9.一质点在x轴上运动,各个时刻位置坐标如下表.
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T(s)末 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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X(m) |
0 |
5 |
4 |
-1 |
-7 |
1 |
则物体开始运动后,前______秒内位移最大;第______秒内的位移最大,第______秒内的路程最大.
[答案] 4;5;5
8.足球以8 m/s的速度飞来,运动员在0.2 s的时间内将足球以12 m/s的速度反向踢出.足球在这段时间内的平均加速度大小为______m/s2,方向与______m/s的速度方向相反.
[解析] 取初速度为正方向,则
a=
m/s2=-100 m/s2
其方向与初速度(8 m/s)的方向相反.
[答案] 100;8
7.短跑运动员在100 m竞赛中,测得7 s末的速度是9 m/s,10 s末到达终点时的速度是10.2 m/s,则运动员在全程内的平均速度为
A.9 m/s B.9.6 m/s
C.10 m/s D.10.2 m/s
[解析] 题目中的“7 s末”“9 m/s”和“10.2 m/s”都是多余的条件,100 m竞赛中当然是变速运动.“100 m”和“10 s末到达终点”才是根据定义式求平均速度的必要条件:
m/s=10 m/s
[答案] C
6.几个做匀变速直线运动的物体,在t s内位移最大的是
A.加速度最大的物体
B.初速度最大的物体
C.末速度最大的物体
D.平均速度最大的物体
[解析] 根据s=
t,平均速度最大的物体在时间t内的位移最大,故D选项正确.
[答案] D
5.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,则在此过程中
A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值
[解析] 由于加速度方向跟速度方向相同,所以,速度逐渐增大,直到加速度减小到零时,速度达到最大,在此过程中,物体的位移始终增大,故B选项正确.
[答案] B
4.做匀加速直线运动的物体,加速度是2 m/s2,它意味着
A.物体在任一秒末的速度是该秒初的两倍
B.物体在任一秒末的速度比该秒初的速度大2 m/s
C.物体在第一秒末的速度为2 m/s
D.物体在任一秒初速度比前一秒的末速度大2 m/s
[解析] 做匀加速直线运动的加速度为2 m/s2,则每经过1 s时间,物体的速度增加2 m/s,故B正确,A错.由于初速度不一定为零,故第1 s末的速度不一定为2 m/s,C错.任一秒初跟前一秒末为同一时刻,故D错.
[答案] B
3.如图2-1-4所示,物体沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C,则它的位移和路程分别是
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图2-1-4
A.0,0 B.4R向左,2πR向东
C.4πR向东,4R D.4R向东,2πR
[答案] D
2.下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是
A.做变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的
B.瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度
C.平均速度就是初、末时刻瞬时速度的平均值
D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零,则该物体在这段时间内静止
[答案] D
1.“抬头望明月,月在云中行”,这时选取的参考系是
A.月亮 B.云
C.地面 D.观察者自己
[答案] B
6.物体做加速直线运动还是做减速直线运动,判断的依据是加速度的方向和速度方向是相同还是相反.只要加速度方向跟速度方向相同,物体的速度一定增大;只要加速度方向跟速度方向相反,物体的速度一定减小.
●典例剖析
[例1]下列说法正确的是
A.加速度增大,速度一定增大
B.速度变化量Δv越大,加速度就越大
C.物体有加速度,速度就增加
D.物体速度很大,加速度可能为零
[解析] 加速度描述的是速度变化的快慢,加速度大小是Δv与所需时间Δt的比值,不能只由Δv大小判断加速度大小,故B错.加速度增大说明速度变化加快,速度可能增大加快,也可能减小加快,或只是方向变化加快,故A、C错.加速度大说明速度变化快,加速度为零说明速度不变,但此时速度可以很大,也可以很小,故D正确.
[思考]请用典型的实例说明下列运动是否存在?
(1)加速度恒定,速度的大小和方向都时刻在变.
(2)速度越来越大,加速度越来越小.
(3)速度时刻在变,加速度大小却不变.
(4)速度最大时加速度为零,速度为零时加速度却最大.
(5)物体有加速度,但速度大小却不变.
[思考提示] (1)平抛运动;(2)弹簧振子从最大位移处向平衡位置运动;(3)匀变速直线运动;匀速圆周运动;(4)弹簧振子到达平衡位置时,速度最大,加速度为零;弹簧振子到达最大位移处时,速度为零,加速度却最大;(5)匀速圆周运动.
[说明] 加速度是表示速度变化快慢的物理量,根据加速度大小不能判断物体速度的大小,也不能判断物体的速度是增大还是减小.应根据加速度方向跟速度方向的关系判断物体做加速运动还是减速运动;无论物体的加速度大小如何以及如何变化,只要加速度方向跟速度方向相同,物体一定做加速运动;只要加速度方向与速度方向相反,物体一定做减速运动.
[设计意图] 帮助学生深刻理解加速度的含义,明确加速度跟速度及速度变化量的区别.
[例2]如图2-1-2所示,Ⅰ、Ⅱ两条直线分别描述P、Q两个物体的位移-时间图象,下列说法中,正确的是
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图2-1-2
A.两物体均做匀速直线运动
B.M点表示两物体在时间t内有相同的位移
C.t时间内P的位移较大
D.0-t,P比Q的速度大,t以后P比Q的速度小
[解析] 由于Ⅰ、Ⅱ均是直线,所以P、Q两物体均做匀速直线运动,选项A正确.M点的坐标(t,s)表示的是t时刻物体的位置,讨论位移要对应两个时刻、两个位置.在t时间内物体P的初位置为s0,末位置为s,它的位移为s0=s-s0.物体Q的位移sQ=s.所以选项B、C不正确.位移图象的斜率就等于速度的大小,所以二者的速度均不变,且物体Q的速度较大,故选项D错.
正确的答案为A.
[思考]若将图象的纵轴换成速度v,图线形状不变,则
(1)P、Q两物体做什么运动?
(2)谁的加速度大?
(3)交点M的含义是什么?
[思考提示] (1)P、Q两物体均做匀加速直线运动;(2)Q的加速度大;(3)M点表示在t时刻P、Q两物体速度相同.
[说明] 图象可以直观地描述物理规律,利用图象分析问题时要特别关注它的斜率、截距、面积、正负号等所包含的物理意义.不同的图象,以上量值的含义也不相同.遇到图象题,首先要认准是什么图象,然后再分析求解.
[设计意图] 帮助学生理解运动图象的含义,并能根据运动图象判断物体的运动情况.
[例3]一空间探测器从某一星球表面竖直升空,假设探测器的质量不变,发动机的推动力为恒力,探测器升空过程中发动机突然关闭,如图2-1-3表示探测器速度随时间的变化情况.
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图2-1-3
(1)升空后9 s、25 s、45 s,即在图线上A、B、C三点探测器的运动情况如何?
(2)求探测器在该星球表面达到的最大高度.
(3)计算该星球表面的重力加速度.
(4)计算探测器加速上升时的加速度.
[解析] (1)从v-t图象可知,探测器在0-9 s加速上升,9 s末发动机突然关闭,此时上升速度最大为64 m/s.9 s-25 s探测器仅在重力作用下减速上升,25 s末它的速度减小到零,上升到最高点.25 s以后探测器做自由落体运动,由于sOAB=
×64×25 m=800 m,sBDC=
×80×20 m=800 m,所以45 s末它恰好到达星球表面,此时它落地的速度为80 m/s.
(2)探测器达到的最大高度为
hmax=sOAB=800 m
(3)由v-t图AB段或BC段知,该星球表面的重力加速度大小为
g=
m/s=4 m/s2
(4)探测器加速上升时加速度为
a=
m/s2=7.1 m/s2
[设计意图] 练习根据图象进行有关分析、计算和判断的方法.
●反馈练习
★夯实基础
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