教科版高中物理必修第一冊(cè)第2章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律第3節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系練習(xí)含答案

第3節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于勻變速直線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.位移與時(shí)間的二次方成正比B.位移總是隨著時(shí)間的增大而增大C.加速度、速度、位移三者方向一致D.加速度、速度、位移的方向并不一定都相同答案:D解析:位移公式x=v0t+12at2,位移與時(shí)間的二次方只在v0=0時(shí)才成正比,故A錯(cuò)誤;位移也可能隨著時(shí)間的增大而減小,故B錯(cuò)誤;加速度、速度、位移的方向并不一定都相同,故D正確,C2.一輛汽車以10m/s的速度開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),汽車的加速度是2m/s2,則加速5s內(nèi)位移是()A.25m B.35mC.55m D.75m答案:D解析:由汽車做勻加速運(yùn)動(dòng),由位移公式x=v0t+12at2,代入數(shù)據(jù)解得x=10×5m+12×2×52m=75m,故D正確A、B、3.甲、乙、丙三輛汽車以相同的速度同時(shí)經(jīng)過(guò)某一路標(biāo),從此時(shí)開(kāi)始,甲一直做勻速直線運(yùn)動(dòng),乙先加速后減速,丙先減速后加速,它們經(jīng)過(guò)下一路標(biāo)時(shí)速度又相同,則()A.甲車先通過(guò)下一路標(biāo)B.乙車先通過(guò)下一路標(biāo)C.丙車先通過(guò)下一路標(biāo)D.無(wú)法判斷哪輛車先通過(guò)下一路標(biāo)答案:B解析:設(shè)甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v,乙先加速后減速,在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速度大于v,則整個(gè)過(guò)程中的平均速度大于v;丙先減速后加速,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度小于v,則整個(gè)過(guò)程中的平均速度小于v。根據(jù)x=vt,知t=xv可知,乙的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,所以乙車先經(jīng)過(guò)下一個(gè)路標(biāo),故A、C、D錯(cuò)誤,B4.某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系是x=4t+2t2,x與t的單位分別為m和s,則質(zhì)點(diǎn)的初速度與加速度分別為()A.4m/s與2m/s2B.0與4m/s2C.4m/s與4m/s2D.4m/s與0答案:C解析:對(duì)比x=4t+2t2(x的單位是m,t的單位是s)和位移公式x=v0t+12at2,可知其初速度v0=4m/s,加速度a=4m/s25.一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第1個(gè)4s內(nèi)的位移為x1=24m,第二個(gè)4s內(nèi)的位移為x2=64m,則物體的初速度和加速度分別為()A.0m/s2m/s2 B.2m/s3m/s2C.1m/s2.5m/s2 D.3m/s3.5m/s2答案:C解析:由題可知,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),T=4s,x1=24m,x2=64m根據(jù)推論Δx=aT2得,x2-x1=aT2,代入數(shù)據(jù)解得a=2.5m/s2又x1=v0T+12aT2代入數(shù)據(jù)解得v0=1m/s,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。6.下圖是A、B兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的x-t圖像,下列說(shuō)法正確的是()A.A、B兩個(gè)物體開(kāi)始時(shí)相距100m,同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)B.B物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為5m/s2C.A、B兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)8s時(shí),在距A的出發(fā)點(diǎn)60m處相遇D.A物體在2~6s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案:C解析:根據(jù)題圖知,A、B兩物體開(kāi)始時(shí)相距100m,速度方向相反,相向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;x-t圖像的斜率表示速度,故B物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為v=60-1008-0m/s=-5m/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t=8s時(shí)兩圖線相交,表明A、B兩物體運(yùn)動(dòng)8s時(shí),在距A的出發(fā)點(diǎn)60m處相遇,選項(xiàng)C正確;在2~6s內(nèi),物體A的圖線斜率為零,速度為零,說(shuō)明在2~6s內(nèi)物體A7.閱兵訓(xùn)練場(chǎng)上某裝甲車正以54km/h的速度勻速行駛,接到如下指令:(1)若裝甲車以a1=0.5m/s2的加速度加速,則加速10s后速度能達(dá)到多少?(2)若裝甲車以a2=1m/s2的加速度大小減速剎車,則開(kāi)始剎車10s后速度為多少?(3)若裝甲車以a3=3m/s2的加速度大小減速剎車,則開(kāi)始剎車10s后速度為多少?裝甲車滑行位移多大?答案:(1)20m/s(2)5m/s(3)037.5m解析:(1)v0=54km/h=15m/s根據(jù)v=v0+a1t得v10=15m/s+0.5×10m/s=20m/s。(2)剎車10s速度v2=v0-a2t2=15m/s-1×10m/s=5m/s。(3)裝甲車速度減為0的時(shí)間t3=v0a3=153則10s時(shí)的速度為0裝甲車滑行的位移x=v02t3=15+02×5=37.5能力提升1.一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第3s內(nèi)的位移是6m,第5s內(nèi)的位移是10m,下列說(shuō)法正確的是()A.物體的初速度為0B.物體的加速度為1m/s2C.第3s末的速度為6m/sD.前5s的位移為30m答案:D解析:第3s內(nèi),6m=(v0+2s·a)×1s+12a×(1s)2,第5s內(nèi),10m=(v0+4s·a)×1s+12a×(1s)2,由以上兩式可得a=1m/s2,v0=1m/s,故A、B錯(cuò)誤;第3s末的速度為v3=v0+at3=1m/s+2×3m/s=7m/s,故C錯(cuò)誤;前5s的位移為x5=v0t+12at2=1×5m+12×2×52m=302.2019年6月6日,中國(guó)科考船“科學(xué)”號(hào)對(duì)馬里亞納海溝南側(cè)系列海山進(jìn)行調(diào)查,船上搭載的“發(fā)現(xiàn)”號(hào)遙控?zé)o人潛水器完成了本航次第10次下潛作業(yè),下潛深度達(dá)6000m以上。潛水器完成作業(yè)后上浮,上浮過(guò)程的初期可看作勻加速直線運(yùn)動(dòng)。今測(cè)得潛水器相繼經(jīng)過(guò)兩段距離為12m的路程,第一段用時(shí)6s、第二段用時(shí)4s,則其加速度大小是()A.15m/s2 B.13C.12m/s2 D.23答案:A解析:第一段的平均速度為v1=ΔxΔt=126s=2m/s,第二段的平均速度為v2=ΔxΔt=124m/s=3m/s,根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度知,兩個(gè)中間時(shí)刻的時(shí)間間隔為Δt=3s+2s=5s,則加速度為a=ΔvΔt=3-253.(多選)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),依次通過(guò)A、B、C、D四個(gè)點(diǎn),通過(guò)相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔均為2s,已知xAB=6m,xCD=14m。下列說(shuō)法正確的是()A.物體的加速度大小為2m/s2B.物體通過(guò)A點(diǎn)的速度大小為2m/sC.物體通過(guò)D點(diǎn)的速度大小為10m/sD.物體在BC段的平均速度大小為5m/s答案:BD解析:由公式Δx=nat2可得a=14-62×22m/s2=1m/s2,故A錯(cuò)誤;由公式xAB=vAt+12at2可得vA=2m/s,故B正確;采用逆向思維,將從C到D的運(yùn)動(dòng)看作反方向的勻減速運(yùn)動(dòng),由位移公式得xCD=vDt-12at2,解得vD=8m/s,故C錯(cuò)誤;勻變速直線運(yùn)動(dòng)連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差等于定值,即xBC-xAB=at2,解得xBC=10m,所以平均速度為v=4.一質(zhì)點(diǎn)在連續(xù)的4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在第一個(gè)2s內(nèi)位移為12m,第二個(gè)2s內(nèi)位移為16m,下列說(shuō)法正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)在第1s末的速度大小為4m/sB.質(zhì)點(diǎn)在第2s末的速度大小為6m/sC.質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為1m/s2D.質(zhì)點(diǎn)在4s內(nèi)的平均速度為8m/s答案:C解析:第一個(gè)2s內(nèi)的平均速度v1=6m/s,此速度等于該階段中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,故第1s末的速度大小為6m/s,故A錯(cuò)誤;第2s末的速度為4s內(nèi)的平均速度,v2=12+164m/s=7m/s,故B、D錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由Δx=aT2可得(16-12)m=a×(2s)2,a=1m/s2,故C5.物體以初速度v0=10m/s做勻加速直線運(yùn)動(dòng),物體運(yùn)動(dòng)的加速度a=1m/s2,求物體運(yùn)動(dòng)8s內(nèi)的位移和第2個(gè)8s內(nèi)的位移。答案:112m176m解析:據(jù)題意可知,v0=10m/s,a=1m/s2,據(jù)x=v0t+12at2解得物體在8sx1=v0t1+12at1物體在16s內(nèi)的位移為x2=v0t2+12at2則物體在第2個(gè)8s內(nèi)位移為x'=x2-x1=288m-112m=176m。6.翼裝飛行也叫近距離天際滑翔運(yùn)動(dòng),是指飛行者身著翼裝從高處跳下后在空中飛行,因其驚險(xiǎn)刺激,深受極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的喜愛(ài)。如圖所示,某運(yùn)動(dòng)員從距谷底高度300m的橋面上跳下進(jìn)行翼裝飛行,剛開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)可看作由靜止開(kāi)始的勻加速直線運(yùn)動(dòng),他在豎直方向上每下降7m的同時(shí)在水平方向上前進(jìn)24m,開(kāi)始運(yùn)動(dòng)10s后運(yùn)動(dòng)員調(diào)整姿態(tài),沿原來(lái)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)他勻速運(yùn)動(dòng)20s且距谷底高度為90m時(shí),打開(kāi)降落傘最終安全落到谷底。求:(1)運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到打開(kāi)降落傘的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平均速度大小;(2)運(yùn)動(dòng)員做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小。答案:(1)25m/s