1.三个基本公式(v=v0+at、x=v0t+at2、v2-v02=2ax)原则上可解任何匀变速直线运动的问题,关键是找到五个物理量中的三个量.公式中v、a、x都是矢量,应用时要规定正方向.
2.对于末速度为零的匀减速直线运动,常用逆向思维法.
3.对于汽车刹车做匀减速直线运动,要注意汽车速度减为零后保持静止,而不发生后退(即反向的匀加速直线运动).
1.(2020·湖南永州市三模)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),下列说法正确的是( )
A.该质点的加速度大小为1m/s2
B.该质点在1s末的速度大小为6m/s
C.该质点第2s内的平均速度为8m/s
D.该质点前2s内的位移为8m
答案 C
解析 对比公式x=v0t+at2可得v0=5m/s,a=2m/s2,所以该质点在1s末的速度大小为v=v0+at=7m/s,A、B错误;该质点在前2s内的位移为x2=5×2m+22m=14m,该质点在第1s内的位移为x1=5×1m+12m=6m,所以该质点在第2s内的平均速度大小为
=
=8m/s,C正确,D错误.
2.一列火车从静止开始做匀加速直线运动,一人站在第一节车厢前端的旁边观测,第一节车厢通过他历时2s,整列火车车厢通过他历时8s,则这列火车的车厢有( )
A.16节B.17节C.18节D.19节
答案 A
解析 火车做初速度为零的匀加速直线运动,则第一节车厢通过时有L=at12,整列火车车厢通过时nL=
atn2,解得n=16,故选项A正确.
3.一辆汽车在平直的公路上以大小为6m/s2的加速度刹车,经2s停止,则在停止前的1s内,汽车的平均速度的大小为( )
A.6m/sB.5m/sC.4m/sD.3m/s
答案 D
解析 将汽车运动看成沿相反方向的初速度为零的匀加速直线运动,则汽车刹车后最后1s内通过的位移即为反向的初速度为零的匀加速直线运动第1s的位移,即x=at2=3m,则在停止前的1s内,汽车的平均速度大小为
=
=3m/s,故选D.
4.物体的初速度为v0,以不变的加速度a做直线运动,如果要使速度增加到初速度的n倍,则经过的位移是( )
A.(n-1)2 B.
(n-1)
C. D.
(n2-1)
答案 D
解析 物体的初速度为v0,加速度为a,末速度v=nv0,设物体的位移是x,根据位移速度关系式v2-v02=2ax,解得x=(n2-1),选项D正确,A、B、C错误.
5.(2020·山东泰安市期中)一物体以某一初速度只在摩擦力作用下沿水平面运动,其位移x与速度v的关系式为x=9-0.25v2(各物理量均采用国际单位制单位).下列分析正确的是( )
A.物体的加速度大小为3m/s2
B.物体的初速度为9m/s
C.第2s内物体的位移为3m
D.物体减速运动的时间为6s
答案 C
解析 设物体的初速度为v0,加速度为a,根据匀变速直线运动的速度位移公式v2-v02=2ax可得x==
+
,结合题给位移x与速度v的关系式x=9-0.25v2可得a=-2 m/s2,v0=6 m/s,A、B错误;第2 s内物体的位移为(6×2-
×2×22)
m-(6×1-
×2×12)
m=3
m,C正确;物体减速运动的时间为
s=3
s,D错误.
6.(2020·安徽十校联盟检测)一辆汽车遇到险情紧急刹车,刹车过程做匀减速直线运动,刹车后第1s内的位移为16m,最后1s内的位移为8m,则汽车的刹车时间为( )
A.1sB.1.5sC.2sD.2.5s
答案 B
解析 最后1s内的汽车位移为8m,根据x=at2,可知加速度大小为a=16m/s2,刹车后第1s内的平均速度大小v=
m/s=16m/s,v=a(t-0.5s),得t=1.5s.
7.(多选)(2020·大教育名校联盟一模)歼-15飞机(如图1所示)是我国研制的多用途舰载战斗机.飞行训练中,第一次舰保持静止,飞机从静止开始沿甲板运动,当飞机的速度为v时通过的距离为x1,经历的时间为t1;第二次舰以速度v0匀速运动,飞机相对甲板由静止开始沿舰运动的同方向加速,当飞机相对海面的速度为v时沿甲板通过的距离为x2,经历的时间为t2,设两次飞机均做匀加速直线运动且加速度大小相等,则( )
图1
A.=
.
=
C.=
2 .
=
答案 BC
解析 当舰静止时,根据运动学公式有v=at1,x1=at12;当舰运动时,v-v0=at2,
-v0t2=x2,整理得
=
,
=
2,选项B、C正确.
8.(2020·安徽六安一中月考)一质点做匀变速直线运动,已知初速度为v,经过一段时间速度大小变为2v,加速度大小为a,这段时间内的路程与位移大小之比为5∶3,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
C.这段时间的路程为
D.再经过相同的时间质点速度大小为3v
答案 B
解析 根据题意可知这段时间内质点的路程与位移大小不同,加速度又恒定,则质点运动方向一定改变,故A错误;末速度与初速度方向相反,可得运动时间为:t==
,故B正确;根据速度位移关系:v2-v02=2ax,可得位移大小为
,因路程与位移大小之比为5∶3,则路程为
,故C错误;根据v=v0+at,可得v′=2v+a·
=5v,即再经过相同时间质点速度大小为5v,故D错误.