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- 2021-11-01 发布
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第二章 第2节 匀变速直线运动的速度与时间的关系
课时分层训练
「基础达标练」
1.(多选)下列关于匀变速直线运动的说法,正确的是( )
A.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度方向总是相同的
B.做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度变化量的方向总是相同的
C.做匀变速直线运动的物体,它的速度变化量越大,加速度越大
D.做匀变速直线运动的物体,它的速度在单位时间内变化越大,加速度越大
解析:选BD 匀加速直线运动的速度方向和加速度方向相同,而匀减速直线运动的速度方向和加速度方向相反;匀变速直线运动的加速度方向与速度变化量方向相同;加速度表示速度变化的快慢,速度变化越快,加速度就越大.故B、D正确.
2.(多选)关于匀变速直线运动中加速度的正负,下列说法中正确的是( )
A.匀加速直线运动中,加速度一定是正值
B.匀减速直线运动中,加速度一定是负值
C.在匀加速直线运动中,加速度也有可能取负值
D.只有在规定了初速度方向为正方向的前提下,匀加速直线运动的加速度才取正值
解析:选CD 加速度的正负取决于正方向的选取,加速度方向与规定的正方向相同时加速度为正值,反之为负值,所以无论是匀加速运动还是匀减速运动,加速度都有可能是正值,也有可能是负值,选项A、B错误,C正确;当规定初速度方向为正方向时,匀加速直线运动中的加速度与速度方向相同,故取正值,所以,选项D正确.
3.如图所示的四个图象中表示物体做匀加速直线运动的是( )
解析:选A 若速度大小随时间的增加而均匀增大,则物体做匀加速直线运动,速度的正负只表示速度的方向,A正确.
4.(多选)某物体做匀变速直线运动,在运用公式v=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
解析:选BC 物体做匀加速直线运动,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错误,B正确;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正确,D错误.
5.(2018·浙江温州中学高一检测)电动汽车不排放污染空气的有害气体,具有较好的发展前景.某辆电动汽车在一次刹车测试中,初速度为21 m/s,经过3 s汽车停止运动.若将该过程视为匀减速直线运动,则这段时间内电动汽车加速度的大小为( )
A.3 m/s2 B.7 m/s2
C.14 m/s2 D.21 m/s2
解析:选B 根据匀减速直线运动的速度时间关系有v=v0-at,所以汽车的加速度a== m/s2=7 m/s2,故B正确.
6.2018年4月20日
,辽宁舰和数艘驱护舰、多架歼-15舰载战斗机、多型舰载直升机组成的航母编队,在巴士海峡以东的西太平洋某海域,展开“背靠背”综合攻防对抗演练,实兵检验航母编队远海体系作战运用.若“辽宁舰”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“歼-15”型战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为6.0 m/s2,起飞的最小速度是70 m/s,弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为40 m/s,则飞机起飞需要加速的时间是( )
A.3 s B.4 s
C.5 s D.6 s
解析:选C 由vt=v0+at得t== s=5 s.
7.
某质点做直线运动的vt图象如图所示,由图可知( )
A.4 s末至6 s末速度方向为负
B.6 s内运动方向始终不变
C.前2 s内静止
D.质点在加速过程中的加速度比减速运动过程中的加速度大
解析:选B 由图象可知0至6 s末,速度图象都在时间轴的上方,都大于零,方向为正,没有改变,故A错误,B正确;由图可知前2 s,物体做速度为4 m/s的匀速直线运动,故C错误;加速过程加速度为a1===2 m/s2,减速过程加速度a2===-4 m/s2,所以加速过程中的加速度比减速运动过程中的加速度小,故D错误.
8.(2018·山东青州高一检测)物体做匀加速直线运动,已知第1 s末的速度是6 m/s,第2 s末的速度是8 m/s,则下列结论正确的是( )
A.物体零时刻的速度是2 m/s
B.物体的加速度是3 m/s2
C.任何1 s内的速度变化都是2 m/s
D.第1 s内的平均速度是6 m/s
解析:选C a==2 m/s2,故B错误,C正确;v0=v1-at=4 m/s,故A错误;因为第1 s末的速度是6 m/s,所以第1 s内的平均速度一定小于6 m/s,故D错误.
9.一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s2,6 s后改做匀速直线运动,快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动,经过12 s停止,求:
(1)汽车匀速行驶的速度大小;
(2)汽车关闭发动机后的加速度大小.
解析:(1)匀速行驶的速度即为匀加速过程的末速度
v2=v1=a1t1=2×6 m/s=12 m/s.
(2)对匀减速直线运动,由v=v0+at得
a2= m/s2=-1 m/s2,所以加速度大小为1 m/s2.
答案:(1)12 m/s (2)1 m/s2
「能力提升练」
10.一辆汽车在平直的公路上从静止开始运动,先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动,最后停止.从汽车启动开始计时,下表记录了汽车某些时刻的瞬时速度,根据数据可判断出汽车运动的vt图象是( )
时刻/s
1.0
2.0
3.0
5.0
7.0
10.5
11.5
速度/(m·s-1)
3.0
6.0
9.0
12
12
9.0
3.0
解析:选C 由题中表格里的数据可得汽车做匀加速直线运动的加速度a1= m/s2=3 m/s2,故汽车做匀加速直线运动的时间t1==4 s,选项B、D错误;当汽车做匀减速直线运动时a2= m/s2=-6 m/s2,故汽车做匀减速直线运动的时间t2=-=2 s,选项A错误,选项C正确.
11.(多选)(2019·河北石家庄二中高一检测)某物体由静止开始做直线运动,其加速度与时间的变化关系如图所示,已知t2=2t1,在0~t2时间内,下列说法正确的是( )
A.该物体一直沿正方向运动
B.该物体一直做匀加速直线运动
C.该物体在t1时刻的速度最大
D.该物体在t2 时刻回到出发点
解析:选AC 在at图中,图象与t轴所围面积等于质点速度的变化量,质点初始静止,之后与t轴所围面积始终非负,所以质点一直沿正向运动,故A正确;在0~t2时间内,加速度的大小虽然没有发生变化,但加速度的方向发生过变化,故B错误;从图象上可以看出,在0~t2时间内,物体先做匀加速运动,后做匀减速运动,在t1时刻速度达到最大,故C正确;物体在t2时刻速度减到零,但整个运动过程中速度方向没有发生过变化,故D错误.
12.(多选)a、b两个物体从同一地点同时出发,沿同一方向做匀变速直线运动,若初速度不同而加速度相同,则在运动过程中( )
A.a、b的速度之差保持不变
B.a、b的速度之差与时间成正比
C.a、b的速度之和与时间成正比
D.a、b的速度之和与时间成线性关系
解析:选AD 设a、b两个物体的初速度分别为v1和v2,由速度公式v=v0
+at可得t时刻a、b两物体的速度分别为:va=v1+at,vb=v2+at,两速度之差va-vb=v1-v2,由此可知,va-vb与时间无关,保持不变,A正确,B错误;两速度之和va+vb=v1+v2+2at,与时间成线性关系,由于v1+v2≠0,并非与时间成正比,C错误,D正确.
13.汽车的加速、减速性能是衡量汽车性能的一项重要指标,一辆汽车以54 km/h的速度匀速行驶.
(1)若汽车以1.5 m/s2的加速度加速,求8 s后汽车的速度大小;
(2)若汽车以1.5 m/s2的加速度刹车,分别求刹车8 s时和12 s时的速度大小.
解析:初速度v0=54 km/h=15 m/s.
(1)由v=v0+at,得v=(15+1.5×8)m/s=27 m/s.
(2)刹车过程中汽车做匀减速运动,a′=-1.5 m/s2.
减速到停止所用时间t′== s=10 s.
所以刹车8 s时的速度v′=v0+a′t=(15-1.5×8)m/s=3 m/s.
刹车12 s时的速度为零.
答案:(1)27 m/s (2)3 m/s 0
14.汽车一般有五个前进挡位,对应不同的速度范围,设在每一挡汽车均做匀变速直线运动,换挡时间不计.某次行车时,一挡起步,起步后马上挂入二挡,加速度为2 m/s2;3 s后挂入三挡,再经过4 s速度达到13 m/s;随即挂入四挡,加速度为1.5 m/s2;速度达到16 m/s时挂上五挡,加速度为1 m/s2.求:
(1)汽车在三挡时的加速度大小;
(2)汽车在四挡时行驶的时间;
(3)汽车挂上五挡后再过5 s的速度大小.
解析:(1)汽车的运动过程草图如图所示.
在二挡时(A→B),a1=2 m/s2,t1=3 s,这一过程的末速度v1=a1t1=2×3 m/s=6 m/s.
在三挡时(B→C),v2=13 m/s,t2=4 s,
加速度a2== s=1.75 m/s2,
即汽车在三挡时的加速度大小为1.75 m/s2.
(2)在四挡时(C→D),a3=1.5 m/s2,v3=16 m/s,
运动时间t3== s=2 s,
即汽车在四挡时行驶的时间为2 s.
(3)在五挡时(D→E),a4=1 m/s2,t4=5 s,
速度v4=v3+a4t4=(16+1×5)m/s=21 m/s,
故汽车挂上五挡后再过5 s的速度大小为21 m/s.
答案:(1)1.75 m/s2 (2)2 s (3)21 m/s
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