2018年秋高中物理 第2章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 4 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系課時(shí)作業(yè) 新人教版必修1.doc

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第二章　4 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題) 1．如圖所示，一輛正以8m/s速度沿直線行駛的汽車，突然以1m/s2的加速度加速行駛，則汽車加速行駛了18m時(shí)的速度為(　C　) A．8m/s B．12m/s C．10m/s D．14m/s 解析：由v2－v＝2ax和v0＝8m/s、a＝1m/s2，x＝18m可求出：v＝10m/s，故C正確。 2．(浙江寧波諾丁漢大學(xué)附中2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期中)汽車的加速性能是反映汽車性能的重要標(biāo)志。下表是測(cè)量三種型號(hào)的載重汽車加速性能時(shí)所采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由表中的數(shù)據(jù)可以斷定(　B　) 汽車型號(hào) 初速度v0/(kmh－1) 末速度vt/(kmh－1) 通過位移x/m A型號(hào)4噸載重汽車 13 29 357 B型號(hào)4噸載重汽車 13 29 273 C型號(hào)4噸載重汽車 13 29 315 A．A型號(hào)車的加速性能最好 B．B型號(hào)車的加速性能最好 C．C型號(hào)車的加速性能最好 D．三種型號(hào)車的加速性能相同 解析：根據(jù)速度位移關(guān)系公式v－v＝2ax得：a＝，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，B型號(hào)的加速度最大，加速性能最好，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。 3．一小車從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(如圖所示)，若到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為v，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為2v，則AB ∶BC等于(　C　) A．1︰1 B．1︰2 C．1︰3 D．1︰4 解析：畫出運(yùn)動(dòng)示意圖， 由v2－v＝2ax得： xAB＝，xBC＝，xAB：xBC＝1：3。 4．滑雪者以某一初速度沖上斜面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)(如圖)，到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度為零。已知滑雪者通過斜面中點(diǎn)時(shí)的速度為v，則滑雪者在前一半路程中的平均速度大小為 (　A　) A．v B．(＋1)v C．v D．v 解析：由題意知：v＝2aL ① v2＝2a ② ＝ ③ 由①②③解得＝v，所以A項(xiàng)正確。 5．(河北省唐山一中2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期中)兩輛游戲賽車a、b在兩條平行的直車道上行駛。t＝0時(shí)兩車都在同一計(jì)時(shí)線處，此時(shí)比賽開始。它們?cè)谒拇伪荣愔械膙－t圖如圖所示。哪些圖對(duì)應(yīng)的比賽中，兩輛賽車在出發(fā)后可能再次相遇(　AC　) 解析：在速度—時(shí)間圖象里，圖象與橫軸所圍成的面積表示物體發(fā)生的位移。從A圖中可以看出，當(dāng)t＝20s時(shí)，兩圖象面積相等，此時(shí)一輛賽車追上另一輛，A正確；B圖中a的面積始終小于b的面積，所以不可能追上，B錯(cuò)誤；C圖象也是在t＝20s時(shí)，兩圖象面積相等，此時(shí)一輛賽車追上另一輛，C正確；D圖象中a的面積始終小于b的面積，所以不可能追上，D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 6．2011年7月23日20時(shí)27分，在溫州南站附近，動(dòng)車組D301次車正以180km/h運(yùn)行，在它前面不遠(yuǎn)處的D3115次車由于雷電影響正緩慢(計(jì)算時(shí)可認(rèn)為速度為零)向前運(yùn)動(dòng)。由于后車(D301)并未收到調(diào)試室減速的指令，直到距離前車(D3115)相距約1km時(shí)才發(fā)現(xiàn)前車正在緩慢運(yùn)行，D301司機(jī)雖全力剎車，仍以90km/h的速度撞上D3115，造成重大傷亡事故，如圖所示。求動(dòng)車D301剎車的加速度大小和從D301剎車到撞上D3115的時(shí)間(保留兩位有效數(shù)字)。 答案：－0.94m/s2　27s 解析：(1)a＝＝m/s2＝－0.94m/s2，加速度大小為0.94m/s2 (2)t＝＝s＝27s 7．一隧道限速36km/h。一列火車長(zhǎng)100m，以72km/h的速度行駛，駛至距隧道50m處開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，以不高于限速的速度勻速通過隧道。若隧道長(zhǎng)200m。求： (1)火車做勻減速運(yùn)動(dòng)的最小加速度； (2)火車全部通過隧道的最短時(shí)間。 答案：(1)－3m/s2　(2)30s 解析：(1)72km/h＝20m/s　36km/h＝10m/s 當(dāng)火車頭到達(dá)隧道口時(shí)速度為36km/h時(shí)，加速度最小，設(shè)為a 由v2－v＝2ax 得　a＝＝m/s2＝－3m/s2 (2)火車以36km/h的速度通過隧道，所需時(shí)間最短 火車通過隧道的位移為x′ ＝100m＋200m＝300m 由x′＝vt　得 t＝＝s＝30s 能力提升 一、選擇題(單選題) 1．(黑龍江省雙鴨山一中2017～2018學(xué)年高一上學(xué)期期中)一顆子彈沿水平直線垂直穿過緊挨在一起的三塊木板后速度剛好為零，設(shè)子彈運(yùn)動(dòng)的加速度大小恒定，則下列說法正確的是(　D　) A．若子彈穿過每塊木板時(shí)間相等，則三木板厚度之比為1∶2∶3 B．若子彈穿過每塊木板時(shí)間相等，則三木板厚度之比為3∶2∶1 C．若三塊木板厚度相等，則子彈穿過木板時(shí)間之比為1∶1∶1 D．若三塊木板厚度相等，則子彈穿過木板時(shí)間之比為(－)∶(－1)∶1 解析：將子彈的運(yùn)動(dòng)看成沿相反方向的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則位移公式x＝at2得：若子彈穿過每塊木板時(shí)間相等，三木板厚度之比為5∶3∶1，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤。若三塊木板厚度相等，由位移公式x＝at2，通過三塊、后邊兩塊、最后一塊的時(shí)間之比為∶∶1，則子彈穿過木板時(shí)間之比為(－)∶(－1)∶1，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。 2．列車長(zhǎng)為l，鐵路橋長(zhǎng)為2l，列車勻加速行駛過橋，車頭過橋頭的速度為v1，車頭過橋尾時(shí)的速度為v2，則車尾過橋尾時(shí)速度為(　C　) A．3v2－v1 B．3v2＋v1 C． D． 解析：v－v＝2a2l，而v－v＝2a3l，v3＝，C正確。 3．(海南省海南中學(xué)2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期中)兩輛完全相同的汽車，沿水平直路一前一后勻速行駛，速度均為v0，若前車突然以恒定的加速度剎車，在前車剛停住時(shí)，后車以前車剎車的加速度開始剎車，已知前車在剎車過程中所行駛的距離為s，若要保持兩車在上述情況中不相撞，則兩車在勻速行駛時(shí)保持的距離至少應(yīng)為(　B　) A．s B．2s C．3s D．4s 解析：兩輛完全相同的汽車，剎車時(shí)加速度相同，剎車位移也相同為s，設(shè)加速度大小為a，前車剎車的時(shí)間為t＝＝，剎車的位移s＝，在此時(shí)間內(nèi)，后車做勻速運(yùn)動(dòng)，位移為x＝v0t＝，所以x＝2s，此后后車剎車，剎車位移也為s，要保持兩車在上述情況中不相撞，則兩車在勻速行駛時(shí)保持的距離至少應(yīng)為Δx＝x＋s－s＝x＝2s，故選B。 4．(江蘇省啟東中學(xué)2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期月考)如圖所示，某“闖關(guān)游戲”的筆直通道上每隔8m設(shè)有一個(gè)關(guān)卡，各關(guān)卡同步放行和關(guān)閉，放行和關(guān)閉的時(shí)間分別為5s和2s，關(guān)卡剛放行時(shí)，一同學(xué)立即在關(guān)卡1處以加速度2m/s2由靜止加速到2m/s，然后勻速向前，則最先擋住他前進(jìn)的關(guān)卡是(　C　) A．關(guān)卡2 B．關(guān)卡3 C．關(guān)卡4 D．關(guān)卡5 解析：根據(jù)v＝at可得，2＝2t1，所以加速的時(shí)間為t1＝1s；加速的位移為x1＝at2＝212＝1m，到達(dá)關(guān)卡2的時(shí)間為t2＝s＝3.5s，所以可以通過關(guān)卡2繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)關(guān)卡3的時(shí)間為t3＝s＝4s，此時(shí)關(guān)卡3也是放行的，可以通過，到達(dá)關(guān)卡4的總時(shí)間為1＋3.5＋4＋4＝12.5s，關(guān)卡放行和關(guān)閉的時(shí)間分別為5s和2s，此時(shí)關(guān)卡4是關(guān)閉的，所以最先擋住他前進(jìn)的是關(guān)卡4，所以C正確；故選C。 5.(河北唐山一中2016～2017學(xué)年高一上學(xué)期期中)入冬以來，全國(guó)多地多次發(fā)生霧霾天氣，能見度不足20m。在這樣的惡劣天氣中，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(shí)刻兩車司機(jī)同時(shí)聽到前方有事故發(fā)生的警笛提示，同時(shí)開始剎車。兩輛車剎車時(shí)的v－t圖象如圖，則(　C　) A．若兩車發(fā)生碰撞，開始剎車時(shí)兩輛車的間距一定等于112.5m B．若兩車發(fā)生碰撞，開始剎車時(shí)兩輛車的間距一定小于90m C．若兩車發(fā)生碰撞，則一定是在剎車后20s之內(nèi)的某時(shí)刻發(fā)生相撞 D．若兩車發(fā)生碰撞，則一定是在剎車后20s以后的某時(shí)刻發(fā)生相撞 解析：由圖可知，兩車速度相等經(jīng)歷的時(shí)間為20s，甲車的加速度a1＝＝－1m/s2，乙車的加速度a2＝＝－0.5m/s2，此時(shí)甲車的位移x甲＝v甲t＋a1t2＝2520－1400m＝300m，乙車的位移x乙＝v乙t＋a2t2＝1520－0.5400m＝200m，可知要不相撞，則兩車的距離至少Δx＝300－200m＝100m，因?yàn)閮绍嚢l(fā)生碰撞，則兩車的距離小于100m，故A、B錯(cuò)誤。因?yàn)樗俣认嗟群?，若不相撞，兩者的距離又逐漸增大，可知兩輛車一定是在剎車后的20s之內(nèi)的某時(shí)刻發(fā)生相撞的，故C正確，D錯(cuò)誤，故選C。 二、非選擇題 6．備戰(zhàn)第61屆校運(yùn)會(huì)，甲乙兩同學(xué)在直跑道上進(jìn)行4100m接力訓(xùn)練，他們?cè)诒寂軙r(shí)有相同的最大速度，最大速度為10m/s，乙從靜止開始全力奔跑需跑出25m才能達(dá)到最大速度，這一過程可看作是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在甲持棒以最大速度向乙奔來，乙在接力區(qū)伺機(jī)全力奔出。若要求乙接棒時(shí)奔跑的速度達(dá)到最大速度的80%，則 (1)按題目描述的，接力的過程甲做什么運(yùn)動(dòng)，乙又是做什么運(yùn)動(dòng)？平均速度之比是多少？ (2)乙在接力區(qū)須奔出多少距離？ (3)如果乙是傻傻站著接棒，接到棒后才從靜止開始全力奔跑，這樣會(huì)浪費(fèi)多少時(shí)間？ 答案：(1)甲勻速直線運(yùn)動(dòng)；乙勻加速直線運(yùn)動(dòng)；5︰2 (2)16m　(3)2.4s 解析：(1)由題意可知：甲以10m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙做加速度最大的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 甲＝10m/s，乙＝80%m/s＝4m/s 故甲︰乙＝5︰2 (2)設(shè)乙的最大速度為v，則v2＝2ax，(0.8v)2＝2ax′。得x′＝16m (3)在接力區(qū)通過16m距離所需時(shí)間 t1＝＝s＝1.6s t2＝＝s＝4s Δt＝t2－t1＝2.4s 7．一位旅客可用三種方法從常州到蘇州旅游：第一種是乘普客汽車經(jīng)312國(guó)道到達(dá)；第二種方法是乘快客汽車經(jīng)滬寧高速公路到達(dá)；第三種方法是乘火車到達(dá)；下面是三種車的發(fā)車時(shí)刻及里程表，已知普客汽車全程平均時(shí)速為60km/h，快客汽車全程平均時(shí)速為100km/h，兩車途中均不停站，火車在中途需停靠無錫站5min，設(shè)火車進(jìn)站和出站都做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小是2400km/h2，途中勻速行駛，速率為120km/h，若現(xiàn)在時(shí)刻是上午8點(diǎn)05分，這位旅客想早點(diǎn)到達(dá)蘇州，請(qǐng)你通過計(jì)算說明他該選擇乘什么車？(沒有計(jì)算過程不得分) 普客汽車 快客汽車 火車 里程/km 75 80 72 班次 7：20 8：20 10：30 14：30 … 8：00 8：40 9：20 10：55 … 8：00 8：33 9：00 9：43 … 答案：他應(yīng)該選擇乘坐火車 解析：(1)乘普客汽車：t1＝＝h＝75min； 乘普客 8：20發(fā)車；9：35到達(dá) (2)乘快客汽車：t2＝＝h＝48min 乘快客8：40發(fā)車，9：28 到達(dá) (3)乘火車：t1′＝＝h＝0.05h， 火車變速運(yùn)動(dòng)總時(shí)間4t1′＝0.2h 火車變速運(yùn)動(dòng)路程s1＝4t1′＝600.2km＝12km， 火車勻速運(yùn)動(dòng)路程s2＝(72－12)km＝60km， 火車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2′＝＝h＝0.5h， 火車總時(shí)間t3＝4t1′＋t2′＋t3′＝47min 乘火車 8：33發(fā)車，9：20到達(dá) 所以他應(yīng)該選擇乘坐火車