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专题1.1 运动的描述 匀变速直线运动的规律【练】
目录
一.练经典题型..........................................................................................................................................................1
二、练创新情景..........................................................................................................................................................3
三.练规范解答..........................................................................................................................................................6
一.练经典题型
1.(2020·大连模拟)下列说法正确的是 ( )
A.打点计时器是一种测量位移的仪器
B.运动员在某次比赛中用15 s跑完100 m,“15 s”是时间,“100 m”是位移大小
C.位移为矢量,位移的方向即质点运动的方向
D.物体通过的路程不相等,但位移可能相同
【答案】:D
【解析】:打点计时器是一种记录时间的仪器,A错误;运动员在比赛中用15 s跑完100 m,“15 s”是时
间,“100 m”是路程,B错误;位移为矢量,位移的方向即从起点指向终点的方向,与质点的运动方向不
一定相同,故C错误;物体通过的路程不相等,但位移可能相同,故D正确.
3.(2020·绵阳月考)已知物体做直线运动,下列说法正确的是 ( )
A.加速度增大,速度一定增大 B.物体有加速度,速度一定增加
C.速度变化越快,加速度越大 D.物体速度为零,加速度一定为零
【答案】:C
【解析】:加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,与速度的大小无关,加速度增大,表示速度变化得
更快了,如果加速度与速度方向相反,则速度减小,如果速度与加速度方向相同,则速度增加,A错误;
做直线运动的物体有加速度时,速度一定变化,有可能增加,也有可能减小,B错误;速度变化越快,加
速度越大,C正确;速度为零,加速度不一定为零,如竖直上抛运动,物体在最高点时,速度为零,但是
加速度不为零,D错误.
4.(2021·洛阳重点中学月考)在下面所说的物体运动情况中,不可能出现的是 ( )
A.物体在某时刻运动速度很大,而加速度为零
B.物体在某时刻运动速度很小,而加速度很大
C.运动的物体在某时刻速度为零,而其加速度不为零
D.做变速直线运动的物体,加速度方向与运动方向相同,当物体加速度减小时,它的速度减小
【答案】:D
【解析】:加速度大小与物体的速度大小没有必然联系,所以速度大,加速度可能为零,速度小,加速度可能很大,速度为零,加速度可能不为零,所以 A、B、C均可能出现;加速度方向与运动方向相同,则
物体做加速运动,当加速度减小时,它的速度也会增大,D不会出现.
5.(多选)(2020·江南十校联考)关于速度、速度的变化和加速度的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.速度变化的方向为正,加速度的方向也为正
B.物体加速度增大,速度一定越来越大
C.速度越来越大,加速度一定越来越大
D.加速度可能既不与速度同向,也不与速度反向
【答案】:AD
【解析】:由加速度的定义可知,速度变化的方向为正,加速度的方向为正,选项 A正确;物体做减速运
动时,物体加速度增大,速度反而越来越小,选项 B错误;若物体做加速度逐渐减小的加速运动,速度越
来越大,加速度反而越来越小,选项C错误;在曲线运动中,加速度既不与速度同向,也不与速度反向,
可以与速度方向垂直,选项D正确.
6.沿直线做匀变速运动的质点在第一个0.5 s内的平均速度比它在第一个1.5 s内的平均速度大2.45 m/s,
以质点的运动方向为正方向,则质点的加速度为( )
A.2.45 m/s2 B.-2.45 m/s2 C.4.90 m/s2 D.-4.90 m/s2
【答案】:D
【解析】:设第一个0.5 s内的平均速度为v ,即t =0.25 s时的速度为v ;第一个1.5 s内的平均速度为
1 1 1
v,即t=0.75 s时的速度为v.由题意得v-v=2.45 m/s,故a== m/s2=-4.90 m/s2,D正确.
2 2 2 1 2
7.(多选)(2021·哈尔滨模拟)关于自由落体运动(g取10 m/s2),下列说法中正确的是( )
A.它是竖直向下,v=0、a=g的匀加速直线运动
0
B.在开始连续的三个1 s内通过的位移之比是1∶3∶5
C.在开始连续的三个1 s末的速度大小之比是1∶2∶3
D.从开始运动到距下落点5 m、10 m、15 m所经历的时间之比为1∶2∶3
【答案】:ABC
【解析】:自由落体运动是竖直向下,v =0、a=g的匀加速直线运动,A正确;根据匀变速直线运动规
0
律,在开始连续的三个1 s内通过的位移之比是1∶3∶5,B正确;在开始连续的三个1 s末的速度大小之比是
1∶2∶3,C正确;从开始运动到距下落点5 m、10 m、15 m所经历的时间之比为1∶∶,D错误.
8.(多选)(2021·“超级全能生”26省联考)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=6+5t-t2(各物理量
均采用国际单位制),则该质点 ( )
A.第1 s内的位移是10 m
B.前2 s内的平均速度是3 m/s
C.运动的加速度为1 m/s2
D.任意1 s内的速度增量都是-2 m/s
【答案】:BD
【解析】:第1 s内的位移x=(6+5×1-1) m-6 m=4 m,故A错误.前2 s内的位移x=(6+5×2-4)m-
1 2
6 m=6 m,则前2 s内的平均速度v== m/s=3 m/s,故B正确.根据x=vt+at2=6+5t-t2得,加速度a
0=-2 m/s2,任意1 s内速度的增量Δv=at=-2×1 m/s=-2 m/s,故C错误,D正确.
二、练创新情景
1.(2021·云南楚雄州第一次模拟)结合图片中交代的情景及数据,以下判断正确的是( )
A.高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零
B.汽车时速为100 km/h,紧急刹车距离为31 m(可视为匀减速至静止),由此可得汽车刹车阶段的加速度
约为12.5 m/s2
C.位于点燃火药的炮膛中的炮弹的速度、加速度可能均为零
D.根据图中数据可求出刘翔在110 m栏比赛中通过全程的平均速率约为8.42 m/s
【答案】:ABD
【解析】:高速行驶的磁悬浮列车,若匀速行驶,其加速度为零,选项A正确.由v2=2ax可得a≈12.5
m/s2,选项B正确.位于点燃火药的炮膛中的炮弹的速度为零、加速度一定不为零,选项 C错误.根据图
中数据可求出刘翔在110 m栏比赛中通过全程的平均速率为v= m/s≈8.42 m/s,选项D正确.
2.(多选)(2021·陕西宝鸡市高考模拟检测(二))如图所示,飞机起飞时,在同一底片上相隔相等时间(已知)多
次曝光“拍摄”的照片,可以看出在相等时间间隔内,飞机的位移不断增大.曝光时间间隔已知,则下列
说法正确的是 ( )
A.由“观察法”可以看出飞机做匀加速直线运动
B.若测出相邻两段位移之差都相等,则飞机做匀变速直线运动
C.若已知飞机做匀变速直线运动,测出相邻两段相等时间内的位移,则可以用逐差法计算出飞机的加速
度
D.若已知飞机做匀变速直线运动,测出相邻两段相等时间内的位移,可以求出这两段总时间的中间时刻
的速度
【答案】:BCD
【解析】:因为用肉眼直接观察的误差较大,故用“观察法”不能看出飞机做匀加速直线运动,选项 A错
误;因为曝光时间相等,若连续相等的时间内的位移差恒定,则可判断飞机做匀变速直线运动,选项 B正
确;用逐差法计算匀变速直线运动的加速度是处理纸带问题的基本方法,故也可以处理曝光时间间隔都相
等的图片问题,选项C正确;某段时间中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度,选项D正确.
3.(多选)(2020·温州五校联考)近来交警部门开展的“车让人”活动深入人心,不遵守“车让人”的驾驶员将
受到罚款、扣分的严厉处罚.假设一辆以8 m/s的速度匀速行驶的汽车即将通过路口,有一老人正在过人
行横道,此时汽车的车头距离停车线8 m.该车减速时的加速度大小为5 m/s2.则下列说法中正确的是 ()
A.如果驾驶员立即刹车制动,则t=2 s时,汽车离停车线的距离为1.6 m
B.如果在距停车线6 m处开始刹车制动,汽车能在停车线处停车让人
C.如果驾驶员的反应时间为0.4 s,汽车刚好能在停车线处停车让人
D.如果驾驶员的反应时间为0.2 s,汽车刚好能在停车线处停车让人
【答案】:AD
【解析】:若汽车做匀减速直线运动,速度减为零的时间t== s=1.6 s<2 s,所以从刹车到停止的位移大
0
小x == m= 6.4 m,汽车离停车线的距离为8 m-6.4 m=1.6 m,故A正确;如果汽车在距停车线6 m处
1
开始刹车制动,刹车位移是6.4 m,所以汽车不能在停车线处停车让人,故B错误;刹车的位移是6.4 m,
所以汽车可做匀速运动的位移是1.6 m,则驾驶员的反应时间t= s=0.2 s时,汽车刚好能停在停车线处让
人,故C错误,D正确.
4.(2021·成都七中月考)四川九寨沟地震灾后重建中,在某工地上一卡车以10 m/s的速度匀速行驶,刹车后
第一个2 s内的位移与最后一个2 s内的位移之比为3∶2,设卡车做匀减速直线运动,则刹车后4 s内卡车通
过的距离是( )
A.2.5 m B.4 m
C.12 m D.12.5 m
【答案】D
【解析】设刹车时加速度大小为a,则第一个2 s内的位移x=vt-at2=(20-2a)m,根据逆向思维,最后1
1 0
个2 s内的位移x =at2=2a m,由==,解得a=4 m/s2,卡车从刹车到停止需要时间t ==2.5 s,则刹车
2 0
后4 s内的位移x==12.5 m,选项D正确。
5.(2021·安徽十校第二次联考)蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动.为了
测量运动员跃起的高度,训练时可在弹性网上安装压力传感器,利用传感器记录弹性网所受的压力,并在
计算机上作出压力—时间图象,假如作出的图象如图所示.设运动员在空中运动时可视为质点,则运动员
跃起的最大高度是(g取10 m/s2) ( )
A.1.8 m B.3.6 m C.5.0 m D.7.2 m
【答案】:C
【解析】:由题图可知运动员每次在空中运动的时间t=2.0 s,故运动员跃起的最大高度H =g=5.0 m,C
m
正确.
6.(多选)(2021·云南四川贵州广西四省第二次联考)在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直
线运动,在运动了8 s之后,由于前方突然有巨石滚下并堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经 4 s
停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的( )
A.加速、减速中的加速度大小之比为a∶a=2∶1
1 2B.加速、减速中的平均速度大小之比为v∶v=1∶1
1 2
C.加速、减速中的位移之比为x∶x=2∶1
1 2
D.加速、减速中的加速度大小之比为a∶a=1∶3
1 2
【答案】:BC
【解析】:汽车由静止运动8 s,又经4 s停止,加速阶段的末速度与减速阶段的初速度相等,由v=at,知
at=at,=,A、D错误.又由v2=2ax知ax=ax,==,C正确.由v=知,v∶v=1∶1,B正确.
11 22 1 1 2 2 1 2
7.(2021·江西红色七校第一次联考)我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过
收费站的时间。一辆汽车以20 m/s的速度驶向高速收费口,到达自动收费装置前开始做匀减速直线运动,
经4 s的时间速度减为5 m/s且收费完成,司机立即加速,产生的加速度大小为 2.5 m/s2,汽车可视为质
点。则下列说法正确的是( )
A.汽车开始减速时距离自动收费装置110 m
B.汽车加速4 s后速度恢复到20 m/s
C.汽车从开始减速至速度恢复到20 m/s通过的总路程为125 m
D.汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为4 s
【答案】C
【解析】汽车开始减速时到自动收费装置的距离为x =(20+5)×4 m=50 m故A错误;汽车加速4 s后速度
1
为v=15 m/s,故B错误;汽车从5 m/s加速到20 m/s通过的路程为x= m=75 m,所以汽车从开始减速至
2
速度恢复到20 m/s通过的总路程为x +x =125 m,故C正确;汽车从5 m/s加速到20 m/s的时间t = s=6
1 2 2
s,所以总时间t =4 s+t =10 s,汽车以20 m/s的速度匀速通过125 m需要的时间是6.25 s,所以耽误了
总 2
3.75 s,故D错误。
8.(2020·湖南岳阳一中段考)一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生,称为“第五类交通方式”,它就是
“Hyperloop(超级高铁)”.据英国《每日邮报》2016年7月6日报道,Hyperloop One公司计划,将在欧洲
建成世界首架规模完备的“超级高铁”(Hyperloop),连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩,速度
可达每小时700英里(约合1 126公里/时).如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩,600公里的路程
需要40分钟,Hyperloop先匀加速,达到最大速度1 200 km/h后匀速运动,快进站时再匀减速运动,且加
速与减速的加速度大小相等,则下列关于Hyperloop的说法正确的是 ( )
A.加速与减速的时间不一定相等
B.加速时间为10 min
C.加速时加速度大小为2 m/s2
D.如果加速度大小为10 m/s2,题中所述运动最短需要30.56 min
【答案】:BD
【解析】:根据运动学对称性可知,加速时间和减速时间相同,故A错误;设加速时间和减速时间均为
t ,匀速时间为t ,则2t +t = h,2××t +vt =600 km,联立解得t = h,t = h,故B正确;加速度大小
1 2 1 2 1 2 1 2
为a=≈0.56 m/s2,故C错误;如果加速度为10 m/s2,则减速和加速所需时间t′=≈33.3 s,匀速所需时间
为t″=≈29.45 min,所需总时间t=2t′+t″=30.56 min,故D正确.三.练规范解答
1.一飞行员驾驶飞机在做低空表演时,竖直拉升(水平速度很小,可以忽略),拉升到最高点时,飞机突发故
障,飞行员选择弃机逃生。飞行员按下逃生按钮后,弹射座椅以v =10 m/s的速度竖直向上弹出(不再与飞
1
机相互作用)。飞行员上升后又下降到一定高度时,弹射座椅打开降落伞,飞行员以a=12 m/s2的加速度做
匀减速直线运动,落地时的速度大小v =6 m/s。已知弹射座椅弹出时离地面的高度h=323.5 m,重力加速
2
度g取10 m/s2,降落伞打开之前,不计空气阻力,求:
(1)弹射座椅打开降落伞瞬间,飞行员的速度大小;
(2)弹射座椅弹出后,飞行员在空中运动的时间。
【答案】(1)60 m/s (2)11.5 s
【解析】(1)设弹射座椅弹出降落伞瞬间飞行员的速度为 v,从弹射座椅弹出到降落伞打开,飞行员下降的
高度为h,弹射座椅打开降落伞的位置距离地面的高度为h,则
1 2
v2-v=2gh
1
v-v2=2(-a)h
2
h=h+h=323.5 m,解得v≈60 m/s。
1 2
(2)从弹射座椅弹出到降落伞打开的时间
t==7 s
1
从弹射座椅打开降落伞到落地的时间
t==4.5 s
2
总时间t=t+t=11.5 s。
1 2
2.一辆客车在平直高速公路上以v =30 m/s的速度匀速行驶.突然,司机看见车的正前方有一只狗,司机
0
立即采取制动措施.已知司机从发现狗到刹车的反应时间为Δt=0.5 s,刹车时客车受到地面的阻力是车重
的0.6倍,客车的减速过程视为匀变速直线运动,重力加速度g取10 m/s2.求:
(1)客车制动时的加速度大小;
(2)客车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离;
(3)若司机发现狗的同时,狗也发现了客车,狗立刻以v=10 m/s的速度与客车同向奔跑,要使客车不撞上
狗,司机发现狗时二者至少相距多远. (不考虑狗的反应和加速的时间)
【答案】:(1)6 m/s2 (2)90 m (3) m
【解析】:(1)刹车时客车受到地面的阻力是车重的0.6倍,a=0.6g
a=6 m/s2;
(2)反应过程:
x=vΔt=15 m
1 0
制动过程:
-2ax=0-v
2
解得x=75 m
2
x=x+x=90 m;
1 2(3)要使二者不相撞,二者相遇时车的末速度不能大于v
对车:v=v-at
0
制动过程:x′=t
2
x =x+x′= m
车 1 2
对狗:x =v(Δt+t)= m
狗
Δx=x -x = m.
车 狗
3.(2020·名师原创预测)由于私家车的数量剧增,堵车已成为现代国家尤其是发展中国家的通病,严重影
响了人们的工作效率和社会发展。如图甲所示,在某平直公路的十字路口,红灯拦停了许多列车队,拦停
的汽车排成笔直的一列。为了使研究的问题简化,假设某一列的第一辆汽车的前端刚好与路口停止线平
齐,汽车长均为l=4.4 m,前面汽车的尾部与相邻的后一辆汽车的前端距离均为d =2.0 m,如图乙所示。
1
为了安全,前面汽车的尾部与相邻的后一辆汽车的前端距离至少为 d =6.0 m时,相邻的后一辆汽车才能
2
开动,若汽车都以a=2 m/s2的加速度做匀加速直线运动。绿灯亮起的瞬间,第一辆汽车立即开动,忽略人
的反应时间。求:
甲 乙
(1)第11辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v;
(2)从绿灯刚亮起到第11辆汽车前端与停止线平齐所需最短时间t。
【答案】(1)16 m/s (2)28 s
【解析】(1)第11辆汽车前端与停止线的距离
x=10(l+d)=64 m
1 1
由v2=2ax
1
得v=16 m/s。
(2)设后一辆汽车刚开动时,前一辆汽车至少已行驶的时间为t ,则后一辆汽车刚开动时,前一辆汽车至少
1
行驶的距离x=d-d=4.0 m
2 2 1
由x=at
2
得t=2 s
1
从绿灯刚亮起到第11辆汽车刚开动至少需要的时间t =10t =20 s从第11辆汽车刚开动到前端与停止线平
2 1
齐所需时间t==8 s
3
从绿灯刚亮起到第11辆汽车前端与停止线平齐所需最短时间
t=t+t
2 3
解得t=28 s。