（全國通用版）2019版高考物理一輪復習 第一章 運動的描述 勻變速直線運動研究 課時分層作業(yè) 三 1.3 運動圖象 追及相遇問題.doc

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課時分層作業(yè) 三運動圖象　追及相遇問題 (45分鐘　100分) 【基礎(chǔ)達標題組】 一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。1～6題為單選題,7～10題為多選題) 1.一質(zhì)點的s-t圖象如圖所示,能正確表示該質(zhì)點的速度v與時間t的圖象是 (　　) 【解析】選A。由于第一段時間內(nèi)位移-時間圖象的斜率為負常數(shù),說明質(zhì)點做負方向的勻速直線運動,第二段時間內(nèi)圖象的斜率為零即速度為零,第三段斜率為正常數(shù),質(zhì)點做正方向的勻速直線運動,第四段內(nèi)斜率為零即速度為零,故A正確。 2.如圖所示,甲從A地由靜止勻加速跑向B地,當甲前進距離為s1時,乙從距A地s2處的C點由靜止出發(fā),加速度與甲相同,最后二人同時到達B地,則AB兩地距離為 (　　) A.s1+s2 B. C. D. 【解析】選B。設(shè)甲前進距離為s1時,速度為v,甲乙勻加速直線運動的加速度為a,則有:vt+at2-at2=s2-s1,根據(jù)速度—位移公式得,v=,解得t=,則AB的距離s=s2+at2=s2+a=s2+=。 3.甲、乙兩人同時同地出發(fā)騎自行車做直線運動,前1小時內(nèi)的位移—時間圖象如圖所示,下列表述正確的是 (　　) A.0.2～0.5小時內(nèi),甲的加速度比乙的大 B.0.2～0.5小時內(nèi),甲的速度比乙的大 C.0.6～0.8小時內(nèi),甲的位移比乙的小 D.0.8小時內(nèi),甲、乙騎行的路程相等 【解析】選B。位移—時間圖象的斜率絕對值反映速度大小,在0.2～0.5小時內(nèi),甲、乙均做勻速直線運動,加速度為0,甲圖象斜率大于乙圖象斜率,說明甲的速度大于乙的速度,故A錯誤,B正確;由位移—時間圖象可以看出在0.6～0.8小時內(nèi)甲的位移比乙的大,故C錯誤;由位移—時間圖象看出在t=0.5小時時,甲在x=10 km處,而乙在x=8 km處,進一步得出在0.8小時內(nèi)甲的路程比乙的大,故D錯誤。 4.一質(zhì)點從原點出發(fā)做直線運動的v-t圖象如圖所示。下列說法正確的是 (　　) A.質(zhì)點在6 s時刻到原點的距離為10 m B.在0～2 s和4～6 s,質(zhì)點的加速度相同 C.在2～4 s,質(zhì)點的速度和加速度大小都減小 D.在2～4 s,質(zhì)點的速度和加速度方向相同 【解析】選C。在v-t圖象中,與時間軸所圍面積為質(zhì)點通過的位移,如果在2～4 s內(nèi)做勻減速運動,此時通過的位移為:x=104 m-210 m=10 m,由于2～4 s內(nèi)做變速運動,通過的位移小于勻減速通過的位移,故質(zhì)點在6 s時刻到原點的距離小于10 m,故A錯誤;在0～2 s和4～6 s,圖線的斜率大小相同,方向不同,故加速度不相同,故B錯誤;由v-t圖象可知,速度減小,斜率減小,加速度減小,故C正確;在2～4 s,做減速運動,速度和加速度方向相反,故D錯誤。 5.兩個質(zhì)點A、B放在同一水平面上,由靜止開始從同一位置沿相同方向同時開始做直線運動,其運動的v-t圖象如圖所示。對A、B運動情況的分析,下列結(jié)論正確的是 (　　) A.A、B加速時的加速度大小之比為2∶1 B.在t=6t0時刻,A、B相遇 C.在t=3t0時刻,A、B相距最遠 D.在t=5t0時刻,A、B相距最遠 【解析】選B。速度-時間圖象的斜率表示加速度,則A加速時的加速度aA=,B加速時的加速度aB=,所以A、B加速時的加速度大小之比為10∶1,故A錯誤;當A、B圖象與坐標軸圍成的面積相等時兩質(zhì)點相遇,根據(jù)圖象面積可知,在t=6t0時刻,A、B位移相等,相遇,故B正確。速度—時間圖線與時間軸所圍成的面積表示位移,當A、B速度相等時,相距最遠,由圖象可知,在2t0和3t0之間相距最遠,故C、D錯誤。 6.(2018衡水模擬)甲、乙兩輛汽車沿同一平直路面行駛,其v-t圖象如圖所示,下列對汽車運動狀況的描述正確的是 (　　) A.在第10 s末,乙車改變運動方向 B.在第10 s末,甲、乙兩車相距150 m C.在第20 s末,甲、乙兩車相遇 D.若開始時乙車在前,則兩車可能相遇兩次 【解析】選D。由圖可知,在20 s內(nèi),乙車一直沿正方向運動,速度方向沒有改變,故A錯誤;由于不知道初始位置甲、乙相距多遠,所以無法判斷在10 s末兩車相距多遠,及在20 s末能否相遇,故B、C錯誤;若剛開始乙在前,且距離為150 m,則在10 s末兩車相遇,之后甲在乙的前面,乙的速度增大,在某個時刻與甲相遇,故D正確。 7.如圖所示,汽車以10 m/s的速度勻速駛向路口,當行駛至距路口停車線20 m處時,綠燈還有3 s熄滅。而該汽車在綠燈熄滅時剛好停在停車線處。則汽車運動的v-t圖象可能是 (　　) 【解析】選B、C。在3 s內(nèi)位移為x=103 m=15 m,該汽車還沒有到達停車線處,不符合題意,故A錯誤;由圖可知xB>15 m,可能為20 m,所以汽車可能不超過停車線,故B正確;在3 s內(nèi)位移等于x=10 m=20 m,則C可能是該汽車運動的v-t圖象,故C正確;在3 s內(nèi)位移等于x=10 m=17.5 m,該汽車還沒有到達停車線處,不符合題意,故D錯誤。 8.a、b兩車在平直公路上沿同一方向行駛,運動的v-t圖象如圖所示,在t=0時刻,b車在a車前方s0處,在t=t1時間內(nèi),a車的位移為s,則 (　　) A.若a、b在t1時刻相遇,則s0=s B.若a、b在時刻相遇,則下次相遇時刻為2t1 C.若a、b在時刻相遇,則s0=s D.若a、b在t1時刻相遇,則下次相遇時刻為2t1 【解析】選A、C。由圖可知,a車的初速度等于2v,在t1時間內(nèi),a車的位移為s,則b車的位移為s。若a、b在t1時刻相遇,則s0=s-s=s,A正確;若a、b在時刻相遇,由圖象可知,s0為陰影部分對應(yīng)的距離,即s0=s=s,由圖象中的對稱關(guān)系,下次相遇的時刻為t1+=t1,故B錯誤,C正確;若a、b在t1時刻相遇,之后vb>va,不能再次相遇,故D錯誤。 9.(2018張家口模擬)草原天路連接崇禮滑雪區(qū)、赤城溫泉區(qū)和張北草原風景區(qū),被稱為中國大陸最美麗的公路之一。某霧霾天氣,天路某平直狹窄路段上一輛轎車和一輛貨車(兩車均視為質(zhì)點)同向勻速行駛,其速度大小分別為v1= 40 m/s、v2=25 m/s。當轎車與貨車距離x0=22 m時、轎車司機才發(fā)現(xiàn)前方的貨車,司機立即剎車,剎車后轎車做勻減速直線運動,而貨車仍以原來的速度行駛。已知轎車以大小v3=20 m/s的速度行駛時,剎車后要行駛距離x=40 m才能停下。則下列說法正確的是 (　　) A.剎車后轎車的加速度大小為5 m/s2 B.剎車后轎車的加速度大小為4 m/s2 C.兩車會相撞 D.兩車不會相撞 【解析】選A、C。轎車以大小v3=20 m/s的速度行駛時,剎車后要行駛距離x= 40 m才能停下,由=2ax得轎車剎車過程的加速度大小:a== m/s2=5 m/s2, A正確、B錯誤;假設(shè)恰好不相撞時兩車的速度相等,即:v1-at1=v2 得:t1== s=3 s 轎車前進的距離:s1=t1=3 m=97.5 m 貨車前進的距離:s2=v2t1=75 m, 因為:s1-s2=22.5 m>s0,即兩車會相撞,C正確、D錯誤。 10.甲、乙兩汽車在某平直公路上做直線運動,某時刻經(jīng)過同一地點,從該時刻開始計時,其v-t圖象如圖所示。根據(jù)圖象提供的信息可知 (　　) A.從t=0時刻起,開始時甲在前,6 s末乙追上甲 B.從t=0時刻起,開始時甲在前,在乙追上甲前,甲、乙相距最遠為12.5 m C.8 s末甲、乙相遇,且距離t=0時的位移為40 m D.在0～4 s內(nèi)與4～6 s內(nèi)甲的平均速度相等 【解析】選B、C。根據(jù)圖象可知,在0～4 s內(nèi)甲的平均速度v1= m/s=7.5 m/s,在4～6 s內(nèi)甲的平均速度v2= m/s=5 m/s,D錯誤;在0～6 s內(nèi),甲的位移 x甲=(7.54+52)m=40 m,乙的位移x乙=56 m=30 m,因此6 s末乙未追上甲,A錯誤;當兩者速度相等時,距離最遠,即5 s末距離最遠,此時最遠距離Δx= (7.54+1-55)m=12.5 m,B正確;6 s以后,甲停止運動,因此相遇時,距離t=0時的位移為40 m,所用時間t==8 s,C正確。 二、計算題(15分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 11.如圖所示是某一次接力訓練。已知甲、乙兩運動員經(jīng)短距離加速后都能達到并保持10 m/s的速度跑完全程。設(shè)乙從起跑后到接棒前的運動是勻加速的,加速度大小為3 m/s2。乙在接力區(qū)前端聽到口令時起跑,在甲、乙相遇時完成交接棒。在某次練習中,甲以v=10 m/s的速度跑到接力區(qū)前端s0=14.0 m處向乙發(fā)出起跑口令。已知接力區(qū)的長度為L=20 m。求: (1)此次練習中交接棒處離接力區(qū)前端(即乙出發(fā)的位置)的距離。 (2)為了達到理想成績,需要乙恰好在速度達到與甲相同時被甲追上,則甲應(yīng)在接力區(qū)前端多遠時對乙發(fā)出起跑口令? (3)在(2)中,棒經(jīng)過接力區(qū)的時間是多少? 【解析】(1)設(shè)乙加速到交接棒時運動時間為t, 則在甲追乙過程中有:s0+at2=vt 代入數(shù)據(jù)得:t1=2 s t2=4.67 s(不符合乙加速最長時間tm== s,實際舍去) 此次練習中交接棒處離接力區(qū)前端的距離為: x=at2=6 m (2)乙加速時間為:t乙= s 設(shè)甲在距離接力區(qū)前端為s時對乙發(fā)出起跑口令, 則在甲追乙過程中有:s+a=vt乙 代入數(shù)據(jù)得:s=16.7 m (3)棒在(2)過程以v=10 m/s速度運動,所以有:t==2 s 答案:(1)6 m　(2)16.7 m　(3)2 s 【加固訓練】 小明設(shè)計了飛船降落方案的v-t圖。當飛船從高度H=60 km處以速度v0=500 m/s豎直向下運動時,控制系統(tǒng)打開降落傘,飛船開始減速。經(jīng)過時間2t0(t0=100 s)飛船開始做勻速運動,其收尾速度為0.1v0。當t=3t0時,飛船反推發(fā)動機點火,飛船開始做勻減速直線運動,再經(jīng)過t0時間至地面時速度恰好為零。求: (1)從t=3t0至4t0期間,飛船的加速度。 (2)從t=0至2t0期間,飛船下降的距離。 【解析】(1)從t=3t0至4t0期間,飛船的加速度為a==-= - m/s2=-0.5 m/s2。方向豎直向上 (2)從t=0至2t0期間,飛船下降的距離為h=H-0.1v0 =60 000 m-0.1500 m=52 500 m=52.5 km 答案:(1)0.5 m/s2,方向豎直向上 (2)52.5 km 【能力拔高題組】 1.(8分)(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,它們的v-t圖象如圖所示。下列判斷正確的是 (　　) 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 m C.乙車啟動10 s后正好追上甲車 D.乙車超過甲車后,兩車不會再相遇 【解析】選A、B、D。根據(jù)速度圖線與時間軸包圍的面積表示位移,可知乙車在t=10 s時啟動,此時甲車的位移為x=1010 m=50 m,即甲車在乙車前方50 m處,故A正確;當兩車的速度相等時相距最遠,最大距離為:xmax=(5+15) 10 m-105 m=75 m,故B正確;由于兩車從同一地點沿同一方向做直線運動,當位移相等時兩車才相遇,由題圖可知,乙車啟動10 s后位移小于甲車的位移,還沒有追上甲車,故C錯誤;乙車超過甲車后,由于乙車的速度大,所以不可能再相遇,故D正確。 2.(17分)自然界時刻發(fā)生著你死我活的奔跑賽,膽小勢弱的羚羊從靜止開始奔跑,經(jīng)過x1=50 m的距離能加速到最大速度v1=25 m/s,并能維持該速度一段較長的時間;獵豹從開始奔跑,經(jīng)過x2=60 m的距離能加速到最大速度v2=30 m/s,以后只能維持這個速度t0=4.0 s,接著做加速度大小為a=2.5 m/s2的勻減速運動直到停止。設(shè)獵豹距離羚羊x時開始攻擊,羚羊則在獵豹開始攻擊后t′=0.5 s才開始奔跑,假定羚羊和獵豹在加速階段分別做勻加速運動,且均沿同一直線奔跑。則: (1)獵豹要在其加速階段追上羚羊,x值應(yīng)在什么范圍? (2)獵豹要在其減速前追到羚羊,x值應(yīng)在什么范圍? (3)獵豹要能夠追上羚羊,x值應(yīng)在什么范圍? 【解析】(1)羚羊做加速運動的加速度大小為: a1== m/s2=6.25 m/s2 羚羊做加速運動的時間為: t1== s=4.0 s 而獵豹做加速運動的加速度為: a2== m/s2=7.5 m/s2 獵豹做加速運動的時間為:t2== s=4.0 s 因t2=t1,獵豹要在其加速階段追上羚羊,獵豹運動的時間t≤4 s 所以,獵豹追上羚羊時,羚羊也正在加速運動,則有: a2t2≥a1(t-t′)2+x,解得:x≤21.7 m。 (2)設(shè)獵豹在維持最大速度的時間內(nèi)追到羚羊,由題意得總時間:t≤8.0 s 由t2=t1可知,當獵豹進入勻速運動過程0.5 s后,羚羊?qū)⒆鰟蛩龠\動。所以,當獵豹追到羚羊時,羚羊早已在做勻速運動,只是勻速運動的時間比獵豹少了0.5 s,則有: x2+v2t0≥x1+x+v1(t0-t′) 解得:x≤42.5 m (3)當獵豹的速度減到與羚羊的速度相等時, 如果還追不上羚羊則永遠追不上了。 獵豹減速到與羚羊速度相等的時間為:t″=2 s 根據(jù)運動學公式,有: x2+v2t0+(v2+v1)t″≥x1+x+v1(t0+t″-t′) 解得:x≤47.5 m。 答案:(1)x≤21.7 m　(2)x≤42.5 m (3)x≤47.5 m