高考总复习物理随堂课件与课后习题第一章运动的描述匀变速直线运动的研究课时规范练2匀变速直线运动的规律及应用.docx

课时规范练2匀变速直线运动的规律及应用基础对点练1.(匀变速直线运动规律的应用)(2021湖南高三月考)2020年11月10日8时12分,中国奋斗者号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909 m,创造了我国载人深潜新纪录。假设将奋斗者号在坐底前的一段运动简化为匀减速直线运动,该过程从下沉速度为v时开始计时,经过时间t,奋斗者号速度减为零并恰好成功坐底。则奋斗者号在坐底前t0(t0<t)时间内下沉的深度为()A.vt022tB.vt2C.vt01-t02tD.v(t-t0)22t2.(刹车问题)(2021河北石家庄一模)高速公路的ETC通道长度是指从识别区起点到自动栏杆的水平距离。如图所示,某汽车以18 km/h的速度匀速进入识别区,ETC天线用了0.3 s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是采取制动刹车,汽车刚好没有撞杆。已知该ETC通道的长度为9 m,车载电子标签到汽车前车牌的水平距离约为1 m,该汽车制动加速度大小为5 m/s2,由此可知司机的反应时间约为()A.0.6 sB.0.8 sC.1.0 sD.1.2 s3.(匀变速直线运动规律的应用)(2021山东高三二模)某机动车在车检时,先做匀速直线运动再做匀减速直线运动至停止。已知总位移为s,匀速阶段的速度为v、时间为t,则匀减速阶段的时间为()A.sv-tB.sv-2tC.2sv-tD.2sv-2t4.(竖直上抛运动)(2021上海金山区高三二模)一个小球被竖直向上抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2。若前3 s内的位移和第4 s内的位移大小相等、方向相反,则小球前4 s内的位移和上抛初速度大小分别为()A.0 m,20 m/sB.0 m,30 m/sC.45 m,20 m/sD.45 m,30 m/s5.(自由落体运动)(2021广东深圳高三一模)一个小球在离地面一定高度的O点向下运动,第一次做自由落体运动,第二次以第一次落地时的速度竖直向下做匀速直线运动,在O点的正下方有一点A,A与O的距离和A与地面的距离相等,则小球两次从O点到A点的时间之比为()A.11B.21C.221D.416.(自由落体运动、平均速度公式应用)(2021河北保定高三二模)从居民楼某楼层的窗台上掉下一苹果,目测落地前最后1 s的位移约为10 m,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。则苹果掉下时的楼层为(设每层楼高约2.5 m)()A.第三层B.第四层C.第五层D.第六层7.(竖直上抛运动)不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛一物体,从抛出至回到抛出点的时间为t,现在物体上升的最大高度的一半处设置一块挡板,物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间约为()A.0.5tB.0.4tC.0.3tD.0.2t素养综合练8.(2021辽宁丹东高三一模)某兴趣小组经过调查得知某市境内的高速公路最高限速为100 km/h,驾驶员的反应时间为0.30.6 s,各种路面与轮胎之间的动摩擦因数见下表。路面干沥青路面干碎石路面湿沥青路面动摩擦因数0.70.60.70.320.4兴趣小组根据以上资料,通过计算判断汽车雨天在高速公路上行驶的安全距离最接近()A.200 mB.150 mC.100 mD.50 m9.一质点做匀变速直线运动,加速度大小为a,初速度大小为v,经过一段时间速度大小变为2v,这段时间内的路程与位移大小之比为53,则下列叙述正确的是()A.在该段时间内质点运动方向不变B.这段时间为3vaC.这段时间的路程为3v22aD.再经过相同的时间质点速度大小为3v10.(2021河北正定中学高三开学考试)某斜面固定在水平地面上,一小球沿斜面向上做匀减速运动,运动过程中小球依次经过A、B、C三点,最后恰好到达最高点D,其中A、B间距离为12 m,B、C间距离为8 m,从A点运动到B点,从B点运动到C点两个过程速度变化量都是-2 m/s,下列说法正确的是()A.小球的加速度大小为2 m/s2B.小球到达B点速度大小为10 m/sC.A、D两点间的距离为24.5 mD.小球从C点运动到D点的时间为2 s11.(2021河北邯郸肥乡一中考试)如图所示,一长为300 m的列车沿平直的轨道以80 m/s的速度匀速行驶,当车头行驶到O点时,列车接到停车指令,立即匀减速停车,已知O、A间距离为1 700 m,A、B间距离为800 m。(1)若要求列车车头恰好停在AB的中点处,则列车减速的时间是多少?(2)若要求整个列车只能停在AB段内,则列车减速运动的加速度大小的取值范围是多少?12.(2021广东高三一模)城市高层建筑越来越多,要严防高空坠物事件的发生。假设某公路边的高楼距地面高H=47 m,往外凸起的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动。阳台下方有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,以v0=9 m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方,花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24 m,示意图如图所示,花盆可视为质点,重力加速度g取10 m/s2。(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持速度v0匀速直行,请计算货车是否会被花盆砸到。(2)若司机发现花盆掉落,司机的反应时间t=1 s,采取匀加速直线运动的方式来避险,则货车的加速度至少要多大才能避免被花盆砸到。参考答案课时规范练2匀变速直线运动的规律及应用1.A解析 匀减速运动的加速度a=vt,坐底前t0(t0<t)时间内下沉的深度为h=12at02,解得h=vt022t,B、C、D错误,A正确。2.B解析 汽车的速度v0=18 km/h=5 m/s,设司机的反应时间为t0,汽车前t=0.3 s+t0时间内做匀速直线运动,其位移为x1=v0t,随后汽车做匀减速直线运动,根据速度位移公式,可得匀减速位移为x2=v022a=522×5 m=2.5 m,该ETC通道的长度为L=x1+x2+1 m=9 m,联立解得t0=0.8 s,故选B。3.D解析 设匀减速的时间为t1,则s=vt+v+02t1,解得t1=2sv-2t,故选D。4.A解析 由于前3 s内的位移和第4 s内的位移大小相等、方向相反,可知4 s内的总位移为零,竖直上抛运动的初速度方向竖直向上,加速度的方向竖直向下,选取竖直向上为正方向,设初速度的大小为v,则0=vt-12gt2,代入数据可得v=20 m/s,故A正确,B、C、D错误。5.C解析 设O点到地面的距离为h,根据h=12gt2,可知第一次自由落体运动从O点到A点的时间t1=2×12hg=hg,小球做自由落体运动,落地的速度为v=2gh,第二次以第一次落地时的速度竖直向下做匀速直线运动,从O点到A点的时间t2=12h2gh=122hg,则t1t2=221。故选C。6.C解析 由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该时间段的平均速度可得,最后1 s的平均速度是最后0.5 s的初速度,即v=xt=101m/s=10 m/s,则苹果落地时的速度为v=v+gt=15 m/s,由v2=2gh,可得h=11.25 m,11.25m2.5m=4.5,所以掉下楼层为第五层,故C正确,A、B、D错误。7.C解析 物体下降时间为0.5t,故高度为h=12gt22=18gt2物体自由落体运动0.5h的过程,有h2=12gt12联立解得t1=24t故第二次物体上升和下降的总时间t'=t-2t1=t-22t=0.3t。故选C。8.B解析 汽车的最高速度为v=100 km/h=2509 m/s,在反应时间内,汽车仍做匀速直线运动,通过的最大距离为x1=vt=2509×0.6 m=503 m,把汽车刹车的过程看作匀减速直线运动,有0-v2=-2gx2,得x2=v22g=120.6 m,则总位移大小为x=x1+x2=137 m,接近150 m,故选B。9.B解析 质点做匀变速直线运动,所以加速度不变,若为单向直线运动,则路程等于位移大小,根据题意可知,路程和位移大小之比为53,所以质点一定做往返运动,选项A错误;根据匀变速直线运动速度公式,可知这段时间为t=-2v-v-a=3va,选项B正确;这段时间的位移为x=4v2-v22a=3v22a,根据题意可知路程为s=53x=5v22a,选项C错误;再经过相同的时间质点的速度为v'=v-2at=v-a6va=-5v,速度大小为5v,选项D错误。10.C解析 由从A点运动到B点,从B点运动到C点两个过程速度变化量都是-2 m/s可知,AB和BC段运动的时间相同,由x=at2和a=vt,解得t=2 s,a=-1 m/s2,A错误;由某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平均速度,可得vB=xAB+xBC2t=5 m/s,B错误;对AB段,由公式xAB=v0t+12at2可得v0=7 m/s,由公式2ax=0-v02得,AD之间的距离为24.5 m,C正确;在AD之间运动的时间为0-v0a=7 s,所以CD之间所用的时间为3 s,D错误。11.答案 (1)52.5 s(2)1.28 m/s2a1.6 m/s2解析 (1)若要求列车车头恰好停在AB的中点处,根据匀变速直线运动规律有x=v02t其中x=1 700 m+400 m=2 100 m解得t=52.5 s。(2)若列车车尾恰好停在A点,设列车减速运动的加速度大小为a1,减速距离为x1,则0-v02=-2a1x1其中x1=1 700 m+300 m=2 000 m解得a1=1.6 m/s2若列车车头恰好停在B点,设列车减速运动的加速度大小为a2,减速距离为x2,则0-v02=-2a2x2其中x2=1 700 m+800 m=2 500 m解得a2=1.28 m/s2故加速度大小的取值范围为1.28 m/s2a1.6 m/s2。12.答案(1)货车会被花盆砸到(2)2.5 m/s2解析(1)花盆落下达到车顶所在高度的过程,有H-h=12gt2解得t=3 s在这段时间内汽车位移为x=v0t=27 m满足L2<x<L1+L2所以货车会被花盆砸到。(2)司机反应时间内货车的位移为x1=v0t=9 m此时车头离花盆的水平距离为d=L2-x1=15 m采取加速方式,要成功避险,则加速运动的位移至少为x2=d+L1=23 m加速度时间为t2=t-t=2 s则有x2=v0t2+12at22代入数据解得a=2.5 m/s2即货车至少以2.5 m/s2的加速度加速才能避免被花盆砸到。 6