人教版必修一物理第二章勻變速直線運(yùn)動的研究習(xí)題

第二章專項訓(xùn)練習(xí)題1. 如圖是某物體做直線運(yùn)動的圖像，則根據(jù)圖像可知812s內(nèi)的加速度大小是_m/s2；012s內(nèi)的平均速度大小是_m/s.(6分) 2. 實(shí)驗課上同學(xué)們利用打點(diǎn)計時器等器材，研究小車做勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。其中一個小組的同學(xué)從所打的幾條紙帶中選取了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖所示。圖中O、A、B、C、D是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計數(shù)點(diǎn)，在紙帶上選定的相鄰兩個記數(shù)點(diǎn)之間還有四個打出點(diǎn)沒有畫出。 (1)打點(diǎn)計時器使用的交流電頻率為50Hz，則相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為 _ s；(2)由圖中的數(shù)據(jù)可知，打點(diǎn)計時器打下C點(diǎn)時小車運(yùn)動的速度大小是_m/s，小車運(yùn)動的加速度大小是_m/s2。(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)3. 兩個物體A、B從同一地點(diǎn)同時出發(fā)，沿同一直線運(yùn)動，其v一t圖象如圖所示。由圖象可知：A做_運(yùn)動(填“勻速”或“變速”)；02s內(nèi)，B做_運(yùn)動(填“勻速”或“變速”)；第1 s末，B的瞬時速度大小為_m/s。4. 如圖，為一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動的vt圖象，則該質(zhì)點(diǎn)在1s末的加速度為_m/s2，在04s內(nèi)運(yùn)動的位移為_m.5. 如圖所示，為一電梯上升過程的vt圖象，電梯在12s內(nèi)上升的高度為_m.這過程中，質(zhì)量為50kg的人對電梯的最大壓力為_N，最小壓力為_N.(g=10m/s2)6. 如圖所示為在同一直線上運(yùn)動的甲、乙兩物體的xt圖象，則甲物體的運(yùn)動速度v1=_m/s，t=15s時，甲、乙兩物體相距_m。7. 一物體靜止在水平地面上，從t=0開始物體做變速直線運(yùn)動，加速度隨時間變化的圖象如圖所示，則物體在7 s末的速度大小為_m/s，在07s的位移大小為_m。8. 如圖，滑塊從h=0.2m高處的a點(diǎn)經(jīng)光滑圓弧軌道ab，滑入水平軌道bc，最終恰好停在c點(diǎn)，如果滑塊在bc勻減速運(yùn)動的時間為t=3s.則滑塊經(jīng)過b點(diǎn)的速度大小為_m/s，bc間距離為_m.9. 如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的vt圖象，請回答： (1)AB段該質(zhì)點(diǎn)做_直線運(yùn)動，初速度大小為_m/s，加速度為_m/s2；(2)BC段該質(zhì)點(diǎn)做_直線運(yùn)動，速度大小為_m/s，(3)CD段該質(zhì)點(diǎn)做_直線運(yùn)動，加速度大小為_m/s2。10. 某物體沿豎直方向做直線運(yùn)動，其vt圖像如圖所示，由圖可知：t=_s時質(zhì)點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)，從t=0至t=3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為_m。11. 如圖所示，是一輛汽車做直線運(yùn)動的st圖象，OA段表示汽車做_運(yùn)動(填“勻速”或“變速”)；AB段表示汽車處于_狀態(tài)(填“靜止”或“運(yùn)動”)；01h內(nèi)，汽車的位移大小是_km。12. 公共汽車由靜止從車站勻加速起動，司機(jī)發(fā)現(xiàn)有乘客未上車，急忙剎車，車勻減速停下。整個過程歷時5s，車前進(jìn)了10m，由此可知汽車在此過程中的平均速度為_m/s，最大速度為_m/s。13. 如圖所示是礦井里的升降機(jī)由井底運(yùn)動到井口的vt圖象，則升降機(jī)在04s內(nèi)所做的_(選填“是”或“不是”)勻加速直線運(yùn)動；48s內(nèi)勻速直線運(yùn)動的速度大小為_m/s；若升降機(jī)重力為2104N，則6 s末升降機(jī)的瞬時功率為_W。14. 一個m=2kg的物體沿直線運(yùn)動，其vt圖象如圖所示。若45s內(nèi)的總位移為450m，則在015s和15s45s兩段時間內(nèi)的加速度大小之比為_，45s內(nèi)的最大動能為_J。15. 飛機(jī)著陸后勻減速滑行，它滑行的初速度是60m/s，加速度的大小是3m/s2，飛機(jī)著陸后3秒末的速度為_ m/s，要滑行_ m才能停下來16. 某同學(xué)探究滑塊運(yùn)動規(guī)律的vt圖象如圖所示。由圖可知，滑塊的初速度大小為_m/s，在515s內(nèi)做_(選填“勻速”或“勻加速”)直線運(yùn)動，10s末的速度大小為_m/s。17. 如圖所示，一顆子彈以速度v垂直進(jìn)入三個相同的矩形區(qū)域做勻減速運(yùn)動，且剛要離開第三個矩形區(qū)域時速度恰好為12v，則子彈依次進(jìn)入每個矩形區(qū)域時的速度之比為_ ，子彈穿過每個矩形區(qū)域所用的時間之比分別是_ 18. 如圖所示，一名消防隊員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長為12m的豎立在地面上的鋼管往下滑.已知這名消防隊員的質(zhì)量為60kg，他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時速度恰好為零.如果他加速時的加速度大小是減速時的2倍，下滑的總時間為3s，g取10m/s2，那么該消防隊員下滑過程中的最大速度為_，加速與減速過程的時間之比為_，加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為_19. 從斜面上某一位置每隔0.1s釋放一些相同的小球，在連續(xù)釋放幾個小球之后，對斜面上運(yùn)動的小球攝下照片如圖所示，測得AB=15cm，BC=20cm.試求：(1)小球運(yùn)動的加速度；(2)拍攝時B球的速度；(3)D、C兩球間的距離；(4)A球上面正在運(yùn)動著的小球共有多少個？答案和解析【答案】1. 10 102. (1)0.1 (2)0.96 2.4 3. 勻速變速 54. 2；125. 54；650；4256. 30，2257. 8;828. 2；39. (1)勻加速 2 1(2)勻速 4 (3)勻減速 410. 2 211. 勻速 靜止 1512. 2413. 是 2 410414. 2：1；40015. 51；60016. 8 勻加速 1217. 2：3：2；(23)：(32)：(21)18. 8m/s；1：2；1：719. 解：因為任一小球從斜面下滑過程中加速度相同，所以同一時刻不同小球的位置分布與同一小球相隔0.1s時間在不同時刻位置分布完全相同.sAB、sBC、sCD都可以看成同一小球在0.1s時間內(nèi)的位移.由于小球做勻變速直線運(yùn)動，由s=aT2，所以(1)a=sBCsABT2=(0.20.15)0.12=5.0m/s2(2)由一段時間中點(diǎn)時刻速度等于這段時間的平均速度vB=sBC+sAB2T=(0.2+0.15)20.1=1.75m/s(3)因為s=aT2=常量，sCDsBC=sBCsAB，故sCD=2sBCsAB=20.20.15=0.25m(4)s=sBCsAB=2015=5cm因此，在A球上方，還有距A球分別為10cm和5cm的兩個小球在運(yùn)動答：(1)小球運(yùn)動的加速度為5.0m/s2；(2)拍攝時B球的速度為1.75m/s；(3)D、C兩球間的距離0.25m；(4)A球上面正在運(yùn)動著的小球共有2個【解析】1. 【分析】速度圖象中圖線與兩個坐標(biāo)軸所圍“面積”大小等于位移，圖象有t軸上方，表示的位移為正，在t軸下方表示的位移為負(fù)。對于速度時間圖象常常抓住兩個數(shù)學(xué)意義來理解其物理意義：斜率等于加速度，“面積”等于位移。再利用平均速度公式求解?！窘獯稹扛鶕?jù)斜率等于加速度可得：812s內(nèi)的加速度大小是：a=20204=10m/s2；負(fù)號表示方向。根據(jù)速度圖線與兩個坐標(biāo)軸所圍“面積”大小等于位移，則得：物體在012s內(nèi)的位移是：x=4+102202202=120m;平均速度：v=xt=12012=10m/s故答案為：10 102. 【分析】打點(diǎn)計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)(由于電源頻率是50Hz)，因此可按紙帶上的點(diǎn)數(shù)目確定時間。 由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動的方法：如圖所示，0、1、2為時間間隔相等的各計數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、為相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離，若s=s2s1=s3s2=恒量，即若連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動。用“逐差法”a=x3+x4(x1+x2)4T2求加速度;根據(jù)vn=求出打第n點(diǎn)時紙帶的瞬時速度【解答】(1)相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為：T=50.02s=0.1s，故應(yīng)填01s。(2)由vc=xCD+xBC2T得：打點(diǎn)計時器打下C點(diǎn)時小車運(yùn)動的速度vc=(28.819.61)10220.01m/s=0.96m/s，由a=x3+x4(x1+x2)4T2得：a=xBDxOB4T2=9.531020.04m/s2=2.4m/s2，所以應(yīng)填0.96、2.4故答案為：(1)0.1 (2)0.96 2.4 3. 【分析】由圖象直接讀出6s末的速度.圖線的斜率等于加速度。速度圖象反映物體的速度隨時間的變化情況，由圖象直接讀出速度及其變化情況，圖線的斜率等于加速度?！窘獯稹坑蓤D像知：A做勻速直線運(yùn)動；B做變速直線運(yùn)動；02s的過程，物體的加速度為a=vt=102m/s2=5m/s2，則第1s末，B的瞬時速度大小為v=at=51m/s=5m/s。故答案為：勻速；變速；5。4. 解：在vt圖象中，斜率代表加速度則1s末的加速度為：a=vt=42m/s2=2m/s2在vt圖象中，與時間軸所圍面積為物體運(yùn)動的位移，則有：x=12(2+4)4m=12m故答案為：2，12在vt圖象中斜率代表加速度，與時間軸所圍面積為物體運(yùn)動的位移解決本題的關(guān)鍵能通過速度時間圖線判斷物體的運(yùn)動規(guī)律，以及掌握圖線的斜率、圖線與時間軸圍成的面積表示的含義5. 解：12s內(nèi)的位移等于梯形面積的大小，為：x=12(6+12)6m=54m。前2s內(nèi)的加速度為：a1=v1t1=62m/s2=3m/s2，方向豎直向上，人處于超重狀態(tài)，人對電梯的壓力最大。由牛頓第二定律得：F1mg=ma1。則得：F1=m(g+a1)=50(10+3)N=650N。根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯的最大壓力為：F1=F1=650N。8s12s內(nèi)電梯做減速運(yùn)動，加速度大小為：a2=|v2t2|=|064|m/s2=1.5m/s2。由牛頓第二定律得：mgF2=ma2。F2=m(ga2)=50(101.5)N=425N。根據(jù)牛頓第三定律，人對電梯的最小壓力是425N。故答案為：54，650，425。整個運(yùn)動過程中，電梯通過的位移等于vt圖線與t軸所圍圖形的面積大??；vt圖線的斜率等于物體的加速度，當(dāng)電梯處于超重狀態(tài)時人對電梯的壓力最大。電梯處于失重狀態(tài)時人對電梯的壓力最小。解決本題的關(guān)鍵是知道速度時間圖線的斜率表示加速度，會根據(jù)牛頓第二定律求出勻加速運(yùn)動和勻減速運(yùn)動的支持力大小。6. 【分析】位移時間圖象表示物體的位置隨時間的變化，圖象的斜率表示物體的速度，由圖可直接讀出物體的位置；本題關(guān)鍵要正確理解位移斜率的物理意義，會用速度公式求解速度，該圖象還可讀出質(zhì)點(diǎn)的位移等信息。【解答】根據(jù)斜率等于速度，則知甲物體的速度大小為v甲=30010m/s=30m/s乙物體的速度大小為v乙=15010m/s=15m/s當(dāng)t=15s時，甲、乙的位移分別為s甲=450m，s乙=225m，則兩物體相距s=s甲s乙=225m故答案為：30，2257. 【分析】根據(jù)at圖像得到物體的運(yùn)動情況；利用勻變速直線運(yùn)動的速度時間關(guān)系計算末速度，利用位移時間關(guān)系計算位移；解題的關(guān)鍵是利用勻變速直線運(yùn)動的公式解題?！窘獯稹扛鶕?jù)at圖像知，04s物體做勻加速直線運(yùn)動；加速度吳a1=5m/s2，4s末物體的速度為：v4=a1t=5x4=20m/s；位移為：x4=12a1t2=12542=40m47s物體做勻加速直線運(yùn)動，加速度為a2=4m/s2，故7 s末的速度大小為：v7=5443=8m/s；4s7s做勻減速直線運(yùn)動的位移為：故07s的位移大小為82m。故答案為：8； 828. 解：從a到b過程，根據(jù)動能定理有：mgh=12mv20 解得：v=2gh=2m/s b到c過程，根據(jù)平均速度公式有：x=v+02t 解得：x=3m 故答案為：2，3從a到b過程，根據(jù)動能定理列式求解到b點(diǎn)時的速度，再根據(jù)平均速度公式求解bc距離本題主要考查了動能定理、運(yùn)動學(xué)公式的應(yīng)用，解決本題的關(guān)鍵是運(yùn)用動能定理求解速度，運(yùn)用動能定理解題時需確定合適的研究過程9. 【分析】vt圖像的斜率代表加速度，是傾斜直線則是勻變速直線運(yùn)動，是水平直線則為勻速直線運(yùn)動；考查了vt圖像的物理意義。【解答】(1)AB段是直線向上傾斜，則為勻加速直線運(yùn)動，初速度為2m/s；加速度為：a1=vt=4220m/s2=1m/s2；(2)BC段是水平直線則為勻速直線運(yùn)動，圖像的縱坐標(biāo)為4m/s，故速度為4m/s；(3)CD段是直線向下傾斜，則為勻加速直線運(yùn)動，加速度為：a2=vt=0454m/s2=4m/s2故應(yīng)填 (1)勻加速 2 1 (2)勻速 4 (3)勻減速 410. 【分析】vt圖象中，傾斜的直線表示勻變速直線運(yùn)動，斜率表示加速度，圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移.在時間軸上方的位移為正，下方的面積表示位移為負(fù)。速度時間圖象中圖象與時間軸圍成的面積表示物體的位移，在時間軸上方的位移為正，下方的面積表示位移為負(fù).如求路程，則是面積的絕對值之和?！窘獯稹扛鶕?jù)圖象可知：質(zhì)點(diǎn)在先沿正方向做勻加速直線運(yùn)動，后沿正方向做勻減速直線運(yùn)動，圖象與時間軸圍成的面積表示位移，所以t=2s時離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，03s時面積之和12241214=2m，所以03s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位移是2m。故填：2 211. 【分析】位移時間圖象表示物體的位置隨時間的變化，圖象上的任意一點(diǎn)表示該時刻的位置，縱坐標(biāo)之差表示物體運(yùn)動的位移；圖象的斜率表示該時刻的速度，斜率的正負(fù)表示速度的方向。本題考查位移時間圖象的性質(zhì)，基礎(chǔ)題。【解答】OA段是一條傾斜的直線，速度為定值，所以表示汽車做勻速直線運(yùn)動。AB段斜率為零，表示汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)。位移的大小等于縱坐標(biāo)之差，01h內(nèi)，汽車的位移大小是15km。故答案為勻速；靜止；15。12. 【分析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的平均速度推論，結(jié)合總位移和總時間求出汽車在此過程中的最大速度；解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)公式和推論，并能靈活運(yùn)用，有時運(yùn)用推論求解會使問題更加簡捷?！窘獯稹科骄俣葀=st=105m/s=2m/s根據(jù)平均速度的推論知，v2t1+v2t2=v2t解得最大速度為：v=2xt=2105=4m/s故填：24 13. 【分析】在vt圖像中，圖像的斜率表示加速度。根據(jù)P=Fv計算升降機(jī)的瞬時功率。本題考查了勻變速直線運(yùn)動的圖像；解決本題的關(guān)鍵知道圖線的物理意義?！窘獯稹吭?4s內(nèi)，斜率一定，故做勻加速直線運(yùn)動。由圖知，48s內(nèi)勻速直線運(yùn)動的速度大小為2m/s；6s末的速度大小為2m/s，根據(jù)P=Fv=2104N2m/s=4104W故答案為是；2；4104。14. 解：圖象的斜率表示加速度，由圖可知，速度變化量的絕對值相同，但用時為1：2；所以由a=vt可知，加速度之比為2：1；全程的平均速度v=Xt=45045=10m/s，由圖可知，v=vm2=10m/s解得：vm=20m/s；故最大動能EK=12mv2=122202=400J。故答案為：2：1；400。明確vt圖象的性質(zhì)，根據(jù)加速度的性質(zhì)即可明確加速度的大小關(guān)系；再根據(jù)平均速度公式確定最大速度，從而求出最大動能。解決本題的關(guān)鍵知道圖線斜率和圖線與時間軸圍成的面積表示的含義，同時明確動能的表達(dá)式的應(yīng)用。15. 解：根據(jù)v=v0+at；v=v0+at得3秒末的速度為：v=60+(3)3m/s=51m/s；根據(jù)v2v02=2as即可要滑行的位移為：s=v2v022a=0360023m=600m故答案為：51；600根據(jù)v=v0+at；v=v0+at即可算出3秒末的速度；根據(jù)v2v02=2as即可要滑行的位移本題考查勻變速直線運(yùn)動的基本公式，關(guān)鍵要抓住飛機(jī)著陸后勻減速滑行，加速度要取負(fù)值16. 【分析】根據(jù)速度時間圖線得出物體的初速度，根據(jù)速度隨時間的變化規(guī)律判斷物體的運(yùn)動規(guī)律。解決本題的關(guān)鍵知道速度時間圖線的物理意義，知道圖線的斜率表示加速度，圖線與時間軸圍成的面積表示位移?！窘獯稹坑伤俣葧r間圖線可知，滑塊的初速度大小為8m/s，在515s內(nèi)，速度隨時間均勻增加，做勻加速直線運(yùn)動，10s末的速度大小為12m/s。故填：8 勻加速 12。17. 解：由題意可知離開時的速度為原速度的一半，設(shè)每個矩形區(qū)域長為l，進(jìn)入第二個矩形區(qū)域的速度為v1，進(jìn)入第三個矩形區(qū)域的速度為v2 根據(jù)v2v02=2ax，有(v2)2v2=2a3l v2v12=2al v2v22=2a2l 聯(lián)立式，解得：v1=3v2v2=2v2 子彈依次進(jìn)入每個矩形區(qū)域時的速度之比為v：3v2：2v2=2：3：2 根據(jù)平均速度公式v.=