粤教版 (2019)必修 第一册第五节 匀变速直线运动与汽车安全行驶第1课时练习题
展开A.停车距离就是刹车距离
B.停车距离包括反应距离和刹车距离
C.酒后驾车对反应距离无影响
D.酒后驾车会使反应距离在相同条件下明显增加
2.当轿车以18km/h的速度匀速驶入高速公路ETC收费通道时,ETC天线完成对车载电子标签的识别后发出“滴”的一声。此时轿车距自动栏杆7m,司机发现栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,使轿车刚好没有撞杆。已知刹车的加速度大小为5m/s2,则司机的反应时间为( )
A.0.5s B.0.7sC.0.9sD.1s
3.一物体做匀减速直线运动,初速度未知,加速度大小为1 m/s2,则物体在停止运动前最后1 s内的位移为( )
A.5.5 m B.5 m
C.1 m D.0.5 m
4.某汽车以18m/s的速度在平直的公路上行驶,紧急制动后做匀减速运动,在3s内前进36m,则汽车在5s内的位移为( )
A.40mB.40.5mC.41mD.45m
5.汽车驾驶员手册规定:具有良好刹车性能的汽车,以v1=80 km/h的速度行驶时,应在s1=56 m的距离内被刹住;以v2=48 km/h的速度行驶时,应在s2=24 m的距离内被刹住。假设两种情况下刹车后的加速度大小相同,驾驶员在这两种情况下的反应时间相同,则反应时间约为( )
A.0.5 s B.0.7 s
C.0.9 s D.1.2 s
6.汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动,见前面有障碍物立即刹车,刹车后,加速度的大小为5 m/s2,则汽车刹车后2 s内与刹车后8 s内汽车通过的位移之比为( )
A.1∶9 B.1∶3
C.3∶4 D.5∶13
7.汽车以的速度做匀速直线运动,看到前方有障碍物立即刹车(反应时间不计),刹车后加速度大小为,则汽车刹车后第内的位移和刹车后内的位移为( )
A.,B.,
C.,D.,
8.一辆汽车在公路上以72km/h的速度行驶,突然发现前方56m处有一障碍物。驾驶员经过一段反应时间后开始刹车(假设在反应时间内汽车的车速不变),刹车的加速度大小为5m/s2。为使汽车不撞上障碍物,则驾驶员的允许反应时间最长为( )
A.0.5sB.0.7SC.0.8sD.0.9s
9.一辆沿笔直的公路做匀减速运动的汽车,经过路旁两根相距50 m的电线杆共用5 s时间,已知它经过第一根电线杆时的速度为15 m/s,则经过第二根电线杆时的速度为( )
A.10 m/s B.5 m/s
C.2.5 m/s D.2 m/s
10.(多选)如图所示,以8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有2 s将熄灭,此时汽车距离停车线18 m。该车加度时最大加速度大小为2 m/s2,减速时最大加速度大小为5 m/s2。此路段允许行驶的最大速度为12.5 m/s。下列说法中正确的有( )
A.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线
B.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速
C.如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线
D.如果距停车线5 m处减速,汽车能停在停车线处
11.一辆汽车以20 m/s的速度匀速行驶,司机发现前方有危险,0.7 s后做出反应马上制动,设刹车时能产生的最大加速度为10 m/s2,试求汽车的停车距离。
12.一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶,现因遇到紧急情况刹车,刹车过程中的加速度大小为5 m/s2,求:
(1)从开始刹车经过5 s时,汽车的速度;
(2)从开始刹车经过5 s,汽车通过的距离。
13.列车进站前刹车做匀减速直线运动,已知刹车前的速度为54 km/h,刹车的加速度大小为0.75 m/s2,求:
(1)刹车后10 s的速度大小;
(2)刹车后30 s的速度大小。
14.在某品牌汽车4S店,一顾客正在测试汽车的加速和减速性能。某段时间内汽车以36 km/h的速度匀速行驶,若汽车以0. 6 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少?若汽车以0.6 m/s2的加速度刹车,则10 s后和20 s后速度各减为多少?
15.如图所示,公路上一辆汽车以v1=10 m/s的速度匀速行驶,汽车行至A点时,一人为搭车,从距公路30 m的C处开始以v2=3 m/s的速度正对公路匀速跑去,司机见状途中刹车,汽车做匀减速运动,结果人和车同时停止在B点处,已知AB=80 m,问汽车在距A多远处开始刹车,刹车后汽车的加速度有多大?
16.一辆汽车刹车前速度为90 km/h,刹车时获得的加速度大小为10 m/s2,求:
(1)汽车刹车开始后10 s内滑行的距离s0;
(2)从开始刹车到汽车位移为30 m时所经历的时间t;
(3)汽车静止前1 s内滑行的距离s′。
2.5 匀变速直线运动与汽车安全行驶 (解析版)
1.(多选)关于汽车的停车距离的描述,下列说法正确的是 ( )
A.停车距离就是刹车距离
B.停车距离包括反应距离和刹车距离
C.酒后驾车对反应距离无影响
D.酒后驾车会使反应距离在相同条件下明显增加
【答案】BD
【解析】 停车距离包括反应距离和刹车距离两部分,故A错B对。酒后驾车反应时间会增加2~3倍,反应距离增加2~3倍。故C错D对。
2.当轿车以18km/h的速度匀速驶入高速公路ETC收费通道时,ETC天线完成对车载电子标签的识别后发出“滴”的一声。此时轿车距自动栏杆7m,司机发现栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,使轿车刚好没有撞杆。已知刹车的加速度大小为5m/s2,则司机的反应时间为( )
A.0.5s B.0.7sC.0.9sD.1s
【答案】C
【解析】轿车的速度为,设司机的反应时间为t,轿车在这段时间内做匀速直线运动,位移为
随后做匀减速直线运动,根据速度−−位移公式,可得其匀减速的位移为
由题意可知两段位移之和为
代入数据联立解得
故选C。
3.一物体做匀减速直线运动,初速度未知,加速度大小为1 m/s2,则物体在停止运动前最后1 s内的位移为( )
A.5.5 m B.5 m
C.1 m D.0.5 m
【答案】D
【解析】把物体的运动看成反向初速度为零的匀加速直线运动。则最后1 s内的位移s=eq \f(1,2)at2=eq \f(1,2)×1×1 m=0.5 m。故D对。
4.某汽车以18m/s的速度在平直的公路上行驶,紧急制动后做匀减速运动,在3s内前进36m,则汽车在5s内的位移为( )
A.40mB.40.5mC.41mD.45m
【答案】B
【解析】
根据
即
可得
a=-4m/s2
则汽车刹车停止的时间
则汽车在5s内的位移为
5.汽车驾驶员手册规定:具有良好刹车性能的汽车,以v1=80 km/h的速度行驶时,应在s1=56 m的距离内被刹住;以v2=48 km/h的速度行驶时,应在s2=24 m的距离内被刹住。假设两种情况下刹车后的加速度大小相同,驾驶员在这两种情况下的反应时间相同,则反应时间约为( )
A.0.5 s B.0.7 s
C.0.9 s D.1.2 s
【答案】B
【解析】在反应时间Δt内,汽车仍按原来的速度做匀速运动,刹车后汽车做匀减速直线运动。
设刹车后汽车的加速度大小为a,由题设条件知:
v1Δt+eq \f(v12,2a)=s1,v2Δt+eq \f(v22,2a)=s2。
联立两式,得反应时间Δt=eq \f(s1,v1)+eq \f(s2v1-s1v2,v2v1-v2)=
[eq \f(56,22.2)+eq \f(24×22.2-56×13.3,13.3×22.2-13.3)] s≈0.7 s。
6.汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动,见前面有障碍物立即刹车,刹车后,加速度的大小为5 m/s2,则汽车刹车后2 s内与刹车后8 s内汽车通过的位移之比为( )
A.1∶9 B.1∶3
C.3∶4 D.5∶13
【答案】C
【解析】刹车所用的时间t=eq \f(0-20,-5) s=4 s
刹车后2 s内的位移
s1=v0t1-eq \f(1,2) at12=20×2 m-eq \f(1,2)×5×22 m=30 m
刹车后8 s内的位移s2=eq \f(0-v02,-2a)=eq \f(400,10) m=40 m
eq \f(s1,s2)=eq \f(3,4),故选项C对。
7.汽车以的速度做匀速直线运动,看到前方有障碍物立即刹车(反应时间不计),刹车后加速度大小为,则汽车刹车后第内的位移和刹车后内的位移为( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】A
【解析】
汽车速度减为零所需的时间
则前2s内的位移
前1s内的位移为
故第2s内的位移为
刹车在6s内的位移等于5s内的位移,则
故A正确,BCD错误。
8.一辆汽车在公路上以72km/h的速度行驶,突然发现前方56m处有一障碍物。驾驶员经过一段反应时间后开始刹车(假设在反应时间内汽车的车速不变),刹车的加速度大小为5m/s2。为使汽车不撞上障碍物,则驾驶员的允许反应时间最长为( )
A.0.5sB.0.7SC.0.8sD.0.9s
【答案】C
【解析】
初速度
由
解得减速阶段位移
得
则反应阶段匀速时间
9.一辆沿笔直的公路做匀减速运动的汽车,经过路旁两根相距50 m的电线杆共用5 s时间,已知它经过第一根电线杆时的速度为15 m/s,则经过第二根电线杆时的速度为( )
A.10 m/s B.5 m/s
C.2.5 m/s D.2 m/s
【答案】B
【解析】由平均速度的定义式可知eq \x\t(v)=eq \f(s,t),又由匀变速直线运动的平均速度公式可得eq \x\t(v)=eq \f(v1+v2,2),故eq \f(s,t)=eq \f(v1+v2,2),解得v2=eq \f(2s,t)-v1=eq \f(2×50,5) m/s-15 m/s=5 m/s。选项B对。
10.(多选)如图所示,以8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有2 s将熄灭,此时汽车距离停车线18 m。该车加度时最大加速度大小为2 m/s2,减速时最大加速度大小为5 m/s2。此路段允许行驶的最大速度为12.5 m/s。下列说法中正确的有( )
A.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线
B.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速
C.如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线
D.如果距停车线5 m处减速,汽车能停在停车线处
【答案】AC
【解析】若汽车立即做匀加速运动,则2 s后的速度v1=v0+a1t1=8 m/s+2×2 m/s=12 m/s,故汽车在2 s内一定不会超速,在2 s内的位移s1=eq \f(v0+vt,2)t=eq \f(8+12,2)×2 m=20 m,则在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线,A正确,B错误;若汽车立即做匀减速运动,减速到零所用时间为t2=eq \f(v0,a2)=1.6 s,在此时间内行驶的位移为s2=eq \f(v02,2a2)=eq \f(82,2×5) m=6.4 m,C正确,D错误。
11.一辆汽车以20 m/s的速度匀速行驶,司机发现前方有危险,0.7 s后做出反应马上制动,设刹车时能产生的最大加速度为10 m/s2,试求汽车的停车距离。
【答案】34 m
【解析】反应时间内汽车的位移
s1=vt=20×0.7 m=14 m,
刹车时间内汽车的位移s2=eq \f(v2,2a)=eq \f(202,2×10) m=20 m。
故汽车的停车距离s=s1+s2=34 m。
12.一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶,现因遇到紧急情况刹车,刹车过程中的加速度大小为5 m/s2,求:
(1)从开始刹车经过5 s时,汽车的速度;
(2)从开始刹车经过5 s,汽车通过的距离。
【答案】(1)0 (2)40 m
【解析】(1)选初速度v0的方向为正方向,
则v0=20 m/s,a=-5 m/s2,
设汽车由刹车开始至停止运动所用的时间为t0,则得
vt=v0+at0
解得t0=eq \f(vt-v0,a)=eq \f(0-20,-5) s=4 s
可见汽车刹车后经过4 s时停止运动,后1 s是静止的,故刹车经过5 s时,汽车的速度为零。
(2)由s=v0t+eq \f(1,2) at2可知刹车后5 s内汽车通过的距离
s=v0t0+eq \f(1,2) at02=[20×4+eq \f(1,2)×(-5)×42] m=40 m。
13.列车进站前刹车做匀减速直线运动,已知刹车前的速度为54 km/h,刹车的加速度大小为0.75 m/s2,求:
(1)刹车后10 s的速度大小;
(2)刹车后30 s的速度大小。
【答案】(1)7.5 m/s (2)0
【解析】以初速度方向为正方向,
则v0=54 km/h=15 m/s,a=-0.75 m/s2。
列车的刹车时间为t=eq \f(vt-v0,a)=eq \f(0-15,-0.75) s=20 s。
(1)刹车后10 s,列车未停止,故速度
v1=v0+at1=15 m/s-0.75×10 m/s=7.5 m/s。
(2)刹车后30 s时列车已停止,故速度v2=0。
14.在某品牌汽车4S店,一顾客正在测试汽车的加速和减速性能。某段时间内汽车以36 km/h的速度匀速行驶,若汽车以0. 6 m/s2的加速度加速,则10 s后速度能达到多少?若汽车以0.6 m/s2的加速度刹车,则10 s后和20 s后速度各减为多少?
【答案】16 m/s 4 m/s 零
【解析】取初速度的方向为正方向,
初速度v0=36 km/h=10 m/s,
加速度a1=0.6 m/s2,a2=-0.6 m/s2
由速度公式得加速10 s后的速度
v1=v0+a1t1=10 m/s+0.6×10 m/s=16 m/s;
从开始刹车至汽车停下所需时间
t=eq \f(vt-v0,a)=eq \f(0-10,-0.6) s≈16.7 s,
t2
t3>t,故刹车20 s后汽车速度为零。
15.如图所示,公路上一辆汽车以v1=10 m/s的速度匀速行驶,汽车行至A点时,一人为搭车,从距公路30 m的C处开始以v2=3 m/s的速度正对公路匀速跑去,司机见状途中刹车,汽车做匀减速运动,结果人和车同时停止在B点处,已知AB=80 m,问汽车在距A多远处开始刹车,刹车后汽车的加速度有多大?
【答案】60 m 2.5 m/s2
【解析】人跑到B处所用时间为:t2=eq \f(BC,v2)=eq \f(30,3) s=10 s
设汽车由A→B的过程中匀速运动的时间为t1,则有:v1t1+eq \f(v1,2)(t2-t1)=AB
解得t1=eq \f(2AB-v1t2,v1)=eq \f(2×80-10×10,10) s=6 s
故刹车时汽车距A点x1=v1t1=10×6 m=60 m
刹车后加速度大小为:
a=eq \f(v,t2-t1)=eq \f(10,10-6) m/s2=2.5 m/s2。
16.一辆汽车刹车前速度为90 km/h,刹车时获得的加速度大小为10 m/s2,求:
(1)汽车刹车开始后10 s内滑行的距离s0;
(2)从开始刹车到汽车位移为30 m时所经历的时间t;
(3)汽车静止前1 s内滑行的距离s′。
【答案】(1)31.25 m (2)2 s (3)5 m
【解析】(1)先判断汽车刹车所经历的总时间。
由题可知,初速度v0=90 km/h=25 m/s,刹车末速度vt=0
由vt=v0+at及a=-10 m/s2得:t0=eq \f(vt-v0,a)=eq \f(0-25,-10) s=2.5 s<10 s
汽车刹车后经过2.5 s停下来,因此10 s内汽车的位移等于2.5 s内的位移,可用以下两种解法。
法一:利用位移公式:
s0=v0t0+eq \f(1,2)at02=(25×2.5-eq \f(1,2)×10×2.52) m=31.25 m
法二:根据vt2-v02=2as0得:
s0=eq \f(vt2-v02,2a)=eq \f(0-252,2×-10) m=31.25 m
(2)根据s=v0t+eq \f(1,2)at2得:
t=eq \f(-v0±\r(v02+2as),a)
=eq \f(-25±\r(252+2×-10×30),-10) s
解得:t1=2 s,t2=3 s
t2是汽车经t1后继续前进到达最远点后,再反向加速运动重新到达位移为30 m处时所经历的时间,由于汽车刹车是单向运动,很显然,t2不合题意,须舍去。
(3)把汽车减速到速度为零的过程,看做是初速度为零的匀加速运动,求出汽车以10 m/s2的加速度经过1 s的位移,即:
s′=eq \f(1,2)at2=eq \f(1,2)×10×12 m=5 m。
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