(全國通用版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第3講 運(yùn)動(dòng)圖象追及和相遇問題學(xué)案
《(全國通用版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第3講 運(yùn)動(dòng)圖象追及和相遇問題學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(全國通用版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 第3講 運(yùn)動(dòng)圖象追及和相遇問題學(xué)案(16頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第3講 運(yùn)動(dòng)圖象 追及和相遇問題 考綱要求 考情分析 命題趨勢 1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象Ⅱ 2.追及和相遇問題 2016·全國卷Ⅰ,21 高考考查本講內(nèi)容既有選擇題,也有計(jì)算題.對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象的考查,既有單獨(dú)命題,也有與追及和相遇問題相結(jié)合命題;常考查追及和相遇問題中相距最近或最遠(yuǎn)的條件及相遇的條件 1.直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖象 (1)意義:反映了直線運(yùn)動(dòng)的物體__位移__隨__時(shí)間__變化的規(guī)律. (2)圖線上某點(diǎn)切線的斜率的意義 ①斜率大?。罕硎疚矬w速度的__大小__. ②斜率的正負(fù):表示物體速度的__方向__. (3)兩種特殊的x-t圖象 ①若x-
2、t圖象是一條平行于時(shí)間軸的直線,說明物體處于__靜止__狀態(tài).(如圖所示甲圖線) ②若x-t圖象是一條傾斜的直線,說明物體在做__勻速直線__運(yùn)動(dòng).(如圖所示乙圖線) 2.直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象 (1)意義:反映了直線運(yùn)動(dòng)的物體__速度__隨__時(shí)間__變化的規(guī)律. (2)圖線上某點(diǎn)切線的斜率的意義 ①斜率的大?。罕硎疚矬w__加速度__的大?。? ②斜率的正負(fù):表示物體__加速度__的方向. (3)兩種特殊的v-t圖象 ①勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是與橫軸__平行__的直線.(如圖所示甲圖線) ②勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條__傾斜__的直線.(如圖所示乙圖線) (4)圖
3、線與坐標(biāo)軸圍成的“面積”的意義 ①圖線與坐標(biāo)軸圍成的“面積”表示相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的__位移__. ②若此面積在時(shí)間軸的上方,表示這段時(shí)間內(nèi)的位移方向?yàn)開_正方向__;若此面積在時(shí)間軸的下方,表示這段時(shí)間內(nèi)的位移方向?yàn)開_負(fù)方向__. 3.追及和相遇問題 (1)兩類追及問題 ①若后者能追上前者,追上時(shí),兩者處于__同一位置__,且后者速度一定不小于前者速度. ②若追不上前者,則當(dāng)后者速度與前者_(dá)_相等__時(shí),兩者相距最近. (2)兩類相遇問題 ①同向運(yùn)動(dòng)的兩物體追及,追上時(shí)即相遇. ②相向運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)各自發(fā)生的位移大小之和等于開始時(shí)兩物體間的距離時(shí)即相遇. 1.判斷正誤 (
4、1)x-t圖象表示物體的運(yùn)動(dòng)軌跡.( × ) (2)x-t圖象和v-t圖象都不能描述曲線運(yùn)動(dòng).( √ ) (3)v-t圖象上兩圖線的交點(diǎn)表示兩物體速度相等,不代表相遇.( √ ) (4)兩物體同向運(yùn)動(dòng)恰好不相碰,則此時(shí)兩物體速度相等.( √ ) (5)速度較大的汽車剎車一定能夠避免與前方速度較小勻速運(yùn)動(dòng)的汽車相撞.( × ) (6)兩個(gè)物體在追及過程中,物體之間的距離總是逐漸變?。? × ) 2.甲、乙兩物體均做直線運(yùn)動(dòng),它們?cè)谀扯螘r(shí)間內(nèi)的位移x隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示,則在0~t1時(shí)間內(nèi),下列判斷正確的是( D ) A.甲物體做加速運(yùn)動(dòng) B.甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)方向相同
5、C.甲的平均速度比乙的平均速度大 D.甲、乙兩物體的平均速度大小相等 3.上海F1車賽于2014年4月18日至20日在上海奧迪國際賽車場舉行.其中有甲、乙兩賽車從同一起跑線上同時(shí)啟動(dòng)并且沿平直路面同向前進(jìn),在t=0到t=t1時(shí)間內(nèi),它們的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示.則下列說法正確的是( B ) A.t1時(shí)刻,乙車從后面追上甲車 B.t1時(shí)刻,兩車第一次相距最遠(yuǎn) C.t1時(shí)刻,兩車的加速度剛好相等 D.0到t1時(shí)間內(nèi),乙車的平均速度大于甲車的平均速度 一 x-t圖象與v-t圖象的區(qū)別 x-t圖象 v-t圖象 軸 橫軸為時(shí)間t,縱軸為位移x 橫軸為時(shí)間t
6、,縱軸為速度v 線 傾斜直線表示勻速直線運(yùn)動(dòng) 傾斜直線表示勻變速直線運(yùn)動(dòng) 斜率 表示速度 表示加速度 面積 無實(shí)際意義 圖線和時(shí)間軸圍成的面積表示位移 縱截距 表示初位置 表示初速度 特殊點(diǎn) 拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng),交點(diǎn)表示相遇 拐點(diǎn)表示從一種運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱硪环N運(yùn)動(dòng),交點(diǎn)表示速度相等 [例1](2018·陜西漢中期末)在平直的公路上行駛的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ab=-2 m/s2,當(dāng)t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,求t=0 s時(shí)a車和b車的距離x0. 解析 由題圖可知a車做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度
7、 va= m/s=2 m/s, 當(dāng)t=3 s時(shí),直線a和曲線b剛好相切,即此時(shí)b車的速度 vb′=va=2 m/s. 設(shè)b車的初速度為vb,對(duì)b車有vb+abt=vb′, 解得vb=8 m/s. 從t=0時(shí)刻起經(jīng)過3 s,a車和b車的位移分別為 a車的位移xa=vat=6 m, b車的位移xb=t=15 m, 因t=3 s時(shí),a車和b車到達(dá)同一位置, 則t=0 s時(shí)a車和b車的距離為x0=xa-xb=9 m. 答案 9 m 運(yùn)動(dòng)圖象中的易錯(cuò)點(diǎn) (1)對(duì)x-t圖象,圖線在縱軸上的截距表示t=0時(shí)物體的位置,對(duì)v-t或a-t圖象,圖線在縱軸上的截距并不表示t=0時(shí)物體
8、的位置. (2)在v-t圖象中,兩條圖線的交點(diǎn)不表示兩物體相遇,而是表示兩者速度相同. (3)兩條圖線在v軸上的截距不同,不少同學(xué)誤認(rèn)為兩物體的初始位置不同,位置是否相同應(yīng)根據(jù)題中條件確定. 二 追及、相遇問題 討論追及、相遇的問題,其實(shí)質(zhì)就是分析討論兩物體在同一時(shí)刻能否到達(dá)相同的空間位置問題. 1.抓住一個(gè)條件,兩個(gè)關(guān)系 (1)一個(gè)條件:即兩者速度相等,它往往是物體間能否追上、追不上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點(diǎn). (2)兩個(gè)關(guān)系:即時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系,這兩個(gè)關(guān)系可通過畫運(yùn)動(dòng)示意圖得到. 2.能否追上的判斷方法 常見情形:物體A追物體B,開始二者
9、相距x0,則 (1)A追上B時(shí),必有xA-xB=x0,且vA≥vB. (2)要使兩物體恰好不相撞,必有xA-xB=x0,vA=vB. [例2](2018·江蘇鎮(zhèn)江模擬)甲、乙兩車在同一直線軌道上同向行駛,甲車在前,速度為v1=8 m/s,乙車在后,速度為v2=16 m/s,當(dāng)兩車相距x0=8 m時(shí),甲車因故開始剎車,加速度大小為a1=2 m/s2,為避免相撞,乙車立即開始剎車,則乙車的加速度至少為多大? 解析 如圖所示,當(dāng)速度相同時(shí),陰影面積Δx表示兩者位移之差, 若Δx≤x0,則不會(huì)相撞, 由幾何關(guān)系得Δx==x0, 解得t=2 s. 由v1-a1t=v2-a2t得a
10、2=6 m/s2, 故乙車的加速度至少為6 m/s2才能避免兩車相撞. 答案 6 m/s2 追及和相遇問題的求解方法 (1)解題思路 (2)解題技巧 ①緊抓“一圖三式”,即:過程示意圖,時(shí)間關(guān)系式、速度關(guān)系式和位移關(guān)系式. ②審題應(yīng)抓住題目中的關(guān)鍵字眼,充分挖掘題目中的隱含條件.如“剛好”“恰好”“最多”“至少”等.往往對(duì)應(yīng)一個(gè)臨界狀態(tài),滿足相應(yīng)的臨界條件. ③若被追趕的物體做勻減速運(yùn)動(dòng),一定要注意追上前該物體是否已經(jīng)停止運(yùn)動(dòng),另外還要注意最后對(duì)解的討論分析. 1.如圖所示,是小滑塊A、B從足夠長的斜面上滑下的v-t圖象,已知t=0時(shí)刻A在B后30 m處,則
11、從t=0時(shí)刻起A追上B所需的時(shí)間為( D )
A.1 s B.3 s
C.5 s D.6 s
解析 由題圖知,B的加速度a=-4 m/s2,B經(jīng)時(shí)間t0=3 s停止運(yùn)動(dòng),此時(shí)xA 12、D.人不能追上公共汽車,且車開動(dòng)后,人車距離越來越遠(yuǎn)
解析 步行者與汽車距離25 m時(shí),綠燈亮,汽車勻加速前進(jìn),當(dāng)兩者速度相等時(shí),相距最近,設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)t s與步行者速度相等,即at=v,得t=6 s,人的位移x1=vt=36 m,汽車的位移x2=at2=18 m,二者最近距離為x2+x0-x1=7 m,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B正確.人不能追上公共汽車,且車開動(dòng)后,人車距離先減小后增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
3.一輛汽車在十字路口等待綠燈,當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以a=3 m/s2的加速度開始行駛,恰在這時(shí)一輛自行車以v0=6 m/s的速度勻速駛來,從后邊超過汽車,試問:
(1)汽車從路口開動(dòng)后,在追上自行車之前 13、經(jīng)過多長時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)距離是多大?
(2)當(dāng)汽車與自行車再次相遇時(shí)汽車的速度是多大?
解析 (1)當(dāng)汽車的速度為v1=v0=6 m/s時(shí),二者相距最遠(yuǎn),所用時(shí)間為t1==2 s,最遠(yuǎn)距離為Δx=v0t1-at=6 m.
(2)兩車再次相遇時(shí)有v0t2=at,解得t2=4 s,汽車的速度為v2=at2=12 m/s.
答案 (1)2 s 6 m (2)12 m/s
4.A、B兩列火車,在同一軌道上同向行駛,A車在前,其速度vA=10 m/s,B車在后,其速度vB=30 m/s,因大霧能見度低,B車在距A車x0=85 m時(shí)才發(fā)現(xiàn)前方有A車,這時(shí)B車立即剎車,但B車要經(jīng)過180 m 14、才能停止.問:B車剎車時(shí)A車仍按原速率行駛,兩車是否會(huì)相撞?若會(huì)相撞,將在B車剎車后何時(shí)相撞?若不會(huì)相撞,則兩車最近距離是多少?
解析 設(shè)B車剎車過程中的加速度大小為aB,由v2-v=-2aBx得aB==2.5 m/s2.若兩車速度相等時(shí)沒有相撞則不相撞,速度相等時(shí)撞了則會(huì)相撞,設(shè)t s后速度相等.由vA=vB-aBt得t=8 s,則xA=vAt=80 m,xB=vBt-aBt2=160 m,因xA+x0>xB,則兩車未相撞,且最近距離Δx=xA+x0-xB=5 m.
答案 不會(huì)相撞 5 m
追及、相遇問題的兩種典型情況
(1)勻加速運(yùn)動(dòng)的物體追勻速或勻減速運(yùn)動(dòng)的物體.一定能追上, 15、追上前,vA=vB時(shí),兩者相距最遠(yuǎn).
(2)勻減速運(yùn)動(dòng)的物體追勻速運(yùn)動(dòng)的物體.vA=vB時(shí):
①若已超越則相遇兩次;
②若恰好追上,則相遇一次;
③若沒追上,則此時(shí)相距最近.
[例1](15分)一摩托車由靜止開始在平直的公路上行駛,其運(yùn)動(dòng)過程的v-t圖象如圖所示.求:
(1)摩托車在0~20 s這段時(shí)間的加速度大小a;
(2)摩托車在0~75 s這段時(shí)間的平均速度大小.
[答題送檢]來自閱卷名師報(bào)告
錯(cuò)誤
致錯(cuò)原因
扣分
(1)
對(duì)平均速度的概念理解錯(cuò)誤,誤認(rèn)為平均速度是速度的平均值
-8
[規(guī)范答題]
[解析] (1)摩托車在0~20 s這段時(shí)間 16、的加速度
a== m/s2=1.5 m/s2;
(2)摩托車在0~75 s這段時(shí)間的位移大小等于v-t圖象中圖線和t軸所圍的面積
x=[(45-20)+75]×30 m=1 500 m,
75 s內(nèi)摩托車的平均速度
v==m/s=20 m/s.
[答案] (1)1.5 m/s2(7分) (2)20 m/s(8分)
1.甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛.在t=0到t=t1的時(shí)間內(nèi),它們的v-t圖象如圖所示.在這段時(shí)間內(nèi)( A )
A.汽車甲的平均速度比乙的大
B.汽車乙的平均速度等于
C.甲、乙兩汽車的位移相同
D.汽車甲的加速度大小逐漸減小,汽車乙的加速度大小逐 17、漸增大
解析 由v-t圖象知,在0~t1時(shí)間內(nèi),甲的位移大于乙的位移,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由=知,甲的平均速度比乙的大,故選項(xiàng)A正確;如圖所示,汽車乙的v-t圖象中,實(shí)現(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍的面積小于上方虛線與坐標(biāo)軸所圍的面積,故汽車乙的平均速度小于,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;v-t圖象中的斜率表示加速度,甲、乙圖線上各點(diǎn)切線斜率的絕對(duì)值均逐漸減小,故加速度的大小都逐漸減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
2.(多選)由于公路維修只允許單車道通行.t=0時(shí),甲車在前,乙車在后,相距x0=100 m,速度均為v0=30 m/s,從此時(shí)開始兩車按圖所示規(guī)律運(yùn)動(dòng),則下述說法正確的是( AC )
A.兩車最近距離為10 m
B.兩車 18、最近距離為100 m
C.兩車一定不會(huì)相遇
D.兩車一定會(huì)相遇
解析 如圖所示為甲、乙兩車的速度圖象,由圖象可知,t=6 s時(shí)兩車共速,在此之前,乙車速度一直比甲車大,如果t=6 s時(shí)兩車不相遇,就不會(huì)相遇,由圖象面積可以算出,0~6 s內(nèi),x甲=67.5 m,x乙=157.5 m,x乙-x甲=90 m 19、是t=2 s
D.甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m
解析 根據(jù)v-t圖,甲、乙都沿正方向運(yùn)動(dòng).t=3 s時(shí),甲、乙相遇,v甲=30 m/s,v乙=25 m/s,由位移和v-t圖面積對(duì)應(yīng)關(guān)系,0~3 s內(nèi)位移x甲=45 m,x乙=52.5 m.故t=0時(shí),甲乙相距Δx1=x乙-x甲=7.5 m,即甲在乙前方7.5 m,選項(xiàng)B正確.0~1 s內(nèi),x甲′=×1×10 m=5 m,x乙′=×1×(10+15) m=12.5 m,Δx2=x乙′-x甲′=7.5 m,說明t=1 s時(shí)甲、乙第一次相遇.選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.甲、乙兩次相遇地點(diǎn)之間的距離為x=x甲-x甲′=45 m-5 20、 m=40 m,所以選項(xiàng)D正確.
2.質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如圖所示,該質(zhì)點(diǎn)( D )
A.在第1秒末速度方向發(fā)生了改變
B.在第2秒末加速度方向發(fā)生了改變
C.在前2秒內(nèi)發(fā)生的位移為零
D.第3秒末和第5秒末的位置相同
解析 由題圖可知0~2 s內(nèi),速度為正,運(yùn)動(dòng)方向未改變,2 s末時(shí),位移最大,v-t圖線斜率表示加速度,1~3 s圖線斜率未改變,故第2 s末加速度方向沒有變化,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;由v-t圖線與時(shí)間軸所圍面積表示位移知,第3 s末和第5 s末質(zhì)點(diǎn)位置相同,選項(xiàng)D正確.
3.小球從一定高度處由靜止下落,與地面碰撞后回到原高度再次下落,重復(fù)上述運(yùn)動(dòng).取 21、小球的落地點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,豎直向上為正方向.下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中,能描述該過程的是( A )
解析 小球從一定高度處由靜止下落,與地面碰撞后能回到原高度,重復(fù)原來的過程,以落地點(diǎn)為原點(diǎn),速度為零時(shí),位移最大,速度最大時(shí)位移為零,設(shè)高度為h,則速度大小與位移的關(guān)系滿足v2=2g(h-x),選項(xiàng)A正確.
課時(shí)達(dá)標(biāo) 第3講
[解密考綱]主要考查對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象(特別是v-t圖象)的理解和應(yīng)用,追及和相遇問題中相距最近或最遠(yuǎn)的條件以及相遇的條件.
1.質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如圖所示,該質(zhì)點(diǎn)( D )
A.在第1秒末速度方向發(fā)生了改變
B.在第2秒末加速度方向發(fā)生了改 22、變
C.在前2秒內(nèi)發(fā)生的位移為零
D.第3秒末和第5秒末的位置相同
解析 由題圖可知0~2 s內(nèi),速度為正,運(yùn)動(dòng)方向未改變,2 s末時(shí),位移最大,v-t圖線斜率表示加速度,1~3 s圖線斜率未改變,故第2 s末加速度方向沒有變化,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;由v-t圖線與時(shí)間軸所圍面積表示位移知,第3 s末和第5 s末質(zhì)點(diǎn)位置相同,選項(xiàng)D正確.
2.(多選)如圖,直線a和曲線b分別是在平直公路上行駛的汽車a和b的位移—時(shí)間(x-t)圖線.由圖可知( BC )
A.在時(shí)刻t1,a車追上b車
B.在時(shí)刻t2,a、b兩車運(yùn)動(dòng)方向相反
C.在t1到t2這段時(shí)間內(nèi),b車的速率先減少后增加
D 23、.在t1到t2這段時(shí)間內(nèi),b車的速率一直比a車的大
解析 t1時(shí)刻,兩車都在沿x正方向運(yùn)動(dòng),該時(shí)刻前,b車的位置坐標(biāo)小,b車在a車的后面,所以t1時(shí)刻是b追上a,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t2時(shí)刻,a車?yán)^續(xù)沿x正方向運(yùn)動(dòng),而b車向x負(fù)方向運(yùn)動(dòng),二者運(yùn)動(dòng)方向相反,選項(xiàng)B正確;在位移—時(shí)間圖象中,圖線斜率的絕對(duì)值表示速度的大小,t1到t2時(shí)間內(nèi),b的斜率絕對(duì)值先減小后增大,故b車的速率先減小后增大,選項(xiàng)C正確;t1到t2時(shí)間內(nèi),曲線b的斜率絕對(duì)值大小存在比a的斜率絕對(duì)值大的時(shí)間段,也存在比a斜率絕對(duì)值小的時(shí)間段,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
3.甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛.在t=0到t=t1的時(shí)間內(nèi),它們的v-t圖 24、象如圖所示.在這段時(shí)間內(nèi)( A )
A.汽車甲的平均速度比乙的大
B.汽車乙的平均速度等于
C.甲、乙兩汽車的位移相同
D.汽車甲的加速度大小逐漸減小,汽車乙的加速度大小逐漸增大
解析 在v-t圖象中,圖線與時(shí)間軸所包圍的面積表示運(yùn)動(dòng)物體的位移.由圖象可知,汽車甲的位移大于汽車乙的位移,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由v=可知,汽車甲的平均速度比乙的大,選項(xiàng)A正確;汽車的運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng),平均速度不等于,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在v-t圖象中,圖線的斜率表示加速度,根據(jù)圖象知,甲、乙兩汽車的加速度都是逐漸減小的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
4.(2017·河南六市一聯(lián))A、B兩個(gè)物體在水平面上沿同一直線運(yùn)動(dòng),它們的v- 25、t圖象如圖所示.在t=0時(shí)刻,B在A的前面,兩物體相距7 m,B物體做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2 m/s2.則A物體追上B物體所用時(shí)間是( D )
A.5 s B.6.25 s
C.7 s D.8 s
解析 B物體減速到零所需的時(shí)間
t== s=5 s,
xB=(v+0)t=×10×5 m=25 m,
A物體在5 s內(nèi)的位移xA=vAt=4×5 m=20 m,
xA 26、升機(jī)上跳下,他從跳離直升機(jī)到落地的過程中在空中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示,則下列關(guān)于他的運(yùn)動(dòng)情況分析正確的是( ABC )
A.0~10 s加速度向下,10~15 s加速度向上
B.0~10 s、10~15 s內(nèi)都在做加速度逐漸減小的變速運(yùn)動(dòng)
C.0~10 s內(nèi)下落的距離大于100 m
D.10~15 s內(nèi)下落的距離大于75 m
解析 由題圖可知0~10 s的加速度方向?yàn)檎?,大小逐漸減小,10~15 s的加速度方向?yàn)樨?fù),大小也逐漸減小,則選項(xiàng)A、B正確;由圖象的面積,可得0~10 s的位移大于100 m,10~15 s的位移小于75 m,則選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
6. 27、(2017·寧夏銀川模擬)汽車由靜止開始在平直的公路上行駛,0~60 s內(nèi)汽車的加速度隨時(shí)間變化的a-t圖象如圖所示.則該汽車在0~60 s內(nèi)的速度隨時(shí)間變化的v-t圖象為( B )
解析 0~10 s內(nèi)汽車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),10 s末速度增加到20 m/s;10~40 s內(nèi)汽車以20 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng);40~60 s內(nèi)汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng),60 s末速度減為零,故選項(xiàng)B正確.
7.兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B放在同一水平面上,由靜止開始從同一位置沿相同方向同時(shí)開始做直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示,對(duì)A、B運(yùn)動(dòng)情況的分析,下列結(jié)論正確的是( D )
A.A、 28、B加速時(shí)的加速度大小之比為2∶1,A、B減速時(shí)的加速度大小之比為1∶1
B.在t=3t0時(shí)刻,A、B相距最遠(yuǎn)
C.在t=5t0時(shí)刻,A、B相距最遠(yuǎn)
D.在t=6t0時(shí)刻,A、B相遇
解析 由v-t圖易知A、B加速時(shí)的加速度大小之比為10∶1,減速時(shí)加速度大小之比為1∶1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在2t0~3t0之間兩圖線有一交點(diǎn),該時(shí)刻兩者相距最遠(yuǎn),選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;t=6t0時(shí)兩圖線與t軸所圍面積相等,即兩者相遇,選項(xiàng)D正確.
8.(多選)從同一地點(diǎn)出發(fā),甲、乙兩個(gè)物體沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如圖所示,則( AC )
A.兩物體相遇的時(shí)間是2 s和6 s
B.乙物體先向前運(yùn)動(dòng) 29、2 s,隨后向后運(yùn)動(dòng)
C.兩個(gè)物體相距最遠(yuǎn)的時(shí)刻是4 s末
D. 4 s后甲在乙前面
解析 前2 s甲、乙位移均為4 m,前6 s甲、乙位移均為12 m,故選項(xiàng)A正確;乙前6 s一直向前運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖可知,前4 s內(nèi)兩圖線與坐標(biāo)軸所圍面積差最大,4 s末甲、乙相距最遠(yuǎn),選項(xiàng)C正確,4 s后乙在甲前面,直到6 s時(shí)兩物體相遇,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
9.(多選)將甲、乙兩小球先后以同樣的速度在距地面不同高度處豎直向上拋出,拋出時(shí)間相隔2 s,它們運(yùn)動(dòng)的v-t圖象分別如直線甲、乙所示,則( BD )
A.t=2 s時(shí),兩球的高度差一定為40 m
B.t=4 s時(shí),兩球相對(duì)于各自 30、拋出點(diǎn)的位移相等
C.兩球從拋出至落到地面所用的時(shí)間間隔相等
D.甲球從拋出至達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)間間隔與乙球的相等
解析 v-t圖線與時(shí)間軸所圍面積表示小球的位移,由圖可知,t=2 s時(shí),甲球相對(duì)其拋出點(diǎn)高度為40 m,乙球恰要拋出,因?yàn)榧?、乙拋出點(diǎn)位置高度不同,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=4 s時(shí),甲已過最高點(diǎn)返回至距拋出點(diǎn)40 m處,乙已上升到距其拋出點(diǎn)40 m處,選項(xiàng)B正確;因甲、乙拋出點(diǎn)距地面高度不同,故在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;上升至最高點(diǎn)的時(shí)間t=,因甲、乙的初速度相同,故選項(xiàng)D正確.
10.折線ABCD和曲線OE分別為甲、乙物體沿同一直線運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖象,如圖所示,t=2 s 31、時(shí),兩圖線相交于C點(diǎn).下列說法正確的是( B )
A.兩個(gè)物體同時(shí)、同地、同向出發(fā)
B.第3 s內(nèi),甲、乙運(yùn)動(dòng)方向相反
C.2 s~4 s內(nèi),甲做減速運(yùn)動(dòng),乙做加速運(yùn)動(dòng)
D.2 s末,甲、乙未相遇
解析 物體同時(shí)、同向出發(fā),但不是同地出發(fā),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;第3 s內(nèi)甲物體x-t圖線的斜率為負(fù),向負(fù)方向運(yùn)動(dòng),乙物體x-t圖線的斜率為正,向正方向運(yùn)動(dòng),二者運(yùn)動(dòng)方向相反,選項(xiàng)B正確;2 s~4 s內(nèi),甲向負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),乙向正方向做加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;2 s末,甲、乙的位置相同,甲、乙相遇,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
11.斜面長度為4 m,一個(gè)尺寸可以忽略不計(jì)的滑塊以不同的初速度v0從斜面頂 32、端沿斜面下滑時(shí),其下滑距離x與初速度二次方v的關(guān)系圖象(即x-v圖象)如圖所示.
(1)求滑塊下滑的加速度大?。?
(2)若滑塊下滑的初速度為5.0 m/s,則滑塊沿斜面下滑的時(shí)間為多長?
解析 (1)由v=2ax推知,圖線“斜率”為,根據(jù)圖象可知,=,所以滑塊下滑的加速度大小a=2 m/s2,方向沿斜面向上.
(2)由圖象可知,當(dāng)滑塊的初速度為4 m/s時(shí),滑塊剛好滑到斜面最低點(diǎn),故滑塊下滑的初速度為5.0 m/s時(shí)能滑到斜面最低點(diǎn).設(shè)滑塊在斜面上的滑動(dòng)時(shí)間為t,則x=v0t-at2,解得t=1 s,t=4 s(舍去).
答案 (1)2 m/s2 (2)1 s
12.甲、乙兩車 33、從相距110 m的兩地相向運(yùn)動(dòng),它們的v-t圖象如圖所示,忽略車掉頭所需時(shí)間.
(1)求t=4 s時(shí)甲、乙兩車各自的位移大??;
(2)通過計(jì)算說明兩車是否相遇.如能相遇,則計(jì)算相遇點(diǎn)的位置;如不能相遇,則計(jì)算兩車間的最小距離.
解析 (1)由v-t圖象可知,甲向乙做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小a1=4 m/s2,
乙向甲先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),加速度大小分別為
a2=10 m/s2和a2′=30 m/s2,
t=4 s時(shí)甲的位移大小為x1=v0t-a1t2=48 m,
乙的位移大小為x2=×4×30 m=60 m.
(2)乙車t=4 s時(shí)掉頭開始做與甲同向的初速度為零的勻加速運(yùn) 34、動(dòng),甲、乙兩車此時(shí)相距
Δx=110 m-x1-x2=2 m,
甲的速度大小為v1=v0-a1t=4 m/s.
假設(shè)兩車從t=4 s時(shí)再經(jīng)t1時(shí)間能夠相遇,
乙的位移大小x2′=a2′t,
甲的位移大小x1′=v1t1-a1t,
兩車相遇應(yīng)滿足x2′=x1′-Δx,
聯(lián)立并整理得17t-4t1+2=0,由判別式可知方程無解,所以假設(shè)不成立,兩車不能相遇.
設(shè)從t=4 s時(shí)再經(jīng)t2時(shí)間兩車速度相等,即兩車相距最近,有a2′t2=v1-a1t2,可得t2= s,
即兩車間最小距離xmin=a2′t+Δx-≈1.76 m.
答案 (1)48 m 60 m (2)1.76 m
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