2019届高考物理一轮复习随堂精品练习:第3课时专题运动图象、追及相遇问题
更新时间:2023-12-28 23:32:01 阅读量: 教育文库 文档下载
第3课时 专题 运动图象 追及相遇问题
1.
图1-3-11
如图1-3-11所示的位移(x)-时间(t)图象和速度(v)-时间(t)图象中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( ) A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动
B.0~t1时间内,甲车通过的路程大于乙车通过的路程 C.0~t2时间内,丙、丁两车在t2时刻相距最远 D.0~t2时间内,丙、丁两车的平均速度相等
解析:在x-t图象中表示的是直线运动的物体的位移随时间的变化情况,而不是物体运动的轨迹,由甲、乙两车在0~t1时间内做单向的直线运动,故在这段时间内两车通过的位移和路程均相等,A、B选项均错.在v-t图象中,t2时刻丙、丁速度相等,故两者相距最远,C选项正确.由图线可知,0~t2时间内丙位移小于丁的位移,故丙的平均速度小于丁的平均速度,D选项错误. 答案:C 2.
图1-3-12
如图1-3-12所示x-t图象和v-t图象中,给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是( ) A.图线1表示物体做曲线运动 B.x-t图象中t1时刻v1>v2
C.v-t图象中0至t3时间内4的平均速度大于3的平均速度 D.两图象中,t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动 答案:BC 3.
图1-3-13
小球在t=0时刻从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其v-t图象如图1-3-13所示,则由图可知( ) A.小球下落的最大速度为5 m/s B.小球下落的最大速度为3 m/s C.小球能弹起的最大高度为0.45 m D.小球能弹起的最大高度为1.25 m
解析:从题图可知,下落的最大速度为5 m/s,弹起的最大高度为横轴下面三角形的面积,即为0.45 m. 答案:AC
4.A、B两列火车,在同轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10 m/s,B车在后,其速度
vB=30 m/s.因大雾能见度低,B车在距A车700 m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过1 800 m才能停止.问A车若按原速度前进,两车是否会相撞?说明理由.
解析:B车减速至vA=10 m/s时的时间t=位移为:
2
v2(30 m/s)B2
xA=vAt=10×80 m=800 m,aB===0.25 m/s.
2x2×8002??B车的位移为:xB=vBt-aBt2=?30×80-×0.25×80? m=1 600 m
vB-vA30-10
= s=80 s,此段时间内A车的aB0.25
1
2
?
12
?
因为xB=1 600 m>xA+x=800 m+700 m=1 500 m,所以A、B两车在速度相同之前已经相撞.
答案:相撞 理由见解析
5.(2019·南昌调研)在一次警车A追击劫匪车B时,两车同时由静止向同一方向加速行驶,
22
经过30 s追上.两车各自的加速度为aA=15 m/s,aB=10 m/s,各车最高时速分别为vA=45 m/s,vB=40 m/s,问追上时两车各行驶多少路程?原来相距多远?
解析:如图所示,以A车的初始位置为坐标原点,Ax为正方向,令L为警车追上劫匪车所走过的全程,l为劫匪车走过的全程.则两车原来的间距为ΔL=L-l
设两车加速运动用的时间分别为tA1、tB1,以最大速度匀速运动的时间分别为tA2、tB2, 则vA=aAtA1,解得tA1=3 s则tA2=27 s,同理tB1=4 s,tB2=26 s
12
警车在0~3 s时间段内做匀加速运动,L1=aAtA1
2在3 s~30 s时间段内做匀速运动,则L2=vAtA2
12
警车追上劫匪车的全部行程为L=L1+L2=aAtA1+vAtA2=1 282.5 m
212
同理劫匪车被追上时的全部行程为l=l1+l2=aBtB1+vBtB2=1 120 m,
2两车原来相距ΔL=L-l=162.5 m 答案:1 282.5 m 1 120 m 162.5 m
1.
图1-3-14
甲、乙两质点在一直线上做匀加速直线运动的v-t图象如图1-3-14所示,在3 s末两质点在途中相遇,两质点出发点间的距离是( ) A.甲在乙之前2 m C.乙在甲之前4 m
B.乙在甲之前2 m D.甲在乙之前4 m
解析:甲、乙两质点在3 s末在途中相遇时,各自的位移为2 m和6 m,因此两质点出发点间的距离是甲在乙之前4 m. 答案:D 2.
图1-3-15
一遥控玩具小车在平直路上运动的位移—时间图象如图1-3-15所示,则( ) A.15 s末汽车的位移为300 m B.20 s末汽车的速度为-1 m/s C.前10 s内汽车的加速度为3 m/s D.前25 s内汽车做单方向直线运动
解析:由位移—时间图象可知:前10 s汽车做匀速直线运动,速度为3 m/s,加速度为0,所以C错误;10 s~15 s汽车处于静止状态,汽车相对于出发点的位移为30 m,所以A
2
错误;15 s~25 s汽车向反方向做匀速直线运动,速度为-1 m/s,所以D错误,B正确. 答案:B 3.
图1-3-16
一物体由静止开始沿直线运动,其加速度随时间变化的规律如图1-3-16所示.取物体开始运动的方向为正方向,则下列关于物体运动的v-t图象正确的是( )
解析:物体在0~1 s内做匀加速直线运动,在1~2 s内做匀减速直线运动,到2 s时速度刚好减为0,一个周期结束,以此循环运动. 答案:C 4.
图1-3-17
一辆汽车正在以v0=20 m/s的速度匀速行驶,突然,司机看见车的正前方x处有一只静止的小狗,司机立即采取制动措施.司机从看见小狗开始采取了一系列动作,整个过程中汽车的运动规律如图1-3-17所示,则下列说法中正确的是( ) A.汽车先做匀速运动再做反向匀减速运动 B.汽车做匀变速运动的加速度为4.44 m/s
C.从图中得到司机在其反应时间内前进的距离为10 m D.x等于或大于10 m时,小狗是安全的
解析:汽车先做匀速运动,再做同方向的匀减速运动,A项错误;汽车做匀变速运动的加
2022
速度为a= m/s=5 m/s,B项错误;汽车在司机的反应时间内前进的距离为x1=v0t1
4
=10 m,C项正确;汽车从司机看见小狗至停止的时间内前进的距离为x2=x1+v0t2/2=50 m,所以小狗相对汽车的安全距离为50 m,D项错误. 答案:C 5.
2
图1-3-18
如图1-3-18是一娱乐场的喷水滑梯.若忽略摩擦力,人从滑梯顶端滑下直到入水前,速度大小随时间变化的关系最接近下图中的( )
解析:对人进行受力分析可知,人受到重力和支持力.重力与支持力在垂直滑梯方向上大小相等,方向相反,重力在平行滑梯方向上的分力提供向下加速度.人的初始速度为零,可排除C.由图知滑梯中间一段坡度与上下段不同,则人在这段的加速度与上下段不同,A、D错,选B. 答案:B 6.
图1-3-19
甲、乙两物体由同一位置出发沿一直线运动,其速度-时间图象如图1-3-19所示,下列说法正确的是( )
A.甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动 B.两物体两次相遇的时刻分别是在2 s末和6 s末
C.乙在头2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动 D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反
解析:由图象知,v甲=2 m/s,故甲物体做匀速直线运动,乙物体在0~2 s内沿正向做匀加速直线运动,在2~6 s内沿正向做匀减速直线运动.乙物体做的不是同一个匀变速直线运动,A错C对.
1
在2 s末,甲物体的位移x甲=2×2 m=4 m,乙物体的位移x乙=×(2×4) m=4 m,故
2
两物体在2 s末相遇.在6 s末,甲物体的位移x甲′=2×6 m=12 m,乙物体的位移x乙′1
=×(6×4) m=12 m,故两物体在6 s末相遇,B正确.在0~6 s内,甲、乙两物体始2
终沿规定的正方向运动,D错. 答案:BC 7.
图1-3-20
t=0时,甲、乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图1-3-
20所示.忽略汽车掉头所需时间.下列对汽车运动状况的描述正确的是( ) A.在第1小时末,乙车改变运动方向 B.在第2小时末,甲、乙两车相距10 km
C.在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大 D.在第4小时末,甲、乙两车相遇
解析:速度图象在t轴下的均为反方向运动,故2 h末乙车改变运动方向,A错;2 h末从图象围成的面积可知乙车运动位移为30 km,甲车位移为30 km,相向运动,此时两车相距70 km-30 km-30 km=10 km,B对;从图象的斜率看,斜率大加速度大,故乙车加速度在4 h内一直比甲车加速度大,C对;4 h末,甲车运动位移120 km,乙车运动位移30 km,两车原来相距70 km,故此时两车还相距20 km,D错. 答案:BC 8.
图1-3-21
如图1-3-21所示,t=0时,质量为0.5 kg物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.测得每隔2 s的
2
三个时刻物体的瞬时速度记录在下表中,由此可知(重力加速度g=10 m/s)( )
t/s v/(m·s-1) 0 0 2 8 4 12 6 8 A.物体运动过程中的最大速度为12 m/s B.t=3 s的时刻物体恰好经过B点 C.t=10 s的时刻物体恰好停在C点 D.A、B间的距离大于B、C间的距离
解析:仔细观察数据可得, 0~2 s内物体加速运动,加速度a1=4 m/s,2~4 s内也是
2
加速运动,但按照0~2 s规律,4 s末应加至16 m/s,所以在4 s末物体应处于水平段,
2
4~6 s内物体的运动为水平方向的匀减速运动,加速度a2=2 m/s.因题目设计的数据较小且规律性明显,可作速度时间图象如图.由图知物体在3~4 s内达到最大速度,大于12 m/s,A、B均错;在t=10 s时到达C点静止,C对;A、B间距离应小于B、C间距离,D错.若采用公式法,虽可解出,但计算量大,解得t=10/3 s时到达B点,速度为40/3 m/s. 答案:C 9.
图1-3-22
a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图象如图1-3-22所示,下列说法
正确的是( )
A.a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度 B.20秒时,a、b两物体相距最远 C.60秒时,物体a在物体b的前方
D.40秒时,a、b两物体速度相等,相距200 m
40-10322
解析:a、b加速时,a的加速度a1= m/s= m/s.
202
b的加速度a2=
40-022
m/s=2 m/s,a1
20 s时,a的速度为40 m/s.b的速度为零,在以后的运动中,两者距离仍增大,B错.60 s
10+401
时a的位移x1=×20 m+40×(60-20) m=2 100 m,b的位移s2=×40×80 m=1
22
600 m.
x1>x2,所以C对.
10+401
40 s时,a的位移x1′=×20 m+20×40 m=1 300 m,b的位移x2′=×20×40 m
22
=400 m,两者相距Δx=x1′-x2′=900 m,D错. 答案:C 10.
图1-3-23
如图1-3-23所示,a、b分别是甲、乙两辆车从同一地点沿同一直线同时运动的速度图象,由图象可以判断( )
A.2 s后甲、乙两车的加速度大小相等 B.在0~8 s内两车最远相距148 m C.两车只有t0时刻速率相等 D.两车在t=8 s时相遇
2020222
解析:2 s后,|a甲|= m/s=10 m/s,|a乙|= m/s,故|a甲|>|a乙|,A错;t=2 s
23
时和t=t0时,甲、乙速率均相等,故C错;t=8 s时,甲回到出发点,乙没有回到出发点,故D错;由题干图可知两车在0~8 s内相距最远应在t0时刻,由a、b两直线可求出t0=4.4 s,则两车相距最远距x应为a、b两线和纵轴围成的面积,解得x=148 m,故B对. 答案:B 11.
图1-3-24
如图1-3-24所示,A、B两物体相距s=7 m时,A在水平拉力和摩擦力作用下,正以vA=4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时正以vB=10 m/s的初速度向右匀减速运动,
2
加速度a=-2 m/s,求A追上B所经历的时间.
10
解析:物体B减速至静止的时间为t,则-vB=at0,t0= s=5 s
211
物体B向前运动的位移xB=vBt0=×10×5 m=25 m.
22又因A物体5 s内前进xA=vAt0=20 m,显然xB+7 m>xA.
所以A追上B前,物体B已经静止,设A追上B经历的时间为t′,则t′=s=8 s. 答案:8 s
12.一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10 m/s的速度匀速行驶的货车严重
2
超载时,决定前去追赶,经过5.5 s后警车发动起来,并以2.5 m/s的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90 km/h以内.问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少? (2)警车发动后要多长时间才能追上货车?
解析:(1)警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时.它们间的距离最大,设警车发
10
动后经过t1时间两车的速度相等.则t1= s=4 s,x货=(5.5+4)×10 m=95 m,
2.5
xB+725+7
= vA4
2
x警=at21=×2.5×4 m=20 m,所以两车间的最大距离Δx=x货-x警=75 m.
1
212
25
(2)v0=90 km/h=25 m/s,当警车刚达到最大速度时,运动时间t2= s=10 s
2.5
2
x货′=(5.5+10)×10 m=155 m,x警′=at22=×2.5×10 m=125 m
1
212
因为x货′>x警′,故此时警车尚未赶上货车,且此时两车距离Δx′=x货′-x警′=30 m
Δx′
警车达到最大速度后做匀速运动,设再经过Δt时间追赶上货车,则Δt==2 s
v0-v所以警车发动后要经过t=t2+Δt=12 s才能追上货车. 答案:(1)75 m (2)12 s
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