2.3 匀变速直线运动的规律(一) 每课一练(沪科版必修1)
题组一 匀变速直线运动的基本规律
1.某物体做匀变速直线运动,在运用公式vt=v0+at解题时,若取初速度方向为正方向,则下列说法正确的是( )
A.匀加速直线运动中,加速度a取负值
B.匀加速直线运动中,加速度a取正值
C.匀减速直线运动中,加速度a取负值
D.无论匀加速直线运动还是匀减速直线运动,加速度a均取正值
答案 BC
解析 物体做匀加速直线运动,初速度方向与加速度方向相同,由于初速度为正值,故加速度也应取正值,A错,B对;匀减速直线运动中加速度方向与速度方向相反,加速度应取负值,C对,D错.
2.根据匀变速直线运动的位移公式s=v0t+at2/2,则做匀加速直线运动的物体,在t秒内的位移说法正确的是( )
A.加速度大的物体位移大
B.初速度大的物体位移大
C.末速度大的物体位移大
D.以上说法都不对
答案 D
解析 由s=v0t+at2知,s的大小与初速度、加速度、时间都有关,t一定时,s与两个量有关,不能简单地说初速度大或加速度大,位移一定大,A、B、C均错,D对.
3.一辆匀加速行驶的汽车,经过路旁两根电线杆共用5 s时间,汽车的加速度为2 m/s2,它经过第2根电线杆时的速度为15 m/s,则汽车经过第1根电线杆的速度为( )
A.2 m/s B.10 m/s
C.2.5 m/s D.5 m/s
答案 D
解析 根据vt=v0+at,得v0=vt-at=15 m/s-2×5 m/s=5 m/s,D正确.
4.物体由静止开始以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此物体( )
A.第一秒内通过的位移是1 m
B.第一秒末的速度是1 m/s
C.第一秒初的速度是1 m/s
D.第一秒内的平均速度是1 m/s
答案 B
解析 第一秒内通过的位移s=at2=×1×12 m=0.5 m,故A错误.第一秒末的速度vt=at
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=1×1 m/s=1 m/s,故B正确.第一秒初的速度为0,故C错误.第一秒内的平均速度==0.5 m/s,故D错误.
5.飞机的起飞过程是从静止出发,在直跑道上加速前进,当达到一定速度时离地升空.已知飞机加速前进的路程为1 600 m,所用时间为40 s,若这段运动为匀加速运动,用a表示加速度,v表示离地时的速度,则( )
A.a=2 m/s2,v=80 m/s
B.a=2 m/s2,v=40 m/s
C.a=1 m/s2,v=40 m/s
D.a=1 m/s2,v=80 m/s
答案 A
解析 题目所给的有用信息为s=1 600 m,t=40 s,灵活选用公式s=at2,可求得a== m/s2=2 m/s2,则vt=at=80 m/s.故选A.
题组二 v-t图像
6.一个做匀变速直线运动的质点的v-t图像如图1所示,由图线可知其速度—时间的关系为( )
图1
A.v=(4+2t) m/s B.v=(-4+2t) m/s
C.v=(-4-2t) m/s D.v=(4-2t) m/s
答案 B
解析 由v-t图像可知v0=-4 m/s,a=2 m/s2,所以由vt=v0+at可知,v=(-4+2t) m/s,B对.
7.如图2所示是某物体运动的v-t图像,下列说法正确的是( )
图2
A.该物体的加速度一直不变
B.3 s末物体加速度开始改变
C.0~8 s物体一直做匀减速运动
D.t=0时和t=6 s时物体的速率相等
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答案 AD
解析 图线斜率不变,加速度就不变,A项正确,B项错误.物体先做匀减速运动,再做匀加速运动,C项错误.t=0时和t=6 s时物体的速率都为30 m/s,D项正确.
8.汽车由静止开始做匀加速直线运动,速度达到v时立即做匀减速直线运动,最后停止,运动的全部时间为t,则汽车通过的全部位移为( )
A.vt B.vt C.vt D.vt
答案 B
解析 汽车的速度—时间图像如图所示,
由于图像与时间轴所围“面积”等于位移的大小,故位移s=vt,B对.
9.如图3所示是某物体做直线运动的v-t图像,由图像可知( )
图3
A.物体在0~2 s内做匀速直线运动
B.物体在2 s~8 s内静止
C.物体在4 s末的速度为10 m/s
D.物体在6 s末的速度为12 m/s
答案 D
解析 物体在0~2 s内速度随时间均匀增大,做匀加速直线运动,故A错误;物体在2 s~8 s内速度随时间不变,做匀速直线运动,故B错误.从图像知,物体在4 s末的速度为12 m/s,在6 s末的速度为12 m/s,故C错误,D正确.
10.利用速度传感器与计算机结合,可以自动作出物体运动的图像.某同学在一次实验中得到的运动小车的速度—时间图像如图4所示,以下说法正确的是( )
图4
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A.小车先做加速运动,后做减速运动
B.小车运动的最大速度约为0.8 m/s
C.小车的位移一定大于8 m
D.小车的运动轨迹是曲线
答案 ABC
解析 由v-t图像可以看出,小车的速度先增加,后减小,最大速度约为0.8 m/s,故A、B均正确.小车的位移为v-t图像与t轴所围的“面积”,由题图可以数出图像下面的格子数为85,所以s=85×0.1×1 m=8.5 m>8 m,C正确;图线弯曲表明小车速度变化不均匀,不表示小车运动轨迹是曲线,故D错误.
题组三 综合应用
11.一滑块由静止开始,从斜面顶端匀加速下滑(斜面足够长),第5 s末的速度是6 m/s,试求:
(1)滑块运动7 s内的位移;
(2)第3 s内的位移.
答案 (1)29.4 m (2)3 m
解析 (1)由v0=0,vt=at得
滑块运动的加速度a===1.2 m/s2
由s=at2得
前7 s内的位移s7=×1.2×72 m=29.4 m
(2)前3 s内的位移s3=at=×1.2×32 m=5.4 m
前2 s内的位移s2=at=×1.2×22 m=2.4 m
故第3 s内的位移sⅢ=s3-s2=3 m.
12.一物体从静止开始以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,经5 s后做匀速直线运动,最后2 s的时间内物体做匀减速直线运动直至静止.求:
(1)物体做匀速直线运动的速度是多大?
(2)物体做匀减速直线运动时的加速度是多大?
答案 见解析
解析 解题关键是画出如下的示意图:
设图中A→B为匀加速直线运动,B→C为匀速直线运动,C→D为匀减速直线运动,匀速运动阶段的速度为AB段的末速度,也为CD段的初速度.
(1)由速度和时间的关系式得
vB=a1t1=2×5 m/s=10 m/s
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即做匀速直线运动的速度为10 m/s
vC=vB=10 m/s
(2)由vt=v0+at得
a2== m/s2=-5 m/s2.
负号表示加速度方向与vC方向相反.
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