匀变速直线运动的平均速度公式和位移差公式的应用
[随堂检测]
1.质点由静止开始做匀加速直线运动,在第1个2 s、第2个2 s和第5个2 s内三段位移比为( )
A.1∶4∶25 C.1∶3∶9
B.2∶8∶7 D.2∶2∶1
解析:选C.质点做初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间间隔内位移之比为1∶3∶5∶7∶…∶(2n-1),所以质点在第1个2 s、第2个2 s和第5个2 s内的三段位移比为1∶3∶9,因此选C.
2.在永和中学第20届田径运动会中,高一(3)班的蔡佳彬同学获得男子跳远决赛的冠军,假设他的助跑阶段的运动视为匀变速直线运动,测得他在连续两个2 s内的平均速度分别是4 m/s和10 m/s,则他的加速度为 ( )
A.3 m/s C.5 m/s
22
B.4 m/s D.6 m/s
2
2
解析:选A.匀变速运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即vt=v2=.则第1个 2 s 内的中间时刻的瞬时速度为v1=4 m/s,第2个 2 s 内的中间时刻的瞬时速度为v2=10 m/s,根据速度公式得v2=v1+at,则10 m/s=4 m/s+a×2 s,加速度为a=3 m/s,选项A正确.
3.从静止开始做匀加速直线运动的物体,在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度之比为( )
A.1∶3∶5 C.1∶2∶3
B.1∶4∶9 D.1∶2∶3
2
st解析:选A.由于第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移之比s1∶s2∶s3=1∶3∶5,而平均速度v=,三段时间都是1 s,故三段时间内的平均速度之比为1∶3∶5,故A正确.
4.假设飞机着陆后做匀减速直线运动,经10 s速度减为一半,滑行了450 m,则飞机着陆时的速度为多大?着陆后30 s滑行的距离是多少?
解析:设飞机着陆时的速度为 v0,减速10 s,滑行距离 s=解得 v0=60 m/s
飞机着陆后做匀减速运动的加速度大小为
stv0+0.5v0
2
t,
v0-0.5v02a==3 m/s
t
- 1 -
飞机停止运动所用时间为
v0
t0==20 s
a由 v-v0=2(-a)s′得着陆后30 s滑行的距离是 -v0-60s′== m=600 m.
-2a-6答案:60 m/s 600 m
[课时作业][学生用书P123(单独成册)]
一、单项选择题
1.某战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需时间为t,则起飞前的运动距离为( )
A.vt C.2vt
B.
2D.不能确定
2
2
2
2
vt-0+vv解析:选B.因为战机在起飞前做匀加速直线运动,则x=vt=t=t,B正确.
222.做匀变速直线运动的质点在第一个1 s内的平均速度比它在第一个3 s内的平均速度大4.5 m/s,以质点的运动方向为正方向,则质点的加速度为( )
A.4.5 m/s C.2.25 m/s
22
B.-4.5 m/s D.-2.25 m/s
0~1
2
2
解析:选B.根据中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度,由题意得v0.5=v=v0~3
,v1.5
,则a=
vt-v0v1.5-v0.522
= m/s=-4.5 m/s.故选B. t1.5-0.5
3.为了测定某轿车在平直路上启动阶段的加速度(轿车启动时的运动可近似看成是匀加速直线运动),某人拍摄一张在同一底片上多次曝光的照片,如图所示,如果拍摄时每隔2 s曝光一次,轿车车身总长为4.5 m,那么这辆轿车的加速度为( )
A.1 m/s C.3 m/s
22
B.2.25 m/s D.4.25 m/s
2
2
2
解析:选B.根据匀变速直线运动规律,Δs=s2-s1=aT,读出s1、s2,代入即可计算.轿车总长4.5 m,相当于提示我们图中每一小格为1.5 m,由此可算出两段距离分别为s1=12 m和s2=21 m,又T=2 s,则a=
s2-s121-1222
= m/s=2.25 m/s.故选B. 22
T2
4.汽车刹车后做匀减速直线运动,经过3 s停止运动,那么汽车在先后连续相等的三个1 s内通过的位移之比s1∶s2∶s3为( )
- 2 -
A.1∶2∶3 C.1∶4∶9
B.5∶3∶1 D.3∶2∶1
解析:选B.刹车过程的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动.根据初速度为零的匀加速直线运动的特点,该逆过程在三个连续1 s内的位移之比为1∶3∶5.所以刹车过程在连续相等的三个1 s内的位移之比为5∶3∶1.故选B.
5.(2019·宿州高一月考)一物体从静止开始做匀加速直线运动,用T表示一个时间间隔,在第3个T时间内的位移为3 m,在第3个T时间末的瞬时速度是 3 m/s.则( )
A.物体的加速度为1 m/s
B.物体在第1个T时间末的瞬时速度是0.6 m/s C.时间间隔T=1 s
D.物体在第1个T时间内的位移为0.6 m
2
s33 m
解析:选D.物体从静止开始做匀加速直线运动,则s1∶s3=1∶5,故s1===0.6 m,
55
115222
选项D正确;由题意知,a(3T)-a(2T)=3 m,a·3T=3 m/s,解得:T=1.2 s,a= m/s,
22652
选项A、C错误;物体在第1个T时间末的瞬时速度v1=aT=m/s×1.2 s=1 m/s,选项B错
6误.
6.(2019·黄冈高一质检)一小物体以一定的初速度自光滑斜面的底端a点上滑,最远可达b点,e为ab的中点.已知物体由a到e的时间为t0,则它从e经b再返回e所需时间为( )
A.t0
C.2(2+1)t0
B.(2-1)t0 D.(22+1)t0
解析:选C.由逆向思维可知物体从b到e和从e到a的时间比为1∶(2-1);即t∶t0
=1∶(2-1),得t=(2+1)t0,由运动的对称性可得从e到b和从b到e的时间相等,所以从e经b再返回e所需时间为2t,即2(2+1)t0,答案为C.
二、多项选择题
7.如图所示,物体做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=2 m,BC=3 m,且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为0.2 s,则下列说法正确的是( )
A.物体的加速度为20 m/s B.物体的加速度为25 m/s C.CD=4 m D.CD=5 m
解析:选BC.由匀变速直线运动的规律相邻相等的时间内位移之差为常数,即Δs=aT可
2
22
- 3 -