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第一章 直线运动
一、选择题
1.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则( )。
A. 在时,甲车在乙车后
B. 在时,甲车在乙车前
C. 两车另一次并排行驶的时刻是
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
【答案】BD
【解析】根据图,甲、乙都沿正方向运动。时,甲、乙相遇,,,由位移和图面积对应关系,0~3内的位移:,。故时,甲乙相距,即甲在乙前方,B选项正确。
0~1内,,,,说明甲、乙第一次相遇。A、C错误。
甲、乙两次相遇地点之间的距离为,所以D选项正确。
2.(全国新课标II卷,19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量.两球在空气中从静止开始下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关.若它们下落相同的距离,则( )。
A.甲球用的时间比乙球长
B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功。
【答案】BD
【解析】由已知可设 ① 则受力分析得:
②
③
④
由①②③④得
由 可知 C错
由v-t图可知甲乙位移相同,则:
B对
A错
由功的定义可知
则 D对
3.(全国新课标III卷,16).一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍。该质点的加速度为( )。
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设初速度为,末速度为,根据题意可得,解得,根据,可得,解得,代入可得,
故A正确;
4.(上海卷,14)物体做匀加速直线运动,相继经过两段距离为16 m的路程,第一段用时4 s,第二段用时2 s,则物体的加速度是( )。
(A) (B) (C) (D)
【答案】B
【解析】根据题意,物体作匀加速直线运动,t时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,在第一段时间内中间时刻的瞬时速度:;在第二段时间内中间时刻的瞬时速度为:;则物体加速度为:,故B正确
5.(江苏卷,5)小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动,取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向,下列速度和位置的关系图象中,能描述该过程的是( )。
【答案】A。【难】上半段为上升过程,下半段为下落过程。
【解析】由题意知,小球在下落的过程中速度方向向下,与题目中规定的正方向相反,为负值,C、D错;小球的运动为匀变速运动,依据可知速度与时间的关系为二次函数,故A正确,B错。上半段为上升过程
6.(海南卷,1)在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,则小球在随后的运动中( )。
A.速度和加速度的方向都在不断变化
B.速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C.在相等的时间间隔内,速率的该变量相等
D.在相等的时间间隔内,动能的改变量相等。
【答案】B
【解析】物体做平抛运动,说明加速度不变,速度的大小和方向尽管在变化,A错;如图所示,,随着时间t的变大,tanθ变小,则θ变小,选项B正确;根据加速度定义可知,则在等时间间隔内,速度的变化量等,C错误C错误;依据动能定理,在等时间间隔内,动能的该变量等于重力的功,由于平抛在竖直方向上,在等时间内位移不等,故D错误。
二、计算题
1、(四川卷10题17分)
避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为水平面夹角为的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的低端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板,取。求:
(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;
(2)制动坡床的长度。
解:(1)设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢的动摩擦因数μ=0.4,受摩擦力大小为f,加速度大小为a1,则
①
②
联立①②并代入数据得:a1=5 m/s③
a1的方向沿制动坡床向下。
(2)设货车的质量为M,车尾位于制动坡床底端时的车速为v=23 m/s。货车在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0=38m的过程中,用时为t,货物相对制动坡床的运动距离为s1,在车厢内滑动的距离s=4m,货车的加速度大小为a2,货车相对制动坡床的运动距离为s2。货车受到制动坡床的阻力大小为F,F是货车和货物总重的k倍,k=0.44,货车长度l0=12m,
制动坡床的长度为l,则
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
联立①②③-⑨并代入数据得:
⑩
1.(15江苏卷)如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5s和2s。关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度由静止加速到2m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是
A.关卡2 B.关卡3 C.关卡4 D.关卡5
【解析】加速运动时间,加速运动位移,到第2关卡匀速运动的时间,所以到达第2关卡的时刻(从开始运动计时)为小于5s,放行;从第2关卡到第3关卡匀速运动时间,所以到达第3关卡的时刻(从开始运动计时)为,,也是放行。从第3关卡到第4关卡匀速运动时间仍然是,所以到达第4关卡的时刻(从开始运动计时)为,,被档住。
【答案】C
【点评】本题考查直线运动知识,难度:中等。
2.(15福建卷)(15分)一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的v-t图像如图所示,求:
(1) 摩托车在0-20s这段时间的加速度大小a;
(2) 摩托车在0-75s这段时间的平均速度大小。
【答案】(1)1.5m/s2 (2)20 m/s
【解析】
试题分析:(1)由图知,在0-20s内做匀加速运动,根据,可求加速度a=1.5m/s2;
(2)根据v-t图像与坐标轴围面积表示位移可求在0-75s时间内位移为x=1500m,所以平均速度为
3.(15四川卷)(15分)严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点,地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车的使用,减少汽车尾气排放。
若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20s达到最高速度72km/h,再匀速运动80s,接着匀减速运动15s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N,匀速阶段牵引力的功率为6×103kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。
(1)求甲站到乙站的距离;
(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气体污染物的质量。(燃油公交车每做1焦耳功排放气体污染物3×10-6克)
【答案】(1)s=1950m;(2)m=2.04kg
【解析】
试题分析:(1)根据匀变速直线运动规律可知,地铁列车匀加速运动的位移为:
s1= ①
匀减速运动的位移为:s3= ②
根据匀速运动规律可知,地铁列车匀速运动的位移为:s2=vt2 ③
根据题意可知,甲站到乙站的距离为:s=s1+s2+s3 ④
由①②③④式联立,并代入数据解得:s=1950m
(2)地铁列车在从甲站到乙站的过程中,牵引力做的功为:W1=Fs1+Pt2 ⑤
根据题意可知,燃油公交车运行中做的功为:W2=W1 ⑥
由①⑤⑥式联立,并代入数据解得:W2=6.8×108J
所以公交车排放气体污染物的质量为:m=3×10-9×6.8×108kg=2.04kg
考点:匀速直线运动与匀变速直线运动规律的应用,以及功大小的计算。
4.(15重庆卷)若货物随升降机运动的图像如题5图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力与时间关系的图像可能是
【答案】B
考点:本题考查图图像、超重与失重、牛顿第二定律。
5.(15重庆卷)同学们利用如题6图1所示方法估测反应时间。
首先,甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直状态,直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度读数为,则乙同学的反应时间为 (重力加速度为)。
基于上述原理,某同学用直尺制作测量反应时间的工具,若测量范围为0~0.4s,则所用直尺的长度至少为 cm(取10m/s2);若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线,则每个时间间隔在直尺上对应的长度是 的(选填“相等”或“不相等”).
【答案】, 80, 不相等
【解析】
试题分析:①在人的反应时间内直尺做自由落体运动,有,解得;
②反应时间最长为,需要直尺的长度为;
③自由落体运动从计时开始连续相等时间的位移为1:4:9:16,而相等时间内的位移为1:3:5:7,故长度不相等。
考点:本题考查研究自由落体运动的规律。
6.(15广东卷)
7.(15广东卷)
14.[2014·新课标Ⅱ卷] 甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶.在t=0到t=t1的时间内,它们的vt图像如图所示.在这段时间内( )
A.汽车甲的平均速度比乙的大
B.汽车乙的平均速度等于
C.甲乙两汽车的位移相同
D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大
14.A [解析] vt图像中图线与横轴围成的面积代表位移,可知甲的位移大于乙的位移,而时间相同,故甲的平均速度比乙的大,A正确,C错误;匀变速直线运动的平均速度可以用来表示,乙的运动不是匀变速直线运动,所以B错误;图像的斜率的绝对值代表加速度的大小,则甲、乙的加速度均减小,D错误.
14. [2014·全国卷] 一质点沿x轴做直线运动,其vt图像如图所示.质点在t=0时位于x=5 m处,开始沿x轴正向运动.当t=8 s时,质点在x轴上的位置为( )
A.x=3 m B.x=8 m
C.x=9 m D.x=14 m
14.B [解析] 本题考查vt图像. vt图像与x轴围成的面积表示位移,即位移为s1-s2=3 m,由于初始坐标是5 m,所以t=8 s时质点在x轴上的位置为x=3 m+5 m=8 m,因此B正确.
(2014上海)8.在离地高h处,沿竖直方向同时向上和向下抛出两个小球,她们的初速度大小均为,不计空气阻力,两球落地的时间差为 ( )
(A) (B) (C) (D)
[答案]A
13. [2014·广东卷] 图6是物体做直线运动的vt图像,由图可知,该物体( )
A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反
B.第3 s内和第4 s内的加速度相同
C.第1 s内和第4 s内的位移大小不相等
D.0~2 s和0~4 s内的平均速度大小相等
13.B [解析] 0~3 s内物体一直沿正方向运动,故选项A错误;vt图像的斜率表示加速度,第3 s内和第4 s内图像斜率相同,故加速度相同,选项B正确;vt图像图线与时间轴包围的面积表示位移的大小,第1 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等,故位移大小相等,选项C错误;第3 s内和第4 s内对应的两个三角形面积相等,故位移大小相等,方向相反,所以0~2 s和0~4 s内位移相同,但时间不同,故平均速度不相等,选项D错误.
5.[2014·江苏卷] 一汽车从静止开始做匀加速直线运动,然后刹车做匀减速直线运动,直到停止.下列速度v和位移x的关系图像中,能描述该过程的是( )
A B
C D
5.A [解析] 设汽车做匀加速直线运动时的加速度为a1,则由运动学公式得2a1x=v2,由此可知选项C、D错误;设刹车时汽车的位移为x0,速度为v0,其后做减速运动的加速度为a2,则减速过程有v2-v=2a2(x-x0),这里的v=2a1x0,x>x0,则v2=2a1x0+2a2(x-x0)=2(a1-a2)x0+2a2x,即v=(x>x0,a2<0).综上所述,只有选项A正确.
15.[2014·山东卷] 一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示.在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有( )
A.t1
B.t2
C.t3
D.t4
15.AC [解析] 本题考查的是速度图像.速度图像中某点的切线的斜率表示加速度.t1时刻速度为正,加速度也为正,合外力与速度同向;t2时刻速度为正,加速度为负,合外力与速度反向;t3时刻速度为负,加速度也为负,合外力与速度同向;t4时刻速度为负,加速度为正,合外力与速度反向.选项A、C正确.
1. [2014·天津卷] 质点做直线运动的速度—时间图像如图所示,该质点( )
A.在第1秒末速度方向发生了改变
B.在第2秒末加速度方向发生了改变
C.在前2秒内发生的位移为零
D.第3秒末和第5秒末的位置相同
1.D [解析] 本题考查了学生的读图能力.应用图像判断物体的运动情况,速度的正负代表了运动的方向,A错误;图线的斜率代表了加速度的大小及方向,B错误;图线与时间轴围成的图形的面积代表了物体的位移,C错误,D正确.
22. [2014·全国卷] 现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率是10 Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表所示.重力加速度大小g取9.80 m/s2.
单位:cm
x1
x2
x3
x4
h
s
10.76
15.05
19.34
23.65
48.00
80.00
根据表中数据,完成下列填空:
(1)物块的加速度a=________m/s2(保留3位有效数字).
(2)因为______________________,可知斜面是粗糙的.
22.(1)4.30(填“4.29”或“4.31”同样给分) (2)物块加速度小于g=5.88 m/s2(或:物块加速度小于物块沿光滑斜面下滑的加速度)
[解析] (1)根据逐差法求出加速度
a==4.30 m/s2.
(2)根据牛顿第二定律,物块沿光滑斜面下滑的加速度a′=gsin θ=g=5.88 m/s2,由于a<a′,可知斜面是粗糙的.
一、选择题
1. (2013·广东高考)某航母跑道长200 m。飞机在航母上滑行的最大加速度为6 m/s2,起飞需要的最低速度为50 m/s。那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为 ( )
A.5 m/s B.10 m/s C.15 m/s D.20 m/s
【解题指南】解答本题应把握以下两点:
(1)弹射系统的“最小初速度”,对应滑行过程的最大加速度。
(2)熟练应用匀变速直线运动的规律进行计算。
【解析】选B。对飞机的起飞过程,由运动学公式v2-=2ax,得v0=10 m/s,B正确。
2. (2013·四川高考)甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示,则 ( )
A.甲、乙在t=0到t=1s之间沿同一方向运动
B.乙在t=0到t=7s之间的位移为零
C.甲在t=0到t=4s之间做往复运动
D.甲、乙在t =6s时的加速度方向相同
【解题指南】解答本题时应注意理解以下三点:
(1)明确v-t图像所围面积表示的位移;
(2)明确v-t图像中,t上方的速度为正方向,t下方的速度为负方向;
(3)明确v-t图像的斜率的正、负表示的是加速度的方向。[来源:学&科&网]
【解析】选B、D。在t=0到t=1s之间,甲沿正方向运动,而乙先沿负方向运动,再沿正方向运动,故选项A错误;在t=0到t=7s之间,乙在t上方所围面积与下方所围面积相等,则t=0到t=7s之间的位移为零,故选项B正确;甲在t=0到t=4s之间速度是正值,则甲沿正方向运动,故选项C错误;甲、乙在t=6s时的加速度方向与正方向相反,故选项D正确。
3. (2013·大纲版全国卷)将甲、乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间间隔2s,它们运动的v-t图像分别如直线甲、乙所示。则 ( )
A.t=2s时,两球高度相差一定为40 m
B.t=4s时,两球相对于各自抛出点的位移相等
C.两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等
D.甲球从抛出至达到最高点的时间间隔与乙球的相等
【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:[来源:Z_xx_k.Com]
(1)理解v-t图像中图线与t轴包围的面积表示位移。
(2)注意两小球的初始位置不同。
(3)小球抛出后,只受重力,加速度向下。
【解析】选B、D。t=2s时,两球运动的位移相差40 m,但两小球是从距地面不同高度处竖直向上抛出的,无法判断两小球的高度差,A错;根据v-t图像中图线与t轴包围的面积表示位移可求出4s时两球的位移都是40 m,B对;两小球是从距地面不同高度处竖直向上抛出的,落地的时间不确定,C错;两小球竖直向上的初速度相同,由t=知到达最高点用时相等,D对。
4. (2013·新课标全国卷Ⅰ)如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置—时间(x-t)图线。由图可知 ( )
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大
【解题指南】解答本题可按以下思路进行:
(1)先由x-t图像判断汽车a、b的运动情况及运动方向;
(2)再从x-t图像的交点和斜率判断汽车a、b的运动特征。
【解析】选B、C。由x-t图像中直线a和曲线b的斜率及变化可知汽车a一直沿正方向做匀速直线运动,汽车b先沿正方向做速度越来越小的变速直线运动,速度为零以后再向负方向做速度越来越大的变速直线运动,其中t1、t2时刻a、b两车处于同一位置,所以选项A错、选项B对;t1到t2时间内汽车a一直做匀速运动,汽车b先减速后加速,故选项C对、选项D错。
5.(2013·海南高考)一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t图像如图所示。下列v-t图像中,可能正确描述此物体运动的是 ( )
【解题指南】解答本题时应注意理解以下三点:
(1)熟悉运动学方程的使用。
(2)熟悉v-t图像的物理意义。
(3)能够将a-t图像转换为v-t图像。
【解析】选D。在0~时间内,加速度恒定,物体从静止开始做匀加速直线运动; ~T时间内,加速度恒定为零,物体做匀速直线运动;在T~时间内,加速度恒定但反向,物体做匀减速直线运动,根据Δv=aΔt,时刻物体速度为零;在~2T时间内,加速度恒定,物体做反方向的匀加速直线运动。综上所述,选项D正确。
二、计算题
6. (2013·大纲版全国卷)一客运列车匀速行驶,其车轮在铁轨间的接缝处会产生周期性的撞击。坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0s。在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动。该旅客在此后的20.0s内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过。已知每根铁轨的长度为25.0m,每节货车车厢的长度为16.0m,货车车厢间距忽略不计。求
(1)客车运行速度的大小;
(2)货车运行加速度的大小。
【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:
(1)根据撞击声的时间间隔和每根铁轨的长度,求客车的速度。[来源:学_科_网Z_X_X_K]
(2)利用货车和客车运动位移关系结合运动学公式求加速度。
【解析】(1)设连续两次撞击铁轨的时间间隔为Δt,每根铁轨的长度为l,则客车速度为v= ①
其中l=25.0m,Δt=s,得v=37.5m/s②
(2)设从货车开始运动后t=20.0s内客车行驶了s1,货车行驶了s2,货车的加速度为a,30节货车车厢的总长度为L=30×16.0m。由运动学公式有
s1=vt ③
s2=at2 ④
由题给条件有L=s1-s2 ⑤
由②③④⑤式解得a=1.35m/s2
【答案】(1)37.5m/s (2)1.35 m/s2
7. (2013·新课标全国卷Ⅰ)水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动;B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小。
【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:
(1)“假定橡皮筋的伸长是均匀的”的含义即任意时刻RA距离与RB距离之比恒为2∶1;
(2)由x、y方向的运动写出相应坐标,再找几何关系列方程求解。
【解析】设B车的速度大小为v。如图,标记R在时刻t通过点K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G。
由运动学公式,H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为
yA=2l+at2 ①
xB=vt ②[来源:学科网]
在开始运动时,R到A和B的距离之比为2∶1,即
OE∶OF=2∶1
由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之比都为2∶1。
因此,在时刻t有HK∶KG=2∶1 ③
由于△FGH∽△IGK,有HG∶KG=xB∶(xB-l) ④
HG∶KG=(yA+l)∶2l ⑤
由③④⑤式得
xB=l ⑥
yA=5l ⑦
联立①②⑥⑦式得
v=
【答案】[来源:Z*xx*k.Com]
1.(2012山东卷).以下叙述正确的是
A.法拉第发现了电磁感应现象
B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大
C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果
D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果
2.(2012海南卷).自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是
A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系
C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系
3.(2012海南卷).一物体自t=0时开始做直线运动,其速度图线如图所示。下列选项正确的是( )
A.在0~6s内,物体离出发点最远为30m XX
K]B.在0~6s内,物体经过的路程为40m[
C.在0~4s内,物体的平均速率为7.5m/s
D. 5~6s内,物体所受的合外力做负功
4.(2012上海卷).小球每隔0.2s从同一高度抛出,做初速为6m/s的竖直上抛运动,设它们在空中不相碰。第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为(取g=10m/s2)( )
(A)三个 (B)四个 (C)五个 (D)六个
5.(2012上海卷).质点做直线运动,其s-t关系如图所示,质点在0-20s内的平均速度大小为_________m/s质点在_________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度。
6.(2012山东卷).将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,图像如图所示。以下判断正确的是
A.前3s内货物处于超重状态
B.最后2s内货物只受重力作用
C.前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D.第3s末至第5s末的过程中,货物的机械能守恒
7.(2012山东卷)(1)某同学利用图甲所示德 实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物 块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50Hz。
通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。
计数点5对应的速度大小为 m/s,计数点6对应的速度大小为 m/s。(保留三位有效数字)。
物块减速运动过程中加速度的大小为= m/s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
1答案:AD
2解析:考察科学史,选ACD
3答案:BC
解析:A,0—5s,物体向正向运动,5—6s向负向运动,故5s末离出发点最远,A错
B 由面积法求出0—5s的位移s1=35m, 5—6s的位移s2=-5m,总路程为:40m,B对
C由面积法求出0—4s的位移s=30m,平度速度为:v=s/t=7.5m/s C对
D 由图像知5~6s过程物体加速,合力和位移同向,合力做正功,D错
4答案:C
5答案:0.8,10s和14s,
6答案:AC
7(1)6;7【或7;6】
1.00;1.20
2.00;偏大
解析:①由于计数点前后的间隔距离都小于它们的间隔距离,说明计数点6之前物块在加速,计数点7之后物块在减速,则开始减速的时刻在6和7之间。答案6;7【或7;6】。
②计数点5对应的速度等于4和6间的平均速度
m/s,同理 m/s,又可解得计数点6对应的速度大小为1.20 m/s。
③在减速阶段cm,则加速度为m/s2。在减速阶段产生加速度的力是滑动摩擦力和纸带受到的阻力,所以计算结果比动摩擦因数的真实值 “偏大”。
1(2011安徽第16题).一物体作匀加速直线运动,通过一段位移所用的时间为,紧接着通过下一段位移所用时间为。则物体运动的加速度为
A. B. C. D.
答案:A
解析:物体作匀加速直线运动在前一段所用的时间为,平均速度为,即为时刻的瞬时速度;物体在后一段所用的时间为,平均速度为,即为时刻的瞬时速度。速度由变化到的时间为,所以加速度
,A正确。
2(2011海南第8题).一物体自t=0时开始做直线运动,其速度图线如图所示。下列选项正确的是
A.在0~6s内,物体离出发点最远为30m
B.在0~6s内,物体经过的路程为40m[
C.在0~4s内,物体的平均速率为7.5m/s
D. 5~6s内,物体所受的合外力做负功
解析:A,0—5s,物体向正向运动,5—6s向负向运动,
故5s末离出发点最远,A错
B 由面积法求出0—5s的位移s1=35m, 5—6s的位移s2=-5m,总路程为:40m,B
对
C由面积法求出0—4s的位移s=30m,平度速度为:v=s/t=7.5m/s C对
D 由图像知5~6s过程物体加速,合力和位移同向,合力做正功,D错
3(2011新课标理综第15题).一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能可能(ABD)
A. 一直增大
B. 先逐渐减小至零,再逐渐增大
C. 先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小
D. 先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大
解析:主要考查力和运动关系。当恒力方向与速度在一条直线上,质点的动能可能一直增大,也可能先逐渐减小至零,再逐渐增大。当恒力方向与速度不在一条直线上,质点的动能可能一直增大,也可能先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大。所以正确答案是ABD。
4(2011天津第3题).质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x = 5t + t2 (各物理量均采用国际单位制单位),则该质点
A.第1s内的位移是5m B.前2s内的平均速度是6m/s
C.任意相邻1s内的位移差都是1m D.任意1s内的速度增量都是2m/s
【解析】:匀变速直线运动的考查,简单题。第1s内的位移只需将t=1代入即可求出x=6m,A错误;前2s内的平均速度为,B错;由题给解析式可以求得加速度为a=2m/s2,C错;由加速的定义可知D选项正确
【答案】:D
5(2011广东第34题)、(18分)
0
A B C D E
1
cm
2
3
(1)图14是“研究匀变数直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点。加速度大小用a表示
①OD间的距离为 cm
②图15是根据实验数据绘出的s—t2图线(s为各计数点至同一起点的距离),斜率表示 ,其大小为 m/s2(保留三位有效数字)。
解析:(1)答案:1.20 a/2 0.933
① 要估读一位,②s=v0t+at2,斜率为a/2
6(2011山东第23题).(12分)
(1)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的 实验方案。如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止,剪短细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。
②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。
③以下能引起实验误差的是________。
a.滑块的质量
b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
答案:① ② ③c d
7 (2011重庆第14题).某人估测一竖直枯井深度,从井口静止释放一石头并开始计时,经2s听到石头落地声,由此可知井深约为(不计声音传播时间,重力加速度g取10m/s2)
A.10m B. 20m C. 30m D. 40m
〖解析〗〖答案〗B. ,由此可知井深约为20m
8 (上海第19题).受水平外力F作用的物体,在粗糙水平面上作直线运动,其 图线如图所示,则
(A)在秒内,外力大小不断增大
(B)在时刻,外力为零
(C)在秒内,外力大小可能不断减小
(D)在秒内,外力大小可能先减小后增大
9(上海第26题).如图,为测量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度
均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d。
(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间和
,则小车加速度 。
(2)(多选题)为减小实验误差,可采取的方法是( )
(A)增大两挡光片宽度 (B)减小两挡光片宽度
(C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距
答案:(1)
(2)B,C
10(新课标理综第21题).如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是
答案:B。
解析:当时:木板和木块一起运动
满足:木板和木块间的摩擦力合题意
当时:木块在木板上滑动
满足:a2>a1合题意
11(新课标理综第23).
利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值;所得数据如下表所示。
s(m)
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
0.950
t(ms)
292.9
371.5
452.3
552.8
673.8
776.4
s/t(m/s)
1.71
1.62
1.55
1.45
1.34
1.22
完成下列填空和作图:
(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______;
(2)根据表中给出的数据,在图2给出的坐标纸上 画出图线;
(3)由所画出的图线,得出滑块加速度的大 小为a=____________m/s2(保留2位有效数字)。
解析:(1)滑块做匀加速直线运动,利用
有解得
(2)
(3)由可知,斜率绝对值为即,解得a=2
12(新课标理综第24题).(13分)
甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。
解析:设汽车甲在第一段时间间隔末(时间t0)的速度为,第一段时间间隔内行驶的路程为
s1,加速度为,在第二段时间间隔内行驶的路程为s2。由运动学公式得
① ② ③
设乙车在时间t0的速度为,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为、。同样有 ④ ⑤ ⑥
设甲、乙两车行驶的总路程分别为、,则有 ⑦ ⑧
联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶的总路程之比为 ⑨
13(2011四川第23题).(16分)
随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。
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