高考物理一轮复习课时练02《运动图象追及和相遇问题》(含解析)
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1.
[山西省大同一中测试](多选)质点做直线运动的位移x和时间平方t2的关系图象如图所示,则该质点( )
A.加速度大小为2 m/s2
B.任意相邻1 s内的位移差都为2 m
C.第2 s内的位移是2 m
D.第3 s内的平均速度大小为3 m/s
答案:AB
解析:根据图象得质点位移x和时间平方t2的关系式为x=t2,由匀变速直线运动的位移与时间关系式x=v0t+eq \f(1,2)at2,得质点的初速度为0,加速度为a=2 m/s2,且加速度恒定不变,选项A正确;因为质点做匀加速直线运动,加速度为a=2 m/s2,根据Δx=aT2,可知任意相邻1 s内的位移差都为2 m,选项B正确;根据位移x和时间平方t2的关系式x=t2知,质点在第1 s内的位移为1 m,质点在前2 s内的位移为4 m,则质点在第2 s内的位移是3 m,选项C错误;质点在前3 s内的位移为9 m,则质点在第3 s内的位移为x3=(32-22) m=5 m,平均速度为5 m/s,选项D错误.综上本题选A、B.
2.[湖北省武汉调研]
t=0时,将小球a从地面以一定的初速度竖直上抛,t=0.3 s时,将小球b从地面上方某处静止释放,最终两球同时落地.a、b在0~0.6 s内的v-t图象如图所示.不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.小球a抛出时的速率为12 m/s
B.小球b释放时的高度为0.45 m
C.t=0.6 s时,a、b之间的距离为2.25 m
D.从t=0.3 s时刻开始到落地,a相对b做匀速直线运动
答案:D
解析:根据题给的v-t图象可知,小球a在t=0.6 s时速度减小到零,有va0=gt,可得小球a抛出时的速率为va0=6 m/s,选项A错误;根据竖直上抛运动的对称性可知,小球a在t=1.2 s时落回地面,小球b在空中运动时间为tb=0.9 s,小球b释放时的高度为y=eq \f(1,2)gteq \\al(2,b)=eq \f(1,2)×10×0.92 m=4.05 m,选项B错误;t=0.6 s时,小球a上升到最高点,距离地面高度为ya=eq \f(1,2)va0t=eq \f(1,2)×6×0.6 m=1.8 m,小球b下落0.3 s,下落高度为eq \f(1,2)gt2=eq \f(1,2)×10×0.32 m=0.45 m,距离地面高度为yb=4.05 m-0.45 m=3.6 m,a、b之间的距离为3.6 m-1.8 m=1.8 m,选项C错误;从t=0.3 s时刻开始到落地,以向上为正方向,小球b的速度可表示为vb=-gt0,小球a的速度可表示为va=va0-g(t0+0.3 s),a相对于b的速度v=va-vb=va0-g(t0+0.3 s)-gt0=va0-0.3 s×g,与时间无关,所以a相对于b做匀速直线运动,选项D正确.
3.[四川省遂宁市射洪中学考试]一个物体沿直线运动,描绘出物体的eq \f(x,t)-t图象如图所示,则下列判断正确的是( )
A.物体做匀速直线运动
B.物体做变加速直线运动
C.物体的初速度大小为1 m/s
D.物体的加速度大小为1 m/s2
答案:D
解析:由数学知识可得eq \f(x,t)=(0.5t+0.5) m/s,则得x=0.5t2+0.5t(m);由匀变速直线运动的位移公式x=v0t+eq \f(1,2)at2可知物体做匀加速直线运动,初速度大小为v0=0.5 m/s,物体的加速度大小为1 m/s2.故A、B、C错误,D正确.
4.[湖北省天门中学模拟](多选)如图所示是某物体做直线运动的v2-x图象(其中v为速度,x为位置坐标),下列关于物体从x=0处运动至x0处的过程分析,其中正确的是( )
A.该物体做匀加速直线运动
B.该物体的加速度大小为eq \f(v\\al(2,0),2x0)
C.该物体在位移中点的速度大于eq \f(1,2)v0
D.该物体在运动中间时刻的速度大于eq \f(1,2)v0
答案:BC
解析:根据v2=veq \\al(2,0)+2ax,对比题图可知,物体做匀减速直线运动,选项A错误;该物体的加速度大小为a=eq \f(v\\al(2,0),2x0),选项B正确;该物体在位移中点时v2=eq \f(1,2)veq \\al(2,0),则v=eq \f(v0,\r(2))>eq \f(v0,2),选项C正确;物体做匀减速运动,初速度为v0,末速度为零,故物体在中间时刻的速度等于eq \f(1,2)v0,选项D错误;故选B、C.
5.[广东省深圳中学检测](多选)一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A、B,A在西B在东,一辆匀速行驶的汽车自东向西经过B时,一只小鸟恰自A向B匀速飞去,小鸟飞到汽车正上方立即折返,以原速率飞回A,过一段时间后,汽车也行驶到A.它们的位置—时间图象如图所示,图中t2=2t1,由图可知( )
A.小鸟的速率是汽车速率的两倍
B.第一次相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3:1
C.小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍
D.小鸟和汽车在0~t2时间内位移相等
答案:BC
解析:由题意可知,相遇所用时间t0=eq \f(1,2)t1=eq \f(1,4)t2,故相遇时汽车的位移为全程的eq \f(1,4),所以小鸟与汽车的位移大小之比为3:1,小鸟飞过的路程为全程的eq \f(3,2)倍,即汽车的1.5倍,所以B、C正确;由题图知,小鸟用时为汽车的eq \f(1,2),根据v=eq \f(s,t)可得,小鸟的速率为汽车的3倍,所以A错误;位移是矢量,在此过程中,小鸟的位移为0,所以D错误.
6.[云南民族大学附属中学模拟](多选)某时刻,两车从同一地点、沿同一方向做直线运动,下列关于两车的位移x、速度v随时间t变化的图象,能反应t1时刻两车相遇的是( )
答案:BD
解析:x-t图象中,x轴表示物体位移,由A图可知,两车不会相遇,故A错误;由B图可知,t1时刻两图线相交,故两车相遇,故B正确;v-t图象表示物体的速度随时间变化的规律,图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移,由C图可知,两车通过的位移不同,故不会相遇,故C错误;由D图可知,两车在t1时间内通过的位移相同,故两车相遇,故D正确.
7.[河北省邢台二中考试](多选)在平直公路上,汽车以10 m/s的速度匀速驶向路口,当行驶至距路口停车线20 m处时,还有3 s绿灯就要熄灭.而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处,则汽车运动的速度—时间图象可能是( )
答案:BC
解析:由v-t图象与时间轴围成的图形面积表示位移知:sA=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10+0,2)×3)) m≠20 m,A错误;sB>15 m,可能为20 m,B正确;sC=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(10×1+\f(10+0,2)×2)) m=20 m,C正确;sD=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(10×0.5+\f(10+0,2)×2.5)) m=17.5 m<20 m,D错误;故选B、C.
8.[安徽省六安市寿县一中检测]一个物体沿直线向右运动,t=0时刻物体的速度为2 m/s、加速度为1 m/s2,规定向右为正方向,物体的加速度随时间的变化规律如图所示,则下列判断正确的是( )
A.物体做匀加速直线运动
B.物体的加速度与时间成正比
C.t=5 s时刻物体的速度为6.25 m/s
D.t=8 s时刻物体的速度为13.2 m/s
答案:D
解析:从题图可知,物体的加速度在不断变化,显然A错.加速度与时间成一次函数关系,没有过坐标原点,因此不是正比关系,B错.题图中的图线与坐标轴所围的面积代表速度的改变量,由于a=1+0.1t(m/s2),Δv=eq \f(a0+at,2)t=eq \f(2+0.1t,2)t(m/s),当t=5 s时,Δv=6.25 m/s,v=v0+Δv=8.25 m/s,C错.同理知D对.
9.[河北省唐山一中模拟](多选)下列图象能正确反映物体沿直线运动,经2 s又回到初始位置的是( )
答案:AC
解析:物体做直线运动,要回到初位置,位移为0,A、C正确.B中的图象与坐标轴围成的面积代表位移,显然位移为正,不合题意,B错误.D中的图象与坐标轴围成的面积代表速度的变化量,由于初速度情况未知,故物体的运动情况不明确,故D错误.故选A、C.
10.[河南省商丘市九校联考]
自行车和汽车同时驶过平直公路上的同一地点,此后其运动的v-t图象如图所示,自行车在t=50 s时追上汽车,则( )
A.汽车的位移为100 m
B.汽车的运动时间为20 s
C.汽车的加速度大小为0.25 m/s2
D.汽车停止运动时,二者间距最大
答案:C
解析:t=0时刻自行车和汽车位于同一地点,自行车在t=50 s时追上汽车,故汽车的位移等于自行车的位移x=v自t′=4×50 m=200 m,故A错误.设汽车运动时间为t′,则有x=eq \f(v0+0,2)t′,得t′=eq \f(2x,v0)=eq \f(2×200,10) s=40 s,故B错误.汽车加速度大小为a=eq \f(v0,t′)=eq \f(10,40) m/s2=0.25 m/s2,故C正确.在两者速度相等前,汽车的速度大于自行车的速度,汽车在自行车的前方,两者间距增大,速度相等后,汽车的速度小于自行车的速度,汽车仍在自行车的前方,两者间距减小,所以两者速度相等时间距最大,故D错误.
11.
[湖南省长沙市长郡中学模拟]如图所示,直线a与四分之一圆弧b分别表示两质点A、B从同一地点出发,沿同一方向做直线运动的v-t图象.当B的速度变为0时,A恰好追上B,则A的加速度为( )
A.1 m/s2 B.2 m/s2
C.eq \f(π,2) m/s2 D.π m/s2
答案:C
解析:在速度—时间图象中图象与坐标轴围成的面积表示位移,又知道两者是从同一地点出发,故A追上B时,即在t=2 s时两者相遇,有eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,4)×π×22)) m=eq \f(1,2)aA×(2 s)2,解得aA=eq \f(π,2) m/s2,C正确.
12.[湖南省三湘名校联考](多选)假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶.甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30 m/s,距离s0=100 m.t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化如图1、2所示.取原运动方向为正方向.下面说法正确的是( )
A.t=3 s时两车相距最近
B.0~9 s内两车位移之差为45 m
C.t=6 s时两车距离最近为10 m
D.两车在0~9 s内会相撞
答案:BC
解析:由加速度—时间图象可画出两车的速度—时间图象,如图所示.由图象可知,t=6 s时两车同速,此时距离最远,图中阴影部分面积为0~6 s内两车位移之差:Δx=eq \f(1,2)×30×3 m+eq \f(1,2)×30×(6-3) m=90 m,则此时两车相距:Δs=s0-Δx=10 m,C正确,A错误;0~9 s内两车位移之差为Δx′=eq \f(1,2)×30×3 m=45 m,所以两辆车不会相撞,故B正确,D错误.故选B、C.
13.四辆小车从同一地点向同一方向运动的情况分别如图1、2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.这四辆车均由静止开始运动
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
答案:C
解析:位移—时间图线的斜率表示运动的速度,甲车的x-t图线的斜率恒定,表示做匀速直线运动,初速度不为零,乙车的x-t图线是曲线,表示做变速运动,甲车和乙车的x-t图线的斜率都为正值,表示速度方向都朝向正方向,x-t图象只能描述直线运动,A、B均错误;速度—时间图线与时间轴围成的面积表示位移,在0
A.t1~t3时间内,a的加速度大小先增大后减小,b的加速度大小先减小后增大
B.t1~t3时间内,a的平均速度大于b的平均速度
C.t1~t3时间内,a、b的位移相同
D.t1~t3时间内,t2时刻a、b两车相距最远
答案:B
解析:速度—时间图线切线的斜率表示加速度,可知a、b的加速度大小都是先减小后增大,故A错误;在v-t图象中,与时间轴所围面积为物体运动的位移,故t1~t3时间内a的位移大于b的位移,故a的平均速度大于b的平均速度,故B正确,C错误;由于在t3时刻,两车相遇,由图象可知,t1~t3时间内两者间的距离逐渐减小,故在t1时刻a、b两车相距最远,故D错误.
15.(多选)A、B、C、D四个物体在同一条直线上做直线运动,A物体的x-t(位置—时间)图象、B物体的v-t图象、C物体和D物体的a-t图象依次如图所示,规定水平向右为正,已知四个物体在t=0时的速度均为零,且此时C在D的左边1.75 m处,则( )
A.0~4 s内运动位移最大的是B
B.0~4 s内运动位移最大的是C
C.t=2.5 s时C追上D
D.t=3.5 s时C追上D
答案:BD
解析:A的x-t图象说明A在4 s内运动的位移为0,B的v-t图象说明B在4 s内运动的位移也为0,D的a-t图象表示加速度与时间的关系,将其转化为速度与时间的关系图象,与B的v-t图象相同,故0~4 s内D的位移也为0,C的a-t图象表示加速度与时间的关系,若将其转化为速度与时间的关系图象,则其v-t图线都在时间轴的上方,说明它运动的位移是最大的,可见,0~4 s内运动位移最大的是C,B正确,A错误;在前2 s内C和D运动规律是完全一样的,不可能追上,0~2.5 s时间内C的位移是1.125 m,D的位移是0.875 m,两者之差为0.25 m,小于1.75 m,C错误;0~3.5 s过程C的位移是1.875 m,D的位移是0.125 m,两者之差为1.75 m,等于1.75 m,D正确.
课时测评② 综合提能力 课时练 赢高分
一、选择题
1.一物体运动的速度随时间变化的关系如图所示,根据图象可知( )
A.0~4 s内物体做曲线运动
B.0~4 s内物体的速度大小一直减小
C.物体加速度方向在2.5 s时改变
D.0~4 s内物体一直做直线运动
答案:D
解析:由题图可知,前2.5 s物体速度为正,沿正方向运动,2.5~4 s速度为负,沿负方向运动,但一直做直线运动,选项A错误,D正确;0~4 s内物体的速度先减小后反向增大,选项B错误;v-t图象的斜率一直为负值,即加速度一直沿负方向,没有发生改变,选项C错误.
2.
一运动员参加高空跳水比赛,自运动员离开跳台开始计时,在t2时刻运动员以速度v2入水,选竖直向下为正方向,其速度随时间变化的规律如图所示,下列结论正确的是( )
A.在0~t2时间内,运动员的加速度方向发生变化
B.在t2~t3时间内,运动员处于失重状态
C.在0~t2时间内,运动员的平均速度大小为eq \(v,\s\up6(-))1=eq \f(v1+v2,2)
D.在t2~t3时间内,运动员的平均速度大小为eq \(v,\s\up6(-))2=eq \f(0+v2,2)
答案:C
解析:由题图知,运动员在0~t2时间内加速度大小一直不变,加速度的方向一直沿正方向,选项A错误;在t2~t3时间内,加速度为负,说明加速度方向向上,则运动员处于超重状态,选项B错误;在0~t2时间内,运动员做匀变速直线运动,则其平均速度大小eq \(v,\s\up6(-))1=eq \f(v1+v2,2),选项C正确;运动员在t2~t3时间内做加速度不断减小的减速运动,故平均速度大小eq \(v,\s\up6(-))2
A.A质点做匀加速直线运动
B.A、B两质点始终沿同一方向运动
C.B质点前4 s做减速运动,后4 s做加速运动
D.B质点先沿负方向做直线运动,后沿正方向做直线运动
答案:C
解析:由位移—时间图象的斜率表示速度知,A质点的速度不变,做匀速直线运动,故A错误;由x-t图象的斜率可知,B质点的速度先为正,后为负,所以B质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动,故B、D错误;B质点前4 s内x-t图象的斜率减小,后4 s内x-t图象的斜率的绝对值越来越大,故B质点前4 s做减速运动,后4 s做加速运动,所以C正确.
4.[福州模拟]
甲、乙两车沿水平方向做直线运动,某时刻刚好经过同一位置,此时甲的速度为5 m/s,乙的速度为10 m/s,以此时作为计时起点,它们的速度随时间变化的关系如图所示,则( )
A.在t=4 s时,甲、乙两车相距最远
B.在t=10 s时,乙车恰好回到出发点
C.乙车在运动过程中速度的方向保持不变
D.乙车做加速度先增大后减小的变加速运动
答案:C
解析:v-t图线与横轴所围成的面积表示物体的位移大小,在0~4 s时间内,乙车始终在甲车前方,但t=10 s,乙车停止运动,甲车已超过乙车,此后两车的距离越来越大,A错误;0~10 s时间内,乙车的速度方向始终与所选的正方向相同,乙车的运动方向没有发生改变,所以t=10 s时,乙车离出发点最远,B错误,C正确;v-t图线的斜率表示加速度,所以乙车的加速度大小先减小后增大,再减小,D错误.
5.[广东六校联考]a、b、c三个物体在同一条直线上运动,它们的位移—时间图象如图所示,物体c的位移—时间图线是抛物线的一部分,坐标原点是抛物线的顶点,下列说法中正确的是( )
A.a、b两物体都做匀速直线运动,两个物体的速度相同
B.a、b两物体都做匀变速直线运动,两个物体的加速度大小相等,方向相反
C.物体c一定做变速曲线运动
D.在0~5 s内,当t=5 s时,a、b两物体相距最远
答案:D
解析:位移—时间图象中图线的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,斜率的绝对值表示速度的大小,结合题图可知a、b两物体的速度大小相等,方向相反,故A、B错误;位移—时间图象中物体的运动方向只能与正方向相同或相反,即位移—时间图象只能描述直线运动,C错误;由题图可知,0~5 s内,a、b两物体的距离越来越远,5 s时相距最远,故D正确.
6.[湖北孝感模拟]如图所示,甲是某质点的位移—时间图象,乙是另一质点的速度—时间图象,关于这两个图象,下列说法中正确的是( )
A.由图甲可知,质点做曲线运动,且速度逐渐增大
B.由图甲可知,质点在前10 s内的平均速度的大小为4 m/s
C.由图乙可知,质点在第4 s内加速度的方向与物体运动的方向相同
D.由图乙可知,质点在运动过程中,加速度的最大值为7.5 m/s2
答案:C
解析: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—时间图象都只能表示物体做直线运动的规律,故A错误;由题图甲可知,质点在前10 s内的位移x=20 m-0 m=20 m,所以平均速度v=eq \f(x,t)=eq \f(20,10) m/s=2 m/s,故B错误;由题图乙可知,质点在第4 s内加速度和速度都为负,方向相同,故C正确;v-t图象的斜率表示物体运动的加速度,由题图乙可知,质点在运动过程中,加速度的最大值出现在2~4 s内,最大加速度大小为a=eq \f(Δv,Δt)=eq \f(15,1) m/s2=15 m/s2,故D错误.
7.[湖南岳阳一中模拟]光滑的水平面上有一物体在外力作用下做直线运动,物体的加速度随时间变化的关系如图所示.已知t=0时物体的速度为1 m/s,以此时的速度方向为正方向.下列说法中正确的是( )
A.0~1 s内物体做匀加速直线运动
B.t=1 s时物体的速度为3 m/s
C.t=1 s时物体开始反向运动
D.t=3 s时物体离出发点最远
答案:D
解析:由题图可知,0~1 s内物体的加速度均匀增加,物体做变加速直线运动,故A错误;加速度图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,则1 s内速度的变化量为Δv=eq \f(1,2)×2×1 m/s=1 m/s,由于初速度为v0=1 m/s,所以t=1 s时物体的速度为2 m/s,故B错误;0~1 s内物体沿正向加速运动,1 s后加速度反向,物体由于惯性继续沿原方向运动,故C错误;0~3 s内速度的变化量Δv=eq \f(1,2)×2×1 m/s-1×2 m/s=-1 m/s,则3 s末物体的速度为0,0~3 s内物体一直沿正向运动,t=3 s时物体离出发点最远,故D正确.
8.[湖北部分重点中学联考]入冬以来,某市雾霾天气频发,发生交通事故的概率比平常高出许多,保证雾霾中行车安全显得尤为重要.在雾天的平直公路上,甲、乙两汽车同向匀速行驶,乙在前,甲在后.某时刻两车司机听到警笛提示,同时开始刹车,结果两车刚好没有发生碰撞.图示为两车刹车后匀减速运动的v-t图象,以下分析正确的是( )
A.甲刹车的加速度的大小为0.5 m/s2
B.两车刹车后间距一直在减小
C.两车开始刹车时的距离为100 m
D.两车都停下来后相距25 m
答案:C
解析:甲刹车的加速度的大小为a=eq \f(Δv,Δt)=1 m/s2,故A错误;两车刹车后在前20 s间距一直在减少,在20 s时两车速度相等,之后间距增大,故B错误;两车刚好没有发生碰撞,说明在20 s末两车速度相等时两车位置相同,20 s末时两车的速度v=5 m/s,Δx=x2-x1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(25+5,2)×20-\f(15+5,2)×20)) m=100 m,故C正确;20 s后两车的位移之差为Δx′=eq \f(1,2)×(30-20)×5 m-eq \f(1,2)×(30-25)×5 m=12.5 m,故D错误.
9.[辽宁本溪高中等三校联考](多选)甲、乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图象如图所示,图中△PQR和△MNR的面积分别为s1、s2(s1>s2).初始时,甲车在乙车前方s0处,则( )
A.若s0=s1+s2,两车一定不会相遇
B.若s1-s2<s0<s1,两车一定相遇两次
C.若s0=s2,两车可能只相遇一次
D.若s0=s1,两车可能相遇两次
答案:ABC
解析:若s0=s1+s2,则有s0>s1,说明两车速度相同时乙还没有追上甲,不能相遇,速度相同后甲的速度比乙速度大,所以两车一定不会相遇,故A正确;若s0<s1,两车在速度相同前就相遇一次,之后,若s1-s2<s0,两车会发生第二次相遇,故B正确;若s0=s2,则s0<s1,两车在速度相同前相遇一次,故C正确;若s0=s1,两车只在速度相同时相遇一次,故D错误.
10.[湖北模拟](多选)A、B两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动,它们的速度的平方(v2)随位置(x)的变化规律如图所示,下列判断正确的是( )
A.汽车A的加速度大小为4 m/s2
B.汽车A、B在x=6 m处的速度大小为2eq \r(3) m/s
C.汽车A、B在x=8 m处相遇
D.汽车A、B在x=9 m处相遇
答案:BC
解析:根据匀变速直线运动的速度—位移关系公式v2-veq \\al(2,0)=2ax,得v2=veq \\al(2,0)+2ax,可知v2-x图象的斜率等于2a.对于汽车A,有2aA=eq \f(0-36,9) m/s2=-4 m/s2,可得aA=-2 m/s2,加速度大小为2 m/s2,故A错误;设汽车A、B在x=6 m处的速度大小为v,对于汽车A,有veq \\al(2,0)=36 m2/s2,得A的初速度v0=6 m/s,由v2-veq \\al(2,0)=2ax得v=eq \r(v\\al(2,0)+2ax)=eq \r(36+2×-2×6) m/s=2eq \r(3) m/s,故B正确;对于汽车B,初速度为0,加速度为aB=eq \f(k,2)=eq \f(\f(18,9),2) m/s2=1 m/s2,设经过时间t两车相遇,则有v0t+eq \f(1,2)aAt2=eq \f(1,2)aBt2,得t=4 s,则x=eq \f(1,2)aBt2=8 m,即汽车A、B在x=8 m处相遇,故C正确,D错误.
二、非选择题
11.[河北石家庄二中联考]斜面ABC中AB段粗糙,BC段长为1.6 m且光滑,如图甲所示.质量为1 kg的小物块以初速度vA=12 m/s沿斜面向上滑行,到达C处速度恰好为零,小物块沿斜面从A点上滑的v-t图象如图乙所示.已知在AB段的加速度是BC段加速度的两倍,g取10 m/s2.(vB、t0未知)求:
(1)小物块沿斜面向上滑行通过B点处的速度vB;
(2)斜面AB段的长度.
答案:(1)4 m/s (2)6.4 m
解析:(1)由v-t图象可知,小物块沿斜面向上滑行的初速度vA=12 m/s,由aAB=2aBC可得,eq \f(vA-vB,t0)=2eq \f(vB,t0),解得vB=4 m/s.
(2)在上滑过程对AB段有veq \\al(2,B)-veq \\al(2,A)=2aABsAB,
对BC段有veq \\al(2,C)-veq \\al(2,B)=2aBCsBC,sBC=1.6 m,由以上各式解得sAB=6.4 m.
12.[名师原创]一段乡间公路水平且可视为直线,一货车与小轿车相向而行,此时货车的速度为36 km/h,小轿车的速度为90 km/h,两车相距一定距离时为避免相撞,两车司机均采取刹车制动的措施,两司机的反应时间均为0.5 s,最后两车同时静止且恰好没有相撞,从发现对方到停车,货车的位移大小为25 m.两车在计算时均可视为质点,不考虑空气阻力.求:
(1)小轿车和货车在该公路上制动时的加速度大小;
(2)刚发现对方时两车的距离.
答案:(1)6.25 m/s2 2.5 m/s2 (2)87.5 m
解析:(1)先研究货车,设货车的运动时间为t,则有
x1=v1t0+eq \f(v1t-t0,2)
代入数据可得t=4.5 s
货车减速运动的加速度大小为
a1=eq \f(v1,t-0.5 s)=2.5 m/s2
小轿车减速运动的加速度大小为
a2=eq \f(v2,t-0.5 s)=6.25 m/s2
(2)由题意可得小轿车的位移大小
x2=v2t0+eq \f(v2t-t0,2)=62.5 m
刚发现对方时两车间的距离为x=x1+x2=87.5 m
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