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匀变速直线运动的规律及应用
一、选择题(本题共8小题,1~4题为单选,5~8题为多选)
1.(2016·重庆第一次调研模拟)历史上,伽利略在斜面实验中分别从倾角不同、阻力很小的斜面上由静止释放小球,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有导学号 ( A )
A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间的平方成正比 B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间的平方成正比 C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
[解析] 伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动,位移与时间的二次方成正比,并证明了速度随时间均匀变化,故B错误,A正确;若斜面光滑,C选项从理论上讲是正确的,但伽利略并没有能够用实验证明这一点,故C错误;斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小,故D错误。
2.(陕西西安中学2016届第四次质量检测)两物体在不同高度自由下落,同时落地,第一个物体下落时间为t,第二个物体下落时间为,当第二个物体开始下落时,两物体相距
2导学号 ( D )
32 2
A.gt B.gt8
32C.gt 4
12D.gt 4
tt1
[解析] 第二个物体在第一个物体下落后开始下落,此时第一个物体下落的高度h1=
22
11gtg()=。根据h=gt2,知第一个物体和第二个物体下落的总高度分别为gt2、,两物28228
2
tgt2
2
3gt3gtgtgt体未下落时相距,所以当第二个物体开始下落时,两物体相距Δh=-=,故
8884D正确,A、B、C错误。
3.(2017·重庆南开中学期中)如图所示为位于瑞士的世界上最大的人工喷泉——日内瓦喷泉,已知该喷泉竖直向上喷出,喷出时水的速度为53m/s,喷嘴的出水量为0.5m/s,不计空气阻力,则空中水的体积应为(g取10m/s)导学号 ( B )
A.2.65mC.10.6m
3
2
3
2222
B.5.3m
3
3
D.因喷嘴的横截面积未知,故无法确定
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2v0
[解析] 喷出的水做竖直上抛运动,水的初速度v0=53m/s,水在空中停留的时间t=
g=10.6s,即处于空中的水的体积V=Qt=0.5×10.6m=5.3m,故选B。
4.(2017·陕西省西安地区八校高三年级联考)物体从斜面(斜面足够长)底端以某一初速度开始向上做匀减速直线运动,经t秒到达位移的中点,则物体从斜面底端到最高点时共用时间为导学号 ( D )
A.2t
B.2t C.(3-2)t
D.(2+2)t
33
[解析] 物体沿斜面向上做匀减速直线运动,到最高点的速度为零,为了使问题简化,可以看成由最高点开始的初速度为零的匀加速直线运动,则前一半位移与后一半位移所用的时间之比为=正确。
5.(2016·菏泽一模)如图所示为甲、乙两质点做直线运动时,通过打点计时器记录的两条纸带,两纸带上各计数点间的时间间隔都相同。关于两质点的运动情况的描述,正确的是导学号 ( ABD )
A.两质点在t0~t4时间内的平均速度相同 B.两质点在t2时刻的速度大小相等 C.两质点速度相等的时刻在t3~t4之间
D.两质点不一定是从同一地点出发的,但在t0时刻甲的速度为0
[解析] 由题图可知,甲、乙两质点在t0~t4时间内的位移和时间都相同,故平均速度相同,A正确;由题图可知,甲在相邻的相等时间内的位移差等于一常数,且相等时间内的位移之比满足1﹕3﹕5﹕7﹕…的关系,故甲做初速度为零的匀加速直线运动,而乙在相等时间内的位移相等,故乙做匀速直线运动,所以D正确;两质点在t2时刻的速度都等于t1~t3时间内的平均速度,而该时间内平均速度相等,故B正确,C错误。
6.如图所示,两光滑斜面在B处连接,小球从A处由静止释放,经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s,AB=BC。设小球经过B点前后速度大小不变,则下列判断正确的是导学号 ( BD )
A.小球在AB、BC段的加速度大小之比为4﹕3 B.小球由A运动到C的过程中平均速率为2.1m/s C.小球在AB、BC段的运动时间之比为7﹕4
D.小球由B运动到C的过程中平均速度大小为3.5m/s
[解析] 设AB=BC=x,由速度位移关系式得vB=2a1x,vC-vB=2a2x,两式相比得a1﹕
2
2
2
t1
t2
,又t2=t,解得t1=(2+1)t,因此总时间为t1+t2=(2+2)t,D2-1
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a2=9﹕7,选项A错误;小球在AB段运动的时间t1=
2x,在BC段的运动时间t2=
0+3m/s
2x,则小球在AB、BC段的运动时间之比为7﹕3,选项C错误;由A到C的过程中
3m/s+4m/s
平均速率为路程与时间之比,即vAC=中的平均速度vBC=
2x=2.1m/s,选项B正确;小球由B运动到C过程t1+t2
vB+vC2
=3.5m,选项D正确。
7.(2016·浙江六校联考)频闪照相是每隔相等时间曝光一次的照相方法,在同一张相片上记录运动物体在不同时刻的位置。如图所示是小球在竖直方向只受重力作用下运动过程中拍摄的频闪照片,相机的频闪周期为T,利用刻度尺测量相片上2、3、4、5与1位置之间的距离分别为x1、x2、x3、x4。下列说法正确的是导学号 ( BCD )
A.小球一定处于下落状态 B.小球在2位置的速度大小为
2TC.小球的加速度大小为
x2
x2-2x1
T2
D.频闪照相法可用于验证机械能守恒定律
[解析] 由题图可知,从位置1到位置5,在相等时间内小球的位移越来越大,即速度越来越大,则小球可能处于下落状态,也可能处于上升状态,故A错误。若小球做匀变速直线运动,则根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,位置2的瞬时速度v=,
2T根据Δx=aT得,x2-x1-x1=aT,解得a=机械能守恒定律,故D正确。
易错分析:物体做匀减速直线运动,速度减到零,可以看成反方向物体做初速度为零的匀加速直线运动,故由小球的运动轨迹图无法确定其运动方向。如果审题不认真,考虑不全面,本题易错选A。
8.(2016·山东师范大学附中三模)如图所示,在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c,离桌面高度分别为h1﹕h2﹕h3=3﹕2﹕1。若先后顺次释放a、b、c,三球刚好同时落到桌面上,不计空气阻力,则导学号 ( AC )
A.三者到达桌面时的速度大小之比是3﹕2﹕1 B.三者运动时间之比为3﹕2﹕1
C.b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差
2
2
x2
x2-2x1
,故B、C正确。频闪照相法可用于验证T3文档收集于互联网,已整理,word版本可编辑.