第二章匀变速直线运动的规律.docx
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第二章匀变速直线运动的规律
第二章匀变速直线运动的规律
1实验:
探究小车速度随时间变化的规律
1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是()
A.长木板一定要水平摆放,不能一端高一端低
B.使小车速度的变化尽可能快一些
C.使用刻度尺测量长度时,要读到最小刻度的下一位
D.作v-t图时,所描曲线必须经过每一个点
2.在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中,我们采用的正确方法是()
A.舍掉开头过于紧密的点,找一个适当的点当作计时起点。
B.为了实验精确,选取纸带上第一个点作计时起点
C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s。
D.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定,可取0.02s、0.04s、…、n×0.02s均可。
3.用打点计时器拉动通过计时器的纸带来分析物体运动速度和加速度的实验中,可以分析的运动应该是( )
A.速度恒为正值,加速度亦为正值的运动
B.速度恒为负值,加速度亦为负值的运动
C.速度由正值变负值,加速度为负值的运动
D.速度由负值变正值,加速度为正值的运动
4.如图2.1-1所示为某次实验中打出的一条经过处理后的纸带,图中O为小车运动的起始点,A为所选取的第一个计数点,O点到A点之间有部分点不清晰,相邻两个记数点之间有4个点未画出,电源频率为50Hz,用毫米刻度尺测量后可直接算出( )
A.从O点到F点运动的时间
B.从A点到F点运动的平均速度
C.C点时的瞬时速度vc
D.G点时的瞬时速度vG
5.科学探究活动通常包括以下环节:
提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等.一组同学研究“小车速度随时间变化的规律”的探究过程如下:
A.有同学认为:
小车在重物拉力的作用下速度随时间的变化可能存在简单的比例关系.
B.他们计划利用小车作为研究对象,用打点计时器测量小车在同一重物作用下,速度随时间变化的规律,以验证假设.
C.在相同的实验条件下,同学们测量了三次小车的运动,从中选取了一条点迹清晰的纸带进行了研究,并将得到的数据填入事先设计好的表格之中,且作出了它们的v-t图线.
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设.
请你结合自己对科学探究活动的理解回答:
上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是________,_________.
6.在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中,某同学有如下操作步骤,其中错误的步骤是 ,遗漏的步骤是 。
A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,松开纸带后再接通电源
B.将打点计时器固定在平板上,并接好电路
C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面悬挂适当的钩码
D.取下纸带
E.放手,使小车在平板上做加速运动
F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后按合理序号排列 。
7.某组学生实验得到如图2.1-2所示的纸带,纸带上的计数点用O、A、B、C、D、E表示.根据图上数据,可判断小车经过B点时的速度是_______cm/s小车经过D点时的速度是_______cm/s.小车在B、D间运动的加速度是______m/s2(相邻计数点间的时间间隔为0.1s)
8.如图2.1-3所示是汽车在一段平直公路上行驶的v-t图象,根据图象中的数据,请你尽可能详尽地描述汽车的运动过程.
2匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.关于匀变速直线运动,下列说法正确的是()
A.做匀变速运动的物体相等时间内速度变化相等
B.加速运动一定是匀变速运动
C.减速运动一定不是匀变速运动
D.加速度和速度方向相同时,一定是做加速运动
2.若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则()
A.汽车的速度也减小
B.汽车的速度仍增大
C.当加速度减小零时,汽车静止
D.当加速度减小零时,汽车的速度达到最大
3.关于直线运动的下述说法中正确的是()
A.匀速直线运动的速度的恒定的,不随时间而改变
B.匀变速直线运动的瞬时速度随时间而改变
C.速度随时间不断增加的运动,叫匀加速直线运动
D.速度随着时间均匀减小的运动,通常叫做匀减速直线运动
4.对于公式vt=v0+at,下列说法正确的是
A.适用于任何变速运动B.只适用于匀加速运动
C.适用于任何运动D.适用于任何匀变速直线运动
5.关于匀变速直线运动中的加速度的方向和正负值问题,下列说法中错误的是
A.在匀加速直线运动中,加速度的方向一定和初速度方向相同
B.匀减速直线运动中,加速度一定是负值
C.匀加速直线运动中加速度也有可能取负值
D.只有在规定了初速度方向为正方向的前提下,匀加速直线运动的加速度才取正值
6.一物体在水平面上运动,则在图2.2-1所示的运动图象中表明物体做匀加速直线运动的图象的是
图2.2-1
7.图2.2-2是某物体做直线运动的速度图象,下列有关物体运动情况判断正确的是()
A.前2s加速度为5m/s2
B.4s末物体回到出发点
C.6s末物体距出发点最远
D.8s末物体距出发点最远
图2.2-2
8.以6m/s的速度在水平面上运动的小车,如果获得2m/s2的与运动方向同向的加速度,s后它的速度将增加到10m/s。
9.一个做匀变速直线运动的物体,其速度和时间的关系为:
vt=10-0.5t(m/s),那么物体运动的初速度为__________(初速度方向规定为正方向),加速度大小为__________,方向__________,当t=__________时物体速度为零。
10.汽车以40km/h的速度匀速行驶,现以0.6m/s2的加速度加速,求10s后速度能达到多大?
11.汽车在水平路面上以15m/s的速度沿直线行驶,当遇到情况汽车紧急刹车,刹车加速度大小为2m/s2。
那么
(1)刹车后3秒汽车的速度多大?
(2)刹车后8秒汽车的速度多大?
12.如图2.2-3的v-t图象中个图线a、b、c表示的运动情况怎么样?
图象中图线的交点有什么意义?
图2.2-3
3匀变速直线运动的位移与时间的关系
1.做匀加速直线运动的质点,运动了ts,则以下说法正确的是()
A.它的初速度越大,通过的位移一定越大
B.它的加速度越大,通过的位移一定越大
C.它的末速度越大,通过的位移一定越大
D.它的平均速度越大,通过的位移一定越大
2.关于匀变速直线运动质点在相同时间内的位移,下列说法中正确的是()
A.初速度越大的质点,位移越大
B.末速度越大的质点,位移越大
C.平均速度越大的质点,位移越大
D.加速度越大的质点,位移越大
3.在公式vt=v0+at和
中涉及五个物理量,除t是标量外,其他四个量vt、v0、a、s都是矢量。
在直线运动中这四个矢量的方向都在一条直线上,当取其中一个量的方向为正方向时,其他三个量的方向与此相同的取正值,与此相反的取负值。
若取初速度方向为正方向,以下说法正确的是()
A.匀加速直线运动中a取负值
B.匀加速直线运动中a取正值
C.匀减速直线运动中a取正值
D.无论匀加速还是匀减速a都正值
4.一个物体做匀加速直线运动,在t秒内经过的位移是s,它的初速度为v0,t秒末的速度为vt,则物体在这段时间内的平均速度为()
A.
B.
C.
D.
5.某质点的位移随时间而变化的关系为s=4t-2t2,式中s与t的单位分别是米与秒。
则质点速度为零的时刻是()
A.0B.1sC.2sD.4s
6.汽车以5m/s的速度在水平路面上匀速前进,紧急制动时以-2m/s2的加速度在粗糙水平面上滑行,则在4s内汽车通过的路程为()
A.4mB.36mC.6.25mD.以上答案都不对
7.甲、乙、丙和丁是以时间为横轴的匀变速直线运动的图象,下面说法正确的是( )
A.图甲是加速度—时间图象 B.图乙是加速度—时间图象
C.图丙是位移—时间图象 D.图丁是速度—时间图象
图2.3-1
8.美国“肯尼迪号”航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“F-Al5”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2,起飞速度为50m/s.若该飞机滑行100m时起飞,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为()
A.30m/sB.40m/sC.20m/sD.10m/s
9.一个做匀变速直线运动的物体,其位移和时间的关系为:
s=18t-6t2(m),那么物体运动的初速度为__________(初速度方向为正),加速度大小为__________,方向__________。
物体速度和时间的关系为__________,当t=__________时物体速度为零,此时物体运动位移大小s=__________。
10.某飞机的起飞速度是60m/s,在跑道上可能产生的最大加速度为4m/s2,该飞机从静止到起飞成功需要跑道的最小长度为___________。
11.如图2.3-2所示为某电梯上升的运动图象,求电梯上升的总高度为多少米?
12.一辆汽车以1m/s2的加速度加速行驶了12s,驶过了180m如图2.3-3所示。
汽车开始加速时的速度是多少?
图2.3-3
4匀变速直线运动的位移与速度的关系
1.匀变速直线运动中,加速度a、初速度v0、末速度vt、时间t、位移x之间关系正确的是()
A.
B.
C.
D.x=(v0+vt)t/2
2.若某物体做初速度为零的匀加速直线运动,则
A.第4s内的平均速度大于4s内的平均速度
B.4s内的平均速度等于2s末的瞬时速度
C.第4s内的速度变化量大于第3s内的速度变化量
D.第4s内与前4s内的位移之比是7∶16
3.一物体由静止沿光滑斜面匀加速下滑距离为l时,速度为v,当它的速度是v/2时,它沿斜面下滑的距离是
A.l/2B.
lC.
lD.
l
4.A、B、C三点在同一直线上,某物体自A点从静止开始做匀加速直线运动,经过B点的速度为v,到C点的速度为2v,则AB与BC两段距离大小之比是
A.1∶4B.1∶3C.1∶2D.1∶1
5.物体在直线上做加速运动,从开始计时起,第1s内的位移是1m,第2s内的位移是2m,……第ns内的位移是nm,由此可知()
A.物体肯定是作匀加速直线运动
B.物体的初速度为0
C.物体的加速度是1m/s2
D.物体在前5s内的平均速度是3m/s
6.汽车甲沿着平直的公路以速度v0做匀速直线运动,当它通过某处时,该处恰有汽车乙正开始做初速为0的加速运动去追甲车,根据上述已知条件()
A.可求出乙车追上甲车时乙车的速度
B.可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程
C.可求出乙车从起动到追上甲车所用的时间
D.不能求出上述三者的任何一个
7.做匀加速直线运动的质点,速度由v增大到2v,这段时间内的位移为s,则速度由4v增大到8v,这段时间内的位移为()
A.64sB.16sC.4sD.s
8.物体做匀变速直线运动,它的初速度是1m/s,在第1s内的平均速度是15m/s,它在第6s内的平均速度是______m/s.
9.一物体做匀变速直线运动,在第3s内的位移是15m,第8s内的位移是5m,则物体的初速度为______,加速度为______.
10.某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带.如图2.4-1所示,他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点,在这点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E。
测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为l4.56cm,CD长为11.15cm,DE长为13.73cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为_________m/s,小车运动的加速度大小为_______m/s2,AB的距离应为_________cm(保留三位有效数字)。
图2.4-1
11.一滑块由静止从斜面顶端匀加速下滑,第5s末的速度是6m/s,求:
(1)第4s末的速度;
(2)前7s内的位移;
(3)第3s内的位移。
12.一架载满乘客的客机由于某种原因紧急着陆,着陆时的加速度大小为6.0m/s2,着陆前的速度为60m/s,问飞机着陆后12s内滑行的距离为多大?
图2.4-2
5自由落体运动
1.自由落体运动是()
A.物体不受任何作用力的运动B.物体在真空中的运动
C.加速度为g的竖直下落运动D.初速度为零,加速度为g的竖直下落运动
2.下列四个物体的运动中,哪一个最符合自由落体运动规律()
A.树叶的自由下落的运动
B.被运动员推出去的铅球的运动
C.从桌边静止滑落的钢笔的运动
D.从水面自由落到水底的石子的运动
3.关于自由落体运动,以下说法中正确的是()
A.物体开始下落时,速度为0,加速度也为0
B.物体下落过程中,速度增大,加速度保持不变
C.物体下落过程中,速度和加速度同时增大
D.物体下落过程中,速度的变化率是个恒量
4.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1s内的位移大小是s,则它在第3s内的位移大小是()
A.5sB.7sC.9sD.3s
5.某同学在用电磁打点计时器记录纸带研究物体的自由下落运动时,为了提高实验的准确度,他做了如下的一些操作,不恰当的是()
A.整个装置应竖直
B.先用手托着重锤,然后再释放,让重锤下落
C.先接通电源再放手
D.纸带应平行于打点计时器的限位孔
6.在空中从某一高度相隔t0先后释放两个相同的小球甲和乙,不计空气阻力,它们运动过程中()
A.甲、乙两球距离始终保持不变,甲、乙两球速度之差保持不变
B.甲、乙两球距离越来越大,速度之差也越来越大
C.甲、乙两球距离变大,速度之差保持不变
D.两球距离保持不变,速度之差为零
7.自由下落的物体,在任何相邻的单位时间内下落的距离之差
和平均速度之差
,数值上分别等于()
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
8.滴水法测重力加速度的过程是这样的,让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整水龙头,让前一滴水滴到盘子里面听到声音时后一滴恰离开水龙头.测出n次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出龙头到盘子的高度差为h,即可算出重力加速度.设人耳能区别两个声音的时间间隔为0.1s,声速为340m/s,则()
A.水龙头距人耳的距离至少为34m
B.水龙头距盘子的距离至少为34m
C.重力加速度的计算式为2hn2/t2
D.重力加速度的计算式为2h(n-1)2/t2
9.1991年5月11日的《北京晚报》曾报道了这样一则动人的事迹:
5月9日下午,一位4岁小男孩从高层塔楼的15层坠下,被同楼的一位青年在楼下接住,幸免于难.设每层楼高度是3m,这位青年从他所在地方冲到楼下需要的时间是1.3s,则该青年要接住孩子,至多允许他反应的时间是(g=10m/s2)。
10.将自由落体运动分成位移相等的4段,物体通过最后1段位移所用的时间为2s,那么物体下落的第1段位移所用时间为。
11.物体从高270m处自由下落,把它运动的总时间分成相等的3段,则这3段时间内下落的高度分别为______m、______m和______m;若把下落的总高度分成相等的三段,则物体依次下落这3段高度所用的时间之比为____________。
12.大气层是我们地球生命赖以生存的屏障,每天都有很多小陨石落人地球大气层中,但当它们进入大气层后,由于空气的摩擦生热,绝大部分小陨石还没有到达地面便已经被烧毁.现在人类向天空发射的飞行器、卫星等当超过一定使用年限后,也让它们进入大气层烧毁,那么小陨石进人大气层后的运动是自由落体运动吗?
6伽利略对自由落体运动的研究
1.在物理学的发展历程中,下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动.并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法,把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而有力地推进了人类科学的发展()
A.亚里士多穗B.伽利略
C.牛顿D.爱因斯坦
2.伽利略以前的学者认为,物体越重,下落越快。
伽利略等一些物理学家否定了这种看法。
(1)在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球,玻璃球先于羽毛到达地面,这主要是因为()
A.它们的质量不等B.它们的密度不等
C.它们的材料不同D.它们所受的空气阻力不等
(2)在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球,下列说法中正确的是()
①它们受到的空气阻力不等②它们的加速度相等
③它们落地的速度不等④它们下落的时间相等
A.①③B.②④C.只有②D.只有③
3.伽利略用实验验证
,而没有验证
的原因是()
A.当时没有准确测量时间的仪器
B.不能精确测得物体下降的高度
C.不能求出物体下落的瞬时速度
D.当时无法测出重力加速度
4.实验探究的方法,在物理学中是经常用到的,也是许许多多的物理学家取得成功的重要研究方法.某同学在探究自由落体运动是否是匀加速直线运动时,做了如下实验。
实验器材:
一条长为l的直杆、一块秒表、一个小钢球。
实验步骤:
(1)找一面竖直墙,靠墙用杆标出l、2l、3l高的位置;
(2)分别让小球从l、2l、3l标记处自由下落至地面,记下下落时间分别为t1,t2,t3;
(3)由实验中取得的数据计算出自由落体的加速度。
请你帮他算一算,加速度是多大?
(用题中给出的字母表示,要求结果尽可能精确)
5.给你一个空的易拉罐,让你研究自由落落体运动,你将打算如何做?
参考答案
第二章匀变速直线运动的规律
1实验:
探究小车速度随时间变化的规律
1.C2.AD3.AB4.B【解析】计数点间的时间间隔是可以知道的,位移可以从毫米刻度尺测量,平均速度可以直接得到。
而瞬时速度则需要计算。
5.作出假设搜集证据6.A.要先接通电源,后让纸带运动打点结束后立即关闭电源BFCAED【解析】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,实验步骤一般是:
(1)木板平放,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定,连接好电路;
(2)穿纸带,挂钩码;(3)先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源;(4)换纸带,加钩码,再做一次。
7.略8.略
2匀变速直线运动的速度与时间的关系
1.AD2.BD3.ABD4.D5.B6.BD7.A8.29.10m/s0.5m/s2与初速度方向相反20s【解析】对速度公式中各项物理量要有正确认识,可知初速度为10m/s,加速度为-0.5m/s2即加速度大小为0.5m/s2,方向与初速度方向相反,那么物体做匀减速直线运动。
当速度为零时,vt=0,0=10-0.5t 得t=20s。
10.62km/h解析:
v0=40km/h=11m/sa=o.6m/s2t=10s。
则10s后的速度为:
v=v0+at=11m/s+o.6m/s2×10s=17m/s=62km/h。
11.
(1)9m/s
(2)0【解析】根据题意汽车得初速度v0=15m/s,做匀减速直线运动,加速度为2m/s2。
画过程草图:
将相应的物理量标出.
图2-3
设初速度方向为正,经过时间t,速度为零。
根据:
vt=v0+at 则当vt=0时, 0=15-2t 得:
t=7.5s
(1)当t3=3s时:
汽车速度v3=15-2×3=9(m/s)
②当t8=8s时,因汽车在7.5s时其速度已为零,那么8s时速度为v8=0。
12.图线a表示匀加速直线运动,图线b表示匀速直线运动,图线c表示匀减速直线运动。
图线的交点表示运动速度相同。
3匀变速直线运动的位移与时间的关系
1.D2.B3.B4.A5.B6.C【解析】汽车以-2m/s2的加速度在粗糙水平面上滑行到停止,只需要2.5s。
则计算在4s内汽车通过的路程时,位移公式中的t带入值为2.5s,计算可得选项C正确。
7.ACD8.B9.18m/s12m/s2与初速度方向相反13.5【解析】对位移公式中各项物理量要有正确认识,可知初速度为18m/s,加速度为-12m/s2即加速度大小为12m/s2,方向与初速度方向相反,那么物体做匀减速直线运动.那么速度和时间的关系vt=18-12t(m/s),当vt=0时,0=18-12t,t=1.5s,此时物体运动位移s=18×1.5-6×1.52=13.5(m)。
10.450m【解析】综合运用速度公式vt=v0+at和位移公式
进行求解。
11.100m【解析】根据v-t图线与时间轴所谓面积表示位移可知:
在0~5s内,电梯匀加速上升,上升的高度为s1=4×5/2m=10m;在5~25s内,电梯匀速上升,上升的高度为s2=4×(25-5)m=80m;在25~30s内,电梯匀减速上升,上升的高度为s3=4×(30-25)/2m=10m。
则电梯上升的总高度为s=s1+s2+s3=100m。
12.9m/s【解析】由
可以解出
把已知数值代入
即汽车开始加速时的速度是9m/s。
4匀变速直线运动的位移与速度的关系
1.ABD2.ABD3.C4.B5.ABC6.A7.B8.6.5【解析】
(t=1s),故a=1m/s2,
=aΔt,Δt=5s)9.20m/s-2m/s2【解析】利用平均速度求解。
10.0.9862.585.9911.【解析】
(1)由v=at得a=v/t=
=1.2m/s2
所以v4=at4=1.2×4m/s=4.8m/s
(2)前7s内的位移s1=
at2=
×1.2×72m=29.4m
(3)第3秒内的位移:
s2=
at32-
at22=
a(t32-t22)=
×1.2×(9-4)m=3m
12.【解析】解法一:
飞机着陆后做匀减速运动至停下之后保持静止,是匀减速运动,即a=-6.0m/s2.故有:
飞机做匀减速运动至停止所用时间为:
可见:
飞机着陆后的12s内前10s做匀减速运动,后2s停止不动。
所以着陆后12s内滑行的距离即为前10s内滑行的距离:
=300m
解法二:
飞机着陆后做匀减速运动至停下之后保持静止,是匀减速运动,即a=-6.0m/s2.故有:
飞机做匀减速运动至停止所用时间为:
可见:
飞机着陆后的12s内前10s做匀减速运动,10s末飞机就已经停止即末速度为零。
所以着陆后12s内滑行的距离即为速度从60m/s到停止的过程中滑行的距离,根据位移与速度关系式
得到
=300m
即飞机着陆后12s内滑行的距离为300m。
5自由落体运动
1.D2.C3.BD4.A5.C【解析】如果先放纸带,再接通电源时,没有打上点,纸带早就通过限位孔了。
6.C7.C【解析】
=g,
=g,所以正确的答案是C。
8.D9.1.7s10.7.5s【解析】t1︰t4=1︰(2-
),而t4=2s,可求得:
t1=7.5s。
11.30901
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