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专题1 力与直线运动
第1讲 直线运动(A卷)
一、选择题
1.(2015・马鞍山三模・16)/m·s-1
t/s
O
-1
0.555555
.一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其-t的图象如图所示,则
A.质点做匀速直线运动,速度为0.5 m/s
B.质点做匀加速直线运动,加速度为0.5 m/s2
C.质点在1 s末速度为1.5 m/s
D.质点在第1 s内的平均速度0.75 m/s
2.(2015・聊城二模・15).两个物体从同一高度同时由静止开始下落,经过一段时间分别与水平地面发生碰撞(碰撞过程时间极短)后反弹,碰撞前后瞬间速度大小不变,其中一个物体所受空气阻力可忽略,另一个物体所受气阻力大小与物体速率成正比。下列分别用虚线和实线描述的两物体运动的图象,可能正确的是( )
3.(2015・张掖三诊・15).如图所示的x-t图象和v-t图象中,给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是( )
A.图线l表示物体做曲线运动
B.x -t图象中tl时刻v1>v2
C.v-t图象中O至t3时间内3和4的平均速度大小相等
D.两图象中,在t2、t4时刻2、4开始反向运动
4.(2015・大庆三检・15)如图所示,放在光滑水平面上的木块以速率向右做匀速直线运动.现有一随时间从零开始做线性变化的水平力F向左作用在木块上,在这个过程中,以向右为正方向,能正确描述木块运动的v-t图线是下图中的()
5.(2015・济南二模・15).如图所示,一滑块以初速度v0自固定于地面的斜面底端冲上斜面,到达某一高度后又返回底端。取沿斜面向上为正方向。下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图象中,可能正确的是( )
x/m
t/s
o
甲
乙
t1
v/(m·s-1)
t/s
o
丙
丁
t2
6.(2015・肇庆三测・14).四辆小车从同一地点向同一方向运动的情况分别如下图所示,下列说法正确的是( )
A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动
B.这四辆车均从静止开始运动
C.在0~t2时间内,丙、丁两车在时刻t2相距最远
D.在0~t2时间内,丙、丁两车间的距离先增大后减小
二、非选择题
7.(2015・济南一模・21).(9分)由于当年实验条件的限制,伽利略无法直接对落体运动进行实验研究,而今天即使在中学实验室里,我们也可以通过实验来验证落体运动的规律.如图是某次实验中获得质量为m的小球下落时的频闪照片,频闪间隔是。根据此照片计算(结果保留三位有效数字)
(1)小球在4.90 cm位置处的速度大小为____m/s;
(2)小球下落的加速度大小为_______m/s2;
(3)小球在13.60 cm位置处的速度大小为______m/s。
8.(2015・景德镇三检・24.)磕头虫是一种不用足跳但又善于跳高的小甲虫。当它腹朝天、背朝地躺在地面时,将头用力向后仰,拱起体背,在身下形成一个三角形空区,然后猛然收缩体内背纵肌,使重心迅速向下加速,背部猛烈撞击地面后立即离开地面,地面将其反弹向空中。录像显示,磕头虫拱背后重心向下加速(视为匀加速)的距离大约为0.8 mm,弹射最大高度为24 cm。而人原地起跳方式是,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,假想:向上加速过程(视为匀加速)重心的加速度与磕头虫加速过程的加速度大小相等,重心上升高度为0.5 m,那么人离地后重心上升的最大高度可达到多高?(空气阻力不计,设磕头虫撞击地面和弹起时的速率相等)
9.(2015・永州三模・24).(13分)某汽车训练场地有如图设计,在平直的道路上,依次有编号为A、B、C、D、E的五根标志杆,相邻杆之间的距离ΔL=12.0 m。一次训练中,学员驾驶汽车以57.6km/h的速度匀速向标志杆驶来,教练与学员坐在同排观察并记录时间。当教练经过O点时向学员发出指令:“立即刹车”,同时用秒表开始计时。学员需要经历Δt的反应时间才开始
刹车,刹车后汽车做匀减速直线运动,停在D标杆附近。教练记录自己经过B、C杆时
秒表的读数分别为tB=4.5 s,tC=6.5 s,已知LOA=44 m,教练距车头的距离Δs=1.5 m。
求:
(1)学员的反应时间Δt和刹车后汽车做匀减速运动
的加速度大小a;
(2)汽车停止运动时,车头离标志杆D的距离Δx。
10.(2015・济南一模・23).(18分)2014年12月26日,我国东部14省市ETC联网正式启动运行,ETC是电子不停车收费系统的简称。汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示。假设汽车以v1=15m/s朝收费站正常沿直线行驶,如果过ETC通道,需要在收费站中心线前l0 m处正好匀减速至v2=5 m/s,匀速通过中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过20 s缴费成功后,再启动汽车匀加速至v1正常行驶。设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为l m/s2。求
(1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小
(2)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是多少?
第1讲 直线运动(A卷)
参考答案与详解
1.【答案】C
【命题立意】运动学中的图像专题
【解析】,得,-t图象的斜率为,图线的斜率等于加速度的2倍,则根据图像可以算出,故B错;倾斜的直线表示匀加速直线运动,故A错误;由可知质点在1 s末速度为1.5 m/s,故C正确;质点在第1 s内的平均速度,故D错。
【点评】本题本质上是速度-时间图像的应用,要明确斜率的含义,能根据图像读取有用的信息。
2.【答案】D
【命题立意】本题旨在考查匀变速直线运动的图像、匀变速直线运动的速度与时间的关系。
【解析】若不计空气阻力,则小球下落后,先做匀加速直线运动,与地面碰撞后做竖直上抛运动(匀减速直线运动),加速度不变,若考虑空气阻力,下落过程中,速度越来越大,则空气阻力越来越大,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越小且小于g,与地面碰撞后,速度越来越小,则空气阻力越来越小,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越大且大于g,根据速度时间图象的斜率表示加速度可知,D正确。
故选:D
3.【答案】B
【命题立意】本题旨在考查匀变速直线运动的图像、匀变速直线运动的速度与时间的关系。
【解析】A、运动图象反映物体的运动规律,不是运动轨迹,无论速度时间图象还是位移时间图象只能表示物体做直线运动,故A错误;
B、在图象中图线的斜率表示物体的速度,在时刻图线1的斜率大于图线2的斜率,故,故B正确;
C、在图线中图线与时间轴围成的面积等于物体发生的位移.故在时间内4围成的面积大于3围成的面积,故3的平均速度小于4的平均速度,故C错误;
D、图线的斜率等于物体的速度,斜率大于0,表示物体沿正方向运动;斜率小于0,表示物体沿负方向运动.而时刻之前物体的运动沿正方向,时刻之后物体沿负方向运动,故时刻开始反向运动;图象中速度的正负表示运动方向,从这段时间内速度始终为正,故时刻没有反向运动,故D错误。
故选:B
4.【答案】B
【命题立意】本题旨在考查匀变速直线运动的图像
【解析】在水平方向上,木块以V0向右做匀速直线运动,合力为零;
现有一向左的水平力F作用在木块上,且逐渐增大,木块受的合力逐渐变大,加速度方向与速度方向相反,速度减小,速度变化越来越快,所以木块做加速度越来越大的减速运动;
能反应这种变化的图象是B。故选:B
【举一反三】根据木块的受力情况判断木块速度变化的规律、读懂图,根据图象分析出速度变化特点,是解题的关键。
5.【答案】A
【命题立意】本题旨在考查机械能守恒定律、牛顿第二定律。
【解析】上滑时的加速度:
下滑时的加速度:,知,速度时间图线的斜率表示加速度;滑块在斜面上运动过程中,由于存在摩擦力,机械能不断减小,经过同一点时下滑的速度小于上滑的速度,根据速度图象的“面积”等于位移,两个过程的位移大小相等,可知,下滑时间大于上滑时间,所以A正确,BCD错误。
故选:A
6.【答案】C
【命题立意】本题旨在考查对运动图象理解。
【解析】由图象可知:甲做匀速直线运动,乙做速度越来越小的变速直线运动,选项A错误;x-t图象的斜率表示速度,v-t图象的斜率表示加速度,故乙车做减速直线运动,甲车做匀速直线运动,而不是从静止开始运动,选项 B错误;由图象与时间轴围成的面积表示位移可知:丙、丁两车在t2时刻面积差最大,所以相距最远,在0~t2时间内,丙、丁两车间的距离一直增大。选项C正确、D错误.
【易错警示】要理解图象中的“点”、“线”、“斜率”、“截距”、“面积”的物理意义。例如:x-t图象的线表示研究对象的变化过程和规律.若为倾斜直线,则表示物体做匀速直线运动,若为曲线,则表示物体的速度在变化,斜率表示速度的大小及方向;v-t图象的的线倾斜直线表示匀变速直线运动,曲线表示变加速运动,斜率表示加速度的大小及方向。
7.【答案】(1);(2);(3)
【命题立意】本题旨在考查探究小车速度随时间变化的规律。
【解析】:(1)从上向下,给小球编号,即为1、2、3、4、5;
那么3是2到4的中间时刻,故:
每两个计数点时间:
代入数据得:
(2)设:点1到点3间的位移为,点3到点5间的位移为
由匀变速直线运动的推论:得:
,(注意:是发生或这个位移所用的时间:)
解得:
(3)根据
故答案为:(1);(2);(3)
8.【答案】
【命题立意】本题旨在考查匀变速运动规律
【解析】设磕头虫离地速度为,为磕头虫重心向下加速的距离,磕头虫起跳的加速度,则对加速过程和离地后上升过程分别有:
设人起跳离地速度为,为人重心向上加速过程的距离,人具有和磕头虫相同的加速度,表示与此相应的竖直高度,则对加速过程和离地后上升过程分别有:
联立以上各式,得:
代入数据得:
答:人离地后重心上升的最大高度可达。
9.【答案】(1)、;(2)
【命题立意】本试题旨在考查匀变速直线运动的位移与时间的关系、匀变速直线运动的速度
与位移的关系。
【解析】(1)汽车从O到标志杆B的过程中:
汽车从O到标志杆C的过程中:
联立方程组得:
,
(2)汽车从开始到停下运动的距离:
可得:
因此汽车停止运动时车头前端面在CD之间离D
答:(1)刹车前汽车做匀速运动的速度大小为;
汽车开始刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为;
(2)汽车停止运动时车头前端面离D的距离为。
10.【答案】(1);(2)
【命题立意】本题旨在考查匀变速直线运动的位移与时间的关系。
【解析】(1)过通道时,减速的位移和加速的位移相等,均为:
所以总的位移:
(2)过通道时;
过人工收费通道时:
二者的位移差:
在这段位移内过通道时是匀速直线运动
所以:
答:(1)汽车过通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小为;
(2)汽车通过通道比通过人工收费通道节约的时间是。
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