第二章 匀变速直线运动易错题(Word版 含答案)

一、第二章 匀变速直线运动的研究易错题培优（难）
1．假设列车经过铁路桥的全过程都做匀减速直线运动，已知某列车长为L 通过一铁路桥时的加速度大小为a ，列车全身通过桥头的时间为t 1，列车全身通过桥尾的时间为t 2，则列车车头通过铁路桥所需的时间为 （ ）
A ．1212
·t t L a t t +
B ．122112·2t t t t L a t t +--
C ．212112·2t t t t L a t t ---
D ．212112·2
t t t t L a t t --+ 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
设列车车头通过铁路桥所需要的时间为t 0，从列车车头到达桥头时开始计时，列车全身通过桥头时的平均速度等于
1
2
t 时刻的瞬时速度v 1，可得： 11
L v t =
列车全身通过桥尾时的平均速度等于2
02t t +
时刻的瞬时速度v 2，则 22
L v t =
由匀变速直线运动的速度公式可得：
2121022t t v v a t ⎛
⎫=-+- ⎪⎝
⎭
联立解得：
2121
0122
t t t t L t a t t --=
⋅- A. 12
12
·t t L a t t +，与计算不符，故A 错误. B. 1221
12·2t t t t L a t t +--，与计算不符，故B 错误.
C. 2121
12·2
t t t t L a t t ---，与计算相符，故C 正确.
D. 2121
12·
2
t t t t L a t t --+，与计算不符，故D 错误.
2．如图所示，水平线OO '在某竖直平面内，距地面高度为h ，一条长为L （L h <）的轻绳两端分别系小球A 和B ，小球A 在水平线OO '上，竖直向上的外力作用在A 上，A 和B
都处于静止状态。

现从OO '上另一点静止释放小球1，当小球1下落至与小球B 等高位置时，从OO '上静止释放小球A 和小球2，小球2在小球1的正上方。

则下列说法正确的是（ ）
A ．小球
B 将与小球1同时落地
B ．h 越大，小球A 与小球B 的落地时间差越大
C ．从小球2释放到小球1落地前，小球1与2之间的距离随时间的增加而均匀增大
D ．若1落地后原速率弹回，从此时开始计时，1与2相遇的时间随L 的增大而减小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．设小球1下落到与
B 等高的位置时的速度为v ，设小球1还需要经过时间t 1落地，则：
2
1112
h L vt gt -=+
① 设B 运动的时间为t 2，则
2
212
h L gt -=
② 比较①②可知
12t t <
故A 错误；
B ．设A 运动时间为t 3，则
2312
h gt =
可得
3222()h h L t t g g
--=
可知L 是一个定值时，h 越大，则小球A 与小球B 的落地时间差越小。

故B 错误； C ．1与2两球的距离
22
1122
L t gt gt t νν'=+
-= 可见，两球间的距离随时间的推移，越来越大；故C 正确； D ．作出小球1和小球2运动的v -t 图象，如图所示
由图可知，t1时刻，小球2开始运动；t2刻，小球1落地；t3刻，小球1和小球2相遇。

图中左边的阴影部分面积表示的就是轻绳的长度L，可见，若1落地后原速率弹回，从此时开始计时，1与2相遇的时间随L的增大而增大，所以D错误。

故选C。

3．甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动，t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标．在描述两车运动的v－t图中（如图），直线a、b分别描述了甲乙两车在0~20秒的运动情况．关于两车之间的位置关系，下列说法正确的是
A．在0~10秒内两车逐渐靠近
B．在10~20秒内两车逐渐远离
C．在5~15秒内两车的位移相等
D．在t=10秒时两车在公路上相遇
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．在0－10 s内，乙车的速度一直比甲车大，两车应逐渐远离，则A错误；
B．在10－20 s内，甲车的速度一直比乙车大，两车逐渐靠近，则B错误；
C．在5－15 s内，两图象与坐标轴的面积相等，则两车的位移相等，则C正确；
D．在t＝10 s时两车速度相等，相距最远，则D错误．
4．近年来，一些高级轿车的设计师在关注轿车加速性能的同时，提出了“加速度的变化率”的概念，用这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢，轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感觉越舒适。

图示是一辆汽车在水平公路上行驶时加速度随时间变化的关系图像，取t =0时速度方向为正方向，则关于加速度变化率以及汽车的运动，下列说法正确的是（ ）
A ．“加速度的变化率”的单位是m/s 2
B ．当a t -图像是一条横线时，运动是匀速直线运动
C ．若加速度与速度同方向，如图所示的a t -图像，表示的是物体在做减速运动
D ．若加速度与速度同方向，如图所示的a t -图像，已知物体在t =0时速度为5m/s ，则2s 末的速度大小为8m/s 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．加速度的变化率为ΔΔa
t
，a 的单位是m/s 2，所以“加速度的变化率”的单位应该是m/s 3，A 错误；
B ．当a t -图像是一条横线时，加速度不变，物体做匀加速直线运动，B 错误；
C ．若加速度与速度同方向，如图所示的a t -图像，物体在做加速度减小的加速运动，C 错误；
D ．由ΔΔv a t =，知在a t -图像中，图像与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量
Δv ，可得在2秒内，汽车的速度增加量为
32
Δm/s 3m/s 2
v ⨯=
= 若汽车在t =0时速度为5m/s ，在2秒内汽车的速度增加3m/s ，则汽车在2秒末速度的大小为8m/s ，D 正确。

故选D 。

5．某型号汽车出厂标准，为百公里（100 km/h ）刹车距离小于44 m ，当刹车距离超过标准距离20%时，就需要考虑刹车系统、轮胎磨损等安全隐患问题。

某用户以路边相距30 m 的A 、B 两路灯柱为参照物，以100 km/h 的速度紧急刹车，通过A 灯柱时车速仪如图a 所
示，通过B 灯柱时如图b 所示，刹车过程可看作匀变速运动。

则下列相关叙述中正确的是（ ）
A ．该汽车刹车过程加速度大小约为27.7m/s
B ．该汽车百公里刹车距离大于60 m
C ．该汽车百公里刹车距离已超过20%，存在安全隐患
D ．此测试过程不规范不专业，没有任何实际指导意义 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
取0100km/h v =，180km/h v =，220km/h v =，百公里刹车距离0x ，A 、B 灯柱距离
130m x =，汽车刹车过程加速度大小为a ，运动学公式有
20002v ax -=- 222112v v ax -=-
代入数据得
050m x ≈ 27.7m/s a ≈
044
13.6%20%44
x -≈< 上述数据可知，选项A 正确，BCD 错误。

故选A 。

6．如图所示，小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动，依次经过a 、b 、c 、d 到达最高点e ．已知ab = bd = 6 m ，bc = 1m ，小球从a 到c 的时间和从c 到d 的时间都是2 s ，设小球经过b 、c 的速度分别为v b 、v c ，则
A ．v b 8m/s
B ．v c =1.5m/s
C ．3m de x =
D ．从d 到e 所用的时间为4 s
【答案】D 【解析】
【详解】
物体在a 点时的速度大小为v 0，加速度为a ，则从a 到c 有：
20111
2
ac x v t at =+
即：
0722v a =+
物体从a 到d 有：
2
02212
ad x v t at =+
即：
01248v a =+
故：
21
m/s 2
a =-，04m/s v =
A ．从a 到b 有：
220-2b ab v v ax =
解得：
2b v =，
故A 错误。

B ．根据速度公式0+t v v at =可得：
11
4m/s 2m/s 3m/s 2
c a v v at =+=-⨯=，
故B 错误。

C ．根据速度公式0t v v at =＋可得：
021
+4m/s 4m/s 2m/s 2
d v v at -⨯===,
则从d 到e 有：
22d de v ax -=
则：
2d 4=m 4m 21
de v x a -==，
故C 错误。

D ．根据速度公式0+t v v at =t 可得从d 到e 的时间为：
2s 4s
12
d d
e v t a =-
=-=-。

故D 正确。

7．两质点A 、B 同时、同地、同向出发，做直线运动。

v t -图像如图所示。

直线A 与四分之一椭圆B 分别表示A 、B 的运动情况，图中横、纵截距分别为椭圆的半长轴与半短轴（椭圆面积公式为S ab π=，a 为半长轴，b 为半短轴）。

则下面说法正确的是（ ）
A ．当2s t =时，a b 1.5m/s v v ==
B ．当a 3m/s v =，两者间距最小
C ．A 23
D ．当B 的速度减小为零之后，A 才追上B
【答案】C 【解析】 【详解】
AB ．两质点A 、B 从同一地点出发，椭圆轨迹方程为
22
221x y a b
+= 由题图可知4a =、2b =，当
2s t x ==
带入方程解得
3m/s v y ==
在本题的追及、相遇问题中，初始时刻B 的速度大于A 的速度，二者距离越来越大，速度相等的瞬间，两者间距最大，AB 错误；
C ．A 做的是初速度为零的匀加速直线运动，经过2s 3m/s ，即
23
v a t ∆=
=∆ C 正确；
D ．v t -图线和时间轴围成的面积为位移，经过4s ，B 速度减小为零，B 的位移为所围成图形的面积
B 1
24m 2m 4
s ππ=⨯⨯=
A 的位移为
22A 1134m 43m 22s at =
==
A的位移大于B的位移，说明在B停下来之前，A已经追上了B，D错误。

故选C。

8．一个物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动，其速度随时间变化的规律如图所示，在连续两段时间m和n内，对应面积均为S，则经过b时刻物体的速度大小v为
A．
()
()
22
m n S
m n mn
+
+
B．
()
m n S
mn
+
C．
m n S
mn
-
（）
D．
()
()
22
m n S
m n mn
+
-
【答案】A
【解析】
【详解】
s
在连续两段时间m和n内，对应面积均为S，根据匀变速直线运动的规律有
2
2
1
-
2
1
2
b
b
S v m a m
S v n a n
=⋅⋅⋅
=⋅+⋅⋅
解得经过b时刻物体的速度大小为
()
()
22
b
m n S
v
m n mn
+
=
+
故选A。

9．甲、乙两辆汽车在平直的公路上同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动，它们运动的加速度随时间变化a－t图像如图所示。

关于甲、乙两车在0~20 s的运动情况，下列说法正确的是（）
A．在t＝10 s时两车相遇B．在t＝20 s时两车相遇
C．在t＝10 s时两车相距最远D．在t＝20 s时两车相距最远
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
根据图像可知，在020s内，甲的加速度不变，乙的加速度逐渐减小。

AB．根据加速度时间图像知图像与时间轴所围的面积表示速度变化量，在020s内，乙车的速度均大于甲车，同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动，故在t＝10 s时乙车在甲车前方，故AB错误；
CD．当20s
t=时，两图像与t轴所围的面积相等，即该时刻两辆车的速度相等；在20秒前乙车的速度大于甲车的速度，所以乙车在甲车的前方，所以两车逐渐远离，当20s
t=
时，两车速度相等即相距最远，故C错误，D正确。

故选D。

10．甲、乙两车沿直线在同一条平直公路上同向运动，其v t-图象如图所示，下列说法正确的是（）
A．若乙车在前且两车恰好没有相撞，则0
t=时刻甲、乙两车间的距离为128m
B．若乙车在前且两车恰好没有相撞，则0
t=时刻甲、乙两车间的距离为176m
C．若0
t=时刻甲、乙两车在同一位置，乙车追上甲车的时间为36s
D．若0
t=时刻甲、乙两车在同一位置，乙车追上甲车的时间为24s
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图象可知，两车速度相等时距离最近，而图象与时间轴围成的面积等于物体的位移，因此在前12s内，甲车的位移
1176m
s=乙车的位移
248m s =
根据题意恰好不相撞，因此0t =时刻甲、乙两车间的距离为
12128m s s s ∆=-=
A 正确，
B 错误；
C ．若初始时刻，两车在同一位置，在前16s 内甲车的位移
1
192m s '= 乙车做匀加速运动，且加速度
2
m/s 3
v a t =
= 因此前16s ，乙车的位移
22
1256
m 23
s at '== 乙没有追上甲，接下来甲车停止运动，乙车继续加速运动，当乙追上甲时
221
192m 2
s at ==
整理得
24s t =
C 错误，
D 正确。

故选AD 。

11．两辆儿童赛车a 、b 在两条平行直轨道上从同一起点、同向行驶．它们在0~t 0内运动的v -t 图像如图所示．则
A ．图像交点说明两车位移相同
B ．两车速度相同时b 车在前
C ．0~t 0内两车平均速度相同
D ．两车的加速度均越来越小 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．图象交点说明两车速度相同；速度图象的“面积”大小等于物体的位移，两车速度相
同时b 车的位移比a 的大，而两车是从同一起点、同向行驶的，所以两车速度相同时b 车在前，故A 错误，B 正确；
C ．根据速度图象的“面积”表示位移，知00
t 内a 车的位移比b 车的大，根据x v t
=
可知a 车的平均速度比b 车的的平均速度大，故C 错误；
D ．根据图象切线的斜率表示加速度，知两车的加速度均减小，故D 正确。

12．放在水平面上的物体，在水平力F 作用下开始运动，以物体静止时的位置为坐标原点，力F 的方向为正方向建立x 轴，物体的加速度随位移的变化图像如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A ．位移为x 1012a x
B ．位移为x 3时，物体的速度达到最大
C ()0232a x x +
D ．0~x 2过程中物体做匀加速直线运动，x 2~x 3过程中物体做匀减速直线运动 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】
BD ．在0～x 2过程中，物体加速度a 0不变，物体做匀加速直线运动，x 2～x 3过程中，物体加速度逐渐减小，但是加速度仍为正值，物体做加速度逐渐减小的加速运动，位移为x 3时，物体的速度达到最大，选项B 正确，D 错误；
A ．由匀变速直线运动规律，位移为x 1时，物体的速度大小为
1012v a x =选项A 正确；
C ．由公式2202t ax =-v v 可知图像面积表示
22
02
t v v S ax -==
又位移为x 2时，物体的速度大小为
0222v a x =故物体的最大速度为
232max 20232+)x x v S v a x x =+=（选项C 错误。

故选AB 。

13．在光滑足够长的斜面上，有一物体以10m/s 的初速度沿斜面向上运动，物体的加速度大小始终为5m/s 2，方向沿斜面向下，当物体的位移大小为7.5m 时，下列正确的是（ ）
A ．物体运动时间可能为1s
B ．物体运动时间可能为3s
C ．物体运动时间可能为(2+7)s
D ．此时的速度大小一定为5m/s
【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．当物体的位移为向上的7.5m 时，由运动学公式2
012
x v t at =-
，7.5m x =+，解得 13s t =，21s t =
故A 、B 均正确；
C ．当物体的位移为向下的7.5m 时，7.5m x =-，由2
012
x v t at =-
解得 327)s t =+（或427)s<0t （=-舍去
故C 正确；
D ．由速度公式0v v at =-，解得
5m/s =-v 或5m/s v =、57m/s v =-
故D 错误。

故选ABC 。

【点睛】
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式，注意公式的矢量性。

14．在一条水平直赛道上，分别放着甲、乙两辆玩具汽车（可视为质点），它们同时从同一地点沿同一方向做直线运动，两辆汽车达到它们最大速度后就匀速运动，观测到它们速度的平方随位移变化的图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A ．在加速过程中，甲车的加速度比乙车的加速度大
B ．在x =0.5m 处，甲、乙两车速度相等
C ．在x =0.5m 处，甲、乙两车相遇
D ．在2s 末，甲、乙两车相遇 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】 BC ．由图可得
00v =甲，01m/s v =乙
在x =0.5m 处，甲、乙两车速度相等；在00.5m x ≤<中的任一位置，甲的速度均小于乙的速度，则两车到达x =0.5m 处所用的时间不同，故选项B 正确，C 错误； A ．由速度位移公式可得
22
02v v ax =+
结合图象可得
a 甲=3m/s 2，a 乙=2m/s 2
选项A 正确；
D ．由图得，甲、乙匀速时的速度分别为3m/s ，2m/s 甲的加速时间
13
=
=s=1s 3
v t a 甲甲 乙的加速时间
2021
=
=s=0.5s 2
v v t a --乙乙乙 2s 内，甲、乙两车各自位移分别为
21+() 4.5m 2
x a t v t t =-=甲甲甲甲甲 02
+() 3.75m 2
v v x t v t t +=
-=乙乙乙乙乙 在2s 末，甲、乙两车不相遇，选项D 错误。

故选AB 。

15．汽车刹车过程可认为是匀变速直线运动，某汽车0t 时刻开始刹车，刹车后第1s 内的位移为24m ，第4s 内的位移为1m 。

0t 时刻汽车的速度大小为0v ，刹车的加速度大小a ，则下列说法正确的是（ ） A ．a =8m/s 2 B ．a =6m/s 2 C ．028m/s v = D ．018m/s v =
【答案】AC 【解析】 【分析】
刹车问题需要注意两个问题，一是确定物体速度何时减为零，二是刹车过程的逆过程是一个初速度为0的匀加速度直线运动。

【详解】
假设汽车4s 末停下，则第4s 内、第3s 内、第2s 内、第1s 内的位移比为1:3:5:7，题中给出的比例关系为1:24，所以汽车在第4s 内某时刻停止运动，汽车的刹车过程的逆过程可以视为初速度为零的匀加速直线运动，假设汽车在第4s 内运动的时间为t ，汽车行驶的距离：
2
11m 2
x at =
= 汽车刹车后初速度为0v ，第1s 内的位移：
22111
(3s )(2s )24m 22
x a t a t =+-+=
初速度：
0(3s )v a t =+
解得：28m/s a =，028m/s v =，故AC 正确，BD 错误。

【点睛】
准确的分析运动过程，灵活应用运动学公式进行求解。