?重難點(diǎn)01運(yùn)動(dòng)規(guī)律巧解勻變速直線


1.甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng),甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),乙做勻速直線運(yùn)動(dòng)。甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( ?。?br />
A.在過(guò)程中,中點(diǎn)時(shí)刻兩車相距最遠(yuǎn)
B.已知t1、t2、x1、x2,可以求出甲車的加速度
C.甲在過(guò)程的中點(diǎn)時(shí)刻速度等于乙在t1時(shí)刻的速度
D.甲在過(guò)程的中點(diǎn)位置的速度大于乙在t1時(shí)刻的速度
【答案】B
【詳解】
AC.在過(guò)程中,由于甲做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其中點(diǎn)時(shí)刻等于全程平速度

而乙車全程速度一致,均為

當(dāng)兩車速度相等的時(shí)刻,兩車相距最遠(yuǎn),此時(shí)刻即為中點(diǎn)時(shí)刻;故AC正確,不符而題意;
B.由于甲車的初始位置不知道,已知t1、t2、x1、x2,不能求出甲車的加速度,故B錯(cuò)誤,符合題意;
D.在中,斜率表示速度,如下圖

乙全程速度不變,故在t1時(shí)刻的速度等于圖中點(diǎn)的斜率;甲在過(guò)程的中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于圖中B點(diǎn)的斜率,由AC選項(xiàng)分析可知

甲在過(guò)程的中點(diǎn)位置的速度等于點(diǎn)斜率,有

故D正確,不符合題意。
故選B。
2.如圖所示,20塊相同的木塊并排在一起固定在水平地面上,子彈以初速度正對(duì)木塊射入,當(dāng)子彈穿過(guò)第20塊木塊后速度恰好變?yōu)?,子彈從進(jìn)入第一塊到速度為零所用時(shí)間為,若將子彈視為質(zhì)點(diǎn),已知子彈在各木塊中運(yùn)動(dòng)的加速度都相同。則下列判斷正確的是( ?。?br />
A.子彈穿過(guò)前10塊木塊所用的時(shí)間是
B.子彈穿過(guò)前15塊木塊所用的時(shí)間大于
C.子彈穿過(guò)前10塊木塊時(shí)速度變?yōu)?br /> D.子彈穿過(guò)前15塊木塊時(shí)速度變?yōu)?br /> 【答案】D
【詳解】
A.子彈做勻減速運(yùn)動(dòng)穿過(guò)第20塊木板后速度變?yōu)?,運(yùn)用逆向思維法,子彈反向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)每塊木板的厚度為s,則有

當(dāng)n=20時(shí),有

子彈穿過(guò)前10塊木塊后n=10,則有

所以有

因此子彈穿過(guò)前10塊木塊所用的時(shí)間是 ,故A錯(cuò)誤;
B.穿過(guò)前15塊木板,即n=5,有
5s=at52
聯(lián)立解得
t5=t
所以子彈穿過(guò)前15塊木塊所用的時(shí)間為:t-t=t,故B錯(cuò)誤;
C.子彈穿過(guò)第20塊木板,由速度-位移公式得
v02=2a?20s
設(shè)子彈穿過(guò)前10塊木塊時(shí)速度為v1,由速度-位移公式得
v12=2a?10s
聯(lián)立解得
v1= v0
故C錯(cuò)誤;
D.子彈穿過(guò)前15塊木塊時(shí)速度為v2,由速度-位移公式得
v22=2a?(20-15)s
聯(lián)立解得
v2=v0
故D正確。
故選D。
3.高速公路上的交通追尾事故嚴(yán)重威脅人民群眾的財(cái)產(chǎn)和生命安全。交警通過(guò)電腦模擬在高速公路上的甲、乙兩車剎車過(guò)程中的v-t圖象如圖所示,若甲車在后,乙車在前,兩車發(fā)生追尾,則以下判斷正確的是( ?。?br />
A.t=0時(shí)刻兩車的間距可能為60m
B.兩車可能是在t=8s時(shí)發(fā)生追尾
C.甲車剎車受到的阻力大小一定是是乙車的2倍
D.兩車可能是在t=10s至t=15s之間的某時(shí)刻發(fā)生追尾
【答案】B
【詳解】
根據(jù)斜率等于加速度,可得甲車的加速度

乙車的加速度

由圖可知,兩車速度相等經(jīng)歷的時(shí)間為10s,此時(shí)甲車的位移

乙車的位移為

可知要不相撞,則兩車的至少距離

故A錯(cuò)誤;
BD.因?yàn)樗俣认嗟葧r(shí),若不相撞,乙的速度比甲的速度大,兩者的距離又逐漸增大,可知兩車一定是在t=10s之前的某時(shí)刻發(fā)生追尾,故B正確,D錯(cuò)誤;
C.甲車的加速度為乙的兩倍,但兩車的質(zhì)量大小關(guān)系不清楚,則無(wú)法確定剎車時(shí)的阻力大小關(guān)系,故C錯(cuò)誤。
故選B。
4.如圖所示,將一重球從9樓A點(diǎn)豎直上拋,到達(dá)最高點(diǎn)的10樓B點(diǎn)后下落至地面的C點(diǎn),所用總時(shí)間為t;那么直接從B點(diǎn)由靜止釋放自由下落至C點(diǎn)需要時(shí)間為(空氣阻力不計(jì))( ?。?br />
A. B.
C. D.
【答案】A
【詳解】
設(shè)每層樓高為h,重球從A點(diǎn)豎直上拋到B點(diǎn)所用時(shí)間為t1,則有

設(shè)重球直接從B點(diǎn)由靜止釋放自由下落至C點(diǎn)所用時(shí)間為t2,則有

則有
t2=3t1
t=t1+t2
解得

A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選A。
5.在地質(zhì)、地震、勘探、氣象和地球物理等領(lǐng)域的研究中,常用“對(duì)稱自由下落法”測(cè)重力加速度g的值。如圖,在某地將足夠長(zhǎng)真空長(zhǎng)直管沿豎直放置,自直管下端豎直上拋一小球,測(cè)得小球兩次經(jīng)過(guò)點(diǎn)的時(shí)間間隔為,兩次經(jīng)過(guò)b點(diǎn)的時(shí)間間隔為,又測(cè)得a、b兩點(diǎn)間距離為,則當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的值為(  )

A.
B.
C.
D.
【答案】B
【詳解】
小球從a點(diǎn)上升到最大高度過(guò)程中

小球從b點(diǎn)上升的最大高度

依據(jù)題意
ha-hb=h?
聯(lián)立解得

故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選B。
6.滬寧高速上海至無(wú)錫方向玉祁段發(fā)生重大車禍,現(xiàn)場(chǎng)至少50輛車連環(huán)相撞,現(xiàn)場(chǎng)交通單向中斷。據(jù)交警部門調(diào)查,此次事故發(fā)生的主要原因是雨天路滑及突然出現(xiàn)的團(tuán)霧而造成多車連環(huán)追尾。如圖所示是模擬在該高速公路上甲、乙兩車剎車的v?t圖像,甲車在后,乙車在前,若兩車發(fā)生追尾,則以下判斷正確的是(  )

A.兩車一定是在t=15s至t=20s之間的某時(shí)刻發(fā)生追尾
B.兩車若沒(méi)有發(fā)生追尾,則在10s時(shí)兩車相距最近
C.t=0時(shí)刻兩車間距可能大于28m
D.甲車剎車的加速度大小是乙車的3倍
【答案】B
【詳解】
AB.由圖可知,在的時(shí)間內(nèi),由于,故兩車可能在內(nèi)任意時(shí)刻發(fā)生追尾,在內(nèi),由于,若內(nèi)沒(méi)有發(fā)生追尾,則二者不再相撞,此時(shí)兩車相距最近,A錯(cuò)誤,B正確;
C.兩車時(shí),速度為,根據(jù)圖像的面積表示位移,則甲車的位移為

乙車的位移為

由于兩車發(fā)生追尾,因此時(shí)刻兩車間距滿足

即,因此時(shí)刻兩車間距不可能大于28m,C錯(cuò)誤;
D.圖像的斜率表示加速度,因此甲車的加速度為

乙車的加速度為

故甲車剎車的加速度大小是乙車的2倍,D錯(cuò)誤;
故選B。
7.隨著空氣質(zhì)量的惡化,霧霾天氣現(xiàn)象增多,危害加重。霧和霾相同之處都是視程障礙物,會(huì)使有效水平能見(jiàn)度減小從而帶來(lái)行車安全隱患。在一大霧天,一輛小汽車以30 m/s的速度勻速行駛在高速公路上,突然發(fā)現(xiàn)正前方30 m處有一輛大卡車以10 m/s的速度同方向勻速行駛,小汽車緊急剎車,剎車過(guò)程中剎車失靈。如圖所示,圖線a、b分別為小汽車和大卡車的v-t圖像(忽略剎車反應(yīng)時(shí)間),以下說(shuō)法正確的是( ?。?br />
A.因剎車失靈前小汽車已減速,故不會(huì)發(fā)生追尾事故
B.在t=3 s時(shí)發(fā)生追尾事故
C.在t=5 s時(shí)發(fā)生追尾事故
D.若緊急剎車時(shí)兩車相距40米,則不會(huì)發(fā)生追尾事故且兩車最近時(shí)相距10米
【答案】B
【詳解】
ABC.根據(jù)速度時(shí)間圖線與時(shí)間軸所圍“面積”大小等于位移大小,由題圖知,t=3 s時(shí),b車的位移為

a車的位移為



所以在t=3 s時(shí)追尾, AC錯(cuò)誤B正確;
D.由圖線可知在t=5 s時(shí)兩車速度相等,小汽車相對(duì)于大卡車的位移

則不會(huì)發(fā)生追尾事故且兩車最近時(shí)相距5 m,D錯(cuò)誤。
故選B。
8.國(guó)粹雜技給人以藝術(shù)的美感,雜技手拋球表演就深受廣大市民喜愛(ài)。如圖,某演員持A、B兩球作單手練習(xí),A球自空中某拋出點(diǎn)以速度v0豎直向上拋出,之前以相同速度從該拋出點(diǎn)拋出的B 球正好自A球正上方某處同時(shí)自由下落,此后兩球的速度一時(shí)間圖像(v-t)如圖所示,圖中,兩球在空中相遇后互不影響,則(  )

A.A球在t2時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),若手不接球,此后在球落地前兩球距離保持不變
B.A球在t2時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),若手不接球,此后在球落地前兩球距離增加的越來(lái)越快
C.t1時(shí)刻A、B兩球相遇,此時(shí)兩球速度相同
D.t1時(shí)刻A、B兩球相遇,在t1這段時(shí)間內(nèi)A、B兩球的位移大小之比為3:1
【答案】D
【詳解】
由題意可知,A 球先做豎直上拋,在t2時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn),從t2時(shí)刻開始做自由落體運(yùn)動(dòng),B 球從開始就做自由落體運(yùn)動(dòng)。
AB.設(shè) A、B 球最初的高度差為 h0,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,A 球下落高度為
hA
B球下落高度

此時(shí)A、B間的距離差為

可見(jiàn)A、B相遇前兩者間的距離均勻減小,A、B相遇后兩者間的距離均勻增大,A球到達(dá)最高點(diǎn)后兩球間的距離均勻增大,故AB錯(cuò)誤;
C.由題可知,時(shí),兩球相遇,此時(shí)A處于上升階段,B處于下降階段,兩球速度不同,故C錯(cuò)誤;
D.兩球相遇時(shí),d=0,代入可得

解得

在t1時(shí)刻A球上升的高度

在t1時(shí)刻B球下降的高度

在這段時(shí)間內(nèi)A、B兩球的位移大小之比為3:1,故D正確。
故選D。
9.入冬以來(lái),霧霾天氣頻發(fā),發(fā)生交通事故的概率比平常高出許多,保證霧霾中行車安全顯得尤為重要:在霧天的平直公路上,甲、乙兩汽車同向勻速行駛,乙在前,甲在后。某時(shí)刻兩車司機(jī)聽到警笛提示,同時(shí)開始剎車,結(jié)果兩車剛好沒(méi)有發(fā)生碰撞。圖示為兩車剎車后勻減速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,以下分析正確的是( ?。?br />
A.兩車開始剎車時(shí)的距離為87.5m B.甲剎車的加速度的大小為0.5m/s2
C.t=20s時(shí)乙車的速度為5m/s D.兩車都停下來(lái)后相距25m
【答案】C
【詳解】
AB.甲車的加速度

加速度大小為1m/s2,兩車剛好沒(méi)有發(fā)生碰撞,此時(shí)兩車速度相等,所經(jīng)歷的時(shí)間為20s,此時(shí)甲車的位移為

乙車的加速度

此時(shí)乙車的位移為

所以兩車開始剎車時(shí)的距離為

故AB錯(cuò)誤;
C.甲乙在20s時(shí)速度相等,所以

故C正確;
D.根據(jù)圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移可知,兩車都停下來(lái)后相距為

故D錯(cuò)誤。
故選C。
10.在平直公路上a、b、c三車同向行駛,在某段時(shí)間內(nèi)它們的速度-時(shí)間圖像如圖所示,已知時(shí)刻,a、b兩車恰好相遇,c車在a、b兩車前方25m處,且時(shí)刻a、c兩車速度相等;時(shí)刻a、b兩車速度相等,c車速度恰好為零,下列說(shuō)法正確的是( ?。?br />
A.0~5s內(nèi),a車的加速度大于c車的加速度
B.0~5s內(nèi),b、c兩車的距離先減小后增大
C.時(shí),a、b兩車相距30m
D.時(shí),a、c兩車恰好相遇
【答案】D
【詳解】
A.0~5s內(nèi),a車加速度大小為

c車加速度大小為

所以a車的加速度小于c車的加速度,A錯(cuò)誤;
B.0~5s內(nèi),速度相等時(shí)距離最大,b、c兩車的距離先增大后減小, B錯(cuò)誤;
C.時(shí),a、b兩車之間的距離等于圖像面積之差

C錯(cuò)誤;
D.時(shí),a、c兩車之間的距離等于

兩車正好相遇,D正確。
故選D。
11.伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),做了如下的實(shí)驗(yàn):他讓一個(gè)銅球從阻力很?。珊雎圆挥?jì))的斜面上由靜止開始滾下,并且重復(fù)了上百次。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)伽利略是這樣做的:在斜面上任取三個(gè)位置A、B、C,讓小球分別由A、B、C滾下,如圖所示。設(shè)A、B、C與斜面底端的距離分別為s1、s2、s3,小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為t1、t2、t3,小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為υ1、υ2、υ3,下列關(guān)系式中正確、并且是伽利略用來(lái)證明小球沿光滑斜面向下的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是(  )

A. B.
C. D.
【答案】D
【詳解】
A.可以證明小球沿斜面下滑是勻變速直線運(yùn)動(dòng),但是,在伽利略那個(gè)年代,比較準(zhǔn)確測(cè)量小球的速度是做不到的,A錯(cuò)誤;
B.由平均速度公式可得

B錯(cuò)誤;
C.表達(dá)式 并不能證明小球沿光滑斜面向下的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;
D.由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式



解得

如果上式成立,則小球做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。在伽利略那個(gè)年代,能夠比較準(zhǔn)確測(cè)量小球沿斜面下滑時(shí)的位移和運(yùn)動(dòng)時(shí)間,D正確。
故選D。

12.甲、乙兩車在同一水平路面,各自的車道上行駛,某時(shí)刻兩車一前一后相距80m,乙車在前,甲車在后,從該時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)情況如圖所示,則下列表述正確的是( ?。?br />
A.當(dāng)t=40s時(shí)兩車相遇 B.當(dāng)t=40s時(shí)兩車速度相同
C.兩車只有一次相遇 D.兩車可能有三次相遇
【答案】AB
【詳解】
A.速度圖象與時(shí)間軸圍成的面積可表示位移,0-40s內(nèi),甲的位移為

乙的位移為

出發(fā)時(shí)甲、乙兩車在同一水平道路上,一前一后相距s=80m,所以當(dāng)t=40s時(shí),兩車相遇,故A正確;
B.由圖知,t=40s時(shí),兩車甲的速度與乙的速度都是8m/s,故B正確;
CD.t=60s末,甲的位移為
600m
乙的位移為
540m
此時(shí)甲沒(méi)有追上乙,t=80s末,甲的位移為,乙車的位移為

則此時(shí),甲仍沒(méi)有追上乙,由80s后,乙的速度小于甲的速度,且乙做勻減速直線運(yùn)動(dòng),甲做勻速直線運(yùn)動(dòng),則80s以后,甲一定能追上乙,則兩車有兩次相遇,故CD錯(cuò)誤。
故選AB。
13.平直公路上行駛的a車和b車,其位移時(shí)間圖象分別為圖中直線a和曲線b,已知b車的加速度恒定且a=-2 m/s2,t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,下列說(shuō)法正確的是(  )

A.a(chǎn)車的速度是2 m/s
B.t=3 s時(shí),a、b兩車的速度相等,相距最遠(yuǎn)
C.b車的初速度是8 m/s
D.t=0 s時(shí)a車和b車之間的距離為9 m
【答案】ACD
【詳解】
A..x-t圖象的斜率等于速度,由題圖可知,a車的速度不變,做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為

A正確;
BC.t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,位置坐標(biāo)相同,兩車相遇,斜率相等,此時(shí)兩車的速度相等,則t=3 s,b車的速度為,設(shè)b車的初速度為v0,對(duì)b車,由


解得:v0=8 m/s,B錯(cuò)誤,C正確;
D.t=3 s時(shí),a車的位移為


b車的位移為

t=3 s時(shí),a車和b車到達(dá)同一位置,所以t=0時(shí)兩車相距


D正確;
故選ACD。
14.如圖所示,物體自O(shè)點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A、B、C、D為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的四點(diǎn),測(cè)得AB=1m,BC=2m。且物體通過(guò)AB、BC、CD所用的時(shí)間相等,則下列說(shuō)法正確的是( ?。?br />
A.可以求出物體加速度的大小a=0.5m/s2 B.可以求出CD=3m
C.可以求出B點(diǎn)速度為1.5m/s D.可以求出OA之間的距離為0.125m
【答案】BD
【詳解】
A.根據(jù)逐差法公式

可得物體的加速度大小為

因?yàn)椴恢罆r(shí)間,所以無(wú)法求出加速度,故A錯(cuò)誤;
B.因,可得CD=3m,故B正確;
C.根據(jù)平均速度公式可知

因?yàn)椴恢罆r(shí)間,所以無(wú)法求出B點(diǎn)速度,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)速度和位移公式可有

則OB兩點(diǎn)間的距離為

所以O(shè)A之間的距離為

故D正確。
故選BD。
15.某騎行愛(ài)好者以7.2km/h的速度沿平直公路勻速行駛,前方以36km/h的速度同向勻速行駛的汽車因緊急情況突然制動(dòng),制動(dòng)時(shí)兩者相距10m,制動(dòng)的加速度大小為2m/s2。自汽車制動(dòng)開始計(jì)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( ?。?br /> A.經(jīng)兩者相遇
B.經(jīng)t=17.5s兩者相遇
C.相遇前兩者的最遠(yuǎn)距離為16m
D.相遇前兩者的最遠(yuǎn)距離為26m
【答案】BD
【詳解】
AB.自行車的速度v1=2m/s,汽車的初速度v2=10m/s,汽車減速的時(shí)間

汽車減速的位移

在該段時(shí)間內(nèi)自行車的位移

故汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩者未相遇。故兩者相遇的時(shí)間

故B正確,A錯(cuò)誤;
CD.兩者速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn),由速度相等知

即t=4s時(shí)相距最遠(yuǎn),4s內(nèi)自行車的位移

汽車的位移

故相遇前的最遠(yuǎn)距離

故D正確,C錯(cuò)誤。
故選BD。
16.如圖所示為港珠澳大橋上四段110m的等跨鋼箱連續(xù)梁橋,若汽車從a點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),通過(guò)ab段的時(shí)間為t,則(  )

A.通過(guò)cd段的時(shí)間為
B.通過(guò)ce段的時(shí)間為
C.a(chǎn)e段的平均速度等于b點(diǎn)的瞬時(shí)速度
D.a(chǎn)c段的平均速度等于b點(diǎn)的瞬時(shí)速度
【答案】BC
【詳解】
A.根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,汽車通過(guò)ab、bc、cd、de所用的時(shí)間之比為

可得出通過(guò)cd時(shí)間為,故A錯(cuò)誤;
B.通過(guò)cd段的時(shí)間為,通過(guò)de段的時(shí)間為,通過(guò)ce段的時(shí)間為,故B正確;
CD.通過(guò)ae時(shí)間為2t,通過(guò)b點(diǎn)的時(shí)刻為通過(guò)ae時(shí)間的中間時(shí)刻,故通過(guò)b點(diǎn)的速度等于ae段的平均速度,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選BC。
17.甲、乙兩個(gè)物體沿同一直線運(yùn)動(dòng),甲做勻速運(yùn)動(dòng),乙做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),它們位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示,當(dāng)時(shí),甲、乙相距最遠(yuǎn),AB是乙的圖線與t軸交點(diǎn)的切線。則( ?。?br />
A.甲、乙相距最遠(yuǎn)距離是18m
B.乙的加速度大小是2m/s2
C.在時(shí),甲、乙相遇
D.
【答案】AC
【詳解】
B.由題意可知,甲物體的x-t解析式為

乙物體的x-t解析式為

當(dāng)

時(shí),甲、乙相距最遠(yuǎn),即此時(shí)甲和乙的速度相等,即甲物體的圖像與AB直線的斜率相等,由圖可得,AB直線的斜率為

所以甲做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為8m/s,即

同理結(jié)合圖像,可得對(duì)于乙物體
,
B錯(cuò)誤;
A.由題意可知,當(dāng)

時(shí),甲、乙相距最遠(yuǎn),所以對(duì)于物體甲,此時(shí)物體甲的位置為

乙的位置為

所以此時(shí)甲、乙相距最遠(yuǎn)距離是18m,A正確;
C.由圖像可知,當(dāng)

時(shí),甲、乙兩物體在同一位置,即兩物體此時(shí)相遇,C正確;
D.由A選項(xiàng)分析可得


聯(lián)立兩式可得,當(dāng)兩物體在同一位置時(shí)


D錯(cuò)誤。
故選AC。
18.具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“殲-10”飛機(jī)的橫空出世,證實(shí)了我國(guó)航空事業(yè)在飛速發(fā)展。而航空事業(yè)的發(fā)展又離不開風(fēng)洞試驗(yàn),簡(jiǎn)化模型如圖所示,在光滑的水平軌道上停放相距的甲、乙兩車,其中乙車是風(fēng)力驅(qū)動(dòng)車。在彈射裝置使甲車獲得的瞬時(shí)速度向乙車運(yùn)動(dòng)的同時(shí),乙車的風(fēng)洞開始工作,將風(fēng)吹向固定在甲車上的擋風(fēng)板,從而使乙車獲得了速度,測(cè)繪裝置得到了甲、乙兩車的圖象如圖所示,設(shè)兩車始終未相撞。
(1)若風(fēng)對(duì)甲、乙的作用力相等,求甲、乙兩車的質(zhì)量比;
(2)求兩車相距最近時(shí)的距離。

【答案】(1);(2)4.0m
【詳解】
(1)由題圖可知:甲車的加速度大小

乙車的加速度大小

因?yàn)?br />
解得

(2)在時(shí)刻,甲、乙兩車的速度相等,均為,此時(shí)兩車相距最近,對(duì)乙車有

對(duì)甲車有

可解得

到速度相等時(shí)甲車的位移

乙車的位移

兩車相距最近的距離為

19.汽車的“百公里加速時(shí)間”指的是速度從O加速到100 km/h所用的時(shí)間,該指標(biāo)是對(duì)汽車動(dòng)力性能的最直觀的體現(xiàn),下圖是利用超聲波測(cè)速儀測(cè)量T某型號(hào)小汽車的百公里加速時(shí)間的示意圖。A為運(yùn)動(dòng)的小汽車,固定不動(dòng)的超聲波測(cè)速儀B向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播,途中碰到汽車就立即返回來(lái),超聲波測(cè)速儀收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。在一次測(cè)試中,小汽車A與測(cè)速儀B相距,某時(shí)刻B發(fā)出超聲波,同時(shí)A由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)B接收到反射回來(lái)的超聲波信號(hào)時(shí),A、B相距,已知聲速。求:
(1)小汽車A的加速度大??;
(2)小汽車A的百公里加速時(shí)間(保留2位有效數(shù)字)。

【答案】(1);(2)
【詳解】
(1)設(shè)汽車的加速度為a,小汽車A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,超聲波來(lái)回的時(shí)間為t,則單程的時(shí)間為,前汽車運(yùn)動(dòng)位移為,后汽車運(yùn)動(dòng)位移為



超聲波追上汽車時(shí),超聲波的位移為

解得

(2)根據(jù)速度公式得

解得

20.隨著智能手機(jī)的使用越來(lái)越廣泛,一些人在駕車時(shí)也常常離不開手機(jī)。然而開車使用手機(jī)是一種分心駕駛的行為,極易引發(fā)交通事故。如圖所示,一輛出租車在平直公路上以的速度勻速行駛,此時(shí)車的正前方處有一電動(dòng)三輪車,正以速度勻速行駛,而出租車司機(jī)此時(shí)正低頭看手機(jī),后才發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn),司機(jī)立刻采取緊急制動(dòng)措施,再經(jīng)后汽車以的加速度大小開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
(1)當(dāng)出租車開始減速時(shí)出租車與三輪車間的距離是多少?
(2)通過(guò)計(jì)算判斷三輪車是否被撞。若不會(huì)相撞,求二者間的最小距離。若會(huì)相撞,求從出租車剎車開始,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間二者相撞。

【答案】(1);(2)會(huì)相撞,
【分析】
明確二者的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,根據(jù)位移公式可求得當(dāng)出租車開始減速時(shí)與三輪車的間距;假設(shè)二者速度相等時(shí),由位移關(guān)系可判斷是否相撞。
【詳解】
(1)在時(shí)間內(nèi)二者均做勻速直線運(yùn)動(dòng)
汽車運(yùn)動(dòng)的位移

三輪車運(yùn)動(dòng)的位移

二者的間距

(2)設(shè)汽車減速經(jīng)時(shí)間與三輪車速度相同


可得

在該段時(shí)間內(nèi)汽車位移

在該段時(shí)間內(nèi)三輪車位移

二者的間距

可知兩車在共速前已經(jīng)相撞,設(shè)汽車減速經(jīng)時(shí)間與三輪車相撞
在該段時(shí)間內(nèi)汽車位移

在該段時(shí)間內(nèi)三輪車位移

由位移關(guān)系有

可得

21.研究表明,一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間(即圖甲中“反應(yīng)過(guò)程”所用時(shí)間,在此過(guò)程中車仍勻速行駛) t0=0.4 s,但飲酒會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。在某次試驗(yàn)中,志愿者少量飲酒后駕車以v0=54 km/h的速度在試驗(yàn)場(chǎng)的水平路面上勻速行駛,從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止,行駛的總距離L=24 m,減速過(guò)程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示,此過(guò)程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。求:
(1)志愿者在未飲酒情況下從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止,行駛的總距離;
(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時(shí)間比一般人增加了多少;
(3)減速過(guò)程汽車加速度的大小。

【答案】(1)21m;(2)0.2s;(3)7.5m/s2
【詳解】
(1) ,反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移
x1=v0t0=15×0.4m=6m
剎車的距離為
x2=15m
則愿者在未飲酒情況下從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止,行駛的總距離
x=x1+x2=21m
(2) 飲酒后,反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移為

則反應(yīng)時(shí)間為

則反應(yīng)的增加量為

(3)設(shè)剎車加速度為a,由題可知?jiǎng)x車初速度,末速度,位移,根據(jù)

代入數(shù)據(jù)可得:

22.如圖所示的A、B兩個(gè)物體,距地面高度為,A物體因在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不計(jì),其加速度為自由落體加速度,B物體由于受到阻力作用,其加速度為,方向豎直向下,A、B兩物體均可視為質(zhì)點(diǎn),求:(結(jié)果可帶根號(hào))
(1)若A、B兩物體同時(shí)由靜止釋放,則當(dāng)物體A落地時(shí)物體B離地距離;
(2)若要使兩物體同時(shí)落地,在B物體由靜止釋放后,則需要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間將A物體由靜止釋放;
(3)若將B物體移到距地面高度的A的正下方C點(diǎn),同時(shí)由靜止釋放A、B兩物體,A物體能否在B落地前追上B,若能,計(jì)算其追上的位置距地面的距離;若不能,則在A釋放時(shí)至少給A物體多大的豎直向下的初速度,才能追上B物體?

【答案】(1)4.5m;(2);(3)不能,
【詳解】
(1)由自由落體公式有得A下落時(shí)間

則B物體下落高度

物體B離地距離

(2)物體B下落時(shí)間

則從物體B釋放后到A釋放間隔的時(shí)間

(3)因?yàn)閺母叨柔尫盼矬wB,假設(shè)能夠追上,因此有

解得

故A物體不能追上B物體,設(shè)給A物體的初速度,A剛好能追上B,在B物體剛落地時(shí)追上為最小初速度,則由題意得B物體落地的時(shí)間為


代入數(shù)據(jù)解得

23.2020年中秋月圓之夜恰逢中華人民共和國(guó)成立71周年國(guó)慶佳節(jié),可謂雙喜臨門,洛陽(yáng)舉辦中秋焰火晚會(huì),煙花璀璨不夜天。我國(guó)宋代已經(jīng)出現(xiàn)沖天炮這種玩具(如圖),也叫“起火”,逢年過(guò)節(jié)人們都要放“起火”慶祝。若沖天炮由靜止發(fā)射豎直升空時(shí)加速度大小為,第末從火箭掉出一可視為質(zhì)點(diǎn)的碎片,忽略空氣阻力,g取,求:
(1)碎片最高可上升到距地面的高度;
(2)碎片從沖天炮上掉出之后到落回地面的時(shí)間。

【答案】(1)60m;(2)
【詳解】
(1)前碎片做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度,方向豎直向上,末碎片的速度為

位移為

碎片掉出后以的初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng),上升的高度為

碎片最高可上升到距地面

(2)碎片從沖天炮上脫落后上升所用時(shí)間

設(shè)從最高點(diǎn)下落到地面的時(shí)間為,則,即

碎片從沖天炮上掉出之后到落回地面時(shí)間

24.ETC是不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,這種收費(fèi)系統(tǒng)每車收費(fèi)耗時(shí)不到兩秒,相比人工收費(fèi),通道通行能力大大提升。汽車分別通過(guò)ETC通道和人工收費(fèi)通道的流程如圖所示。假設(shè)道路上有并行的甲、乙兩輛汽車,都以v1=15 m/s的速度朝收費(fèi)站沿直線勻速行駛,現(xiàn)甲車過(guò)ETC通道,需要在某位置開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)虛線EF處速度正好減為v2=5 m/s,在虛線EF與收費(fèi)站中心線之間以5 m/s的速度勻速行駛,通過(guò)收費(fèi)站中心線后才加速行駛恢復(fù)原來(lái)速度,虛線EF處與收費(fèi)站中心線的距離d=10 m。乙車過(guò)人工收費(fèi)通道,需要在中心線前某位置開始做勻減速運(yùn)動(dòng),至中心線處恰好速度減為零,經(jīng)過(guò)20 s,繳費(fèi)成功后再啟動(dòng)汽車勻加速行駛恢復(fù)原來(lái)的速度。已知甲、乙兩車勻加速過(guò)程的加速度大小均為a1=1 m/s2,勻減速過(guò)程的加速度大小均為a2=2 m/s2。
(1)甲車過(guò)ETC通道時(shí),從開始減速到恢復(fù)原來(lái)速度過(guò)程中的位移大小是多少?
(2)假設(shè)進(jìn)入人工收費(fèi)通道的是一列車隊(duì)且勻速行駛,車距都為Δx,當(dāng)乙車從中心線啟動(dòng)行駛78.125 m時(shí),乙車后一輛車剛好停在中心線上,則Δx為多大?

【答案】(1)160 m;(2)487.5 m
【詳解】
(1)甲車過(guò)ETC通道時(shí),減速過(guò)程的位移為

加速過(guò)程中恢復(fù)原來(lái)速度的位移

所以甲車從開始減速到恢復(fù)原來(lái)速度過(guò)程中的位移大小為

(2)乙車勻減速時(shí)間為t1,在中心線處的停車時(shí)間t2=20 s,勻加速78.125 m的時(shí)間為t3,則

在乙車所用時(shí)間t=t1+t2+t3內(nèi),其后一輛車是先勻速行駛,后減速行駛,剛好停在中心線上的。該車勻減速時(shí)間也是t1,因此該車勻速行駛的時(shí)間為
Δt=t2+t3=32.5s
故兩車正常行駛時(shí)的車距等于在前一輛車停車時(shí)間t2和加速時(shí)間t3內(nèi)以速度v1勻速行駛的距離,即
Δx=v1(t2+t3)=487.5 m
25.藍(lán)牙是一種無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備等之間的短距離數(shù)據(jù)交換,某同學(xué)用安裝有藍(lán)牙設(shè)備的玩具車A、B進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在距離d=6m的兩條平直軌道上,A車自O(shè)1點(diǎn)從靜止開始以加速度a=2m/s2勻加速向右運(yùn)動(dòng),B車自O(shè)2點(diǎn)前方s=3m處的O3點(diǎn)以v0=6m/s向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),O1、O2連線與軌道垂直(已知兩車間的距離超10m時(shí),兩車無(wú)法實(shí)現(xiàn)通信忽略信號(hào)傳遞的時(shí)間)
(1)在兩車距離最小前,兩車的最大距離是多少?
(2)則兩車能通信多長(zhǎng)時(shí)間?

【答案】(1);(2)
【詳解】
(1)兩車速度相等時(shí),距離最大




(2)兩者距離大于10m則無(wú)法通信,即xA與sB+s之差大于8m,則無(wú)法通信
當(dāng)B在前A在后時(shí)

解得


A在前B在后時(shí)

解得

即0-1s內(nèi)及5s到內(nèi)能通信
通電時(shí)間

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