[推荐学习]2019版一轮优化探究物理(沪科版)练习:第一章 第2讲 匀变速直线运动的规律
- 格式:doc
- 大小:218.61 KB
- 文档页数:8
[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置只与物体的质量分布有关D.力是使物体运动的原因解析:物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案:A2.图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是()解析:A、B、D中,如果绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力作用,但是C中如果把斜面撤去,小球的状态将发生变化,故一定受到支持力作用,故C正确.答案:C3.人握住旗杆匀速竖直向上爬,则下列说法正确的是()A.人受的摩擦力的方向是向上的B.人受的摩擦力的方向是向下的C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大,人受到的摩擦力也越大解析:人握住旗杆匀速上爬时,人相对于旗杆有向下滑的趋势,受到旗杆的静摩擦力方向向上,故A正确,B错误;人竖直方向受到重力和摩擦力,由平衡条件分析得知,人受的摩擦力等于人的重力,保持不变,所以人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也越大,故C、D错误.答案:A4.(2018·云南临沧调研)装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中() A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变解析:根据滑动摩擦力的求解公式f=μN可知,滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和正压力有关,与物体之间的接触面积无关,故当人匀加速拖出木板的过程中材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变,选项D正确.答案:D5.物体b在力F作用下将物体a向光滑竖直墙壁挤压,如图所示,a、b处于静止状态,则()A.a受到的摩擦力有两个B.a受到的摩擦力大小不随F变化C.a受到的摩擦力大小随F的增大而增大D.a对b的摩擦力方向竖直向上解析:对于a,由于墙壁光滑,a处于静止状态,受重力、b对a的压力、墙壁的弹力、b对a的静摩擦力处于平衡,则b对a的摩擦力大小等于a的重力大小,方向竖直向上,F增大,摩擦力大小不变,始终等于a的重力大小,由牛顿第三定律知,a对b的摩擦力方向竖直向下.答案:B6.物块M在静止的传送带上匀速下滑时,若传送带突然转动,且转动的方向如图中箭头所示,则传送带转动后()A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大解析:M匀速下滑时受到沿传送带向下的重力的分力等于滑动摩擦力,当传送带启动后,物体所受的滑动摩擦力是不变的,故可知物体仍然匀速下滑,故选B. 答案:B7.如图所示,一个木块放在水平地面上,在水平恒力F作用下,以速度v匀速运动,下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于FB.地面受到的静摩擦力的大小等于FC.若木块以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小等于2FD.若用2F的力作用在木块上,木块受到的摩擦力的大小为2F解析:木块相对地面运动受到滑动摩擦力,当木块在拉力F的作用下做匀速直线运动时,f=F,故A正确,B错误;当木块以2v做匀速直线运动时,正压力不变,则f=F=μmg,故C错误;若用2F作用在木块上,物块做加速直线运动,f=μmg,又F=μmg,所以f=F,故D错误.答案:B8.(2018·河北望都中学高三月考)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是()A.B对C有向左的摩擦力B.C对A有向左的摩擦力C.物体C受到三个摩擦力作用D.C对地面有向右的摩擦力解析:三个物体都做匀速直线运动,合外力均为零,以B为研究对象,B水平方向受到向右的拉力F作用,根据平衡条件可知,C对B有向左的静摩擦力,而且此静摩擦力与F平衡,根据牛顿第三定律得知,B对C有向右的静摩擦力,故A错误.对A研究,由平衡条件可知,C对A没有摩擦力,否则A受力不平衡,不可能做匀速直线运动,则A对C也没有摩擦力,故B错误.以整体为研究对象,由平衡条件可知,地面对C有向左的滑动摩擦力,则C对地面有向右的滑动摩擦力,故C受到两个摩擦力,故C错误,D正确.故选D.答案:D[能力题组]一、选择题9.如图,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为v0时刚好能推动该物块.已知风对物块的推力F正比于S v2,其中v为风速、S为物块迎风面积.当风速变为2v0时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量为(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.4m B.8mC.32m D.64m解析:设质量为m的正方体的边长为a,刚好被推动时,在水平方向上受到风力和最大静摩擦力,最大静摩擦力与正压力成正比,设比例系数为μ,且二力大小相等,则μmg=kS v20,又m=ρV=ρa3,得μρa3g=ka2v20.同理设另一块质量为m′正方形的边长为b,刚好被推动时,有μρb3g=kb2(2v0)2,解得b=4a,所以质量为m′正方体的体积是质量为m的正方体的体积的64倍,所以m′=64m,故D正确,A、B、C错误.答案:D10.(多选)如图所示,重20 N的物体放在粗糙水平面上,用F=8 N的力斜向下推物体.F与水平面成30°角,物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5,则物体()A.对地面的压力为28 N B.对地面的压力为24 NC.所受摩擦力为12 N D.所受摩擦力为4 3 N解析:由题意知:F sin 30°+mg=N,得N=24 N,则由F cos 30°=4 3 N<μN =12 N知物体与地面间为静摩擦力,大小为4 3 N,知B、D对.答案:BD11.(多选)如图甲所示,斜面体固定在水平面上,斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态,拉力F在如图乙所示的范围内变化,取沿斜面向上为正方向.则物块所受的摩擦力f与时间t的关系图像可能正确的是()解析:若t=0时静摩擦力沿斜面向上,随F减小,f增大,当F反向后,f在原来基础上继续增大,D正确;若t=0时静摩擦力沿斜面向下,随F减小,f减小,在F=0前,f变为沿斜面向上,B正确.答案:BD12.(多选)如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则()A.b对c的摩擦力一定减小B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C.地面对c的摩擦力方向一定向右D.地面对c的摩擦力一定减小解析:设a、b的重力分别为Ga、G b,若G a=G b sin θ,b受到c的摩擦力为零,当a中的沙子缓慢流出时,细绳拉力减少,b受到c的摩擦力沿斜面向上,且摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;以bc整体为研究对象,分析受力如图,由平衡条件得,水平面对c的摩擦力f=T cos θ=G a cos θ,方向水平向左,在a中的沙子缓慢流出的过程中,摩擦力在减小,故C错误,D正确.答案:BD13.(多选)(2018·湖南常德模拟)如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是()A.弹簧处于拉伸状态B.弹簧处于压缩状态C.弹簧的弹力大小为34mgD.弹簧的弹力大小为38mg解析:以左侧小球为研究对象,假如弹簧处于压缩状态,弹簧对该球的弹力方向水平向左,小球还受到竖直向下的重力和垂直于棒的弹力,根据平行四边形定则可知,这三个力的合力不可能为零,则小球不可能处于静止状态,与题设矛盾,所以弹簧一定处于拉伸状态,故A正确,B错误;根据平衡条件得F cos 37°=mg sin 37°,解得弹簧的弹力大小F=34mg,故C正确,D错误.答案:AC二、非选择题14.如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.(1)当纸板相对于砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小.(2)要使纸板相对于砝码运动,求所需拉力的大小.(3)本实验中,m1=0.5 kg,m2=0.1 kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1 m,g取10 m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少为多大?解析:(1)砝码对纸板的摩擦力f1=μm1g桌面对纸板的摩擦力f2=μ(m1+m2)g则纸板所受的摩擦力f=f1+f2解得f=μ(2m1+m2)g(2)设砝码的加速度为a1,纸板的加速度为a2,则f 1′=m 1a 1,F -f 1-f 2=m 2a 2,f 1′=f 1 发生相对运动时,有a 2>a 1 解得F >2μ(m 1+m 2)g(3)纸板抽出前,砝码运动的距离x 1=12a 1t 21纸板运动的距离d +x 1=12a 2t 21纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离 x 2=12a 3t 22,l =x 1+x 2由题意知a 1=a 3,a 1t 1=a 3t 2解得F =2μ[m 1+(1+d l )m 2]g代入数据得F =22.4 N.答案:(1)μ(2m 1+m 2)g (2)F >2μ(m 1+m 2)g(3)22.4 N。
[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1.(2018·安徽省四校联考)下列所给的运动图像中能反映做直线运动的物体不会回到初始位置的是()解析:速度—时间图像中与坐标轴围成的面积表示位移,在坐标上方表示正位移,在坐标轴下方表示负位移,所以A中面积不为零,所以位移不为零,不能回到初始位置;B、C中面积为零,位移为零,回到初始位置;D中,位移—时间图像表示物体的位移随时间变化的图像,在t0 s 物体的位移为零,即又回到了初始位置.答案:A2.(2018·黑龙江省哈师大附中高三月考)甲、乙两物体在同一直线上运动,位移-时间(s t)图像如图所示,以甲的出发点为坐标原点,出发时刻为计时起点,则从图像可以看出,下列说法不正确的是()A.甲、乙同时计时B.从开始计时到相遇,甲的速度始终比乙的速度大C.甲计时开始运动时,乙在甲前面s0处D.甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙解析:由图像可知开始运动时甲的出发点在坐标原点,而乙物体在出发时离坐标原点的距离为s0,故甲开始运动时,乙在甲前面s0处,甲、乙都是从t=0时刻开始运动的,A、C正确;图像的斜率表示速度,在t=t3时,两者相遇,此时甲的速度大于乙的速度,但是在t1~t2时间内甲静止,小于乙的速度,B错误;由于甲物体在t1~t2时间内甲物体的位移未变,即甲在中途停了一会儿,在t3时刻甲、乙两物体的位置相同,即甲追上了乙,故D正确.答案:B3.一质点位于x=-1 m处,t=0时刻沿x轴正方向做直线运动,其运动的v t图像如图所示.下列说法正确的是()A.0~2 s内和0~4 s内,质点的平均速度相同B.第3 s内和第4 s内,质点加速度的方向相反C.第3 s内和第4 s内,质点位移相同D.t=4 s时,质点在x=2 m处解析:在速度—时间图像中,图线与坐标轴围成的面积表示位移,在坐标轴上方为正位移,在坐标轴下方为负位移,0~2 s内物体的位移为x1=12×(1+2)×2 m=3 m,0~4 s内位移为x2=12×(1+3)×2 m-12×1×2 m=3 m,两个时间段内时间不同,所以平均速度不同,A错误;图像的斜率表示加速度,2~4 s内斜率恒定,所以此过程中加速度恒定,B错误;第3 s内物体的位移为正,第4 s内物体的位移为负,C错误;t=4 s时质点的位移为x2=3 m,初始位置为x=-1 m,所以质点在x=2 m处,D正确.答案:D4.两辆完全相同的汽车,沿平直公路一前一后以相同的速度匀速行驶,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时加速度的二分之一的大小开始刹车, 已知前车在刹车过程中所行驶的距离为s.若要保证两车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为( )A .sB .2sC .2.5sD .3s解析:两辆完全相同的汽车以相同的速度匀速行驶,前车刹车位移为s ,设加速度大小为a ,刹车的时间为t =v 0a ,刹车的位移s =v 202a ,在此时间内,后车做匀速运动,位移为x =v 0t =v 20a ,所以x =2s ,此后后车刹车,加速度大小为a 2,刹车的位移x ′=v 202×a 2=v 20a =2s .要保持两车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为Δx =x +x ′-s =3s .答案:D5.汽车A 在红灯前停住,绿灯亮起时启动,以0.4 m/s 2的加速度做匀加速运动,经过30 s 后以该时刻的速度做匀速直线运动.设在绿灯亮的同时,汽车B 以8 m/s 的速度从A 车旁边驶过,且一直以相同的速度做匀速直线运动,运动方向与A 车相同,则从绿灯亮时开始( )A .A 车在加速过程中与B 车相遇B .A 、B 相遇时速度相同C .相遇时A 车做匀速运动D .两车不可能相遇解析:作出A 、B 两车运动v t 图像如图所示,v t 图像所包围的“面积”表示位移,经过30 s 时,两车运动图像所围面积并不相等,所以在A 车加速运动的过程中,两车并未相遇,所以选项A 错误;30 s 后A 车以12 m/s 的速度做匀速直线运动,随着图像所围“面积”越来越大,可以判断在30 s 后某时刻两车图像所围面积会相等,即两车会相遇,此时A车的速度要大于B 车的速度,所以两车不可能再次相遇,选项C 正确,选项B 、D 错误.答案:C二、多项选择题6.如图,s -t 图像反映了甲、乙两车在同一条直道上行驶的位置随时间变化的关系,已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t 轴相切于10 s 处,下列说法正确的是( )A .5 s 时两车速度相等B .甲车的速度为4 m/sC .乙车的加速度大小为1.6 m/s 2D .乙车的初位置在s 0=80 m 处解析:甲车做匀速直线运动,速度为v 甲=s t =205 m/s =4 m/s,故B 正确.乙车做匀变速直线运动,其图线与t 轴相切于10 s 处,则t =10 s 时,速度为零,将其运动反过来看成初速度为零的匀加速直线运动,则根据图像有s =12a ·(5 s)2,解得a =1.6 m/s 2,又s 0=12a ·(10 s)2,则s 0=80 m,故C 、D 正确.t =5 s 时乙车的速度v 乙=1.6×5 m/s =8 m/s >v 甲,故A 错误.答案:BCD7.(2018·山东潍坊模拟)甲、乙两质点从同一位置、同时沿同一直线运动,速度随时间变化的v t 图像如图所示,其中甲为直线.关于两质点的运动情况,下列说法正确的是( )A .在t 0~2t 0时间内,甲、乙的加速度方向相同B .在t 0~2t 0内,乙的平均速度大于甲的平均速度C .在0~2t 0内,甲、乙间的最远距离为v 0tD .在0~2t 0内,甲、乙间的最远距离为12v 0t解析:速度图像的斜率表示加速度,根据图像可知,在t 0~2t 0时刻,甲、乙的加速度都为负,方向相同,故A 正确.根据图像与坐标轴围成的面积表示位移可知,在t 0~2t 0内,乙的位移大于甲的位移,则乙的平均速度大于甲的平均速度,故B 正确.甲、乙从同一位置出发,在t 0时刻前甲的速度大于乙的速度,两者间距增大,t 0时刻后乙的速度大于甲的速度,两者间距减小,所以t 0时刻相距最远,最远距离等于两者位移之差,为s=12t 0·(2v 0-v 0)=12v 0t ,故C 错误,D 正确.故选A 、B 、D.答案:ABD8.(2018·安徽合肥模拟)如图所示是一做匀变速直线运动的质点的位置-时间图像(x t 图像),P (t 1,x 1)为图像上一点,PQ 为过P 点的切线,与x 轴交于点Q .则下列说法正确的是( )A .t 1时刻,质点的速率为x 1t 1B .t 1时刻,质点的速率为x 1-x 2t 1C .质点的加速度大小为x 1-x 2t 21D .0~t 1时间内,质点的平均速度大小为x 1t 1解析:x t 图像的斜率表示速度,则t 1时刻,质点的速率为v =x 1-x 2t 1,故A 错误,B 正确;根据图像可知,t =0时刻,初速度不为零,根据a =v -v 0t 可知,加速度a =x 1-x 2t 1-v 0t 1≠x 1-x 2t 21,故C 错误;0~t 1时间内,质点的平均速度大小v =x 1t 1,故D 正确. 答案:BD[能力题组]一、选择题9.(多选)如图所示,汽车以10 m/s 的速度匀速驶向路口,当行驶至距路口停车线20 m 处时,绿灯还有3 s 熄灭.而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线上,则汽车运动的速度(v )—时间(t )图像可能是()解析:在v t 图像中,图线与时间坐标轴所围面积表示位移.A 、D 图中v t 图像的“面积”均小于20 m,A 、D 错误.B 中v t 图像的“面积”可能等于20 m,B 正确.C 中v t 图线与时间轴所围的面积正好等于20 m,C 正确.答案:BC10.在平直道路上,甲汽车以速度v匀速行驶.当甲车司机发现前方距离为d处的乙汽车时,立即以大小为a1的加速度匀减速行驶,与此同时,乙车司机也发现了甲,立即从静止开始以大小为a2的加速度沿甲车运动的方向匀加速运动,则()A.甲、乙两车之间的距离一定不断减小B.甲、乙两车之间的距离一定不断增大C.若v>2(a1+a2)d,则两车一定不会相撞D.若v<2(a1+a2)d,则两车一定不会相撞解析:甲车做减速运动,乙车做加速运动,两车速度相同时,距离最小,若此时没有相遇,以后就不可能相撞.设两车相距为d时,两车恰好相撞,这种情况下甲车的速度为v0,根据v20=2(a1+a2)d,若v>v0两车一定相撞,若v<v0两车一定不会相撞.答案:D二、非选择题11.(2018·湖北襄阳高三联考)酒后驾车严重威胁公众交通安全.若将驾驶员从视觉感知前方危险到汽车开始制动的时间称为反应时间,将反应时间和制动时间内汽车行驶的总距离称为感知制动距离.科学研究发现,反应时间和感知制动距离在驾驶员饮酒前后会发生明显变化.一驾驶员正常驾车和酒后驾车时,感知前方危险后汽车运动v t图线分别如图甲、乙所示.求:(1)正常驾驶时的感知制动距离s;(2)酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加的距离Δs.解析:(1)设驾驶员饮酒前、后的反应时间分别为t 1、t 2,由图线可得:t 1=0.5 s,t 2=1.5 s汽车减速时间为t 3=4.0 s初速度v 0=30 m/s由图线可得:s =v 0t 1+v 0+02t 3解得:s =75 m.(2)Δs =v 0(t 2-t 1)=30×(1.5-0.5) m =30 m.答案:(1)75 m (2)30 m12.(2018·广西桂林高三模拟)汽车前方120 m 有一自行车正以6 m/s 的速度匀速前进,汽车以18 m/s 的速度追赶自行车,若两车在同一条公路不同车道上做同方向的直线运动,求:(1)经多长时间,两车第一次相遇;(2)若汽车追上自行车后立即刹车,汽车刹车过程中的加速度大小为2 m/s 2,则再经多长时间两车第二次相遇.解析:(1)设经时间t 1,汽车追上自行车,则v 2t 1=v 1t 1+s解得t 1=10 s(2)汽车的加速度为a =-2 m/s 2设第二次追上所用的时间为t 2,则v 1t 2=v 2t 2+12at 22 ,解得t 2=12 s设汽车从刹车到停下用时t 3,则0=v 2+at 3,解得t 3=9 s <t 2故自行车又追上汽车前,汽车已停下.停止前汽车的位移s 汽=0+v 22t 3设自行车经t 4时间追上汽车,则v 1t 4=0+v 22t 3解得t4=13.5 s,再经过13.5 s两车第二次相遇答案:(1)10 s(2)13.5 s13.如图所示,光滑斜面倾角为30°,A、B物体与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.4,现将A、B两物体(可视为质点)同时由静止释放,两物体初始位置距斜面底端O的距离为L A=2.5 m,L B=10 m.不考虑两物体在转折O处的能量损失.(g取10 m/s2)(1)求两物体滑到O点的时间差.(2)B从开始释放,需经过多长时间追上A?(结果可用根号表示)解析:(1)物体在光滑斜面上的加速度a=g sin θ=5 m/s2A到达底端时间t A=2L Aa=1 sB到达底端时间t B=2L Ba=2 sA、B到达底端时间差Δt AB=2 s-1 s=1 s(2)A到达底端速度v A=2aL A=5 m/s,经过分析B追上A前,A已停止运动A在水平面上运动的总位移s A=v2A2μg=258mB在水平面上运动的总位移s B=v B t-12μgt2其中v B=2aL B=10 m/s 又s A=s B得t=10-534s则B从释放到追上A用时t总=t B+t=18-534s=2.34 s.答案:(1)1 s(2)2.34 s。
第2章测评(时间:90分钟 满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。
每小题给出的选项中至少有一项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下列说法符合历史事实的是( )A.在物理学的发展历程中,牛顿首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度概念用来描述物体的运动B.在物理学的发展历程中,伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度概念用来描述物体的运动C.伽利略研究自由落体运动时,遇到的困难是无法准确测量加速度D.伽利略研究自由落体运动时,遇到的困难是无法准确测量平均速度2.下列四幅图中,能大致反映自由落体运动图像的是( ),故它的v-t图像是一条过原点的倾斜直线,a-t图像是一条平行时间轴的直线,故D对,A、C错;B图中的图像表示物体匀速下落。
故应选D。
3.如图所示为某物体运动的v-t图像,t2=2t1,t3=3t1。
若将该物体的运动过程用s-t图像表示出来,下列四幅图像中正确的是( )v -t 图像可知,在0~t 1时间内物体以速度v 1沿正方向做匀速直线运动,则其运动位移满足s 1=v 1t ,是一条过原点的倾斜直线;在t 1~t 2时间内,物体静止,位移不随时间变化,静止在正方向离原点s 1处;在t 2~t 3时间内,速度大小等于v 1,但方向与v 1反向,物体返回出发点。
因此,选项C 正确。
4.在平直公路上,汽车以15 m/s 的速度做匀速直线运动,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2 m/s 2的加速度做匀减速直线运动,则刹车后10 s 内汽车的位移大小为( )A.50 mB.56.25 mC.75 mD.150 m,由v t =v 0+at 知,t=7.5 s 。
因此汽车刹车后10 s 内的位移大小等于7.5 s 内的位移大小,s=×2×7.52 m =56.25 m 。
B 正确。
125.跳伞运动员以5 m/s 的速度竖直匀速降落,在离地面h=10 m 的地方掉了一颗扣子,跳伞运动员比扣子晚着陆的时间为(扣子所受的空气阻力可忽略,g 取10 m/s 2)( )A.2 s B. s C.1 sD.(2-) s 22t 1,则由h=v 0t 1+可得t 1=1 s 。
前言物理探索之旅一、学好物理的重要性:(不做讲解)二、物理学研究的对象:物理是研究物质运转的学科。
按对象分:力、热、光、电磁、统计物理、量子力学、原子和原子核物理、粒子物理等,研究范围很广。
按时间尺度分:范围涵盖1018s到10-25s。
横跨约45个数量级,大到宇宙起源,小到微观粒子的寿命。
按空间尺度分:范围从10-15m的微观粒子,到1026m的宇宙共跨越42-43个数量级(差10倍为一个数量级)三、怎样学好高中物理⑴重视观察和实验。
了解物理过程助于理解。
⑵重在理解。
对概念、定律逐字理解含义,而不是死背硬套。
(3)会运用知识。
用所学知识解释现象,讨论问题,设计实验,吸取新知识,解决物理问题。
锻炼自己的能力。
⑷树立信心。
克服害怕心理。
多问问题。
要善于总结,归纳方法。
物理是“想”懂的,是“悟”出来的。
⑸注意方法调整。
初中与高中有差别。
重视预习,课堂会听课,作业养成好习惯,常复习,常总结。
具体做法:1、养成预习阅读物理课本的习惯,注意关键记忆。
2、养成独立思考的习惯,发现问题及时解决。
3、要选择性地做笔记,经常整理知识体系。
4、重视观察和认真做好实验。
5、重在理解和学会知识应用。
第一篇机械运动一、机械运动:1、物体的空间位置随时间发生变化的现象叫做机械运动,简称运动。
2、初中知识:物体相对于其他物体的位置变化叫做机械运动,简称运动。
运动的相对性。
3、章节简介:第一篇共分四章:1、匀变速直线运动;2、力和力的平衡;3、牛顿运动定律;4、圆周运动(下册);很多知识在初中已经有所接触,是在初中知识基础上的扩展和延伸。
但是,不能把初中的知识直接全部直接地运用到高中学习中。
初中的很多知识点不够全面,提法不够完善,如果直接放在高中学习中用,就会出现错误。
因此,高中学习中要注意与初中知识的区别。
(学习方法上也要有所区别,这在前面已经提到。
)第一章匀变速直接运动A. 质点位移和时间二、参照物:1、定义:一切物体都在运动,我们研究物体的运动时,必须假定某个物体是不动的,参照这个物体来确定其他物体的运动。
[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]单项选择题1.(2018·山东潍坊月考)图甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图象,下列说法正确的是()A.甲图中利用矩形面积的和来表示位移大小比实际位移偏小B.甲图中利用矩形面积的和表示位移大小比乙图利用梯形面积表示位移大小更接近真实值C.这种用面积表示位移的方法只适用于匀变速直线运动D.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示加速度变化量解析:物体的位移等于图线与时间轴所围的面积大小,则知甲图中利用矩形面积的和来表示位移大小比实际位移大小偏小,故A正确.根据“面积”表示位移可知,乙图利用梯形面积表示位移大小比甲图中利用矩形面积的和表示位移大小更接近真实值,故B错误.这种用面积表示位移的方法适用于任何直线运动,故C错误.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示速度变化量,故D错误.答案:A2.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/s2,该路段的限速为60 km/h,则该车()A.超速B.不超速C.无法判断D.速度刚好是60 km/h解析:如果以最大刹车加速度刹车,那么由v=2as可求得刹车时的速度为30 m/s =108 km/h,所以该车超速行驶,A正确.答案:A3.汽车以20 m/s 的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5 m/s 2,那么开始刹车后2 s 内与开始刹车后6 s 内汽车通过的位移之比为( ) A .1∶1 B .1∶3 C .3∶4D .4∶3解析:汽车从刹车到停止用时t 刹=v 0a =205 s =4 s ,故刹车后2 s 和6 s 内汽车的位移分别为s 1=v 0t -12at 2=20×2 m -12×5×22 m =30 m ,s 2=v 0t 刹-12at 2刹=20×4 m -12×5×42 m =40 m ,s 1∶s 2=3∶4,C 选项正确.答案:C4.(2018·天津五区县高三模拟)一质点在做匀加速直线运动,加速度为a ,在时间t 内速度变为原来的3倍,则该质点在时间t 内的位移为( ) A.12at 2 B .at 2 C.32at 2D .2at 2解析:设质点的初速度为v 0,则t s 末的速度为3v 0,根据速度位移公式得x =(3v 0)2-v 202a =4v 20a ,因为t =3v 0-v 0a =2v 0a ,则有v 0=at 2,可知x =at 2,故B 正确,A 、C 、D 错误.故选B. 答案:B5.“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器.假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为v 时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间t 上浮到海面,速度恰好减为零,则“蛟龙号”在t 0(t 0<t )时刻距离海平面的深度为( )A.v (t -t 0)22tB.v t 202tC.v t 2D .v t 0(1-t 02t )解析:潜水器减速上升,加速度a=vt,由2aH=v2得,开始运动时距离水面高度H=v 22a =12v t,经时间t0上升的距离为h=v t0-12at20=v t0-v t202t,此时到水面的距离Δh=H-h=v(t-t0)22t.答案:A6.为估测一照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为6cm,拍摄到的石子位置A距石子起落点竖直距离约5 m,g取10 m/s2,这个照相机的曝光时间约为()A.1×10-3 s B.1×10-2 sC.5×10-2 s D.0.1 s解析:自由落体运动5 m的末速度为v t=2gh=2×10×5 m/s=10 m/s.由于0.12 m远小于5 m,故可以近似地将AB段当匀速运动,故时间为t≈ABv t=0.12 m10 m/s=0.012 s≈0.01 s,故选B.答案:B7.某同学观看跳台跳水比赛,一跳水运动员在离水面10 m高的平台向上跃起,该同学估测运动员跃起离平台的最大高度约为0.2 m.假设运动员做竖直上抛运动,则该运动员在空中完成动作的时间大约为()A.1.2 s B.1.4 sC.1.6 s D.2.0 s解析:运动员做竖直上抛运动,上升到最高点h1=0.2 m时,看作反方向的自由落体运动,h1=12gt 21,t1=2h1g=0.2 s,上升到最高点时距离水面10.2 m,h2=12gt22,t2=2h2g=1.4 s,故t=t1+t2=1.6 s,选项C正确.答案:C8.(2018·四川雅安中学高三质检)有一长为L的列车,正以恒定的加速度过铁路桥,桥长为2L,现已知列车车头过桥头的速度为v1,车头过桥尾时的速度为v2,那么,车尾过桥尾时的速度为()A.3v1-v2B.3v2-v1C. 3v22-v122 D.3v12-v222解析:从列车车头过桥头到车头过桥尾有v22-v12=2a·2L,从车头过桥尾到车尾过桥尾有v32-v22=2a·L,由以上两式可得v3=3v12-v22 2.答案:C[能力题组]一、选择题9.在一根轻绳的上、下两端各拴一个小球,一人用手拿住上端的小球站在某高台上,放手后小球自由下落,两小球落地的时间差为Δt.如果将它们开始下落的高度提高一些,用同样的方法让它们自由下落,不计空气阻力,则两小球落地的时间差将()A.减小B.增大C.不变D.无法判定解析:设细线的长度为L,第一个小球着地后,另一个小球还要运动的位移为L,在L内运行的时间即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度.高度越高,落地的速度越大,知高度越高,另一个小球在位移L内的初速度越大,根据L=v0t+12gt2,初速度越大,时间越短,所以两小球落地的时间差将减小,故A正确,B、C、D错误.故选A.答案:A10.(2018·黑龙江大庆模拟)不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛一物体,从抛出至回到抛出点的时间为t,上升的最大高度为h.现在距物体抛出点34h处设置一块挡板,物体撞击挡板后的速度大小减为0,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为( ) A .0.4t B .0.5t C .0.6tD .0.7t解析:物体下降时间为0.5t ,故高度为h =12g (t 2)2,物体自由落体运动14h 过程,有14h =12gt ′2,物体到挡板处的时间t ′=h2g =0.25t ,故第二次物体上升的时间t ″=0.5t -t ′=0.5t -0.25t =0.25t ,物体撞击挡板后下降的时间34h =12gt 21,t 1=3h 2g =34t ,所以第二次物体上升和下降的总时间t 2=t ″+t 1=0.25t +34t ≈0.7t ,故选D. 答案:D11.(多选)(2018·山东济南模拟)将一个物体在t =0时刻以一定的初速度竖直向上抛出,t =0.8 s 时刻物体的速度大小变为8 m/s(g 取10 m/s 2),则下列说法正确的是( )A .物体一定是在t =3.2 s 时回到抛出点B .t =0.8 s 时刻物体的运动方向可能向下C .物体的初速度一定是16 m/sD .t =0.8 s 时刻物体一定在初始位置的下方解析:物体做竖直上抛运动,在0.8 s 内的速度变化量Δv =gt =10×0.8 m/s =8 m/s ,由于初速度不为零,可知t =0.8 s 时刻速度的方向一定竖直向上,不可能竖直向下,物体处于抛出点的上方,故B 、D 错误;由v t =v 0-gt ,代入数据解得v 0=16 m/s ,则上升到最高点的时间t 1=v 0g =1610 s =1.6 s ,则回到抛出点的时间t =2t 1=2×1.6 s =3.2 s ,故A 、C 正确. 答案:AC 二、非选择题12.某人在相距10 m 的A 、B 两点间练习折返跑,他在A 点由静止出发跑向B 点,到达B 点后立即返回A 点.设加速过程和减速过程都是匀变速运动,加速过程和减速过程的加速度大小分别是4 m/s 2和8 m/s 2,运动过程中的最大速度为4 m/s ,从B 点返回的过程中达到最大速度后即保持该速度运动到A 点,求: (1)从B 点返回A 点的过程中以最大速度运动的时间;(2)从A 点运动到B 点与从B 点运动到A 点的平均速度的大小之比.解析:(1)设此人从静止到加速至最大速度时所用的时间为t 1,加速运动的位移大小为s 1,从B 点返回A 点的过程中做匀速运动的时间为t 2,A 、B 两点间的距离为L ,由运动学公式可得 v m =a 1t 1 s 1=v m 2t 1 L -s 1=v m t 2联立以上各式并代入数据可得t 2=2 s.(2)设此人从A 点运动到B 点的过程中做匀速运动的时间为t 3,减速运动的位移大小为s 2,减速运动的时间为t 4,由运动学方程可得 v m =a 2t 4 s 2=v m 2t 4 L -s 1-s 2= v m t 3 v ABvBA=t 1+t 2t 1+t 3+t 4联立以上各式并代入数据可得v ABvBA=1213答案:(1)2 s (2)121313.2017年全国跳水冠军赛暨第十三届全运会预选赛于5月13日结束首日较量.女子10米台,任茜、司雅杰、张家齐等顺利晋级决赛,图为某跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿.运动员从离水面10 m 高的平台上向上跃起,举起双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),求:(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g 取10 m/s 2) (1)运动员起跳时的速度v 0;(2)从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t (结果保留三位有效数字). 解析:(1)上升阶段:-v 20=-2gh 解得v 0=2gh =3 m/s (2)上升阶段:0=v 0-gt 1 解得t 1=v 0g =310 s =0.3 s 自由落体过程:H =12gt 22 解得t 2=2Hg =2×10.4510 s ≈1.45 s故t =t 1+t 2=0.3 s +1.45 s =1.75 s 答案:(1)3 m/s (2)1.75 s。
[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1.(2018·四川成都月考)女士由于驾车超速而被警察拦住.警察走过来对她说:“太太,你刚才的车速是80km/h!”这位女士反驳说:“不可能的!我才开了10分钟,还不到一个小时,怎么可能走了80 km呢?”“太太,我的意思是:如果您继续像刚才那样开车,在下一个小时里您将驶过80 km.”“这也不可能的.我只要再行驶20 km就到家了,根本不需要再开过80 km的路程.”你认为这位太太没有认清哪个科学概念()A.位移与路程的概念B.时间与时刻的概念C.平均速度与瞬时速度的概念D.加速度与速度的概念解析:超速应是任意时刻超过80 km/h,是瞬时速度,不会因为她开车的时间短或位移短而改变此速度的大小;平均速度是物体在单位时间内通过的路程,而瞬时速度是指物体在某一时刻或某一位置上的速度,故该女士没有认清平均速度与瞬时速度的概念,故A、B、D错误,C正确.答案:C2.两位杂技演员,甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起,结果两人同时落到蹦床上(忽略空气阻力).若以演员自己为参考系,此过程中他们各自看到对方的运动情况是()A.甲看到乙先朝上、再朝下运动B.甲看到乙一直朝上运动C.乙看到甲先朝下、再朝上运动D.甲看到乙一直朝下运动解析:因甲与乙的加速度相同,故此过程中他们各自以自己为参考系,看到对方向自己做匀速直线运动.甲看到乙向上做匀速直线运动、乙看到甲向下做匀速直线运动.故B对.答案:B3.(2018·浙江省名校协作体联考)北京时间8月19日,在2016年里约奥运会田径比赛200米决赛中,“飞人”博尔特以19秒79的成绩夺得冠军.下列说法正确的是()A.200米指位移B.19秒79为时间间隔C.博尔特撞线时可以看成质点D.博尔特夺冠是因为他的加速度最大解析:200米指路径的长度,即路程,选项A错误;19秒79为时间间隔,选项B正确;博尔特撞线时,他的大小和形状不能忽略不计,故不可以看成质点,选项C错误;博尔特夺冠是因为他的平均速度最大,选项D错误.答案:B4.如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量.由图中所示信息可知()A.汽车在做加速直线运动B.汽车的加速度方向与v1的方向相同C.汽车的加速度方向与v1的方向相反D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反解析:根据图像,汽车的速度变小,做的是减速直线运动,选项A错误;汽车的加速度与Δv方向相同,所以与v1、v2的方向都相反,选项B、D错误,选项C正确.答案:C5.钓鱼岛自古以来就是我国的固有领土,在距温州市约356 km、距福州市约385 km、距基隆市约190 km的位置.若我国某海监船为维护我国对钓鱼岛的主权,从温州出发去钓鱼岛巡航,到达钓鱼岛时共航行了480 km,则下列说法中不正确的是()A.该海监船的位移大小为480 km,路程为356 kmB.该海监船的位移大小为356 km,路程为480 kmC.确定该海监船在海上的位置时可以将该海监船看成质点D.若知道此次航行的时间,则可求出此次航行的平均速度解析:位移是从初位置到末位置的有向线段,为356 km,路程为轨迹的实际长度为480 km,故A错误,B正确;该海监船在海上航行时,确定位置时其大小可以忽略不计,故可以将该海监船看成质点,故C 正确;平均速度等于位移除以时间,故知道此次航行时间可求出此次航行的近似平均速度,故D正确.答案:A6.关于速度、速度的变化和加速度的关系,下列说法中正确的是( )A .速度变化的方向为正,加速度的方向为负B .物体加速度增大,速度一定越来越大C .速度越来越大,加速度一定越来越大D .加速度可能既不与速度同向,也不与速度反向解析:加速度的方向与速度的变化的方向是相同的,则速度变化的方向为正,加速度的方向也为正,选项A 错误;若速度与加速度方向相反时,当物体加速度增大时,速度越来越小,选项B 错误;速度越来越大,加速度方向与速度方向相同,但是加速度不一定越来越大,选项C 错误;加速度由物体的受力情况决定,可能既不与速度同向,也不与速度反向,选项D 正确.答案:D7.一辆做直线运动的汽车,以速度v 行驶了全程的一半,然后匀减速行驶了后一半,到达终点时恰好停止,全程的平均速度为( )A.v 2B.2v 3C.v 3 D .3v 4解析:设一半位移为s ,则匀速过程的时间为t 1=s v ,匀减速过程中的平均速度为v 2=0+v 2=v 2,所以后一半位移所用时间为t 2=s v 2=2s v ,故全程的平均速度v=2st1+t2=2ssv+2sv=23v,故B正确.答案:B二、多项选择题8.(2018·湖南衡阳质检)下列关于物体是否可以看作质点的说法正确的有()A.研究奥运游泳冠军叶诗文的游泳技术时,叶诗文不能看成质点B.研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况时,直升飞机可以看作质点C.观察航空母舰上的舰载飞机起飞时,可以把航空母舰看作质点D.在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,可以把航空母舰看作质点解析:研究奥运游泳冠军叶诗文的游泳技术时,叶诗文的大小和形状不能忽略不计,故叶诗文不能看成质点,选项A正确;研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况时,直升飞机的大小和形状不能忽略不计,故不可以把直升机看作质点,选项B错误;观察航空母舰上的舰载飞机起飞时,航母的大小和形状不能忽略不计,故不可以把航空母舰看作质点,选项C错误;在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,航空母舰的大小和形状可以忽略不计,故可以把航空母舰看作质点,选项D正确.答案:AD[能力题组]一、选择题9.(多选)有关加速度方向的理解,下列说法正确的是( )A .由a =Δv Δt 知,a 的方向与Δv 的方向相同B .a 的方向与初速度v 0的方向相同C .只要a >0,物体就做加速运动D .a 的方向与初速度的方向相同,则物体做加速运动解析:由于正方向是人为规定的,可以规定初速度方向为正方向,也可以规定与初速度方向相反的方向为正方向,这样,当a >0时,物体不一定做加速运动.要分析物体做加速运动还是减速运动,应分析加速度方向与速度方向的关系.故正确选项为A 、D.答案:AD10.(多选)(2018·宁夏银川月考)一辆汽车正在做匀加速直线运动,若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则( )A .汽车的速度也减小B .汽车的速度仍在增大C .当加速度减小到零时,汽车静止D .当加速度减小到零时,汽车的位移仍然不断增大解析:由题目可知汽车的加速度方向与速度方向一致,则汽车速度增大,加速度减小,说明速度增大的越来越慢,但依然是增大的,加速度减小到零时,速度不再增大,达到最大值,此后汽车以最大速度做匀速运动,故A 、C 错误,B 正确;汽车的运动方向不变,位移一直在增大,故D 正确.答案:BD11.一质点从t =0时刻开始沿x 轴做直线运动,其位置坐标与时间的关系为x =2t 3-8t +1 (x 和t 的单位分别为m 和s),则下列说法正确的是( )A .质点一直向x 轴正方向运动B .质点做匀变速直线运动C .质点在第2 s 内的平均速度的大小为3 m/sD .质点在0~2 s 内的位移为零解析:利用位置坐标与时间的关系得出各个时刻的位置坐标后可判断:t =0时,x 0=1 m ,t =1 s 时,x 1=-5 m ,t =2 s 时,x 2=1 m ,可知选项A 错误;由关系式x =v 0t +12at 2可知匀变速直线运动的位移与时间成二次函数关系,故选项B 错误;根据平均速度的定义式结合题目所给关系式可知质点在第2 s 内的平均速度的大小为v =1-(-5)1m/s =6 m/s ,选项C 错误;因为t =0和t =2 s 时的位置相同,所以质点在0~2 s 内的位移为零,即选项D 正确.答案:D12.(多选)(2017·江苏苏州名校联考)如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,沿AB 、ABC 、ABCD 、ABCDE 四段曲线轨迹运动所用的时间分别是1 s 、2 s 、3 s 、4 s .下列说法正确的是( )A.物体沿曲线A→E的平均速率为1 m/sB.物体在ABC段的平均速度大小为52m/sC.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度D.物体在B点时的速度等于AC段的平均速度解析:平均速率是路程与时间的比值,图中信息不能求出ABCDE段轨迹长度,故不能求出平均速率,选项A错误;由v=ΔsΔt可得v AC=52m/s,选项B正确;所选取的过程离A点越近,其过程的平均速度越接近A点的瞬时速度,选项C正确;物体在B点的速度不一定等于AC 段的平均速度,选项D错误.答案:BC13.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的()A.位移的大小不可能小于4 mB.位移的大小可能大于10 mC.加速度的大小可能小于4 m/s2D.加速度的大小可能大于10 m/s2解析:若初、末速度同向时:v=v0+v t2=4+102m/s=7 m/s,s=v t=7 m,a=v t-v0t=10-41m/s2=6 m/s2;若初、末速度反向时:v=v0+v t 2=-4+102m/s=3 m/s,s=v t=3 m,a=v t-v0t=10-(-4)1m/s 2=14 m/s 2.因此可得出D 正确.答案:D二、非选择题14.我国“飞豹”战机作战半径可达1 500 km ,完全冲破了“第一岛链”的“束缚”.假设一架“飞豹”战机于8点整从“辽宁”号航母起飞,在8点18分正好抵达距航母680 km 的指定位置,战机仪表显示此段行程正好为800 km.试求:(1)战机此段过程的平均速率和飞行100 m 约需的时间分别是多少?(2)此段过程中战机的平均速度大小又是多少?解析:题干中时间信息为:该战机飞行时间t =18 min =1 080 s隐含信息为路程x =800 km =8×105 m位移s =680 km =6.8×105 m(1)“飞豹”战机的平均速率v x =x t =8×1051 080 m /s≈740.74 m/s每飞行100 m 约需时间为t ′=100 m v x≈0.135 s (2)战机的平均速度 v =s t =6.8×1051 080 m /s≈629.63 m/s.答案:(1)740.74 m/s 0.135 s (2)629.63 m/s。
[课时作业]单独成册方便使用授课提示:对应学生用书第245页[基础题组]单项选择题1.(2018·山东潍坊月考)图甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图像,下列说法正确的是()A.甲图中利用矩形面积的和来表示位移大小比实际位移偏小B.甲图中利用矩形面积的和表示位移大小比乙图利用梯形面积表示位移大小更接近真实值C.这种用面积表示位移的方法只适用于匀变速直线运动D.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示加速度变化量解析:物体的位移等于图线与时间轴所围的面积大小,则知甲图中利用矩形面积的和来表示位移大小比实际位移大小偏小,故A正确.根据“面积”表示位移可知,乙图利用梯形面积表示位移大小比甲图中利用矩形面积的和表示位移大小更接近真实值,故B错误.这种用面积表示位移的方法适用于任何直线运动,故C错误.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示速度变化量,故D错误.答案:A2.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/s2,该路段的限速为60 km/h,则该车()A.超速B.不超速C.无法判断D.速度刚好是60 km/h解析:如果以最大刹车加速度刹车,那么由v=2ax可求得刹车时的速度为30 m/s=108 km/h,所以该车超速行驶,A正确.答案:A3.汽车以20 m/s 的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5 m/s 2,那么开始刹车后2 s 内与开始刹车后6 s 内汽车通过的位移之比为( ) A .1∶1 B .1∶3 C .3∶4D .4∶3解析:汽车从刹车到停止用时t 刹=v 0a =205 s =4 s ,故刹车后2 s 和6 s 内汽车的位移分别为x 1=v 0t -12at 2=20×2 m -12×5×22 m =30 m ,x 2=v 0t 刹-12at 2刹=20× 4 m -12×5×42 m =40 m ,x 1∶x 2=3∶4,C 选项正确. 答案:C4.(2018·天津五区县高三模拟)一质点在做匀加速直线运动,加速度为a ,在时间t 内速度变为原来的3倍,则该质点在时间t 内的位移为( ) A.12at 2 B .at 2 C.32at 2D .2at 2解析:设质点的初速度为v 0,则t s 末的速度为3v 0,根据速度位移公式得x =(3v 0)2-v 202a =4v 20a ,因为t =3v 0-v 0a =2v 0a ,则有v 0=at 2,可知x =at 2,故B 正确,A 、C 、D 错误.故选B. 答案:B5.“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器.假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为v 时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间t 上浮到海面,速度恰好减为零,则“蛟龙号”在t 0(t 0<t )时刻距离海平面的深度为( ) A.v (t -t 0)22t B.v t 202tC.v t 2D .v t 0(1-t 02t )解析:潜水器减速上升,加速度a =vt ,由2aH =v 2得,开始运动时距离水面高度H =v 22a =12v t ,经时间t 0上升的距离为h =v t 0-12at 20=v t 0-v t 202t ,此时到水面的距离Δh =H -h =v (t -t 0)22t . 答案:A6.为估测一照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为6 cm ,拍摄到的石子位置A 距石子起落点竖直距离约5 m ,g 取10 m/s 2,这个照相机的曝光时间约为( ) A .1×10-3 s B .1×10-2 s C .5×10-2 sD .0.1 s解析:自由落体运动5 m 的末速度为v t =2gh =2×10×5 m/s =10 m/s.由于0.12 m 远小于5 m ,故可以近似地将AB 段当匀速运动,故时间为t ≈AB v t =0.12 m 10 m/s=0.012 s ≈0.01 s ,故选B. 答案:B7.某同学观看跳台跳水比赛,一跳水运动员在离水面10 m 高的平台向上跃起,该同学估测运动员跃起离平台的最大高度约为0.2 m .假设运动员做竖直上抛运动,则该运动员在空中完成动作的时间大约为( ) A .1.2 s B .1.4 s C .1.6 sD .2.0 s解析:运动员做竖直上抛运动,上升到最高点h 1=0.2 m 时,看作反方向的自由落体运动,h 1=12gt 21,t 1=2h 1g =0.2 s ,上升到最高点时距离水面10.2 m ,h 2=12gt 22,t 2=2h 2g =1.4 s ,故t =t 1+t 2=1.6 s ,选项C 正确.答案:C8.(2018·四川雅安中学高三质检)有一长为L 的列车,正以恒定的加速度过铁路桥,桥长为2L ,现已知列车车头过桥头的速度为v 1,车头过桥尾时的速度为v 2,那么,车尾过桥尾时的速度为( )解析:从列车车头过桥头到车头过桥尾有=2a ·2L ,从车头过桥尾到车尾过桥尾有=2a ·L ,由以上两式可得v 3=.答案:C[能力题组]一、选择题9.在一根轻绳的上、下两端各拴一个小球,一人用手拿住上端的小球站在某高台上,放手后小球自由下落,两小球落地的时间差为Δt .如果将它们开始下落的高度提高一些,用同样的方法让它们自由下落,不计空气阻力,则两小球落地的时间差将( ) A .减小 B .增大 C .不变D .无法判定解析:设细线的长度为L ,第一个小球着地后,另一个小球还要运动的位移为L ,在L 内运行的时间即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L 内的初速度.高度越高,落地的速度越大,知高度越高,另一个小球在位移L 内的初速度越大,根据L =v 0t +12gt 2,初速度越大,时间越短,所以两小球落地的时间差将减小,故A 正确,B 、C 、D 错误.故选A. 答案:A10.(2018·黑龙江大庆模拟)不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛一物体,从抛出至回到抛出点的时间为t ,上升的最大高度为h .现在距物体抛出点34h 处设置一块挡板,物体撞击挡板后的速度大小减为0,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为( ) A .0.4t B .0.5t C .0.6tD .0.7t解析:物体下降时间为0.5t ,故高度为h =12g (t 2)2,物体自由落体运动14h 过程,有14h =12gt ′2,物体到挡板处的时间t ′=h2g =0.25t ,故第二次物体上升的时间t ″=0.5t -t ′=0.5t -0.25t =0.25t ,物体撞击挡板后下降的时间34h =12gt 21,t 1=3h 2g =34t ,所以第二次物体上升和下降的总时间t 2=t ″+t 1=0.25t +34t ≈0.7t ,故选D. 答案:D11.(多选)(2018·山东济南模拟)将一个物体在t =0时刻以一定的初速度竖直向上抛出,t =0.8 s 时刻物体的速度大小变为8 m/s(g 取10 m/s 2),则下列说法正确的是( )A .物体一定是在t =3.2 s 时回到抛出点B .t =0.8 s 时刻物体的运动方向可能向下C .物体的初速度一定是16 m/sD .t =0.8 s 时刻物体一定在初始位置的下方解析:物体做竖直上抛运动,在0.8 s 内的速度变化量Δv =gt =10×0.8 m/s = 8 m/s ,由于初速度不为零,可知t =0.8 s 时刻速度的方向一定竖直向上,不可能竖直向下,物体处于抛出点的上方,故B 、D 错误;由v t =v 0-gt ,代入数据解得v 0=16 m/s ,则上升到最高点的时间t 1=v 0g =1610 s =1.6 s ,则回到抛出点的时间t =2t 1=2×1.6 s =3.2 s ,故A 、C 正确. 答案:AC 二、非选择题12.某人在相距10 m 的A 、B 两点间练习折返跑,他在A 点由静止出发跑向B点,到达B 点后立即返回A 点.设加速过程和减速过程都是匀变速运动,加速过程和减速过程的加速度大小分别是4 m/s 2和8 m/s 2,运动过程中的最大速度为4 m/s ,从B 点返回的过程中达到最大速度后即保持该速度运动到A 点,求: (1)从B 点返回A 点的过程中以最大速度运动的时间;(2)从A 点运动到B 点与从B 点运动到A 点的平均速度的大小之比.解析:(1)设此人从静止到加速至最大速度时所用的时间为t 1,加速运动的位移大小为x 1,从B 点返回A 点的过程中做匀速运动的时间为t 2,A 、B 两点间的距离为L ,由运动学公式可得 v m =a 1t 1 x 1=v m 2t 1 L -x 1=v m t 2联立以上各式并代入数据可得t 2=2 s.(2)设此人从A 点运动到B 点的过程中做匀速运动的时间为t 3,减速运动的位移大小为x 2,减速运动的时间为t 4,由运动学方程可得 v m =a 2t 4 x 2=v m 2t 4 L -x 1-x 2= v m t 3 v ABvBA=t 1+t 2t 1+t 3+t 4联立以上各式并代入数据可得v ABBA=1213答案:(1)2 s (2)121313.2017年全国跳水冠军赛暨第十三届全运会预选赛于5月13日结束首日较量.女子10米台,任茜、司雅杰、张家齐等顺利晋级决赛,图为某跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿.运动员从离水面10 m 高的平台上向上跃起,举起双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),求:(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g 取10 m/s 2) (1)运动员起跳时的速度v 0;(2)从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t (结果保留三位有效数字). 解析:(1)上升阶段:-v 20=-2gh 解得v 0=2gh =3 m/s (2)上升阶段:0=v 0-gt 1 解得t 1=v 0g =310 s =0.3 s 自由落体过程:H =12gt 22 解得t 2=2Hg =2×10.4510 s ≈1.45 s故t =t 1+t 2=0.3 s +1.45 s =1.75 s 答案:(1)3 m/s (2)1.75 s。
[课时作业]单独成册方便使用授课提示:对应学生用书第245页[基础题组]单项选择题1.(2018·山东潍坊月考)图甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图像,下列说法正确的是()A.甲图中利用矩形面积的和来表示位移大小比实际位移偏小B.甲图中利用矩形面积的和表示位移大小比乙图利用梯形面积表示位移大小更接近真实值C.这种用面积表示位移的方法只适用于匀变速直线运动D.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示加速度变化量解析:物体的位移等于图线与时间轴所围的面积大小,则知甲图中利用矩形面积的和来表示位移大小比实际位移大小偏小,故A正确.根据“面积”表示位移可知,乙图利用梯形面积表示位移大小比甲图中利用矩形面积的和表示位移大小更接近真实值,故B错误.这种用面积表示位移的方法适用于任何直线运动,故C错误.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示速度变化量,故D错误.答案:A2.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/s2,该路段的限速为60 km/h,则该车()A.超速B.不超速C.无法判断D.速度刚好是60 km/h解析:如果以最大刹车加速度刹车,那么由v=2ax可求得刹车时的速度为30 m/s=108 km/h,所以该车超速行驶,A正确.答案:A3.汽车以20 m/s 的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5 m/s 2,那么开始刹车后2 s 内与开始刹车后6 s 内汽车通过的位移之比为( ) A .1∶1 B .1∶3 C .3∶4D .4∶3解析:汽车从刹车到停止用时t 刹=v 0a =205 s =4 s ,故刹车后2 s 和6 s 内汽车的位移分别为x 1=v 0t -12at 2=20×2 m -12×5×22 m =30 m ,x 2=v 0t 刹-12at 2刹=20× 4 m -12×5×42 m =40 m ,x 1∶x 2=3∶4,C 选项正确. 答案:C4.(2018·天津五区县高三模拟)一质点在做匀加速直线运动,加速度为a ,在时间t 内速度变为原来的3倍,则该质点在时间t 内的位移为( ) A.12at 2 B .at 2 C.32at 2D .2at 2解析:设质点的初速度为v 0,则t s 末的速度为3v 0,根据速度位移公式得x =(3v 0)2-v 202a =4v 20a ,因为t =3v 0-v 0a =2v 0a ,则有v 0=at 2,可知x =at 2,故B 正确,A 、C 、D 错误.故选B. 答案:B5.“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器.假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为v 时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间t 上浮到海面,速度恰好减为零,则“蛟龙号”在t 0(t 0<t )时刻距离海平面的深度为( ) A.v (t -t 0)22t B.v t 202tC.v t 2D .v t 0(1-t 02t )解析:潜水器减速上升,加速度a =vt ,由2aH =v 2得,开始运动时距离水面高度H =v 22a =12v t ,经时间t 0上升的距离为h =v t 0-12at 20=v t 0-v t 202t ,此时到水面的距离Δh =H -h =v (t -t 0)22t . 答案:A6.为估测一照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为6 cm ,拍摄到的石子位置A 距石子起落点竖直距离约5 m ,g 取10 m/s 2,这个照相机的曝光时间约为( ) A .1×10-3 s B .1×10-2 s C .5×10-2 sD .0.1 s解析:自由落体运动5 m 的末速度为v t =2gh =2×10×5 m/s =10 m/s.由于0.12 m 远小于5 m ,故可以近似地将AB 段当匀速运动,故时间为t ≈AB v t =0.12 m 10 m/s=0.012 s ≈0.01 s ,故选B. 答案:B7.某同学观看跳台跳水比赛,一跳水运动员在离水面10 m 高的平台向上跃起,该同学估测运动员跃起离平台的最大高度约为0.2 m .假设运动员做竖直上抛运动,则该运动员在空中完成动作的时间大约为( ) A .1.2 s B .1.4 s C .1.6 sD .2.0 s解析:运动员做竖直上抛运动,上升到最高点h 1=0.2 m 时,看作反方向的自由落体运动,h 1=12gt 21,t 1=2h 1g =0.2 s ,上升到最高点时距离水面10.2 m ,h 2=12gt 22,t 2=2h 2g =1.4 s ,故t =t 1+t 2=1.6 s ,选项C 正确.答案:C8.(2018·四川雅安中学高三质检)有一长为L 的列车,正以恒定的加速度过铁路桥,桥长为2L ,现已知列车车头过桥头的速度为v 1,车头过桥尾时的速度为v 2,那么,车尾过桥尾时的速度为( )解析:从列车车头过桥头到车头过桥尾有=2a ·2L ,从车头过桥尾到车尾过桥尾有=2a ·L ,由以上两式可得v 3=.答案:C[能力题组]一、选择题9.在一根轻绳的上、下两端各拴一个小球,一人用手拿住上端的小球站在某高台上,放手后小球自由下落,两小球落地的时间差为Δt .如果将它们开始下落的高度提高一些,用同样的方法让它们自由下落,不计空气阻力,则两小球落地的时间差将( ) A .减小 B .增大 C .不变D .无法判定解析:设细线的长度为L ,第一个小球着地后,另一个小球还要运动的位移为L ,在L 内运行的时间即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L 内的初速度.高度越高,落地的速度越大,知高度越高,另一个小球在位移L 内的初速度越大,根据L =v 0t +12gt 2,初速度越大,时间越短,所以两小球落地的时间差将减小,故A 正确,B 、C 、D 错误.故选A. 答案:A10.(2018·黑龙江大庆模拟)不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛一物体,从抛出至回到抛出点的时间为t ,上升的最大高度为h .现在距物体抛出点34h 处设置一块挡板,物体撞击挡板后的速度大小减为0,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为( ) A .0.4t B .0.5t C .0.6tD .0.7t解析:物体下降时间为0.5t ,故高度为h =12g (t 2)2,物体自由落体运动14h 过程,有14h =12gt ′2,物体到挡板处的时间t ′=h2g =0.25t ,故第二次物体上升的时间t ″=0.5t -t ′=0.5t -0.25t =0.25t ,物体撞击挡板后下降的时间34h =12gt 21,t 1=3h 2g =34t ,所以第二次物体上升和下降的总时间t 2=t ″+t 1=0.25t +34t ≈0.7t ,故选D. 答案:D11.(多选)(2018·山东济南模拟)将一个物体在t =0时刻以一定的初速度竖直向上抛出,t =0.8 s 时刻物体的速度大小变为8 m/s(g 取10 m/s 2),则下列说法正确的是( )A .物体一定是在t =3.2 s 时回到抛出点B .t =0.8 s 时刻物体的运动方向可能向下C .物体的初速度一定是16 m/sD .t =0.8 s 时刻物体一定在初始位置的下方解析:物体做竖直上抛运动,在0.8 s 内的速度变化量Δv =gt =10×0.8 m/s = 8 m/s ,由于初速度不为零,可知t =0.8 s 时刻速度的方向一定竖直向上,不可能竖直向下,物体处于抛出点的上方,故B 、D 错误;由v t =v 0-gt ,代入数据解得v 0=16 m/s ,则上升到最高点的时间t 1=v 0g =1610 s =1.6 s ,则回到抛出点的时间t =2t 1=2×1.6 s =3.2 s ,故A 、C 正确. 答案:AC 二、非选择题12.某人在相距10 m 的A 、B 两点间练习折返跑,他在A 点由静止出发跑向B点,到达B 点后立即返回A 点.设加速过程和减速过程都是匀变速运动,加速过程和减速过程的加速度大小分别是4 m/s 2和8 m/s 2,运动过程中的最大速度为4 m/s ,从B 点返回的过程中达到最大速度后即保持该速度运动到A 点,求: (1)从B 点返回A 点的过程中以最大速度运动的时间;(2)从A 点运动到B 点与从B 点运动到A 点的平均速度的大小之比.解析:(1)设此人从静止到加速至最大速度时所用的时间为t 1,加速运动的位移大小为x 1,从B 点返回A 点的过程中做匀速运动的时间为t 2,A 、B 两点间的距离为L ,由运动学公式可得 v m =a 1t 1 x 1=v m 2t 1 L -x 1=v m t 2联立以上各式并代入数据可得t 2=2 s.(2)设此人从A 点运动到B 点的过程中做匀速运动的时间为t 3,减速运动的位移大小为x 2,减速运动的时间为t 4,由运动学方程可得 v m =a 2t 4 x 2=v m 2t 4 L -x 1-x 2= v m t 3 v ABvBA=t 1+t 2t 1+t 3+t 4联立以上各式并代入数据可得v ABBA=1213答案:(1)2 s (2)121313.2017年全国跳水冠军赛暨第十三届全运会预选赛于5月13日结束首日较量.女子10米台,任茜、司雅杰、张家齐等顺利晋级决赛,图为某跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿.运动员从离水面10 m 高的平台上向上跃起,举起双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),求:(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g 取10 m/s 2) (1)运动员起跳时的速度v 0;(2)从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t (结果保留三位有效数字). 解析:(1)上升阶段:-v 20=-2gh 解得v 0=2gh =3 m/s (2)上升阶段:0=v 0-gt 1 解得t 1=v 0g =310 s =0.3 s 自由落体过程:H =12gt 22 解得t 2=2Hg =2×10.4510 s ≈1.45 s故t =t 1+t 2=0.3 s +1.45 s =1.75 s 答案:(1)3 m/s (2)1.75 s。
2021届沪科版(新教材)必修第一册第二章章末检测试卷(二)一、单项选择题1.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想方法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等,以下关于所用物理学方法的叙述不正确的是( )A .在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看成匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法B .根据速度定义式v =Δs Δt ,当Δt 非常小时,ΔsΔt 就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法C .在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法D .定义加速度a =ΔvΔt用到比值法,加速度与Δv 和Δt 无关2.滑雪者从斜面顶端由静止开始匀加速下滑,已知他通过斜面中点时的速度为v ,则其到达斜面底端的速度为( )A.2+12v B .(2+1)v C.2vD.12v 3.甲、乙两辆汽车速度相等,在同时制动后,设均做匀减速直线运动,甲经3 s 停止,共前进了36 m ,乙经1.5 s 停止,乙车前进的距离为( ) A .9 m B .18 m C .36 m D .27 m4.一辆从静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1 s 内的位移为0.4 m ,则( ) A .第1 s 末的速度为0.4 m/s B .加速度为0.8 m/s 2C .第2 s 内通过的位移为1.6 mD .前2 s 内通过的位移为1.2 m5.在平直公路上,一辆汽车以15 m/s 的速度做匀速直线运动,从某时刻开始刹车,在阻力作用下,汽车以2 m/s 2的加速度做匀减速直线运动,则刹车后10 s 内汽车的位移大小为( ) A .50 m B .56.25 m C .75 mD .150 m6.将一个物体以大小为v 0的初速度竖直向上抛出,物体能上升的最大高度为h ,不计空气阻力,则物体上升到34h 高度时,物体的速度大小为( )A.22v 0 B.12v 0 C.13v 0 D.14v 0 7.某同学在墙前连续拍照时,恰好有一小白色重物从墙前的某一高度处由静止落下,拍摄到重物下落过程中的一张照片如图1所示.由于重物的运动,导致它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为6.0 cm(不计两层砖之间的抹灰厚度),这个照相机的曝光时间为2.0×10-2 s ,g 取10 m/s 2,则( )图1A .重物下落到A 位置时的速度约为60 m/sB .重物下落到A 位置时的速度约为12 m/sC .重物下落到A 位置所需的时间约为0.6 sD .重物下落到A 位置所需的时间约为1.2 s8.甲、乙两汽车均以20 m/s 的速度在公路上沿同方向并排正常行驶,乙车因遇到突发事件需紧急停车,其刹车时的加速度大小为10 m/s 2,停下1分钟后,又以5 m/s 2的加速度启动到正常行驶速度,则乙车因停车而延误的时间和因停车而落后甲车的距离是( )A.60 s 1 200 m B.63 s 1 260 mC.66 s 1 320 m D.66 s 1 200 m二、多项选择题9.小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了如图2中1、2、3、4、5所示的小球在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,每块砖的厚度均为d.根据图中的信息,下列判断正确的是()图2A.位置1是小球释放的初始位置B.小球做匀加速直线运动C.小球下落的加速度为dT2D.小球在位置3的速度为7d 2T10.一辆汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了6 s时间经过A、B两根电线杆,已知A、B间的距离为60 m,车经过B时的速度为15 m/s,则()A.车从出发到B杆所用时间为9 sB.车的加速度为15 m/s2C.经过A杆时的速度为5 m/sD.从出发点到A杆的距离为7.5 m11.A、B两物体在同一直线上运动的v-t图像如图3所示,已知在第4 s末两物体相遇,则下列说法正确的是()图3A.两物体从同一地点出发B.出发时A在B前方4 m处C.两物体运动过程中,A的加速度小于B的加速度D.第4 s末两物体相遇之后,两物体可能再相遇12.一物体沿一直线做匀加速直线运动,已知它在第2 s内的位移为4.0 m,第3 s内的位移为6.0 m,则下列说法中正确的是()A.它在第2 s初到第3 s末的平均速度的大小是5.0 m/sB.它在第1 s内的位移是2.0 mC.它的初速度为零D.它的加速度大小是2.0 m/s2三、非选择题13.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,所用电源频率为50 Hz,取下一段点迹清晰的纸带研究,如图4所示,设0点为计数点的起点,每5个点取一个计数点,则计数点1与起始点的距离s1=________ cm,计算此纸带的加速度大小a=______ m/s2;计数点3的瞬时速度为v3=________ m/s.图414.某同学选用如图5所示的装置做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验,电源的频率为50 Hz.图5(1)他做完实验后,写出了如下的操作步骤:A .把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,并连接在低压直流电源上B .把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面C .把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码D .把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面E .把小车停在靠近打点计时器处,释放小车,启动计时器,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复三次F .从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点,并把每打五个点的时间作为时间单位.在选好的开始点下面记作0,每隔4个点取一个计数点,依此标出计数点1、2、3、4、5、6,并测算出相邻两点间的距离G .根据公式a 1=s 4-s 13T 2,a 2=s 5-s 23T 2,a 3=s 6-s 33T 2及a =a 1+a 2+a 33求出a 其中,把你认为有错的步骤序号选出________,可改正为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)该同学根据打出的纸带认为不用计算就能直接得到的物理量有两个,请帮他选出________. A .时间间隔 B .位移 C .加速度D .平均速度(3)该同学选出了一条点迹清晰的纸带,并根据纸带上的点,标出了如图6所示的计数点,其中两相邻计数点间还有4个点未画出,测得计数点之间的距离s 1=7.05 cm ,s 2=7.68 cm ,s 3=8.33 cm ,s 4=8.95 cm ,s 5=9.61 cm ,s 6=10.26 cm.求出小车的加速度大小为__________ m/s 2.图615.一做自由落体运动的物体,落地时速度为50 m/s,不计空气阻力(g取10 m/s2),求:(1)物体开始下落处距地面的高度;(2)物体下落过程所用的时间;(3)物体落地前最后1 s的初速度大小.16.2019年12月,淄博市出现严重的雾霾天气.在淄博一平直公路上,雾霾能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)只有s=30 m,若某汽车刹车时的加速度最大为a=5 m/s2,司机的反应时间为t0=0.5 s,某时刻司机突然发现前方停有一事故车辆,为保证两车不相撞,汽车的速度不能超过多大?17.如图7,一个冰球在冰面上向右匀减速运动时,依次通过长度为L=3 m的两段相等的路程,并继续向前运动,它通过第一段路程历时1 s,通过第二段路程历时2 s,求:图7(1)冰球的加速度大小a;(2)冰球通过B点时的速度大小v B;(3)冰球继续向前运动的距离s.18.跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当距离地面125 m时打开降落伞,伞张开后运动员就以14.3 m/s2的加速度做匀减速直线运动,到达地面时的速度为5 m/s,取g=10 m/s2.问:(1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?(2)离开飞机后,运动员经过多长时间才能到达地面?(结果保留三位有效数字)参考答案及解析1.答案:C2.答案:C解析:设斜面的长度为s ,滑雪者到达斜面底端的速度为v ′,根据速度位移公式得v 2=2a ·s2,v ′2=2as ,联立两式解得v ′=2v ,C 正确.3.答案:B解析:甲车的平均速度v 1=s 1t 1=v 0+02=363m/s =12 m/s ,则初速度v 0=24 m/s.乙车的平均速度v 2=v 0+02=12 m/s ,则通过的位移s 2=v 2t 2=12×1.5 m =18 m .故选B.4.答案:B解析:汽车做初速度为零的匀加速直线运动,由s 1=12at 12可得a =0.8 m/s 2,则第1 s 末的速度v t =at 1=0.8 m/s ,故B 正确,A 错误;汽车在前2 s 内的位移s 2=12at 22=12×0.8×4 m=1.6 m ,在第2 s 内的位移s ′=1.6 m -0.4 m =1.2 m ,故C 、D 错误. 5.答案:B解析:先判断汽车刹车后经过多长时间停止,由v t =v 0+at 知:t =7.5 s.因此汽车刹车后10 s 内的位移大小等于7.5 s 内的位移大小,s =12×2×7.52m =56.25 m .B正确. 6.答案:B解析:由运动学公式得,上升过程有0-v 02=-2gh ;设上升到34h 高度时物体速度为v ,则v 2-v 02=-2g ·34h .联立解得v =12v 0,故B 正确.7.答案:C解析:由题图可以看出,在曝光的时间内,重物下降了大约两层砖的高度,即12 cm(0.12 m),曝光时间为2.0×10-2s ,所以AB 段的平均速度为v =0.122.0×10-2 m/s =6 m/s.由于曝光时间极短,故重物下落到A 位置时的速度约为v t =6 m/s ,由v t =gt 可得重物下落到A 位置所需的时间约为t =v t g =610s =0.6 s ,故C 正确,A 、B 、D 错误. 8.答案:B解析:刹车时间t 1=0-v a 1=2 s ,位移s 1=v 2t 1=20 m ,重新启动时间t 2=va 2=4 s ,位移s 2=v2t 2=40 m ,乙车因停车而延误的时间Δt =t 1+t 2+t -s 1+s 2v=63 s ,因停车而落后甲车的距离Δs =v (t 1+t 2+t )-s 1-s 2=1 260 m ,选项B 正确. 9.答案:BCD解析:小球做自由落体运动,从静止开始运动的连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7…,而题图中位移之比为2∶3∶4∶5,故位置1不是小球释放的初始位置,选项A 错误,B 正确.由a =Δs T 2得a =d T 2,选项C 正确.小球在位置3的速度v 3=3d +4d 2T =7d 2T,选项D 正确. 10.答案:ACD解析:由于s AB =v A +v B 2t ,故v A =2s AB t -v B =5 m/s ,车的加速度a =v B -v A t =53m/s 2,车从出发到B 杆所用时间t ′=v B a =9 s ,从出发点到A 杆的距离s A =v A 22a=7.5 m ,A 、C 、D 正确,B 错误. 11.答案:BC解析:0~4 s 时间内,物体A 的位移s A =8 m ,物体B 的位移s B =12 m,4 s 末A 、B 相遇,所以A 、B 出发点之间的距离Δs =s B -s A =4 m ,故A 错误,B 正确;A 的斜率小于B 的斜率,所以A 的加速度小于B 的加速度,C 正确;A 、B 在t =4 s 相遇后,v B >v A ,此后B 在前,A 在后,不可能再相遇,D 错误. 12.答案:ABD解析:第2 s 初到第3 s 末的总位移为10.0 m ,时间为2 s ,根据平均速度定义可知:v = 10.02m/s =5.0 m/s ,即平均速度为5.0 m/s ,故A 正确;根据匀变速直线运动规律的推论可知,s 2-s 1=s 3-s 2,可得第1 s 内的位移为2.0 m ,故B 正确;根据Δs =aT 2可得加速度a =6.0-4.012m/s 2=2.0 m/s 2,故D 正确;根据s =v 0t +12at 2,可知物体的初速度v 0=1 m/s ,不为零,故C 错误.13.答案:3(2分) 3(2分) 1.05(2分)解析:由题意可知:s 2=6 cm ,s 3=15 cm -6 cm =9 cm ,根据s 3-s 2=s 2-s 1,解得:s 1=3 cm.在匀变速直线运动中,连续相等时间内的位移差为常数,即Δs =aT 2,其中Δs =3 cm ,T = 0.1 s ,代入解得:a =3 m/s 2.s 4-s 3=s 3-s 2,可得s 4=12 cm ,匀变速直线运动中,某段时间中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,所以有:v 3=s 4+s 32T =0.210.2m/s =1.05 m/s. 14.答案:(1)AE(2分) 把A 中的“直流电源”改为“交流电源”(2分);把E 中的“释放小车,启动计时器”改为“启动计时器,释放小车”(2分) (2)AB(2分) (3)0.64(2分) 15.答案:(1)125 m (2)5 s (3)40 m/s解析:(1)由v t 2=2gh 得:h =v t 22g =5022×10m =125 m(3分)(2)由v t =gt 得:t =v t g =5010s =5 s(2分) (3)最后1 s 的初速度即开始下落4 s 的末速度v ′=gt ′=10×4 m/s =40 m/s.(3分)16.答案:1.5 m/s解析:设汽车刹车时的速度为v , 反应时间内汽车做匀速运动,其位移s 1=vt 0(2分)刹车时汽车做匀减速运动,其位移s 2=v 22a(2分)为使两车不相撞,s 1+s 2≤30 m ,(2分) 解得:v ≤15 m/s(2分) 故汽车的速度不能超过15 m/s.17.答案:(1)1 m/s 2(2)2.5 m/s (3)0.125 m解析:(1)冰球在冰面上向右做匀减速运动,令t =1 s ,则 对AB 段有:L =v A t -12at 2(2分)对AC 段有:2L =v A ×3t -12a (3t )2(2分)由以上两式解得:a =1 m/s 2(1分)冰球通过A 点时的速度大小v A =3.5 m/s.(1分)(2)由速度公式:v B =v A -at (2分) 解得v B =2.5 m/s.(1分)(3)冰球从B 点向前运动的距离s 0=v B 22a =3.125 m(2分) 则冰球从C 点向前运动的距离s =s 0-L =3.125 m -3 m =0.125 m .(1分)18.答案:(1)305 m (2)9.85 s 解析:(1)设运动员自由下落的高度为h 1,打开伞前瞬间的速度为v 1,有v 12=2gh 1(3分) 打开降落伞后做匀减速运动时满足:v 22-v 12=2ah 2(3分) 联立解得h 1=180 m(2分)所以总高度为H =h 1+h 2=(180+125) m =305 m(2分)(2)设第一过程经过的时间是t 1,有h 1=12gt 12 (2分) 第二过程经过的时间是t 2=v 2-v 1a (2分) 所以总时间为t =t 1+t 2≈9.85 s .(2分)。
[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1.(2018·山东潍坊月考)图甲、乙、丙是中学物理课本必修1中推导匀变速直线运动的位移公式所用的速度图像,下列说法正确的是()A.甲图中利用矩形面积的和来表示位移大小比实际位移偏小B.甲图中利用矩形面积的和表示位移大小比乙图利用梯形面积表示位移大小更接近真实值C.这种用面积表示位移的方法只适用于匀变速直线运动D.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示加速度变化量解析:物体的位移等于图线与时间轴所围的面积大小,则知甲图中利用矩形面积的和来表示位移大小比实际位移大小偏小,故A正确.根据“面积”表示位移可知,乙图利用梯形面积表示位移大小比甲图中利用矩形面积的和表示位移大小更接近真实值,故B错误.这种用面积表示位移的方法适用于任何直线运动,故C错误.若丙图中纵坐标表示运动的加速度,则梯形面积表示速度变化量,故D错误.答案:A2.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/s2,该路段的限速为60 km/h,则该车()A.超速B.不超速C.无法判断D.速度刚好是60 km/h解析:如果以最大刹车加速度刹车,那么由v=2as可求得刹车时的速度为30 m/s =108 km/h,所以该车超速行驶,A正确.答案:A3.汽车以20 m/s 的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5 m/s 2,那么开始刹车后2 s 内与开始刹车后6 s 内汽车通过的位移之比为( ) A .1∶1 B .1∶3 C .3∶4D .4∶3解析:汽车从刹车到停止用时t 刹=v 0a =205 s =4 s ,故刹车后2 s 和6 s 内汽车的位移分别为s 1=v 0t -12at 2=20×2 m -12×5×22 m =30 m ,s 2=v 0t 刹-12at 2刹=20×4 m -12×5×42 m =40 m ,s 1∶s 2=3∶4,C 选项正确.答案:C4.(2018·天津五区县高三模拟)一质点在做匀加速直线运动,加速度为a ,在时间t 内速度变为原来的3倍,则该质点在时间t 内的位移为( ) A.12at 2 B .at 2 C.32at 2D .2at 2解析:设质点的初速度为v 0,则t s 末的速度为3v 0,根据速度位移公式得s =(3v 0)2-v 202a =4v 20a ,因为t =3v 0-v 0a =2v 0a ,则有v 0=at 2,可知s =at 2,故B 正确,A 、C 、D 错误.故选B. 答案:B5.“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器,它是目前世界上下潜能力最强的潜水器.假设某次海试活动中,“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮,从上浮速度为v 时开始计时,此后“蛟龙号”匀减速上浮,经过时间t 上浮到海面,速度恰好减为零,则“蛟龙号”在t 0(t 0<t )时刻距离海平面的深度为( )A.v (t -t 0)22tB.v t 202tC.v t 2D .v t 0(1-t 02t )解析:潜水器减速上升,加速度a =vt ,由2aH =v 2得,开始运动时距离水面高度H =v 22a =12v t ,经时间t 0上升的距离为h =v t 0-12at 20=v t 0-v t 202t ,此时到水面的距离Δh =H -h =v (t -t 0)22t . 答案:A6.为估测一照相机的曝光时间,实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下,拍摄石子在空中的照片如图所示.由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为6 cm ,拍摄到的石子位置A 距石子起落点竖直距离约5 m ,g 取10 m/s 2,这个照相机的曝光时间约为( ) A .1×10-3 s B .1×10-2 s C .5×10-2 sD .0.1 s解析:自由落体运动5 m 的末速度为v t =2gh =2×10×5 m/s =10 m/s.由于0.12 m 远小于5 m ,故可以近似地将AB 段当匀速运动,故时间为t ≈AB v t=0.12 m 10 m/s=0.012 s ≈0.01 s ,故选B. 答案:B7.某同学观看跳台跳水比赛,一跳水运动员在离水面10 m 高的平台向上跃起,该同学估测运动员跃起离平台的最大高度约为0.2 m .假设运动员做竖直上抛运动,则该运动员在空中完成动作的时间大约为( ) A .1.2 s B .1.4 s C .1.6 sD .2.0 s解析:运动员做竖直上抛运动,上升到最高点h 1=0.2 m 时,看作反方向的自由落体运动,h 1=12gt 21,t 1=2h 1g =0.2 s ,上升到最高点时距离水面10.2 m ,h 2=12gt 22,t 2=2h 2g =1.4 s ,故t =t 1+t 2=1.6 s ,选项C 正确.答案:C二、多项选择题8.某物体的运动情况经仪器监控扫描,输入计算机后得到该物体的位移s (m)和时间t (s)的关系式为s =6t -t 2,则( ) A .该物体在时间0~4 s 内的位移是8 m B .该物体在时间0~4 s 内经过的路程为10 m C .该物体在时间0~4 s 内的平均速度为2 m/s D .该物体在t =3 s 时的加速度方向发生改变解析:由匀变速直线运动的位移随时间的变化关系式s =v 0t +12at 2及题中给出的关系式s =6t -t 2,比较可得v 0=6 m/s ,a =-2 m/s 2.0~4 s 内的位移s =6×4 m -42 m =8 m ,故A 正确.物体经过3 s 速度减小到零,前3 s 内路程x 1=v ×t =62×3 m =9 m ,第4 s 内路程x 2=12×2×12 m =1 m ,故4 s 内经过的路程为10 m ,故B 正确.0~4 s 内的平均速度v ′=Δs Δt =84 m/s =2 m/s ,故C 正确.物体做的匀变速直线运动,加速度方向不变, 3 s 末速度方向发生变化,故D 错误. 答案:ABC[能力题组]一、选择题9.在一根轻绳的上、下两端各拴一个小球,一人用手拿住上端的小球站在某高台上,放手后小球自由下落,两小球落地的时间差为Δt .如果将它们开始下落的高度提高一些,用同样的方法让它们自由下落,不计空气阻力,则两小球落地的时间差将( ) A .减小 B .增大 C .不变D .无法判定解析:设细线的长度为L ,第一个小球着地后,另一个小球还要运动的位移为L ,在L 内运行的时间即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L 内的初速度.高度越高,落地的速度越大,知高度越高,另一个小球在位移L内的初速度越大,根据L=v0t+12gt2,初速度越大,时间越短,所以两小球落地的时间差将减小,故A正确,B、C、D错误.故选A.答案:A10.(2018·黑龙江大庆模拟)不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛一物体,从抛出至回到抛出点的时间为t,上升的最大高度为h.现在距物体抛出点34h处设置一块挡板,物体撞击挡板后的速度大小减为0,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()A.0.4t B.0.5tC.0.6t D.0.7t解析:物体下降时间为0.5t,故高度为h=12g(t2)2,物体自由落体运动14h过程,有14h=12gt′2,物体到挡板处的时间t′=h2g=0.25t,故第二次物体上升的时间t″=0.5t-t′=0.5t-0.25t=0.25t,物体撞击挡板后下降的时间34h=12gt21,t1=3h2g =34t,所以第二次物体上升和下降的总时间t2=t″+t1=0.25t+34t≈0.7t,故选D.答案:D11.(多选)(2018·山东济南模拟)将一个物体在t=0时刻以一定的初速度竖直向上抛出,t=0.8 s时刻物体的速度大小变为8 m/s(g取10 m/s2),则下列说法正确的是()A.物体一定是在t=3.2 s时回到抛出点B.t=0.8 s时刻物体的运动方向可能向下C.物体的初速度一定是16 m/sD.t=0.8 s时刻物体一定在初始位置的下方解析:物体做竖直上抛运动,在0.8 s内的速度变化量Δv=gt=10×0.8 m/s=8 m/s,由于初速度不为零,可知t=0.8 s时刻速度的方向一定竖直向上,不可能竖直向下,物体处于抛出点的上方,故B 、D 错误;由v =v 0-gt ,代入数据解得v 0=16 m/s ,则上升到最高点的时间t 1=v 0g =1610 s =1.6 s ,则回到抛出点的时间t =2t 1=2×1.6 s =3.2 s ,故A 、C 正确. 答案:AC 二、非选择题12.某人在相距10 m 的A 、B 两点间练习折返跑,他在A 点由静止出发跑向B 点,到达B 点后立即返回A 点.设加速过程和减速过程都是匀变速运动,加速过程和减速过程的加速度大小分别是4 m/s 2和8 m/s 2,运动过程中的最大速度为4 m/s ,从B 点返回的过程中达到最大速度后即保持该速度运动到A 点,求: (1)从B 点返回A 点的过程中以最大速度运动的时间;(2)从A 点运动到B 点与从B 点运动到A 点的平均速度的大小之比.解析:(1)设此人从静止到加速至最大速度时所用的时间为t 1,加速运动的位移大小为s 1,从B 点返回A 点的过程中做匀速运动的时间为t 2,A 、B 两点间的距离为L ,由运动学公式可得 v m =a 1t 1 s 1=v m 2t 1 L -s 1=v m t 2联立以上各式并代入数据可得t 2=2 s.(2)设此人从A 点运动到B 点的过程中做匀速运动的时间为t 3,减速运动的位移大小为s 2,减速运动的时间为t 4,由运动学方程可得 v m =a 2t 4 s 2=v m 2t 4 L -s 1-s 2= v m t 3v ABvBA=t 1+t 2t 1+t 3+t 4联立以上各式并代入数据可得v ABvBA=1213答案:(1)2 s (2)121313.2017年全国跳水冠军赛暨第十三届全运会预选赛于5月13日结束首日较量.女子10米台,任茜、司雅杰、张家齐等顺利晋级决赛,图为某跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿.运动员从离水面10 m 高的平台上向上跃起,举起双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中点,跃起后重心升高0.45 m 达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),求:(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点,g 取10 m/s 2)(1)运动员起跳时的速度v 0;(2)从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t (结果保留三位有效数字). 解析:(1)上升阶段:-v 20=-2gh 解得v 0=2gh =3 m/s (2)上升阶段:0=v 0-gt 1 解得t 1=v 0g =310 s =0.3 s 自由落体过程:H =12gt 22 解得t 2=2Hg =2×10.4510 s ≈1.45 s故t =t 1+t 2=0.3 s +1.45 s =1.75 s 答案:(1)3 m/s (2)1.75 s。