2024-2025學(xué)年新教材高中物理課時素養(yǎng)評價八勻變速直線運動與汽車安全行駛含解析粵教版必修1

PAGE9-勻變速直線運動與汽車平安行駛(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.對于勻變速直線運動的速度與時間關(guān)系式vt=v0+at,以下理解正確的是()A.v0是時間間隔t起先的速度,vt是時間間隔t內(nèi)的平均速度B.vt肯定大于v0C.at在時間間隔t內(nèi),可以是速度的增加量,也可以是速度的削減量D.a與勻變速直線運動的v-t圖像的傾斜程度無關(guān)【解析】選C。v0、vt都是瞬時速度,at是速度的改變量,A錯誤,C對;在勻加速直線運動中vt>v0,在勻減速直線運動中vt<v0,B錯誤;在v-t圖像中,v-t圖像的斜率表示加速度,D錯誤。2.有一輛汽車在能見度較低的霧霾天氣里以54km/h的速度勻速行駛,司機突然看到正前方有一輛靜止的故障車,該司機剎車的反應(yīng)時間為0.6s,剎車后汽車勻減速前進,剎車過程中加速度大小為5m/s2,最終停在距故障車1.5m處,避開了一場事故。以下說法正確的是 ()A.司機發(fā)覺故障車后,汽車經(jīng)過3s停下B.司機發(fā)覺故障車時,汽車與故障車的距離為33mC.從司機發(fā)覺故障車到停下來的過程,汽車的平均速度為7.5m/sD.從司機發(fā)覺故障車到停下來的過程,汽車的平均速度為10.5m/s【解析】選B。v0=54km/h=15m/s,汽車剎車時間t2==3s,故汽車運動總時間t=t1+t2=0.6s+3s=3.6s,故A錯;汽車起先與故障車的距離為s=v0t1+t2+1.5m=15×0.6m+×3m+1.5m=33m,B正確;汽車平均速度==8.75m/s,C、D均錯。【加固訓(xùn)練】列車進站時做勻減速直線運動,車頭經(jīng)過站臺某一位置Q時的速度為7m/s,車尾經(jīng)過Q時的速度為1m/s,則車身的中部經(jīng)過Q時的速度為 ()A.3.5m/s B.4.0m/sC.5.0m/s D.5.5m/s【解析】選C。設(shè)列車的長度為L,依據(jù)速度—位移公式得,-=2a,-=2a,聯(lián)立解得車身中部經(jīng)過Q點的速度vt==m/s=5m/s。3.(2024·梅州高一檢測)一輛汽車從A站動身做勻加速直線運動,開出5min后剎車做勻減速直線運動,3min后停在B站。已知A、B兩站相距2.4km,在此過程中汽車的最大速度為 ()A.5m/s B.10m/sC.15m/s D.無法確定【解析】選B。設(shè)最大速度為v,依據(jù)平均速度的推論有:vt1+vt2=s,代入數(shù)據(jù)解得v=10m/s,故B正確,A、C、D錯誤。4.空軍特級飛行員李峰駕駛殲-10戰(zhàn)機執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)機動任務(wù),在距機場54km、離地1750m高度時飛機發(fā)動機突然停車失去動力。在地面指揮員的堅決引領(lǐng)下,最終平安迫降機場,李峰成為勝利處置國產(chǎn)單發(fā)新型戰(zhàn)機空中發(fā)動機停車故障、平安返航的第一人。若戰(zhàn)機著陸后以6m/s2的加速度做勻減速直線運動,且其著陸速度為60m/s,則它著陸后12s內(nèi)滑行的距離是 ()A.288m B.300mC.150m D.144m【解析】選B。本題的易錯之處在于不知戰(zhàn)機著陸后10s即停下,而誤將12s干脆代入位移公式。由vt=v0+at,可求出從戰(zhàn)機著陸到停止所用時間t==10s,由此可知戰(zhàn)機在12s內(nèi)不是始終做勻減速運動,它在最終2s內(nèi)是靜止的,故它著陸后12s內(nèi)滑行的距離為s=v0t+at2=300m,只有選項B正確。5.(2024·東莞高一檢測)一輛汽車正行駛在平直馬路上,司機突然發(fā)覺前方出現(xiàn)事故立刻實行緊急剎車,汽車的剎車運動可認為是勻減速直線運動,依次經(jīng)過a、b、c、d四點,最終停在d點。已知ab=bc=3m,汽車通過ab段和bc段所用時間分別為0.5s和1s。則cd段距離為 ()A.0.125m B.1m C.1.5m D.3m【解析】選A。依據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可得:ab中間時刻的速度v1===6m/s,bc中間時刻的速度為:v2===3m/s,依據(jù)加速度的定義式可得加速度大小為:a==m/s2=4m/s2;依據(jù)速度時間關(guān)系可得c點速度vc=v2-at=1m/s,設(shè)cd=s,依據(jù)速度位移關(guān)系可得:=2as,解得:s=0.125m。故A正確,B、C、D錯誤。6.汽車以20m/s的速度做勻速直線運動,剎車后的加速度大小為5m/s2,那么起先剎車后2s內(nèi)與起先剎車后6s內(nèi)汽車通過的位移之比為 ()A.1∶1 B.1∶3 C.3∶4 D.4∶3【解析】選C。汽車從剎車到停止用時t剎==s=4s,故剎車后2s和6s內(nèi)汽車的位移分別為s1=v0t-at2=20×2m-×5×22m=30m,s2=v0t剎-a=20×4m-×5×42m=40m,s1∶s2=3∶4,故C正確。二、計算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位)7.(12分)汽車在平直馬路上以10m/s的速度做勻速直線運動,發(fā)覺前面有狀況而剎車,獲得的加速度大小是2m/s2,求:(1)汽車經(jīng)3s時速度的大小。(2)汽車經(jīng)6s時速度的大小。(3)從剎車起先經(jīng)過8s,汽車通過的距離。【解析】設(shè)汽車經(jīng)時間t0速度減為0,有:t0==s=5s。(1)依據(jù)速度時間公式有:v3=v0+at3=10m/s+(-2)×3m/s=4m/s。(2)汽車經(jīng)過5s后速度減為0,此后始終靜止,故經(jīng)過6s時速度為:v6=0。(3)剎車8s時的位移為:s8=s5=v0t0+a=25m。答案:(1)4m/s(2)0(3)25m8.(12分)如圖為某高速馬路出口的ETC通道示意圖。汽車駛?cè)隕TC通道,到達O點的速度大小為30m/s,此時起先剎車做減速運動(可視為勻減速),OM長度為144m,到M時速度減至6m/s,并以此速度勻速通過MN區(qū)。MN長度為36m,視汽車為質(zhì)點,求:(1)汽車勻減速運動過程中的加速度大小。(2)汽車從O運動到N過程中的平均速度大小?！窘忸}指南】解答本題可按以下思路進行:(1)依據(jù)-=2as求解勻減速的加速度。(2)依據(jù)s=t求勻減速運動時間,依據(jù)s=vt求解勻速運動時間,然后依據(jù)=求解平均速度。【解析】(1)依據(jù)-=2as得汽車勻減速運動的加速度為:a==m/s2=-3m/s2“-”表示加速度方向與速度方向相反(2)依據(jù)s=t得勻減速運動時間為:t1==s=8s勻速運動時間為:t2==s=6s依據(jù)=得平均速度為:==m/s=m/s答案:(1)3m/s2(2)m/s(15分鐘·40分)9.(6分)(多選)(2024·韶關(guān)高一檢測)一輛汽車以20m/s的速度在平直馬路上勻速行駛。遇突發(fā)狀況后,司機緊急剎車使車做勻減速直線運動。已知汽車速度在第1s內(nèi)減小了8m/s,下列說法正確的是 ()A.汽車在減速過程中的加速度大小為8m/s2B.在減速行駛的全過程中,汽車的平均速度大小為10m/sC.汽車剎車后,在3s內(nèi)滑行的距離是25mD.汽車剎車后,在3s末的速度大小為4m/s【解析】選A、B、C。依據(jù)題意,加速度a==m/s2=-8m/s2,加速度大小為8m/s2,負號說明加速度方向和初速度方向相反,故A正確;依據(jù)勻變速直線運動的推論可得全程平均速度為:==m/s=10m/s,故B正確;汽車速度減為0的時間,t==s=2.5s,汽車在3s內(nèi)滑行的距離等于2.5s內(nèi)滑行的距離s=t=×2.5m=25m,故C正確;依據(jù)C項分析可知汽車剎車后3s汽車已經(jīng)停止,故3s末速度大小為零,故D錯誤。10.(6分)(多選)一汽車在馬路上以54km/h的速度行駛,突然發(fā)覺前方30m處有一障礙物,駕駛員立即剎車,剎車的加速度大小為6m/s2,為使汽車不撞上障礙物,則駕駛員的反應(yīng)時間可以為 ()A.0.5s B.0.7s C.0.8s D.0.9s【解析】選A、B。本題的易錯之處在于不知汽車在駕駛員的反應(yīng)時間內(nèi)做勻速直線運動,而誤以為是干脆做勻減速直線運動。汽車在駕駛員的反應(yīng)時間內(nèi)做勻速直線運動,剎車后做勻減速直線運動。依據(jù)題意和勻變速直線運動的規(guī)律可得v0t+≤s,代入數(shù)據(jù)解得t≤0.75s,故A、B正確。11.(6分)(多選)(2024·佛山高一檢測)兩輛完全相同的汽車,沿水平道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a剎車,在它剛停住時,后車以加速度2a起先剎車,兩車恰好不發(fā)生碰撞,已知前車在剎車過程中所行駛的路程為s,則 ()A.前后車剎車過程中所用時間之比為2∶1B.前后車剎車過程中平均速度之比為1∶2C.兩車在勻速行駛時的距離為sD.兩車在勻速行駛時的距離為s【解析】選A、C。前車的剎車時間為t1=,后車的剎車時間為t2=,所以前后車剎車過程中所用時間之比為2∶1,故A正確;前后車在剎車過程中的平均速度均為=,所以平均速度之比為1∶1,故B錯誤;依據(jù)速度位移公式得s=,設(shè)兩車勻速行駛時的距離為s0,則有:v0t1+t2=s0+t1,則可計算得出:s0=s,故C正確,D錯誤。12.(22分)(2024·中山高一檢測)如圖甲所示,一輛汽車在平直馬路上以v0=20m/s的速度勻速行駛,此時車的正前方s0=63.5m處有一電動三輪車,正以v1=6m/s速度勻速行駛,而汽車司機此時正低頭看手機,3s后才發(fā)覺危急,汽車司機立即實行緊急制動措施。若從汽車司機發(fā)覺危急起先計時,汽車的v-t圖像如圖乙所示,g取10m/s2。(1)假如汽車前面沒有任何物體,從汽車司機低頭看手機到汽車停止運動的這段時間內(nèi),汽車前進的距離是多少?(2)通過計算推斷三輪車是否被撞。若不會相撞,求二者間的最小距離。若會相撞,求從汽車剎車起先,經(jīng)過多長時間二者相撞。【解析】(1)依據(jù)題意可知,汽車先勻速行駛t1=3s,然后在司機反應(yīng)時間t2=0.5s內(nèi)接著勻速,然后減速t3=3s到停止,總位移為s=v0(t1+t2)+v0t3=100m(2)依據(jù)圖線可知,汽車減速的加速度大小為a==m/s2設(shè)從起先剎車經(jīng)時間Δt兩車速度相等,則v0-aΔt=v1解得Δt=2.1s此過程汽車位移為s1=v0(t1+t2)+(v0+v1)Δt=97.3m電動三輪車的位移s2=v1(t1+t2+Δt)=33.6m因為s1>s2+s0,所以會相撞。設(shè)經(jīng)時間t′相撞,則依據(jù)位移相等有v0(t1+t2)+v0t′-at′2=s0+v1(t1+t2+t′)代入數(shù)據(jù)解得t′=(2.1-)s答案:(1)100m(2)會相撞(2.1-)s【加固訓(xùn)練】一騎警在執(zhí)行任務(wù)中需經(jīng)過一段長為L=218m的水平直軌道,然后駛?cè)胍欢伟雸A形的彎軌道。為盡快到達目的地,騎警需在最短時間通過直軌道。為了避開發(fā)生危急,直軌道上限速v1=144km/h,彎軌道上車速不得超過v2=72km/h,騎警摩托車的啟動加速度為a1=4m/s2,制動加速度大小為a2=8m/s2,求騎警在直軌道上所用的最短時間。某同學(xué)解法如下:v1=144km/h=40m/s,v2=72km/h=20m/s,為盡快通過直軌道,騎警應(yīng)先由靜止加速到最大速度v1=40m/s,然后再減速到v2=20m/s,加速時間為t2=,減速時間為t2=,故所用最短時間為tmin=t1+t2。你認為這位同學(xué)的解法合不合理,請完成計算;若不合理,請說明理由并用你自己的方法計算?！窘馕觥考铀俚剿俣茸畲笸ㄟ^的位移s1==200m再減速到彎道允許的速度時通過的位移s2==75m,s1+s2=275