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PAGE5-課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(八)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系A(chǔ)級(jí)—學(xué)考達(dá)標(biāo)1.一物體的位移與時(shí)間的關(guān)系式為x=4t-2t2+5(m),那么它的初速度和加速度分別是()A.2m/s,0.4m/s2 B.4m/s,2m/s2C.4m/s,-4m/s2 D.4m/s,1m/s2解析:選C將公式x=4t-2t2+5(m)和位移公式x=v0t+eq\f(1,2)at2進(jìn)行類比可知物體的初速度v0=4m/s,加速度a=-4m/s2,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。2.某高速列車在某段距離中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度由5m/s增加到10m/s時(shí)位移為x。則當(dāng)速度由10m/s增加到15m/s時(shí),它的位移是()A.eq\f(5,2)x B.eq\f(5,3)xC.2x D.3x解析:選B由v2-v02=2ax得(102-52)m=2ax,(152-102)m=2ax′;兩式聯(lián)立可得x′=eq\f(5,3)x,故B正確。3.一個(gè)物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第1s內(nèi)的位移是1m,第3s內(nèi)的位移是()A.2m B.3mC.5m D.解析:選C根據(jù)x1=eq\f(1,2)at12得物體的加速度為a=eq\f(2x1,t12)=eq\f(2×1,12)m/s2=2m/s2,則物體在第3s內(nèi)的位移為:x′=eq\f(1,2)at32-eq\f(1,2)at22=eq\f(1,2)×2×(9-4)m=5m,故C正確。4.物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng),其速度—時(shí)間圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.物體在前2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2B.物體在6~12s內(nèi)速度一直減小C.物體在第12s內(nèi)的位移為0.75mD.物體在前12s內(nèi)的路程為15m解析:選Dv-t圖像的斜率表示加速度,所以物體在前2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a=eq\f(2,2)m/s2=1m/s2,故A錯(cuò)誤;物體在6~12s內(nèi)速度先減小后增大,故B錯(cuò)誤;物體在6~12s內(nèi)的加速度大小為a=eq\f(2,4)m/s2=eq\f(1,2)m/s2,10~12s的位移大小為x1=eq\f(1,2)at2=eq\f(1,2)×eq\f(1,2)×22m=1m,10~11s的位移大小為x2=eq\f(1,2)×eq\f(1,2)×12m=0.25m,所以物體在第12s內(nèi)的位移大小為x=x1-x2=0.75m,方向與正方向相反,即位移為-0.75m,故C錯(cuò)誤;物體在前10s內(nèi)的路程為s1=eq\f(4+10,2)×2m=14m,在10~12s內(nèi)的路程為s2=x1=1m,所以物體在前12s內(nèi)的路程為s=s1+s2=15m,故D正確。5.a、b、c三物體在同一條直線上運(yùn)動(dòng),其位移—時(shí)間圖像如圖所示,圖線c是一條x=0.4t2的拋物線。有關(guān)a、b、c三物體在0~5s內(nèi)的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.a(chǎn)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.c物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.t=5s時(shí),a物體速度最大D.a(chǎn)、b兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),且速度相同解析:選B在x-t圖像中傾斜的直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),則由題圖知a、b兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng),由題圖所示圖線斜率可知,a、b兩圖線的斜率大小相等、正負(fù)相反,即a、b兩物體的速度大小相等、方向相反,故A、D錯(cuò)誤;圖線c是一條x=0.4t2的拋物線,結(jié)合x=v0t+eq\f(1,2)at2可知,c做初速度為0,加速度為0.8m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),故B正確;圖線的斜率大小等于速度大小,根據(jù)題圖可知,t=5s時(shí),c物體速度最大,故C錯(cuò)誤。6.一輛汽車在水平地面上沿直線行駛,在0~2t時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度由0變?yōu)関。在2t~3t時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度由v變?yōu)?,在這兩段時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是()A.加速度的大小之比為2∶1B.位移的大小之比為2∶1C.平均速度的大小之比為1∶2D.平均速度的大小之比為2∶1解析:選B根據(jù)題意作出汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,如圖所示。根據(jù)圖像的斜率等于加速度,可得加速度的大小之比a1∶a2=eq\f(v,2t)∶eq\f(v,t)=1∶2,故A錯(cuò)誤;位移的大小之比x1∶x2=eq\f(1,2)v·2t∶eq\f(1,2)vt=2∶1,故B正確;平均速度的大小之比eq\x\to(v)1∶eq\x\to(v)2=eq\f(0+v,2)∶eq\f(v+0,2)=1∶1,故C、D錯(cuò)誤。7.在交警處理某次交通事故時(shí),通過(guò)監(jiān)控儀器掃描,將采集數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)后得到該汽車在水平路面上剎車過(guò)程中的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律為x=20t-2t2(x的單位是m,t的單位是s)。則該汽車在路面上留下的剎車痕跡長(zhǎng)度為()A.18m B.32mC.48m D.50m解析:選D根據(jù)x=20t-2t2,結(jié)合x=v0t+eq\f(1,2)at2可知,初速度v0=20m/s,加速度a=-4m/s2。汽車剎車后做勻減速運(yùn)動(dòng)的位移為剎車痕跡長(zhǎng)度:x=eq\f(-v02,2a)=50m,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。8.一質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過(guò)A、B、C、D四點(diǎn)。已知經(jīng)過(guò)AB、BC和CD的時(shí)間分別為t、2t、4t,AC和BD的位移分別為x1和x2,則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度為()A.eq\f(x2-x1,15t2) B.eq\f(x2-x1,42t2)C.eq\f(x2-2x1,42t2) D.eq\f(x2-2x1,15t2)解析:選D設(shè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度為v,則有:x1=v·3t+eq\f(1,2)a(3t)2,x2=(v+at)·6t+eq\f(1,2)a(6t)2;聯(lián)立解得:a=eq\f(x2-2x1,15t2),故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。9.某貨車在平直的公路上以20m/s的速度行駛,現(xiàn)在由于前方道路施工需要緊急剎車。已知貨車剎車過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng),剎車過(guò)程中的加速度大小為4m/s2。從剎車起開始計(jì)時(shí),求:(1)貨車在2s末的速度大?。?2)經(jīng)過(guò)6s貨車所通過(guò)的位移大?。?3)貨車在整個(gè)剎車過(guò)程中的平均速度大小。解析:(1)由題意知,貨車剎車所用的時(shí)間為t0=eq\f(0-v0,-a)=5s則貨車在2s末的速度v=v0-at=12m/s。(2)因?yàn)?s>5s,所以貨車在5s末已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng)則貨車經(jīng)過(guò)6s后的位移x=eq\f(v02,2a)=50m。(3)貨車在整個(gè)剎車過(guò)程中的平均速度eq\x\to(v)=eq\f(x,t0)=10m/s。答案:(1)12m/s(2)50m(3)10m/sB級(jí)—選考提能10.一物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),其加速度a與位移x的關(guān)系圖線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.物體最終靜止B.物體的最大速度為eq\r(2a0x0)C.物體的最大速度為eq\f(3,2)eq\r(2a0x0)D.物體的最大速度為eq\r(3a0x0)解析:選D物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),加速度先不變后變小,則物體先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng),最終加速度為0,物體最后做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;根據(jù)v2=2ax,可知ax=eq\f(v2,2),加速度a與位移x的關(guān)系圖線與x軸所圍的面積表示eq\f(v2,2),當(dāng)x=2x0時(shí)速度最大,設(shè)為vm。則得a0x0+eq\f(1,2)a0x0=eq\f(vm2,2),解得vm=eq\r(3a0x0),故B、C錯(cuò)誤,D正確。11.已知O、A、B、C為同一直線上的四點(diǎn),AB間的距離為L(zhǎng)1=2m,BC間的距離為L(zhǎng)2=3m。一物體自O(shè)點(diǎn)由靜止出發(fā),沿此直線做勻加速運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)。已知物體通過(guò)AB段與BC段所用的時(shí)間相等,則O與A的距離等于()A.eq\f(3,4)m B.eq\f(4,3)mC.eq\f(9,8)m D.eq\f(8,9)m解析:選C設(shè)物體的加速度為a,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度為v0,通過(guò)AB段和BC段所用的時(shí)間為t,則L1=v0t+eq\f(1,2)at2,L1+L2=v0·2t+eq\f(1,2)a·(2t)2,聯(lián)立解得a=eq\f(L2-L1,t2),v0=eq\f(3L1-L2,2t),設(shè)O與A的距離為L(zhǎng),則有L=eq\f(v02,2a),解得L=eq\f(3L1-L22,8L2-L1)=eq\f(9,8)m,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。12.高鐵被譽(yù)為中國(guó)新四大發(fā)明之一。因高鐵的運(yùn)行速度快,對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求較高,高鐵列車上安裝有多套制動(dòng)裝置——制動(dòng)風(fēng)翼、電磁制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、摩擦制動(dòng)系統(tǒng)等。在一段直線軌道上,某高鐵列車正以v0=288km/h的速度勻速行駛,列車長(zhǎng)突然接到通知,前方x0=5km處道路出現(xiàn)異常,需要減速停車。列車長(zhǎng)接到通知后,經(jīng)過(guò)t1=2.5s將制動(dòng)風(fēng)翼打開,高鐵列車獲得a1=0.5m/s2的平均制動(dòng)加速度減速,減速t2=40s后,列車長(zhǎng)再將電磁制動(dòng)系統(tǒng)打開,結(jié)果高鐵列車在距離異常處500m的地方停下來(lái)。求:(1)列車長(zhǎng)打開電磁制動(dòng)系統(tǒng)時(shí),高鐵列車速度的大小;(2)制動(dòng)風(fēng)翼和電磁制動(dòng)系統(tǒng)都打開時(shí),高鐵列車的平均制動(dòng)加速度a2的大小。解析:(1)列車長(zhǎng)打開制動(dòng)風(fēng)翼時(shí)高鐵列車的加速度為a1=0.5m/s2,v0=288km/h=80m/s設(shè)經(jīng)過(guò)t2=40s時(shí),高鐵列車的速度為v1則v1=v0-a1t2=60m/s。(2)
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