2012高考物理一轮复习 第2讲 匀变速直线运动的规律及其应用名师预测 教师版

用心 爱心 专心 1 匀变速直线运动的规律及其应用名师预测匀变速直线运动的规律及其应用名师预测 一 选择题 本大题共 10 个小题 共 70 分 每小题至少有一个选项正确 全部选对的 得 7 分 选对但不全的得 4 分 有选错的得 0 分 1 汽车以 20 m s 的速度做匀速运动 某时刻关闭发动机而做匀减速运动 加速度大小 为 5 m s2 则它关闭发动机后通过 37 5 m 所需时间为 A 3 s B 4 s C 5 s D 6 s 解析 由位移公式得 x v0t at2 1 2 解得t1 3 s t2 5 s 因为汽车经t0 4 s 停止 故t2 5 s 舍去 应选 A v0 a 答案 A 2 从塔顶释放一个小球A 1 s 后从同一地点再释放一个小球B 设两球都做自由落体运 动 则落地前A B两球之间的距离 A 保持不变 B 不断减小 C 不断增大 D 有时增大 有时减小 解析 设B球下落了时间t 则A球下落了时间 t 1 由h gt2得hB gt2 hA g t 1 2 A B两球间距离h hA hB g 2t 1 可见 1 2 1 2 1 2 1 2 h随时间t的增大而增大 C 项正确 答案 C 3 如图 1 所示 小球以某一初速度v0沿 固定光滑斜面从底端向上运动 已知 图 1 斜面倾角为 30 小球经过时间t返回到原出发点 那么 小球到达最大高度一半 处的速度大小为 A gt B gt C gt D gt 1 4 2 4 2 8 2 2 解析 小球在斜面上运动的加速度a gsin30 上升的最大位移x 小球 g 2 v2 0 2a v2 0 g 上升到最大高度的一半时 vt 2 2 x a 0 2 v v0 a 2 t 4 gt 故vt 2 8 gt 答案 C 4 一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下 某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一 用心 爱心 专心 2 5 一辆公共汽车进站后开始刹车 做匀减速直线运动 开始刹车后的第 1 s 内和第 2 s 内位移 大小依次为 9 m 和 7 m 则刹车后 6 s 内的位移是 A 20 m B 24 m C 25 m D 75 m 解析 由 x aT2得 a 2 m s2 由v0T aT2 x1得 1 2 v0 10 m s 汽车刹车时间tm 5 s 6 s 故刹车后 6 s 内的位移为x 2 0 2a v 25 v0 a m C 正确 答案 C 6 美国 肯尼迪号 航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统 已知 F A15 型战斗机 在跑道上加速时产生的加速度为 4 5 m s 2 起飞速度为 50 m s 若该飞机滑行 100 m 时 起飞 则弹射系统必须使飞机具有的初速度为 A 30 m s B 40 m s C 20 m s D 10 m s 解析 由v2 v 2ax得 v v2 2ax 2 02 0 所以v0 40 m s 用心 爱心 专心 3 答案 B 7 如图 3 所示 传送带保持 1 m s 的速度顺时针转动 现将一质量m 0 5 kg 的物体轻 轻地放在传送带的a点上 设物体与传送带间的动摩擦因数 0 1 a b间的距离 L 2 5 m 则物体从a点运动到b点所经历的时间为 g 取 10 m s2 图 3 A s B 1 s C 3 s D 2 5 s 56 解析 物块开始做匀加速直线运动 a g 1 m s2 速度达到皮带的速度时发生的位 移x 2 2 v a m 0 5 m L 故物体接着做匀速直线运动 第 1 段时间t1 1 s 第 1 2 1 v a 2 段时间t2 s 2 s t总 t1 t2 3 s L x v 2 5 0 5 1 答案 C 8 以v0 20 m s 的速度竖直上抛一小球 经 2 s 以相同的初速度在同一点竖直上抛另一 小球 g取 10 m s2 则两球相碰处离出发点的高度是 A 10 m B 15 m C 20 m D 不会相碰 解析 设第二个小球抛出后经t s与第一个小球相遇 法一 根据位移相等有 v0 t 2 g t 2 2 v0t gt2 1 2 1 2 解得t 1 s 代入位移公式h v0t gt2 1 2 解得h 15 m 法二 因第二个小球抛出时 第一个小球恰 到达最高点 开始自由下落 根据速度对称性 上升阶段与下降阶段经过同一位置的速度大小相等 方向相反 即 v0 g t 2 v0 gt 解得t 1 s 代入位移公式得h 15 m 答案 B 9 如图 4 所示 位于竖直平面内的固定光滑 圆环轨道与水平面相切于M点 与竖直墙 壁相切于A点 竖直墙壁上另一点B与M的 用心 爱心 专心 4 确 答案 C 10 如图 5 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 该车加速时最 大加速度大小为 2 m s2 减速时最大加速度大 图 5 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 解析 如果立即做匀加速直线运动 t1 2 s内的位移x1 v0t1 a1t 20 m 18 m 1 22 1 此时汽车的速度为v1 v0 a1t1 12 m s 12 5 m s 汽车没有超速 A 项正确 B 项错误 如果立即做匀减速运动 速度减为零需要时间t2 0 2 v a 1 6 s 此过程通过的位移为 x2 a2t 6 4 m C 项正确 D 项错误 0 2 v a 1 22 2 答案 AC 用心 爱心 专心 5 二 非选择题 本大题共 4 个小题 共 30 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和 演算步骤 有数值计算的要注明单位 11 一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站 启动加速度为 2 m s2 加速行驶 5 s 后匀速 行驶 2 min 然后刹车 滑行 50 m 正好到达乙站 求汽车从甲站到乙站的平均速度为多少 解析 汽车的运动示意图如图所示 启动阶段行驶位移为 x1 at 1 22 1 匀速行驶的速度为 v at1 匀速行驶的位移为 x2 vt2 刹车阶段的位移为 x3 t3 v 2 联立 四式 可得汽车从甲站到乙站的平均速度为 m s v x1 x2 x3 t1 t2 t3 25 1200 50 5 120 10 m s 9 44 m s 1275 135 答案 9 44 m s 12 10 米折返跑 的成绩反应了人体的灵敏素质 测定时 在平直跑道上 受试者以 站立式起跑姿势站在起点终点线前 当听到 跑 的口令后 全力跑向正前方 10 米处的折 返线 测试员同时开始计时 受试者到达折返线处时 用手触摸折返线处的物体 如木箱 再转身跑向起点终点线 当胸部到达起点终点线的垂直面时 测试员停表 所用时间即为 10 米折返跑 的成绩 如图 6 所示 设受试者起 跑的加速度为 4 m s2 运动过程中的最大速度为 4 m s 到达折返线处时需减速到零 加速度的大小为 8 m s2 返回时达到最大速度后不需减速 保持最大速度冲线 受试者在加 速和减速阶段的运动均可视为匀变速直线运动 问该受试者 10 米折返跑 的成绩为多少秒 图 6 解析 对受试者 由起点终点线向折返线运动的过程中 用心 爱心 专心 6 加速阶段 13 某校一课外活动小组自制一枚火箭 设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运 动 火箭点火后可认为做匀加速直线运动 经过 4 s 到达离地面 40 m 高处时燃料恰好用完 若不计空气阻力 取g 10 m s2 求 1 燃料恰好用完时火箭的速度 2 火箭上升离地面的最大高度 3 火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间 解析 设燃料用完时火箭的速度为v1 所用时间为t1 火箭的上升运动分为两个过程 第一个过程为做匀加速上升运动 第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点 1 对第一个过程有h1 t1 代入数据解得v1 20 m s v1 2 2 对第二个过程有h2 2 1 2 v g 代入数据解得h2 20 m 所以火箭上升离地面的最大高度h h1 h2 40 m 20 m 60 m 3 方法一 分段分析法 从燃料用完到运动至最高点的过程中 由v1 gt2得 用心 爱心 专心 7 t2 s 2 s v1 g 20 10 从最高点落回地面的过程中 h 2 3 1 2 gt 而h 60 m 代入得t3 2 s 3 故总时间t总 t1 t2 t3 6 2 s 3 方法二 整体分析法 考虑火箭从燃料用完到落回地面的全过程 以竖直向上为正方向 全过程为初速度 v1 20 m s 加速度g 10 m s2 位移h 40 m 的匀变速直线运动 即有 h v1t gt2 代入数据解得t 2 2 s 或t 2 2 s 舍去 故t总 1 233 t1 t 6 2 s 3 答案 1 20 m s 2 60 m 3 6 2 s 3 14 10 米折返跑 的成绩反 映了人体的灵敏素质 测定时 在平直跑道上 受试者以站立 式起跑姿势站在起点 终点 线前 听到起跑的口令后 全力跑向正前方 10 米处的 图 7 折返线 测试员同时开始计时 受试者到达折返线处 用手触摸折返线处的物体 如木箱 后 再转身跑向起点 终点 线 当胸部到达起点 终点 线的垂直面时 测试员停止计时 所用时 间即为 10 米折返跑 的成绩 如图 5 所示 设受试者起跑的加速度为 4 m s2 运动过程中 的最大速度为 4 m s 快到达折返线处时需减速到零 减速的加速度为 8 m s2 返回时达到 最大速度后不需减速 保持最大速度冲线 求该受试者 10 米折返跑 的成绩为多少 解析 对受试者 由起点 终点 线向折返线运动的过程中 加速阶段 t1 1 s x1 vmaxt1 2 m vm