2022版高中物理第二章勻變速直線運動習(xí)題課勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用練習(xí)新人教版必修1

1、2021版高中物理第二章勻變速直線運動習(xí)題課勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用練習(xí)新人教版必修1PAGE PAGE 12習(xí)題課勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用1.(2017黃山高一檢測)近來,“中國式過馬路”成為人們熱議的話題.行人過馬路時必須遵守交通規(guī)則,而紅綠燈的時間設(shè)置也必須考慮到行人的安全.假設(shè)行人過馬路時看到紅燈轉(zhuǎn)綠燈時反應(yīng)時間為0.2 s,設(shè)行人先做勻加速運動,經(jīng)過1 s速度達到最大值1.5 m/s,然后以這一速度勻速通過馬路,已知馬路的寬度為40 m,行人沿直線垂直馬路在斑馬線上行走,則根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出該路口的行人綠燈設(shè)置的最短時間為(C)A.10 s B.20 s C.28 s D.40 s解

2、析:人勻加速直線運動的位移為x1=t1=1 s=0.75 m,勻速運動的位移為x2=40 m-0.75 m=39.25 m則人勻速運動的時間為t2=26.2 s,則綠燈設(shè)置的最短時間為t=t+t1+t2=0.2 s+1 s+26.2 s=27.4 s,接近28 s.選項C正確,A,B,D錯誤.2.(2017鄭州高一期末)做勻變速直線運動的質(zhì)點在前5 s內(nèi)的位移為10 m,在前7 s內(nèi)的位移為21 m,則質(zhì)點在t=6 s時的速度為(A)A.5.5 m/sBC.4 m/s D.3.5 m/s解析:設(shè)初速度為v0,加速度為a根據(jù)位移公式x=v0t+at2當(dāng)t=5 s時有10 m=v05 s+a(5

3、s)2當(dāng)t=7 s時有21 m=v07 s+a(7 s)2聯(lián)立得v0=-0.5 m/s,a=1 m/s2質(zhì)點在t=6 s時的速度v6=v0+at=-0.5 m/s+1 m/s26 s=5.5 m/s,選項A正確,B,C,D錯誤.3.(2017銅仁高一檢測)一輛公共汽車進站后開始剎車,做勻減速直線運動.開始剎車后的第1 s內(nèi)和第2 s內(nèi)位移大小依次為9 m和7 m,則剎車后6 s內(nèi)的位移是(C)A.20 mB.24 mC.25 mD.75 m解析:設(shè)汽車的初速度為v0,加速度為a.根據(jù)勻變速直線運動的推論x=aT2得x2-x1=aT2則a=-2 m/s2.第1 s內(nèi)的位移x1=v0+at2,代入

4、數(shù)據(jù)解得v0=10 m/s.汽車剎車到停止所需的時間t0=5 s.則汽車剎車后6 s內(nèi)的位移等于5 s內(nèi)的位移,為x=t0=5 s=25 m,選項C正確,A,B,D錯誤.4.(2017無錫高一期末)一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下.經(jīng)過豎直放置的直尺附近時,某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB如圖所示.已知拍攝時用的曝光時間為 s,則小石子出發(fā)點離A點約為(A)A.20 m B.10 mC.6.5 cm D.45 m解析:由圖可知,AB的長度為2 cm,即0.02 m,曝光時間為 s,所以AB段的平均速度的大小為v=20 m/s,由于時間極短,故A點對應(yīng)時刻的瞬時速度近似為20

5、m/s,由自由落體的速度位移的關(guān)系式v2=2gh可得,h=20 m.選項A正確.5.(多選)進入冬季,津京冀地區(qū)多次發(fā)生霧霾天氣,能見度低.若某次霧霾天,能見度不足100 m.甲、乙兩汽車在一條平直的單行道上,乙在前,甲在后同向行駛.某時刻兩車司機同時聽到前方有事故發(fā)生的警笛提示,同時開始剎車,結(jié)果兩輛車發(fā)生了碰撞.如圖所示為兩輛車剎車后若恰好不相撞的vt圖像,由此可知錯誤的是(ABD)A.兩輛車剎車時相距的距離一定等于112.5 mB.兩輛車剎車時相距的距離一定小于90 mC.兩輛車一定是在剎車后的20 s之內(nèi)的某時刻發(fā)生相撞的D.兩輛車一定是在剎車后的20 s以后的某時刻發(fā)生相撞的解析:由

6、題圖可知,若兩車速度相等時不相撞,則兩車不會相撞.由vt圖像可知,a甲=-1 m/s2,a2=-0.5 m/s2,當(dāng)t=20 s時,v甲=v乙=5 m/s,則兩車不相撞的最小距離xmin=（-）20 m=100 m,即當(dāng)x 100 m時兩車必相撞,選項A,B錯誤;兩車相撞一定發(fā)生在甲車速度大于乙車速度時,即t=20 s之前,選項C正確,D錯誤.6.(多選)甲、乙兩車在一平直公路上從同一地點沿同一方向做直線運動,其vt圖像如圖所示.下列判斷正確的是(ABD)A.乙車啟動時,甲車在其前方50 m 處B.運動過程中,乙車落后甲車的最大距離為75 mC.乙車啟動10 s后正好追上甲車D.乙車超過甲車后

7、,兩車不會再相遇解析:由于vt圖線與時間軸包圍的面積表示位移,則乙在t=10 s啟動時,甲的位移為x=1010 m=50 m,即甲車在乙前方50 m處,選項A正確;當(dāng)兩車的速度相等時相距最遠,最大距離為smax=(5+15)10 m-105 m=75 m,故選項B正確;由于兩車從同一地點沿同一方向沿直線運動,當(dāng)位移相等時兩車才相遇,由圖可知,乙車啟動10 s后,兩車距離x甲-x乙=(10-1020) m=50 m.乙沒有追上甲,選項C錯誤;乙車超過甲車后,由于乙的速度大,所以不可能再相遇,選項D正確.7.(2017哈爾濱高一檢測)(多選)小球A從離地面20 m高處做自由落體運動,小球B從A下方

8、的地面上以20 m/s的初速度豎直向上運動,加速度也為重力加速度.兩球同時開始運動,在空中相遇,取g=10 m/s2(AC)A.兩球相遇時速率都是10 m/sB.兩球相遇位置離地面10 m高C.開始運動1 s后相遇D.兩球在空中相遇兩次解析:設(shè)經(jīng)時間t相遇,則由hA=gt2,hB=v0t-gt2,h=hA+hB,解出t=1 s,hB=15 m,故選項B錯誤,C正確;vA=gt=10 m/s,故選項A正確;A在空中運動的時間tA=2 s,B在空中運動到最高點的時間tB=2 s,故兩球在空中只能相遇一次,選項D錯誤.8.(2017江蘇淮安清河中學(xué)檢測)如圖所示,一滴雨滴從離地面20 m高的樓房屋檐

9、自由下落,下落5 m時,經(jīng)t=0.2 s的時間通過一個窗口,g取10 m/s2,問:(1)雨滴落地的速度大小;(2)雨滴落地前最后1 s內(nèi)的位移大小;(3)窗口的高度.解析:(1)根據(jù)公式h=gt2,得到t=2 s,則落地速度為v=gt=20 m/s.(2)雨滴在第1 s內(nèi)的位移為h1=g=10 m/s2(1 s)2=5 m則雨滴落地前最后1 s內(nèi)的位移為h2=h-h1=15 m.(3)雨滴從屋檐運動到窗的上邊框時,其速度v=10 m/s,則窗口高度h=10 m/s0.2 s+10 m/s2(0.2 s)2=2.2 m.答案:(1)20 m/s(2)15 m(3)2.2 m9.(2017鄭州高

10、一月考)滑雪是一項非常愜意而富于刺激的運動.為指導(dǎo)滑雪運動員訓(xùn)練,需要記錄滑雪運動員在不同時刻的速度.現(xiàn)把滑雪運動的軌跡簡化為如圖所示,運動員從A點由靜止開始沿傾斜的雪面AB下滑,滑上雪面BC后做勻速運動,進入水平雪面CD做減速運動到靜止,若運動員在AB段和CD段可視為勻變速運動,且經(jīng)B點或C點前后速率不變,運動員各時刻的速度如表所示,求:時刻/s1.02.03.05.07.09.510.5速度/(ms-1)369121296(1)運動員該次滑雪的運動時間;(2)運動員滑雪運動經(jīng)過的路程.解析:(1)運動員在CD段減速運動,加速度為a1=-3 m/s2在CD段某處,運動員由6 m/s經(jīng)t停止運

11、動,則0=v1+a1t,解得t=2 s則t總=t+t=12.5 s故運動員該次滑雪的運動時間為12.5 s.(2)運動員在CD段減速運動,運動員以12 m/s進入CD軌道經(jīng)t1后停止,則0=v+a1t1解得t1=4 s則CD軌道長度s1=4 s=24 m運動員在AB段加速運動,加速度為a2=3 m/s2運動員加速到12 m/s后恰好到達B點,該段運動的時間為t2,則v=a2t2,解得t2=4 s則AB段的長度s2=a2=24 m在BC段勻速直線運動的時間t3=t總-t1-t2=4.5 sBC段的長度s3=vt3=54 m則s=s1+s2+s3=102 m故運動員滑雪運動經(jīng)過的路程為102 m.

12、答案:(1)12.5 s(2)102 m10.(2017鹽城月考)甲、乙兩輛汽車同向行駛,當(dāng)t=0時,乙車在甲車前面x0=24 m處.它們的運動規(guī)律分別為x甲=10t,x乙=t2.(1)甲、乙分別做什么運動?(2)甲、乙兩輛汽車能否有兩次相遇?如果能,求出兩次相遇的時刻和兩次相遇處相距多遠?如果不能,求出什么時刻兩輛汽車之間的距離有最值,最值是多少?解析:(1)依題意,甲做速度v甲=10 m/s的勻速直線運動;乙做初速度為零、加速度a=2 m/s2的勻加速直線運動.(2)當(dāng)兩車速度相等時,由v2-=2ax,得乙車通過的位移x乙=25 m.由v=v0+at,得t=5 s.甲車通過的位移x甲=v甲t=10 m/s5 s=50 m.由于x0+x乙=24 m+25 m=49 m50 m,故在