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- 2021-05-24 发布
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课时作业(二) 匀变速直线运动的规律及应用
1.关于自由落体运动,下列说法中不正确的是( )
A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动
B.前3 s竖直方向的位移只要满足h1∶h2∶h3=1∶4∶9的运动一定是自由落体运动
C.自由落体运动在开始的连续三个2 s内的位移之比是1∶3∶5
D.自由落体运动在开始的连续三个2 s末的速度之比是1∶2∶3
2.(2013·江西重点中学联考)汽车遇情况紧急刹车,经1.5 s停止,刹车距离为9 m.若汽车刹车后做匀减速直线运动,则汽车停止前最后1 s的位移是( )
A.4.5 m B.4 m
C.3 m D.2 m
3.如图所示,让一个苹果从楼上某一高度自由下落,苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.图中直线为苹果在空中的运动轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( )
A.苹果通过第1个窗户所用的时间最长
B.苹果通过第2个窗户的平均速度最大
C.苹果通过第3个窗户所用的时间最长
D.苹果通过第3个窗户的平均速度最大
4.(2013·蚌埠市模拟)一物体做匀变速直线运动,初速度为15 m/s,方向向东,第5 s末的速度为10 m/s,方向向西,则物体开始向西运动的时刻为( )
A.第2 s初 B.第4 s初
C.第9 s初 D.第15 s末
5.(2011·天津卷)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点( )
A.第1 s内的位移是5 m
B.前2 s内的平均速度是6 m/s
C.任意相邻的1 s内位移差都是1 m
D.任意1 s内的速度增量都是2 m/s
6.(2013·福建四地六校联考)做匀减速直线运动的物体经4 s后停止,若在第1 s内的位移是14 m,则最后1 s的位移是( )
A.3.5 m B.2 m
C.1 m D.0
7.(2013·江西重点中学联考)在水平面上有a、b两点,相距0.2 m,一质点在一恒定的水平合外力作用下沿a向b做直线运动,经过0.2 s的时间先后通过a、b两点,则该质点通过
a、b中点时的速度大小( )
A.若力的方向由a向b,则大于1 m/s,若力的方向由b向a,则小于1 m/s
B.若力的方向由a向b,则小于1 m/s,若力的方向由b向a,则大于1 m/s
C.无论力的方向如何均小于1 m/s
D.无论力的方向如何均大于1 m/s
8.质点从静止开始做匀加速直线运动,在第1个2 s、第2个2 s和第5 s内三段位移比为( )
A.2∶6∶5 B.2∶8∶7
C.4∶12∶9 D.2∶2∶1
9.(2013·福建六校联考)一位同学在某星球上完成自由落体运动实验:让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落,测得在第5 s内的位移是18 m,则( )
A.物体在2 s末的速度是20 m/s
B.物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C.物体在第2 s内的位移是20 m
D.物体在5 s内的位移是50 m
10.一辆卡车,它急刹车时的加速度的大小是5 m/s2,如果要求它在急刹车后22.5 m内必须停下,假设卡车刹车过程做的是匀减速直线运动.
求:(1)它的行驶速度不能超过多少;
(2)在此刹车过程中所用的时间;
(3)在此过程中卡车的平均速度.
11.(2013·德州模拟)在竖直的井底,将一物块以11 m/s的速度竖直地向上抛出,物块冲过井口时被人接住,在被人接住前1 s内物块的位移是4 m,位移方向向上,不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)物块从抛出到被人接住所经历的时间;
(2)此竖直井的深度.
12.(2013·上海八校联考)4×100 m接力赛是奥运会上一个激烈的比赛项目,甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现,甲短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程.为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记,在某次练习中,甲在接力区前x0处作了标记,当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令,乙在接力区的前端听到口令时立即起跑(忽略声音传播的时间及人的反应时间),已知接力区的长度为L=20 m,设乙起跑后的运动是匀加速运动,试求:
(1)若x0=13.5 m,且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒,则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大?
(2)若x0=16 m,乙的最大速度为8 m/s,并能以最大速度跑完全程,要使甲、
乙能在接力区完成交接棒,则乙在听到口令后加速的加速度最大为多少?
答案:
课时作业(二)
1.B
2.B 考查直线运动规律.由x=at2,解得a=8 m/s2,最后1 s的位移为x1=×8×12 m=4 m,B项正确.
3.AD 苹果做自由落体运动,速度逐渐增大,所以苹果通过第1个窗户的平均速度最小,通过第3个窗户的平均速度最大,通过第3个窗户所用的时间最短,通过第1个窗户所用的时间最长,A、D对.
4.B 取向东为正方向,物体运动的加速度a== m/s2=-5 m/s2,方向向西.
当速度为零时,物体开始向西运动,设时间为t1,则t1== s=3 s,即第3 s末物体开始向西运动.
5.D 由匀变速直线运动的位移公式x=v0t+at2,对比题给关系式可得v0=5 m/s,a=2 m/s2.则第1 s内的位移是6 m,A错;前2 s内的平均速度是== m/s=7 m/s,B错;Δx=aT2=2 m,C错;任意1 s内速度增量Δv=at=2 m/s,D对.
6.B 可以采用逆向思维,把物体的运动看做是初速度为零的匀加速直线运动,其在连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5∶7,已知第4 s内的位移是14 m,所以第1 s内的位移是2 m,选项B对.
7.D 质点沿a向b做匀变速直线运动,平均速度大小为1 m/s,通过a、b中间时刻的速度大小也为1 m/s,若质点沿a向b做匀加速直线运动时,则通过a、b中点时的速度大小大于1 m/s;若质点沿a向b做匀减速直线运动时,则通过a、b中点时的速度大小也大于1 m/s,故选项D正确.
8.C 由位移公式x=at2得第1个2 s内的位移x1=at=a×22=2a.第2个2 s内的位移x2=a(t-t)=a(42-22)=6a,第5 s内的位移x3=a(52-42)=a,故x1∶x2∶x3=2a∶6a∶a=4∶12∶9,因此选C.
9.D 设星球表面的重力加速度为g,由自由下落在第5 s内的位移是18 m,可得g×(5 s)2-g×(4 s)2=18 m,解得g=4 m/s2.物体在2 s末的速度是v=gt=8 m/s,选项A错误;
物体在第5 s内的平均速度是18 m/s,选项B错误;物体在前2 s内的位移是gx(2 s)2=8 m,物体在第1 s内的位移是2 m,物体在第2 s内的位移是8 m-2 m=6 m,选项C错误;物体在5 s内的位移是g×(5 s)2=50 m,选项D正确.
10.解析: (1)根据运动学公式:v2-v=2ax,
代入数据可解得v0=15 m/s
(2)t==3 s
(3)v=(或用平均速度公式)=7.5 m/s.
答案: (1)15 m/s (2)3 s (3)7.5 m/s
11.解析: (1)设被人接住前1 s时刻物块的速度为v,
则:h′=vt′-gt′2
故v== m/s=9 m/s
则物块从抛出到被人接住所用总时间为
t=+t′= s+1 s=1.2 s.
(2)竖直井的深度为
h=v0t-gt2
=11×1.2 m-×10×1.22 m=6 m.
答案: (1)1.2 s (2)6 m
12.解析: (1)设v甲=9 m/s,经过时间t,甲追上乙,则根据题意有x甲-x乙=x0,
即v甲·t-v甲·=13.5 m,代入数据得:t=3 s
设乙的加速度为a,由v甲=at解得:a=3 m/s2
设甲追上乙时,乙走的距离为x乙==13.5 m(或x乙=at2=13.5 m)
故乙离接力区末端的距离为
Δx=L-x乙=20 m-13.5 m
=6.5 m.
(2)由题意可知,乙的加速度越大,在完成交接棒时走过的距离越长,当在接力区的边缘完成交接棒时,乙的加速度最大,设为a2,
运动的时间t==4 s;乙加速的时间t1=
L=a2t+v乙(t-t1)
解得:a2= m/s2=2.67 m/s2.
答案: (1)6.5 m (2)2.67 m/s2