,出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路,他原计划全程平均速度要达到40 km/h ,若这位旅游爱好者开出1/3路程之后发现他的平均速度仅有20 km/h ,那么他能否完成全程平均速度为40 km/h 的计划呢?若能完成,要求他在后的路程里开车的速度应达多少? 【答案】80km/h 【解析】本题考查匀变速直线运动的推论,利用平均速度等于位移除以时间,设总路程为s ,后路程上的平均速度为v ,总路程为s前里时用时 后里时用时所以全程的平均速度解得由结果可知,这位旅行者能完成他的计划,他在后2s/3的路程里,速度应达80 km/h5.如图,MN 是竖直放置的长L=0.5m 的平面镜,观察者在A 处观察,有一小球从某处自由下落,小球下落的轨迹与平面镜相距d=0.25m ,观察者能在镜中看到小球像的时间△t=0.2s .已知观察的眼睛到镜面的距离s=0.5m ,求小球从静止开始下落经多长时间,观察者才能在镜中看到小球的像.(取g=10m/s 2)【答案】0.275s ; 【解析】试题分析:由平面镜成像规律及光路图可逆可知,人在A 处能够观察到平面镜中虚像所对应的空间区域在如图所示的直线PM 和QN 所包围的区域中,小球在这一区间里运动的距离为图中ab 的长度L /.由于⊿aA /b ∽MA /N ⊿bA /C ∽NA /D 所以L //L=bA //NA /bA //NA /=(s+d )/s联立求解,L /=0.75m 设小球从静止下落经时间t 人能看到,则/2211()22L g t t gt =+⊿-代入数据,得t=0.275s考点:光的反射;自由落体运动【名师点睛】本题是边界问题,根据反射定律作出边界光线,再根据几何知识和运动学公式结合求解;要知道当小球发出的光线经过平面镜反射射入观察者的眼睛时,人就能看到小球镜中的像.6.如图所示为一风洞实验装置示意图,一质量为1kg 的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为370.现小球在F =20N 的竖直向上的风力作用下,从A 点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数=0.5μ.( sin370.6o =, cos370.8o =,g=10m/s 2),求:(1)小球运动的加速度a 1大小?(2)若F 作用3s 后小球到达B 点,此时使风力大小不变,方向立即改为水平向左.则从改变风力F 开始计时,小球经多长时间将回到B 点? 【答案】(1)2m/s 2;(2)0.54s . 【解析】(1)在风力F 作用时有:(F-mg )sin37°-μ(F-mg )cos37°=ma 1 a 1=2 m/s 2 方向沿杆向上(2)3s 时小球速度:v=a 1t 1=6m/s 风力方向改为水平向左后,小球加速度为a 2, 沿杆方向:-mgsin37°-F cos37°-μN=ma 2 N+mg cos37°=F sin37° 解得:a 2=-24 m/s 2经过时间t 2到达最高点,t 2=2v a =0.25s 此处距B 点的位移为:s=02v+t 2=0.75m 小球下滑时的加速度为a 3,有:mgsin37°+Fcos37°-μN 2=ma 3 解得:a 3=18m/s 2下滑到B点的时间为t3, 则x=12a3t32解得:33 6t s所以t=t2+t3=0.54s7.(13分)如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=37°。
高中物理之直线运动实验题汇总1-120题(附答案及每题解析)
1.某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度.实验步骤如下:①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G ;②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示.在A 端向右拉动木板,等弹簧秤读数稳定后,将读数记作F ;③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;实验数据如下表所示:④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C 处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P 连接,保持滑块静止,测量重物P 离地面的高度h ;⑤滑块由静止释放后开始运动,最终停在木板上D 点(未与滑轮碰撞),测量C 、D 间距离S . 完成下列作图和填空:(1)根据表中数据在给定的坐标纸(见答题卡)上作出F —G 图线.(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=____________(保留2位有效数字) (3)滑块最大速度的大小v =_____________(用h 、s 、μ和重力加速度g 表示.) 【答案】(1)如图所示(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确) (3))(2h s g -μ【解析】试题分析:(1)根据描点法在F-G 图象上描出各点,再连接起来,如图所示;高中物理之直线运动实验题汇总1-120题(附答案及每题解析)2.某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。
(1)电磁打点计时器是一种使用 (选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器,它的工作电压是46V -,当电源的频率为50Hz 时,它每隔 s 打一次点。
(2)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带,如图所示,并且每隔三个计时点取一个计数点,已知每两个计数点间的距离为s ,且10.96cm s =,2 2.88cm s =,3 4.80cm s =,4 6.72cm s =,58.64cm s =,610.56cm s =,电磁打点计时器的电源频率为50Hz ,计算此纸带的加速度大小a = 2/m s ,打第4个计数点时纸带的速度大小为v = /m s (计算结果保留2位有效数字)。
高中物理追击和相遇问题专题(含详解)
直线运动中的追及和相遇问题一、相遇和追及问题的实质研究的两物体能否在相同的时刻到达相同的空间位置的问题。
二、 解相遇和追及问题的关键1.画出物体运动的情景图2.理清三大关系(1)时间关系 :0t t t B A ±= (2)位移关系:0A B x x x =± (3)速度关系:v A =v B两者速度相等往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断的切入点。
三、追及、相遇问题的分析方法:A. 画出两个物体运动示意图,根据两个物体的运动性质,选择同一参照物,列出两个物体的位移方程;B. 找出两个物体在运动时间上的关系C. 找出两个物体在运动位移上的数量关系D. 联立方程求解.说明:追及问题中常用的临界条件:⑴速度小者加速追速度大者,速度在接近,但距离在变大。
追上前两个物体速度相等时,有最大距离; ⑵速度大者减速追赶速度小者, 速度在接近,但距离在变小。
追上前在两个物体速度相等时,有最小距离.即必须在此之前追上,否则就不能追上.四、典型例题分析:(一).匀加速运动追匀速运动的情况(开始时v 1< v 2):2.当v1= v2时,两者距离最大;3.v1>v2时,两者距离变小,相遇时满足x1= x2+Δx,全程只相遇(即追上)一次。
【例1】一小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶,恰有一自行车以6m/s的速度从车边匀速驶过.求:(1)小汽车从开动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远?此时距离是多少?(2)小汽车什么时候追上自行车,此时小汽车的速度是多少?(二).匀速运动追匀加速运动的情况(开始时v1> v2):1.当v1> v2时,两者距离变小;2.当v1= v2时,①若满足x1< x2+Δx,则永远追不上,此时两者距离最近;②若满足x1=x2+Δx,则恰能追上,全程只相遇一次;③若满足x1>x2+Δx,则后者撞上前者(或超越前者),此条件下理论上全程要相遇两次。
高中物理必修1匀变速直线运动难题(含答案解析)
高中物理必修1匀变速直线运动难题一.选择题1.从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体I、II的速度﹣时间图象如图所示,在0~t2时间内,下列说法中正确的是()A.t2时刻两物体相遇B.在相遇之前,t1时刻两物体相距最远C.I、II两个物体的平均速度大小都是D.I物体所受的合外力不断增大,II物体所受的合外力不断减小2.如图所示,以度v逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ.现将一个质量为m的小木块轻轻地放在传送带的上端,小木块与传送带间的动摩擦因数为μ(μ<tanθ),则图中能够正确地描述小木块的速度随时间变化关系的图线是()A.B.C. D.3.某物体做初速度为0的匀加速直线运动,在时间t内通过了某段距离S,则该物体()A.在中间时刻的速度小于末速度的一半B.在中间位置的速度小于末速度的一半C.前一半位移所用的时间与后一半位移所用的时间之差等于全程时间的一半D.后一半时间通过的位移与前一半时间的位移之差等于全程的一半4.如图所示,ab、cd是竖直平面内两根固定的细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,圆周半径为R,b点为圆周的最低点,c点为圆周的最高点.现有两个小滑环A、B分别从a、c处由静止释放,滑环A经时间t1从a点到达b点,滑环B 经时间t2从c点到达d点;另有一小球C从b点以初速度v0=沿bc连线竖直上抛,到达最高点时间为t3,不计一切阻力与摩擦,且A、B、C都可视为质点,则t1、t2、t3的大小关系为()A.t1=t2=t3B.t1=t2>t3C.t2>t1>t3D.A、B、C三物体的质量未知,因此无法比较5.一个静止的质点,在0~5s时间内受到力F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F 随时间t的变化图线如图所示.则质点在()A.第2s末速度方向改变B.第2s末加速度为零C.第4S末运动速度为零D.第4s末回到原出发点二.多选题6.一质点做匀加速直线运动,某时刻起发生位移x对应速度变化为△v1,紧随着发生相同位移变化为△v2,且两段位移对应时间之比为2:1,则该质点的加速度为()A.a=B.a=C.a=D.a=7.物体沿一直线运动,在t时间内通过的路程为s,它在中间位置处的速度为v1,在中间时刻时的速度为v2,则v1和v2的关系为()A.当物体作匀加速直线运动时,v1>v2B.当物体作匀减速直线运动时,v1>v2C.当物体作匀速直线运动时,v1=v2D.当物体作匀减速直线运动时,v1<v28.如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t1时刻P离开传送带.不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长.正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是()A.B.C.D.9.平直路面上有AB两块固定挡板相距6米.物块以8m/s速度紧靠A出发,在AB两板间往复匀减速运动,物块每次与AB板碰撞将以原速度大小弹回.现要求物块最终停在距B板2m处且和A挡板只碰撞了一次,那么此过程()A.位移大小可能为16m B.加速度大小可能为2m/s2C.时间可能为5s D.平均速率可能为4m/s10.两个物体A、B的质量分别为m1和m2,并排静止在水平面上,用相同的水平拉力F同时分别作用于物体A和B上,分别作用一段时间后撤去,两物体各自滑行一段距离后停止.两物体A、B运动的v﹣t图象分别如图中a、b所示.已知拉力F撤去后,物体做减速运动过程的v﹣t图象彼此平行(相关数据如图).由图中信息可以得到()A.m1<m2B.t=3s时,物体A、B再次相遇C.拉力F对物体A所做的功较多D.拉力F对物体A的最大瞬时功率是对物体B最大瞬时功率的倍11.如图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放做初速为零的匀加速直线运动,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.根据图中的信息,下列判断正确的是()A.位置“1”是小球释放的初始位置B.小球在位置“3”的速度大小为C.小球下落的加速度大小为D.小球在位置5的速度大小为12.如图所示,竖直圆环内侧凹槽光滑,aob为其水平直径,2个相同的小球A 和B(均可视为质点),从a点同时以相同速率V0开始向上、向下沿圆环凹槽运动,且运动中始终未脱离圆环,则()A.A、B两球相遇点一定在ab的上方B.相遇点可能在b点,也有可能在ab的下方C.相遇时V A=V B=V0D.相遇时V A=V B<V0三.解答题13.如图所示,赛道上有两辆玩具赛车A和B,B车静止在拐弯处,A车以v A=5m/s 的速度沿赛道E做匀速直线运动,当它与正前方的B车相距L=10m时,B车开始以a=5m/s2的加速度沿赛道F做匀加速直线运动,假设A、B两车均可视为质点,赛道宽度忽略不计,A车通过拐弯处后速度大小不变.试判断A车能否追上B车?如能追上,求出A车追上B车的时间;若追不上,求出A、B两车何时直线距离最短,最短距离为多大.14.一木箱放在平板车的中部,距平板车的后端、驾驶室后端均为L=1.5m,如图所示处于静止状态,木箱与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.5,现使汽车以a1=6m/s2的加速度匀加速启动,速度达到v=6m/s后接着做匀速直线运动,运动一段时间后匀减速刹车(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).求:(1)木箱速度达到v=6m/s时,所需要的时间t?(2)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上的位置(离驾驶室后端距离);(3)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时间t′至少应为多少?(g=10m/s2)15.如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为7m.在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速释放.设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)16.如图1所示,在2010上海世博会上,拉脱维亚馆的风洞飞行表演,令参观者大开眼界,最吸引眼球的就是正中心那个高为H=10m,直径D=4m的透明“垂直风洞”.风洞是人工产生和控制的气流,以模拟飞行器或物体周围气体的流动.在风力作用的正对面积不变时,风力F=0.06v2(v为风速).在本次风洞飞行上升表演中,表演者的质量m=60kg,为提高表演的观赏性,控制风速v与表演者上升的高度h间的关系如图2所示.g=10m/s2.求:(1)设想:表演者开始静卧于h=0处,再打开气流,请描述表演者从最低点到最高点的运动状态;先做加速度减小的加速运动,后做加速度增加的减速运动(2)表演者上升达最大速度时的高度h1;(3)表演者上升的最大高度h2;(4)为防止停电停风事故,风洞备有应急电源,若在本次表演中表演者在最大高度h2时突然停电,为保证表演者的人身安全,则留给风洞自动接通应急电源滞后的最长时间t m.(设接通应急电源后风洞一直以最大风速运行)17.如图所示,平板车长为L,质量为m,上表面距离水平地面高为h,以速度v0向右做匀速直线运动,A、B是其左右两个端点.从某时刻起对平板车施加一个方向水平向左的恒力F,与此同时,将一个小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),,经过一段时间,小球脱离平板车落到地面.已知小球下落过程中不会和平板车相碰,所有摩擦力均忽略不计.求:(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间(2)小球落地瞬间,平板车的速度大小.18.如图所示的水平传送带以速度v=2m/s匀速运动,传送带把一煤块从A运送到B,A、B相距L=10m,若煤块在A处是由静止放在皮带上,经过6s可以到达B处,求:(1)煤块在A、B间运动的加速度.(2煤块在皮带上留下的痕迹的长度.(3)若改变传送带的速度为另一数值,则到达B的时间亦改变,求煤块以最短时间到达B时传送带的最小速度.19.如图所示,一个小滑块(可视为质点)通过长度不计的短绳拴在小车的板壁上,小滑块与小车底板无摩擦,小车由静止开始向右作匀加速运动,经3s绳断裂(设绳断裂后小车运动的加速度不变),又经一段时间t小滑块从小车尾部掉下来.在t这段时间内,已知小滑块相对于小车在头2s内滑行2m,最后2s内滑行5m.求:(1)小车底板长是多少?(2)从小车开始运动到小滑块离开车尾,小滑块相对于地面移动的距离是多少?20.一弹性小球自h0=5m高处自由落下,当它与水平地面每碰撞一次后,速度减小到碰前的,不计每次碰撞时间,计算小球从开始下落到停止运动所经过的时间.21.图l中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F,在0~3s内F的变化如图2所示,图中F以mg为单位,重力加速度g=10 m/s2.整个系统开始时静止.(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度;(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的v﹣t图象,据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离.22.如图所示,质量M=20kg的物体从光滑曲面上高度H=0.8m处由静止释放,到达曲面底端时以水平方向的速度进入水平传送带.传送带由一电动机驱动,传送带的上表面匀速向左运动,运动速率为3.0m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.10.(g取10m/s2)(1)物体滑上传送带时的速度为多大?(2)若两皮带轮之间的距离是6.0m,物体滑上传送带后立刻移走光滑曲面,物体将从哪一边离开传送带?通过计算说明你的结论.(3)若皮带轮间的距离足够大,从M滑上到离开传送带的整个过程中,由于M 和传送带间的摩擦而产生了多少热量?23.如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环.棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1).断开轻绳,棒和环自由下落.假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失.棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计.求:(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环和棒的加速度.(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程s.(3)与地面第二次碰撞前要使环不脱离棒,棒最少为多长?(4)从断开轻绳到棒和环都静止,要使环不脱离棒,棒最少为多长?KEY一.选择题(共5小题)1.【解答】A、t2时刻,物体I的位移比物体II的位移大,两者又是从同一地点同时开始运动的,所以t2时刻两物体没有相遇,故A错误;B、速度图象与坐标轴围成的面积表示位移,由图可知在t1时刻两物体面积差最大,相距最远,故B正确;C、由于t2时刻,物体Ⅱ的位移比物体Ⅰ的位移小,所以II物体的平均速度大小于I物体,故C错误;D、根据v﹣t图象的斜率表示加速度,由图象可知,I物体做加速度越来越小的加速运动,所受的合外力不断减小,II物体做匀减速直线运动,所受的合外力不变,故D错误;故选:B2.【解答】解:开始时传送带的速度大于物体的速度,故滑动摩擦力沿斜面向下,故物体的加速度a1=gsinθ+μgcosθ,当物体的速度等于传送带的速度时物体的加速度为gsinθ,此后物体的速度大于传送带的速度,物体所受的摩擦力沿斜面向上,根据μ<tanθ可得sinθ>μcosθ,故mgsinθ>μmgcosθ,即重力沿斜面方向的分力大于滑动摩擦力,所以物体的加速度a2=gsinθ﹣μgcosθ;故a1>a2;速度图象的斜率等于物体的加速度,故速度相同后速度图象的斜率将减小.故D正确.故选D.3.【解答】解:A、对于匀变速直线运动,某段时间平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故,由于初速度为零,故在中间时刻的速度等于末速度的一半,故A 错误;B、对于匀变速直线运动,中间位置速度,由于初速度为零,故,故B错误;C、设总位移为x,前一半位移所用的时间为,全程时间,故后一半位移时间为(﹣1),故前一半位移所用的时间与后一半位移所用的时间之差小于全程时间的一半,故C错误;D、设全程时间为t,后一半时间通过的位移与前一半时间的位移之差为:△x=a ()2=;全程位移为,故后一半时间通过的位移与前一半时间的位移之差等于全程的一半,故D正确;故选D.4.【解答】解:设∠abc=α,则ab=bccosα=2Rcosα小环在ab上运动时的加速度a1=gcosα根据S=at12带入数据可得2Rcosα=gcosαt12滑环A从a点到达b点的时间t1=2同理滑环从c点到d点的时间t2=2小球从b到c的运动根据S=V0t3﹣gt32即2R=t3﹣gt32解得运动的时间t3=2所以t1=t2=t3.故选A.5.【解答】解:根据题意可知合力随时间周期性变化,故根据牛顿第二定律F=ma可得物体的加速度a=,故在0﹣1s内物体做加速度为a1匀加速直线运动,在1﹣2s内物体做加速度为a2的匀减速直线运动,由于F1=﹣F2故a1=﹣a2≠0.故B错误.由于加速度图象与时间轴围成的面积等于物体速度的变化量,而物体的初速度为0,加速度a大于零,故物体运动的方向保持不变,即一直向前运动.故A、D 错误.由于a1=﹣a2,故0﹣1s内增加的速度等于1﹣2s内减少的速度.故第2s末物体的速度等于t=0时的速度.即第二秒末物体的速度为0.同理t=4s时物体运动速度为零.故C正确.故选C.二.多选题(共7小题)6.【解答】解:设三个对应时刻的速度分别为v1、v2、v3,有:v2﹣v1=△v1,v3﹣v2=△v2,因为两段位移对应时间之比为2:1,加速度不变,则△v1=2△v2,根据速度位移公式得,,,则有:,整理得,,解得,则,根据速度位移公式得,a===,故CD正确,A、B 错误.故选:CD.7.【解答】解:对于前一半路程,有①对于后一半路程,有②由①②解得在中间时刻时的速度为又由于故根据不等式,可知=≥0(当v1=v2时取等号)当物体做匀速直线运动时,v1=v2,故C正确;当物体做匀加速直线运动或匀减速直线运动时,有v1>v2,故A正确,B正确,D错误;故选:ABC.8.【解答】解:1.若v1=v2,小物体P可能受到的静摩擦力等于绳的拉力,一直相对传送带静止匀速向右运动,若最大静摩擦力小于绳的拉力,则小物体P先向右匀减速运动,减速到零后反向匀加速直到离开传送带,由牛顿第二定律知m Q g﹣μm P g=(m Q+m P)a,加速度不变,故A正确;2.若v1>v2,小物体P先向右匀加速直线运动,由牛顿第二定律知μm P g﹣m Q g=(m Q+m P)a,到小物体P加速到与传送带速度v1相等后匀速,故B选项可能;3.若v1<v2,小物体P先向右匀减速直线运动,由牛顿第二定律知m Q g﹣μm P g=(m Q+m P)a1,到小物体P减速到与传送带速度v1相等后,若最大静摩擦力大于或等于绳的拉力,继续向右匀速运动,A选项正确,若最大静摩擦力小于绳的拉力,继续向右减速但滑动摩擦力方向改向,此时匀减速运动的加速度为m Q g+μm P g=(m Q+m P)a2,到减速为零后,又反向以a2加速度匀加速向左运动,而a2>a1,故C选项正确,D选项错误.故选:ABC9.【解答】解:A、物块以8m/s速度紧靠A出发,物块最终停在距B板2m处且和A挡板只碰撞了一次,故路程可能为16m,也可能为20m,但位移运动是4m,故A错误;B、物体每次与挡板碰撞后都是原速率返回,可以将整个过程看作匀减速率直线运动,根据速度位移关系公式,有解得故B正确;C、根据速度时间关系公式,有故C正确;D、平均速率等于路程除以时间,故故D正确;故选:BCD.10.【解答】解:A、撤除拉力后两物体的速度图象平行,故加速度大小相等,即a1=a2=μg=1m/s2∴μ1=μ2=0.1,对用相同的水平拉力F同时分别作用于物体A和B上,根据v﹣t图象知道a的加速度a1′=m/s2,b的加速度a2′=m/s2,根据牛顿第二定律得:F﹣μmg=mam=,所以m1<m2,故A正确.B、根据v﹣t图象中图形与时间轴所包围的面积求得位移,t=3s时,物体A位移大于B的位移,故B错误.C、在拉力F作用下,物体A位移小于于B的位移,水平拉力F相同,所以拉力F对物体A所做的功较少,故C错误.D、物体A的最大速度是物体B的最大速度的倍,所以拉力F对物体A的最大瞬时功率是对物体B最大瞬时功率的倍,故D正确.故选AD.11.【解答】解:由图可知1、2之间的距离为H1=2d,2、3之间的距离为H2=3d,3、4之间的距离为H3=4d,4、5之间的距离为H4=5d.由于△H=H4﹣H3=H3﹣H2=H2﹣H1=d即在连续相等的时间内物体的位移差等于恒量,故根据△H=aT2可得物体的加速度a==故C正确.若位置“1”是小球释放的初始位置,则有H1==H2==故有=显然与已知相矛盾,故位置“1”不是小球释放的初始位置.故A错误.因为位置“3”所处的时刻是位置“2”和位置“4”所处的时刻的中点时刻,故v3==故B正确.根据v t=v0+at可得小球在位置“5”的速度大小为v5=v3+at=+×2T=故D正确.故选B、C、D.12.【解答】解:A:先来做相遇点的判定由于A球是先上后下的运动,在重力作用下,其速率先减小,后增大,回到b点是由机械能守恒可以知道其速率仍是v0,所以其平均速率是小于v0的,而B的速率是先增大再减小,同理知道它到b点的速率也是v0,则其平均速率就大于v0,因此可以知道,在相等的时间内,A的路程一定小于B的路程,因此可以知道相遇时应该在ab的上方,故A正确.B:由A的分析知道此项错.C:相遇点在ab的上方,由机械能守恒可以知道上方的重力势能大,所以动能就小,因此AB速率相等且小于v0.D:由C的分析知道D正确.故选A,D三.解答题(共11小题)13.【解答】解:如果A车能追上B车,则一定在F赛道追上,A车运动到F赛道所用时间:此时B车的速度大于A车的速度,故一定不能追上A车位于F赛道时,AB间的最小距离为当A车位于E赛道时,设经过时间t,二者距离最短,有:x A=v A t'代入数据得:,将上式对t’求导,得:(△x2)′=50t3+50t﹣100分析单调性可得当t'=1s时导数值为0,函数值最小.即:△x'有最小值,故AB两车经1s距离最短,最短距离为14.【解答】解:(1)设加速运动时木箱的最大加速度为a m,则有:μmg=ma m解得:a m=μg=5m/s2由v=at1得,速度达到6m/s所用时间:t1===1.2s(2)对平板车,由v=at得:t′===1s,即平板车经t′=1s速度达到6m/s,则在t″=0.2s的时间平板车匀速运动,这一过程车总共前进:s1=+vt″==4.2m木箱前进:s2===3.6m则木箱相对车后退△s=s1﹣s2=0.6m.故木箱离驾驶室后端距离为0.6+1.5=2.1m.(3)刹车时木箱离驾驶室s=2.1m,设木箱至少要前进s3距离才能停下,则:==3.6m汽车刹车时间为t2,则s3﹣=s解得:t2=0.5s答:(1)木箱速度达到v=6m/s时,所需要的时间为1.2s;(2)木箱在平板车上的位置离驾驶室后端距离为2.1m;(3)刹车时间t′至少应为0.5s.15.【解答】解:对平板,由于Mgsin37°<μ(M+m)gcos37°,故滑块在平板上滑动时,平板静止不动.对滑块:在薄板上滑行时加速度a1=gsin37°=6m/s2,到达B点时速度v=滑块由B至C时的加速度a2=gsin37°﹣μgcos37°=2m/s2,设滑块由B至C所用时间为t,则L BC=vt+,代入解得t=1s对平板,滑块滑离后才开始运动,加速度a=gsin37°﹣μgcos37°=2m/s2,设滑至C 端所用时间为t',则L BC=,解得t滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为△t=t′﹣t=(﹣1)s答:滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为(﹣1)s.16.【解答】解:(1)表演者开始静卧于h=0处,再打开气流,受到向上的风力和重力作用,先向上做加速运动.由图知,v2(v为风速)减小,风力F=0.06v2,则风力减小,故表演者的加速度加速度减小.当风力小于重力时,表演者做减速运动,加速度增大,故先向上做加速度减小的变加速运动,后向上做加速度增大的减速运动,到达最高点时速度为零.(2)由图2可知v2=1.2×104﹣500h则风力F=0.06v2=7.2×102﹣30h当表演者在上升过程中的最大速度v m时有F=mg代入数据得h1=4m.(2)对表演者,由动能定理得W F﹣mgh2=0因W F与h成线性关系,风力做功由F=0.06v2=7.2×102﹣30h得h=0时,F0=7.2×102Nh=h2时,F h2=7.2×102﹣30h2,m=60kg代入数据化解得h2=8m(3)当应急电源接通后以风洞以最大风速运行时滞后时间最长,表演者减速的加速度为=2m/s2表演者从最高处到落地过程有H=代入数据化简得:≈0.52s.答:(1)设想:表演者开始静卧于h=0处,再打开气流,表演者先向上做加速度减小的变加速运动,后向上做加速度增大的减速运动,到达最高点时速度为零.(2)表演者上升达最大速度时的高度h1是4m.(3)表演者上升的最大高度h2是8m.(4)留给风洞自动接通应急电源滞后的最长时间t m是0.52s.17.【解答】解:(1)小球离开小车后做自由落体运动,设下落时间为t,则,h=解得:t=;(2)分两种情况讨论:①平板车向右做匀减速运动的某一时刻,小球从左端A离开小车.当小球在车左端时,车向右的位移,车向左的加速度为,车向右的速度,小球离开车的左端后做自由落体运动,当小球落地瞬间,车的速度为v2=v1﹣at,联立解得车的速度;②平板车先向右做匀减速运动,然后向左做匀加速运动的某一时刻,小球从右端B离开车.当小球在车右端时,车向左的位移,车向左的加速度仍为,车向左的速度小球离开车的右端后做自由落体运动,当小球落地瞬间,车向左的速度v4=v3+at,联立解得车向左的速度.答:(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间为;(2)当平板车向右做匀减速运动的某一时刻小球从左端A离开小车时,小车速度为;当平板车先向右做匀减速运动,然后向左做匀加速运动的某一时刻,小球从右端B离开车时,小车的速度为.18.【解答】解:(1)煤块从A处无初速度放在传送带上以后,将在摩擦力作用下做匀加速运动,若一直做匀加速直线运动,整个过程的平均速度小于等于,因为>,这表明煤块从A到B先做匀加速运动,后做匀速运动.设煤块做匀加速运动的加速度为a,加速的时间为t1,相对地面通过的位移为x,则有v=at1,x=,x+v(t﹣t1)=L.数值代入得a=1 m/s2.(2)当煤块的速度达到2m/s时,煤块的位移.煤块运行的时间.此时传送带的位移x2=vt=2×2m=4m.则煤块相对于传送带的位移△x=x2﹣x1=2m.所以痕迹的长度为2m.(3)要使煤块从A到B得时间最短,须使它始终做匀加速直线运动,至B点时速度为运送时间最短所对应的皮带运行的最小速度.由v2=2aL,得v=.故煤块以最短时间到达B时传送带的最小速度为.19.【解答】解:(1)设小车的加速度为a,以地面为参考系,绳断时为计时起点和坐标原点,则滑块以v=3a做匀速运动,车以v0=3a做加速度为a的匀加速运动.头2s内:x车=v0t+=8a ①x物=v0t=6a ②根据题意:x车﹣x物=2 ③联系①②③得:a=1m/s2设滑块离开车尾时小车速度为v',最后2s内:x车′==2v′﹣2④x物′=3a×2=6 ⑤又:x车′﹣x物′=5 ⑥联立④⑤⑥得:v′=6.5m/s滑块在小车上滑行时间t==3.5s 小车底板长L==6.125m(2)小滑块相对于地面移动的距离x=a×32+vt=15m答:(1)小车底板长是6.125m.(2)从小车开始运动到小滑块离开车尾,小滑块相对于地面移动的距离是15m.20.【解答】解:小球第一次落地时速度为v0==10m/s由题小球第2,3,4…(n+1)次落地时速度分别为v1=v2=v3=…v n=小球第1下落时间为t0==1s小球从第1次与地面相撞到第2次与地面相撞经过的时间为t1===2×s小球从第2次与地面相撞到第3次与地面相撞经过的时间为t2==2×s小球从第3次与地面相撞到第4次与地面相撞经过的时间为t3==2×s…由数学归纳推理得小球从第n次与地面相撞到第(n+1)次与地面相撞经过的时间为t n=2×所以小球运动的总时间为t=t1+t2+t3+…+t n=1s+2×(()+()2+()3+…+()n)s=1s+2×s=8s答:小球从开始下落到停止运动所经过的时间是8s.21.【解答】解:(1)设木板和物块的加速度分别为a和a',在t时刻木板和物块的速度分别为v t和v t′,木板和物块之间摩擦力的大小为f,依牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得:对物块f=ma'①f=μmg②③对木板F﹣f=2ma④⑤由①②③④⑤式与题中所给条件得v1=4m/s,v1.5=4.5m/s,v2=4m/s,v3=4m/s⑥v′2=4m/s,v′3=4m/s⑦(2)由⑥⑦式得到物块与木板运动的v﹣t图象,如图所示.在0~3s内物块相对于木板的距离△s等于木板和物块v﹣t图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形面积,该四边形由两个三角形组成,上面的三角形面积为0.25m,下面的三角形面积为2m,因此△s=2.25 m答:(1)1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度分别为:v1=4m/s,v1.5=4.5m/s,v2=4m/s,v3=4m/s,v′2=4m/s,v′3=4m/s;(2)在同一坐标系中0~3s内木板和物块的v﹣t图象如图所示,0~3s内物块相对于木板滑过的距离为2.25m.22.【解答】解:(1)物体沿曲面下滑的过程中机械能守恒,mgH=解得物体滑到底端时的速度=4.0 m/s(2)以地面为参照系,物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,物体的加速度大小为:a==1.0m/s2物体从滑上传送带到相对地面速度减小到零,向右的位移=8.0 m>6.0 m,表明物体将从右边离开传送带.(3)以地面为参考系,若两皮带轮间的距离足够大,则物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,后向左做匀加速运动,直到速度与传送带速度v相等后与传送带相对静止,从传送带左端掉下,其间物体的加速度大小和方向都不变,加速度大小a==1.0m/s2取向右为正方向,从物体滑上传送带到与传送带相对静止的过程中,物体发生的位移=3.5 m物体运动的时间为t==7.0 s。
人教版2019年高中物理必修一匀变速直线运动、速度、加速度基础强化练习题(含答案)
B.12m/s
B.1︰2
D.1︰4
画出运动示意图,
:x BC=1:3。
B.(2+1)v
1
时间图象里,图象与横轴所围成的面积表示物体发生的位移。
从
时,两图象面积相等,此时一辆赛车追上另一辆,A正确;B图中a的面积始终小于
图象也是在t=20s时,两图象面积相等,此时一辆赛车追上另一辆,
的面积,所以不可能追上,D错误。
m/s2=-0.94m/s2,加速度大小为0.94m/s
10m/s
B.关卡3
.若两车发生碰撞,开始刹车时两辆车的间距一定等于112.5m
.若两车发生碰撞,开始刹车时两辆车的间距一定小于90m
按题目描述的,接力的过程甲做什么运动,乙又是做什么运动?平均速度之比是多少?
2L B.
2
(S1+S2)2
B.
时,汽车离停车线的距离为处开始刹车制动,汽车能在停车线处停下
三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞。
高考物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析
高考物理直线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯开始闪烁,已知绿灯闪烁3秒后将转为红灯.请问:(1)若甲车在绿灯开始闪烁时刹车,要使车在绿灯闪烁的3秒时间内停下来且刹车距离不得大于18m,则甲车刹车前的行驶速度不能超过多少?(2)若甲、乙车均以v0=15m/s的速度驶向路口,乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车(乙车司机的反应时间△t2=0.4s,反应时间内视为匀速运动).已知甲车、乙车紧急刹车时的加速度大小分别为a1=5m/s2、a2=6m/s2 .若甲车司机看到绿灯开始闪烁时车头距停车线L=30m,要避免闯红灯,他的反应时间△t1不能超过多少?为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车刹车前之间的距离s0至少多大?【答案】(1)(2)【解析】(1)设在满足条件的情况下,甲车的最大行驶速度为v1根据平均速度与位移关系得:所以有:v1=12m/s(2)对甲车有v0△t1+=L代入数据得:△t1=0.5s当甲、乙两车速度相等时,设乙车减速运动的时间为t,即:v0-a2t=v0-a1(t+△t2)解得:t=2s则v=v0-a2t=3m/s此时,甲车的位移为:乙车的位移为:s2=v0△t2+=24m故刹车前甲、乙两车之间的距离至少为:s0=s2-s1=2.4m.点睛:解决追及相遇问题关键在于明确两个物体的相互关系;重点在于分析两物体在相等时间内能否到达相同的空间位置及临界条件的分析;必要时可先画出速度-时间图象进行分析.2.如图甲所示,质量m=8kg的物体在水平面上向右做直线运动。
过a点时给物体作用一个水平向右的恒力F并开始计时,在4s末撤去水平力F.选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v﹣t图象如图乙所示。
(取重力加速度为10m/s2)求:(1)8s 末物体离a 点的距离 (2)撤去F 后物体的加速度(3)力F 的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ。
新人教版必修高中物理第二章匀变速直线运动的速度与位移的关系
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。
答案B
探究一
探究二
探究三
随堂检测
2.假设某战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度
v所需时间为t,则起飞前的运动距离为(
)
A.vt
B. 2
C.2vt
D.不能确定
典例剖析
例3一物体做匀变速直线运动,在连续相等的两个时间间隔内,通
过的位移分别是24 m和64 m,每一个时间间隔为4 s,求物体在第1个
4 s初的速度大小和物体的加速度大小。
点拨若题中已知等时间间隔内的位移,用逐差法求解较为简单。
解析方法一 常规解法
如图所示,物体从A到B,再从B到C各用时4 s,AB=24 m,BC=64 m,
公式意义
各量意义
公式特点
矢量性
适用条件
初、末速度、加速度和位移之间的关系
v、v0、a、x 分别为末速度、初速度、加
速度、位移
①含有 4 个量,若知其中三个,能求另外一
个。②不含时间 t
x、v0、a 均为矢量,应用公式时,一般选 v0
的方向为正方向,若匀加速,a>0;若匀减
速,a<0
匀变速直线运动
探究一
C.物体运动到斜面中点时瞬时速度是
2
D.物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是
v=
2
2
解析全程的平均速度
= ,A 对。2时,物体的速度等于全程的
平均速度,B 错。若末速度为 v,则2 = ,故中间位置的速度 v 中= =
高中物理高考物理直线运动解题技巧讲解及练习题(含答案)
高中物理高考物理直线运动解题技巧解说及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试直线运动1.高铁被誉为中国新四大发明之一.因高铁的运转速度快,对制动系统的性能要求较高,高铁列车上安装有多套制动装置——制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等.在一段直线轨道上,某高铁列车正以v0=288km/h 的速度匀速行驶,列车长忽然接到通知,前面 x0=5km 处道路出现异样,需要减速泊车.列车长接到通知后,经过t l=2.5s 将制动风翼翻开,高铁列车获取a2的均匀制动加快度减速,减速t2=40s后,列车1 =0.5m/s长再将电磁制动系统翻开,结果列车在距离异样处500m 的地方停下来.(1)求列车长翻开电磁制动系统时,列车的速度多大?(2)求制动风翼和电磁制动系统都翻开时,列车的均匀制动加快度a2是多大?【答案】( 1) 60m/s (2) 1.2m/s 2【分析】【剖析】(1)依据速度时间关系求解列车长翻开电磁制动系统时列车的速度;(2)依据运动公式列式求解翻开电磁制动后翻开电磁制动后列车行驶的距离,依据速度位移关系求解列车的均匀制动加快度.【详解】(1)翻开制动风翼时,列车的加快度为a1=0.5m/s2,设经过t2=40s 时,列车的速度为v1,则 v1 =v0-a1t 2=60m/s.(2)列车长接到通知后,经过 t 1=2.5s,列车行驶的距离 x1=v0t1 =200m 翻开制动风翼到翻开电磁制动系统的过程中,列车行驶的距离x2=2800m翻开电磁制动后,行驶的距离x3= x0- x1 - x2=1500m ;2.2018 年 12 月 8 日 2 时 23 分,嫦娥四号探测器成功发射,开启了人类登岸月球反面的探月新征程,距离2020 年实现载人登月更近一步,若你经过努力学习、勤苦训练有幸成为中国登月第一人,而你为了测定月球表面邻近的重力加快度进行了以下实验:在月球表面上空让一个小球由静止开始自由着落,测出着落高度h 20m时,着落的时间正好为t5s ,则:(1)月球表面的重力加快度g月为多大?(2)小球着落过程中,最先 2s 内和最后 2s 内的位移之比为多大?【答案】 1.6 m/s 21:4【分析】【详解】( 1)由 h = 1g 月 t 2得: 20= 122 2g 月 ×5解得: g 月= 1.6m/ s 2(2)小球着落过程中的 5s 内,每 1s 内的位移之比为 1:3:5:7:9 ,则最先 2s 内和最后 2s 内的位移之比为:( 1+3):( 7+9) =1:4.3. 在平直公路上,一汽车的速度为 15m/s 。
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【答案】(1) 6.9s (2) 40m【解析】(1)由图得,乙的加速度为:相遇时,对甲:x甲=v甲t对乙:由题意有:x 乙=x 甲+50 联立解得:t=2(+1)s≈6.9s(2)分析知,当两车速度相等时距离最短,即为:t′=2s 对甲:x 甲′=v 甲t′=10×2m=20m 对乙:两车相距的最短距离为:答:(1)若t=0时,甲车在乙车前方,两车相遇的时间是6.9s ; (2)若t=0时,乙车在甲车前方,两车相距的最短距离是40m 。
点睛:在追及问题中当两车速度相等时两者之间的距离有最值,解此类题要根据速度之间的关系以及位移之间的关系求解即可。
3.如图所示,一圆管放在水平地面上,长为L=0.5m ,圆管的上表面离天花板距离h=2.5m ,在圆管的正上方紧靠天花板放一颗小球,让小球由静止释放,同时给圆管一竖直向上大小为5m/s 的初速度,g 取10m/s .(1)求小球释放后经过多长时间与圆管相遇?(2)试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管?如果不能,小球和圆管落地的时间差多大?如果能,小球穿过圆管的时间多长? 【答案】(1)0.5s (2)0.1s【解析】试题分析:小球自由落体,圆管竖直上抛,以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动;先根据位移时间关系公式求解圆管落地的时间;再根据位移时间关系公式求解该时间内小球的位移(假设小球未落地),比较即可;再以小球为参考系,计算小球穿过圆管的时间.(1)以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动, 故相遇时间为: 0 2.50.55/h m t s v m s=== (2)圆管做竖直上抛运动,以向上为正,根据位移时间关系公式,有2012x v t gt =- 带入数据,有2055t t =-,解得:t=1s 或 t=0(舍去); 假设小球未落地,在1s 内小球的位移为22111101522x gt m ==⨯⨯=,而开始时刻小球离地的高度只有3m ,故在圆管落地前小球能穿过圆管; 再以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动, 故小球穿过圆管的时间00.5'0.15/L m t s v m s===4.如图所示,某次滑雪训练,运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力84N F =而从静止向前滑行,其作用时间为1 1.0s t =,撤除水平推力F 后经过2 2.0s t =,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力,作用距离与第一次相同.已知该运动员连同装备的总质量为60kg m =,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为f 12N F =,求:(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移大小. (2)该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.【答案】(1)1.2m/s 0.6m ; (2)5.2m 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据牛顿第二定律得1f F F ma -=运动员利用滑雪杖获得的加速度为21 1.2m /s a =第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小111 1.2 1.0m /s 1.2m /s v a t ==⨯=位移211110.6m 2x a t == (2)运动员停止使用滑雪杖后,加速度大小为220.2m /s f F a m==第二次利用滑雪杖获得的速度大小2v ,则2221112v v a x -=第二次撤除水平推力后滑行的最大距离22222v x a =解得2 5.2m x =5.2018年12月8日2时23分,嫦娥四号探测器成功发射,开启了人类登陆月球背面的探月新征程,距离2020年实现载人登月更近一步,若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为中国登月第一人,而你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验:在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落,测出下落高度20h m =时,下落的时间正好为5t s =,则:(1)月球表面的重力加速度g 月为多大?(2)小球下落过程中,最初2s 内和最后2s 内的位移之比为多大? 【答案】1.6 m/s 2 1:4 【解析】 【详解】(1)由h =12g 月t 2得:20=12g 月×52 解得:g 月=1.6m /s 2(2)小球下落过程中的5s 内,每1s 内的位移之比为1:3:5:7:9,则最初2s 内和最后2s 内的位移之比为:(1+3):(7+9)=1:4.6.A 、B 两列火车,在同一轨道上同向行驶,A 车在前,其速度v A =10 m/s ,B 车在后,速度v B =30 m/s ,因大雾能见度很低,B 车在距A 车x 0=75 m 时才发现前方有A 车,这时B 车立即刹车,但B 车要经过180 m 才能停止,问:B 车刹车时A 车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?若会相撞,将在B 车刹车后多长时间相撞?若不会相撞,则两车最近距离是多少?【答案】会相撞;6 s【解析】B 车刹车至停下来的过程中,由v 2-v 02=2ax得222.5/2BB v a m s x== 假设不相撞,依题意画出运动过程示意图,如下图所示.设经过时间t 两车速度相等,对B 车有:v A =v B +a B t 解得8A BBv v t s a -== .此时B车的位移x B=v B t+12a B t2=30×8 m-12×2.5×82 m=160 m.A车的位移x A=v A t=10×8 m=80 m. 因x B>x A+x0,故两车会相撞.设B刹车后经过时间t x两车相撞,则有v A t x+x0=v B t x+12a B t x2,代入数据解得,t x=6 s或t x=10 s(舍去).7.如图所示,A、B间相距L=6.25 m的水平传送带在电机带动下始终以v=3 m/s的速度向左匀速运动,传送带B端正上方固定一挡板,挡板与传送带无限接近但未接触,传送带所在空间有水平向右的匀强电场,场强E=1×106 N/C.现将一质量m=2 kg、电荷量q=1×10-5 C的带正电绝缘小滑块轻放在传送带上A端.若滑块每次与挡板碰后都以原速率反方向弹回,已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.3,且滑块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10 m/s2.求:(1)滑块放上传送带后瞬间的加速度a;(2)滑块第一次反弹后能到达的距B端最远的距离;(3)滑块做稳定的周期性运动后,电机相对于空载时增加的机械功率.【答案】(1)a=2 m/s2方向水平向右 (2)x m=3.25 m (3)P=18 W【解析】试题分析:(l)滑块放上传送带后瞬间,受力如答图2所示由牛顿第二定律有qE-mg=ma代入数据解得a=2m/s2方向水平向右(2)设滑块第一次到达B点时速度为v1由运动学规律有v12 =2aL代入数据解得v1=5m/s因v1>v,故滑块与挡板碰后将向左做匀减速直线运动,其加速度方向向右,大小设为a1由牛顿第二定律有qE+mg=ma1代入数据得a1=8 m/s2设滑块与档板碰后至速度减为v经历的时间为t1,发生的位移为x1由运动学规律有v=v1-a1t1,x1=v1t1-a1t12代入数据得t1=0.25s,x1=1m此后.摩擦力反向(水平向左),加速度大小又变为a.滑块继续向左减速直到速度为零,设这段过程发生的位移为x2由运动学规律有x2=代入数据得x2=2.25m当速度为零时,滑块离B最远,最远距离x m=x1+x2代入数据解得,x m=3.25m(3)分析可知.滑块逐次回到B点的速度将递减,但只要回到B点的速度大于v.滑块反弹后总要经历两个减速过程直至速度为零,因此滑块再次向B点返回时发生的位移不会小于x2,回到B点的速度不会小于v'==3m/s所以,只有当滑块回到B点的速度减小到v=3m/s后,才会做稳定的周期性往返运动.在周期性往返运动过程中,滑块给传送带施加的摩擦力方向始终向右所以,滑块做稳定的周期性运动后,电机相对于空载时增加的功率为P=mgv代人数据解得P=18w考点:带电粒子在电场中的运动、牛顿第二定律、匀变速运动、功率8.(8分)一个质量为1500 kg行星探测器从某行星表面竖直升空,发射时发动机推力恒定,发射升空后8 s末,发动机突然间发生故障而关闭;如图所示为探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象;已知该行星表面没有大气,不考虑探测器总质量的变化;求:(1)探测器在行星表面上升达到的最大高度;(2)探测器落回出发点时的速度;(3)探测器发动机正常工作时的推力。
人教版2019年高中物理必修一匀变速直线运动同步练习题(含答案)
个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,、2、3、4、5时,小车的速度分别为:v1=__16.50____cm/s__31.35____cm/s,v5=__36.30____cm/s。
在平面直角坐标系中作出v-t图象。
分析小车运动速度随时间变化的规律。
速度随时间均匀增加显然,两相邻的计数点之间的时间间隔为图象是一条倾斜的直线,它们成“线性关系”.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下1230.100.200.3044.062.081.0)a=Δv/Δt算出加速度图象,量出其倾角,由公式a=tanα求出加速度由图线上相距较远的两点所对应的速度、.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度D实际上也仅由始末两个速度决定,偶然误差也比较大。
只有利图象,才可充分利用各次测量数据,减少偶然误差。
由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图象,方法利用图中给出的数据,可以求得各段的平均速度。
两相邻小球像的时间间隔为16.0×10-2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,实验时应先接通电源,再释放纸带,故A、C错误,B正确;纸带上打点越密集说明纸带运、2、3、4、5的瞬时速度分别为v1、v2、v3、v4、v5,则有.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在__4.42____cm。
、v分别为__0.88____m/s、__1.47____m/s。
下表列出了打点计时器在打1、2、4、5点时的速度,请在表中填入打点计时器打下0.80m/s,。
高中物理(新人教版)必修第一册同步习题:匀变速直线运动推论的应用(同步习题)【含答案及解析】
第二章匀变速直线运动的研究专题强化练1匀变速直线运动推论的应用选择题1.(2019山西晋中高一上期末,)某质点由A经B到C做匀加速直线运动历时4s。
前2s和后2s位移分别为AB=8m和BC=12m,该质点的加速度大小及B点的瞬时速度的大小分别是()A.1m/s25m/sB.2m/s25m/sC.1m/s210m/sD.2m/s210m/s2.(2019云南玉溪一中高一上期末,)(多选)如图所示,光滑斜面AD被分成三个长度相等的部分,即AB=BC=CD,一小物体从A点由静止开始下滑,下列结论中正确的是(深度解析)A.物体到达各点的速率v B∶v C∶v D=1∶2∶3B.物体在AB段和BC段的平均速度之比为(√2-1)∶1C.物体通过B、C、D三点的速度满足v C=√v B2+v D22D.物体通过B、C、D三点的速度满足v C=v B+v D23.(2020湖北广水一中高一期末,)一个小球从斜面的顶端由静止开始匀加速沿斜面滑下,经过斜面中点时速度为3m/s,则小球到达斜面底端时的速度为()A.4m/sB.5m/sC.6m/sD.3√2m/s4.(2020安徽芜湖高一检测,)一个物体从静止开始做匀加速直线运动,它在第1s内与在第2s内位移之比为x1∶x2,在走完第1m时与走完第2m时的速度之比为v1∶v2,以下说法正确的是(深度解析)A.x 1∶x 2=1∶3,v 1∶v 2=1∶2B.x 1∶x 2=1∶3,v 1∶v 2=1∶√2C.x 1∶x 2=1∶4,v 1∶v 2=1∶2D.x 1∶x 2=1∶4,v 1∶v 2=1∶√2 5.(2020河南新乡一中高一期中,)(多选)如图所示,物体自O 点由静止开始做匀加速直线运动,A 、B 、C 、D 为其运动轨迹上的四点,测得AB=2 m,BC=3 m,且物体通过AB 、BC 、CD 所用的时间相等,则下列说法正确的是( )A.可以求出物体加速度的大小B.可以求得CD=4 mC.可以求得O 、A 之间的距离为1.125 mD.可以求得O 、B 之间的距离为12.5 m 6.(2020浙江诸暨高一模拟,)一物体做匀变速直线运动,在通过第一段位移x 1的过程中,其速度变化量为Δv,紧接着通过第二段位移x 2,速度变化量仍为Δv 。
【单元练】山东省潍坊第一中学高中物理必修1第二章【匀变速直线运动的研究】经典练习题(含答案解析)
一、选择题1.一辆汽车以20m/s 的速度沿平直公路行驶,突然发现前方有障碍物,立即刹车,汽车做匀减速直线运动,加速度大小为4m/s 2。
从刹车开始计时,6秒内的位移x 的大小与第6秒末的速度v 的大小分别为( )A .48m x =,4m/s v =B .50m x =,0v =C .48m x =,0v =D .50m x =,4m/s v = B解析:B刹车时间为 0020s 5s 4v t a === 6秒内的位移x 的大小 2000150m 2x v t at =-= 第6秒末的速度v 的大小0v =B 正确,ACD 错误。
故选B 。
2.汽车从制动到停止共用了5s ,这段时间内汽车每1s 前进的距离分别为9m 、7m 、5m 、3m 、1m 。
可知( )A .初速度为9m/sB .末速度为1m/sC .加速度方向一定向后D .加速度一定减小C解析:CAB .汽车在整个过程的平均速度为97531m/s 5m/s 5x v t ++++=== 因为汽车在连续相等时间内的位移之差是相等的,都是2m ,所以汽车做的是匀减速运动,由题可知汽车的末速度v 为零,根据02v v v +=可得汽车的初速度为 0225m/s 10m/s v v ⨯===故AB 错误;C .因为汽车是从制动到停止,汽车做的是减速运动,所以汽车的加速度方向和速度方向相反,即加速度方向向后,故C 正确;D .汽车在连续相等时间内的位移之差△x 是一个定值,所以汽车做的是匀减速运动,即加速度大小不变,故D 错误。
故选C 。
3.如图所示,甲同学手拿50cm 长的竖直直尺顶端,乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备。
某时刻甲同学松开直尺,直尺保持竖直下落,乙同学看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值为30cm ;重复以上实验,丙同学手抓住直尺位置的刻度值为20cm 。
从乙、丙同学看到甲同学松开直尺,到抓住直尺所用时间叫“反应时间”,取重力加速度g =10m/s 2。
高中物理(新人教版)必修第一册课后习题:匀变速直线运动的位移与时间的关系【含答案及解析】
匀变速直线运动的位移与时间的关系课后篇巩固提升合格考达标练1.一物体由静止开始做匀加速直线运动。
在时间t 内的位移为x ,则它在时间2t 内的位移为( )A.2xB.4xC.x 2D.x 4x=12at 2,得x 2=12a (2t )2=4x ,选项B 正确。
2.两个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1∶2,它们运动的最大位移之比为( ) A.1∶2B.1∶4C.1∶√2D.2∶1解析由0-v 02=2ax 得x1x 2=v 012v 022,故x1x 2=122=14,B 正确。
3.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,该车辆最大刹车加速度是15 m/s 2,该路段限速60 km/h 。
则该车是否超速( ) A.超速 B.不超速 C.无法判断 D.刚好是60 km/hv ,则v 2=2ax ,得v=30 m/s =108 km/h >60 km/h,车超速,选项A 正确。
4.(2021天津南开区高一期末)一辆汽车以72 km/h 的速度行驶,现因紧急事故急刹车做匀减速直线运动并最终静止。
已知汽车刹车过程的加速度的大小为5 m/s 2,则汽车刹车5 s 末时的速度和位移分别为( ) A.-5 m/s,37.5 m B.5 m/s,37.5 m C.0,40 mD.0,0v 0=72 km/h =20 m/s,汽车减速a=-5 m/s 2,最终静止,即v=0。
先求汽车停止所用时间,根据v=v 0+at ,解得t=4 s 。
即汽车4 s 末停止运动,故汽车刹车5 s 末时的速度为0;汽车位移为x=(v 0+v )t2=(20+0)×42m =40 m,故选C 。
5.(2021安徽黄山高一期末)某物体在外力作用下做直线运动的速度—时间图像如图所示。
下列说法正确的是( )A.0~6 s物体做匀变速直线运动B.t=1 s前后物体运动方向相反C.t=2 s时物体加速度为零D.t=4 s时物体回到初始位置,因而不是匀变速运动,选项A错误;t=1 s前后物体速度均为正值,没有反向运动,选项B错误;v-t图线的斜率为加速度,所以t=2 s时物体加速度为a=0-21m/s2=-2 m/s2,选项C错误;v-t图线与时间轴围成的面积为位移,t=4 s时物体的位移为零,因而回到初始位置,选项D 正确。
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高中物理直线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试直线运动1.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的图象如图所示取m/s2,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数;(2)水平推力F的大小;(3)s内物体运动位移的大小.【答案】(1)0.2;(2)5.6N;(3)56m。
【解析】【分析】【详解】(1)由题意可知,由v-t图像可知,物体在4~6s内加速度:物体在4~6s内受力如图所示根据牛顿第二定律有:联立解得:μ=0.2(2)由v-t图像可知:物体在0~4s内加速度:又由题意可知:物体在0~4s内受力如图所示根据牛顿第二定律有:代入数据得:F=5.6N(3)物体在0~14s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积,则有:【点睛】在一个题目之中,可能某个过程是根据受力情况求运动情况,另一个过程是根据运动情况分析受力情况;或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析,因此在解题过程中要灵活处理.在这类问题时,加速度是联系运动和力的纽带、桥梁.2.如图所示,一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上,光滑圆弧MN 的半径为R =3.2m ,水平部分NP 长L =3.5m ,物体B 静止在足够长的平板小车C 上,B 与小车的接触面光滑,小车的左端紧贴平台的右端.从M 点由静止释放的物体A 滑至轨道最右端P 点后再滑上小车,物体A 滑上小车后若与物体B 相碰必粘在一起,它们间无竖直作用力.A 与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.物体A 、B 和小车C 的质量均为1kg ,取g =10m/s 2.求(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小? (2)物体A 在NP 上运动的时间? (3)物体A 最终离小车左端的距离为多少?【答案】(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小为30N ; (2)物体A 在NP 上运动的时间为0.5s (3)物体A 最终离小车左端的距离为3316m 【解析】试题分析:(1)物体A 由M 到N 过程中,由动能定理得:m A gR=m A v N 2 在N 点,由牛顿定律得 F N -m A g=m A 联立解得F N =3m A g=30N由牛顿第三定律得,物体A 进入轨道前瞬间对轨道压力大小为:F N ′=3m A g=30N (2)物体A 在平台上运动过程中 μm A g=m A a L=v N t-at 2代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意,舍去) (3)物体A 刚滑上小车时速度 v 1= v N -at=6m/s从物体A 滑上小车到相对小车静止过程中,小车、物体A 组成系统动量守恒,而物体B 保持静止 (m A + m C )v 2= m A v 1 小车最终速度 v 2=3m/s此过程中A 相对小车的位移为L 1,则2211211222mgL mv mv μ=-⨯解得:L 1=94m物体A 与小车匀速运动直到A 碰到物体B ,A ,B 相互作用的过程中动量守恒: (m A + m B )v 3= m A v 2此后A ,B 组成的系统与小车发生相互作用,动量守恒,且达到共同速度v 4 (m A + m B )v 3+m C v 2=" (m"A +m B +m C ) v 4 此过程中A 相对小车的位移大小为L 2,则222223*********mgL mv mv mv μ=+⨯-⨯解得:L 2=316m 物体A 最终离小车左端的距离为x=L 1-L 2=3316m 考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;能量守恒定律.3.高速公路上行驶的车辆速度很大,雾天易出现车辆连续相撞的事故。
某天清晨,一辆正以20m/s 速度行驶的汽车司机突然发现前方发生交通事故,便立即刹车,若该司机反应时间为0.6 s ,在反应时间内车速不变,若该汽车刹车后的加速度大小为5 m/s 2,从司机发现情况到汽车静止这个过程中,求: (1)该汽车运动的时间; (2)该汽车前进的距离。
【答案】(1)(2)【解析】 【详解】 (1)由速度公式即 解得:所以汽车运动的时间为:;(2)汽车匀速运动的位移为:汽车匀减速的位移为:所以汽车前进的距离为:。
4.甲、乙两车在某高速公路上沿直线同向而行,它们的v ﹣t 图象如图所示,若t=0时刻两车相距50m ,求:(1)若t=0时,甲车在乙车前方,两车相遇的时间; (2)若t=0时,乙车在甲车前方,两车相距的最短距离。
【答案】(1) 6.9s (2) 40m【解析】(1)由图得,乙的加速度为:相遇时,对甲:x 甲=v 甲t 对乙:由题意有:x 乙=x 甲+50 联立解得:t=2(+1)s≈6.9s(2)分析知,当两车速度相等时距离最短,即为:t′=2s 对甲:x 甲′=v 甲t′=10×2m=20m 对乙:两车相距的最短距离为:答:(1)若t=0时,甲车在乙车前方,两车相遇的时间是6.9s ; (2)若t=0时,乙车在甲车前方,两车相距的最短距离是40m 。
点睛:在追及问题中当两车速度相等时两者之间的距离有最值,解此类题要根据速度之间的关系以及位移之间的关系求解即可。
5.一个物体从塔顶上自由下落,在到达地面前的最后1s 内通过的位移是整个位移的925,求塔高,取g =10m/s 2. 【答案】125m 【解析】 【分析】 【详解】设物体下落总时间为t ,塔高为h ,根据自由落体公式:212h gt = 最后(t -1)s 下落的高度为:()21112h g t =- 位移间的关系为:11625h h = 联立解得:125h m =6.近年来隧道交通事故成为道路交通事故的热点之一.某日,一轿车A 因故障恰停在某隧道内离隧道入口50m 的位置.此时另一轿车B 正以v 0=90km/h 的速度匀速向隧道口驶来,轿车B 到达隧道口时驾驶员才发现停在前方的轿车A 并立即采取制动措施.假设该驾驶员的反应时间t 1=0.57s ,轿车制动系统响应时间(开始踏下制动踏板到实际制动)t 2=0.03s ,轿车制动时加速度大小a=7.5m/s 2.问: (1)轿车B 是否会与停在前方的轿车A 相撞?(2)若会相撞,撞前轿车B 的速度大小为多少?若不会相撞,停止时轿车B 与轿车A 的距离是多少?【答案】(1)轿车B 会与停在前方的轿车A 相撞;(2)10m/s 【解析】试题分析:轿车的刹车位移由其反应时间内的匀速运动位移和制动后匀减速运动位移两部分构成,由此可得刹车位移,与初始距离比较可判定是否相撞;依据(1)的结果,由运动可判定相撞前B 的速度.(1)轿车B 在实际制动前做匀速直线运动,设其发生的位移为s 1,由题意可知:s 1=v 0(t 1+t 2)=15 m ,实际制动后,轿车B 做匀减速运动,位移为s 2, 由2022v as =代入数据得:s 2=41.7 m ,轿车A 离隧道口的距离为d =50 m ,因s 1+s 2>d ,故轿车B 会与停在前方的轿车A 相撞(2)设撞前轿车B 的速度为v ,由运动学公式得22002v v ax -=,代入数据解得:v =10m/s .点睛:本题主要考查相遇问题,关键要掌握刹车位移的判定:反应时间内的匀速运动位移;制动后匀减速运动位移.7.某运动员助跑阶段可看成先匀加速后匀速运动.某运动员先以4.5m/s 2的加速度跑了5s .接着匀速跑了1s .然后起跳.求: (1)运动员起跳的速度? (2)运动员助跑的距离? 【答案】(1)22.5m/s (2)78.75m【解析】(1)由题意知,运动员起跳时的速度就是运动员加速运动的末速度,根据速度时间关系知,运动员加速运动的末速度为:即运动员起跳时的速度为22.5m/s ;(2)根据位移时间关系知,运动员加速运动的距离为:运动员匀速跑的距离为:所以运动员助跑的距离为:综上所述本题答案是:(1)运动员将要起跳时的速度为22.5m/s ; (2)运动员助跑的距离是78.75m .8.一辆长途客车正以v=20m/s 的速度匀速行驶,突然,司机看见车的正前方033x m =处有一只狗,如图(甲)所示,司机立即采取制动措施,若从司机看见狗开始计时(t=0),长途客车的“速度一时间”图象如图(乙)所示。
(1)求长途客车制动时的加速度;(2)求长途客车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离; (3)若狗正以v=4m/s 的速度与长途客车同向奔跑,问狗能否摆脱被撞的噩运【答案】(1)25m/s a =- (2)50m s = (3)狗被撞【解析】(1)根据加速度的定义可由图像得: 20205m/s 4.50.5v a t ∆-===-∆- (2)根据—v t 图线下面的面积值为位移大小,则由图像可得:()()01211200.5 4.550m 22x v t t =+=⨯⨯+= (3)当客车由020m/s v =减速到4m/s v =时,所需时间为420 3.2s 5v t a ∆-===- 司机从看到狗到速度减为4m/s v =所通过的位移为2210148.4m 2v v x v t a-=+=而狗通过的位移为()2114.8m x v t t =+=23347.8m x +=因为1233x x >+ ,所以狗将被撞。
综上所述本题答案是:(1)25m/s a =- (2)50m x = (3)狗将被撞9.甲、乙两辆车在相邻的两条平行直轨道上同向匀速行驶,甲车的速度为v 1=16m/s ,乙车的速度为v 2=l2m/s ,乙车在甲车的前面.当两车相距L =6m 时,两车同时开始刹车,从此时开始计时,甲车以a 1=2m/s 2的加速度刹车,7s 后立即改做匀速运动:乙车刹车的加速度为a 2=lm/s 2.求: (1)在哪些时刻两车速度相等?(2)两车有几次相遇?在哪些时刻两车相遇? 【答案】(1)4s 和8s (2)3次,2s 、6s 、10s 【解析】(1)设刹车后经过t 时间两车速度相等,则有:v 1-a 1t=v 2-a 2t 解得:t=4s6s 后甲车匀速,则速度:v= v 1-a 1t 1=4m/s两车速度再次相等时,则有:v=v2-a2t′解得:t′=8s(2)在甲减速时,设经时间t相遇,甲和乙的位移分别为x1、x2,则有:x1=v1t-12a1t2x2=v2t-12a2t2又有:x1-x2=L解得:t1=2s或t2=6s甲车减速时间恰好为6s,即在甲车减速阶段,相遇两次,第一次t1=2s,第二次t2=6s 第二次相遇时甲车的速度为:v′1=v1-a1t2=4m/s乙车的速度为:v′2=v2-a2t2=6m/s设再经Δt甲追上乙,则有:v′1Δt=v′2Δt-12a2(Δt)2代入数据解得:Δt=4s此时乙仍在做减速运动,此解成立,所以甲、乙两车第3次相遇,相遇时刻为:t3=t2+Δt=10s点睛:本题中涉及运动情境较为复杂,为比较麻烦的追及相遇问题,要结合位移关系和速度关系并联系实际运动情境加以解决,难度较大.10.图a为自动感应门,门框上沿中央安装有传感器,当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移,当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭。