2019年高中物理匀变速直线运动的位移与时间的关系双基限时练8新人教版必修11.两个物体都做匀变速直线运动,在给定的时间内( )A.加速度大的,其位移一定也大B.初速度大的,其位移一定也大C.末速度大的,其位移一定也大D.平均速度大的,其位移一定也大解析 根据公式x=v0t+at2,位移x由v0、a、t共同决定,所以A、B、C选项错误;又由x=·t得时间相同时,越大,则x越大,故D选项正确.答案 D2.(多选题)由静止开始做匀加速直线运动的物体,在第1s内的位移为2m.关于该物体的运动情况,以下说法正确的是( )A.第1s内的平均速度为2m/sB.第1s末的瞬时速度为2m/sC.第2s内的位移为4mD.运动过程中的加速度为4m/s2解析 由==m/s=2m/s,知A对;由公式x=at2得:a==m/s2=4m/s2,v1=at1=4m/s,B错,D对;第2s内的位移x2=at-at=×4×(22-12)m=6m,C错.答案 AD3.如图所示为一列火车出站后做匀加速直线运动的v-t图象.请用“图象面积法”求出这列火车在8s内的位移为( )
A.40m B.80mC.120mD.160m解析 v-t图线与时间轴所围面积S=(上底+下底)×高=×(10+20)×8=120,此面积对应于列车8s内的位移,故该列车在8s内的位移是x=120m,C正确.答案 C4.做匀变速直线运动的物体的位移与时间的关系式为x=t+t2,则经过多长时间它的速度为3m/s.( )A.2.5s B.1.25sC.3s D.2.4s解析 由公式x=t+t2可知,v0=0.5m/s,a=2m/s2,所以t==s=1.25s.答案 B5.一物体由静止开始做匀变速直线运动,在t时间内通过位移x,则它从出发开始通过所用的时间为( )A.B.C.D.t解析 初速度为零的匀加速直线运动的位移x=at2,所以t=,即t∝,当位移x为原来的四分之一时,时间t为原来的二分之一,所以只有B正确.答案 B
6.某质点做直线运动的速度v和时间t的关系如图所示,那么该质点在3s内通过的位移是( )A.4.5mB.3mC.1mD.0.5m解析 图线与坐标轴围成图形的“面积”,即位移的大小x=(1×1+2×1+×1)m=4.5m,A正确.答案 A7.某物体做直线运动的v-t图象如图所示,若初速度的大小为v0,末速度的大小为v,则在时间t1内物体的平均速度是( )A.等于B.大于C.小于D.条件不足,无法比较解析 如果物体做初速度为v0末速度为v的匀变速直线运动,在0~t1内的位移为图中阴影部分的面积,即
x=(v0+v)t,其平均速率为=.但实际物体的v-t图象中图线与时间包围的面积大于阴影部分的面积,所以平均速度应大于,故B选项正确.答案 B8.(多选题)飞机的起飞过程是从静止出发,在直跑道上加速前进,等达到一定速度时离地.已知飞机在直跑道上加速前进的位移为1600m,所用的时间为40s,假设这段运动是匀加速运动,用a表示加速度,v表示飞机离地时的速度,则( )A.a=2m/s2B.a=1m/s2C.v=40m/sD.v=80m/s解析 由x=at2得a==m/s2=2m/s2,v=at=2×40m/s=80m/s,故A、D对.答案 AD9.(多选题)一个以v0=5m/s的初速度做直线运动的物体,自始至终有一个与初速度方向相反、大小为2m/s2的加速度,则当物体位移大小为6m时,物体已运动的时间可能为( )A.1sB.2sC.4sD.6s解析 当位移方向与v0同向时,由x=v0t+at2,得5t+(-2)t2=6,解得:t1=2s,t2=3s;当位移与v0反向时,5t+(-2)t2=-6,解得:t3=6s,故B、D正确.答案 BD10.山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动,一个滑雪的人从85m长的山坡上匀变速滑下,初速度是1.8m/s,末速度是5.0m/s,则他通过这段山坡需要多长时间?解析 因滑雪的人沿山坡匀变速滑下,我们可以认为他的运动是直线,由v=v0+at可得at=v-v0,代入x=v0t+at2得x=v0t+(v-v0)t=(v0+v)t,解得t==25s.
答案 25s11.一列车由等长的车厢连接而成,车厢之间的间隙忽略不计,一人站在站台上与第一节车厢的最前端相齐,当列车由静止开始做匀加速直线运动时开始计时,测得第一节车厢通过他的时间为2s,则从第5节至第16节车厢通过他的时间为多少?解析 设每节车厢的长度为x,由公式x=at2得x=at=a×22=2a4x=at16x=atΔt=t16-t4=4s.答案 4s12.如图所示为某物体运动的v-t图象,以向右为正方向,求物体在0~8s内离出发点的最大距离及方向,0~8s内物体经过的路程.解析 由题可知物体前2s速度向右,物体在2~8s速度方向向左,物体前8s的位移为x=x1+x2=v1t1+v2t2=×10×2m+(-10)×6m=-20m即物体在8s末离出发点最远,最远距离20m,方向向左,物体前8s通过的路程l=|x1|+|x2|=40m.答案 20m 向左 40m13.一辆汽车正以v0=30m/s的速度在平直路面上行驶,驾驶员突然发现正前方约50m处有一个障碍物,立即以大小为8m/s2的加速度刹车.为了研究汽车经过2
s是否撞上障碍物,某同学根据已知条件做出以下判断:该同学认为汽车已撞上障碍物,理由是:在2s时间内汽车通过的位移x=v0t+at2=(30×2+×8×4)m=76m>50m这位同学的判断是否正确?如果不正确,请指出错误的原因,并做出正确的解答.解析 不正确.汽车停止时间t′==s=3.75s>2s所以2s时间内汽车通过的位移:x=v0t+at2=30×2m-×8×4m=44m<50m因此2s内汽车不会撞上障碍物.答案 见解析