湖南省長(zhǎng)沙市2017-2018學(xué)年高一物理 暑假作業(yè)2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究.doc

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暑假作業(yè)2 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究 參考時(shí)間：50分鐘 完成時(shí)間： 月 日　 一．單選題（共6小題） 1．一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn)，在0～5s時(shí)間內(nèi)受到力F的作用，力的方向始終在同一直線上，力F 隨時(shí)間t的變化圖線如圖所示．則質(zhì)點(diǎn)在（　?。? A．第2s末速度方向改變 B．第2s末加速度為零 C．第4S末運(yùn)動(dòng)速度為零 D．第4s末回到原出發(fā)點(diǎn) *2．甲、乙兩物體相距S，同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)，甲在前做初速度為v1、加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，乙在后做初速度為v2、加速度為 a2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)范圍不受限制，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．若a2＞a1，兩物體一定會(huì)相遇 B．若a2＜a1，兩物體一定不會(huì)相遇 C．若v2＞v1，兩物體一定會(huì)相遇 D．若v2＜v1，兩物體一定會(huì)不相遇 3．一物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過(guò)A、B、C三位置，B為AC的中點(diǎn)，物體在AB段的加速度為a1，在BC段的加速度為a2．現(xiàn)測(cè)得B點(diǎn)的瞬時(shí)速度 vB=（vA+vC），則a1與a2的大小關(guān)系為（　?。? A．a(chǎn)1＞a2 B．a(chǎn)1=a2 C．a(chǎn)1＜a2 D．無(wú)法比較 4．一物體從t0=0時(shí)刻開(kāi)始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)位移中點(diǎn)時(shí)刻為t1，速度為v1，中間時(shí)刻為t2，速度為v2，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．t1=t2，v1=v2 B．t1＞t2，v1＞v2 C．t1＜t2，v1＜v2 D． t1＜t2，v1＞v2 5．如圖所示，AB段是一質(zhì)點(diǎn)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖象，從圖象中所給的數(shù)據(jù)可以確定（　　） A．質(zhì)點(diǎn)在AB段的平均速度大于4m/s B．質(zhì)點(diǎn)在3.5s時(shí)的速度等于4m/s C．質(zhì)點(diǎn)在8m時(shí)的速度等于4m/s D．質(zhì)點(diǎn)在8m時(shí)的速度小于4m/s 6．伽利略在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開(kāi)始滾下，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論有（　　） A．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比 B．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比 C．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無(wú)關(guān) D．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無(wú)關(guān) 二．多選題（共2小題） 7．把A、B兩小鐵球從樓頂?shù)腜點(diǎn)釋放．第一種方式：A比B早1s從P點(diǎn)釋放；第二種方式：把兩球用lm長(zhǎng)的輕繩拴起來(lái)，在P點(diǎn)手握B球把A球提起同時(shí)釋放，如閣所示．從A被釋放起計(jì)時(shí)，則在A、B下落的過(guò)程中，下列判斷正確的是（取g=10m/s2）（　?。? A．第一種方式，以B為參考系，A相對(duì)B靜止，且A、B間隔保持5m不變 B．第一種方式，以B為參考系，A以l0m/s速度勻速下落 C．第二種方式，若H=6m，h=3m，則A、B全部通過(guò)窗戶用時(shí)（﹣）s D．不論采用哪種方式，若從更高處釋放兩小球，兩球落地時(shí)間差都將減小 8．質(zhì)點(diǎn)A從某一高度開(kāi)始自由下落的同時(shí)，由地面豎直上拋質(zhì)點(diǎn)B（不計(jì)空氣阻力）．兩質(zhì)點(diǎn)在空中相遇時(shí)速率相等，假設(shè)A、B互不影響，繼續(xù)各自的運(yùn)動(dòng)．對(duì)兩物體的運(yùn)動(dòng)情況有以下判斷正確的是（　?。? A．兩物體落地速率相等 B．相遇時(shí)A、B的位移大小之比為1：3 C．兩物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 D．落地前任意時(shí)刻兩物體的機(jī)械能都相等 三．填空題（共2小題） 9．如圖甲所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上，讓一滑塊拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下圖乙是某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的某條紙帶的一段． （1）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，利用該紙帶中測(cè)出的數(shù)據(jù)可得滑塊下滑的加速度大小a=　 　m/s2（保留兩位有效數(shù)字） （2）為了測(cè)出滑塊與斜面間的摩擦力，該同學(xué)已經(jīng)測(cè)出斜面的長(zhǎng)度l和高度h及加速度a，又已知重力加速g，他還需要測(cè)量的物理量是　 　，利用已知量和測(cè)得的量表示摩擦力的大小f=　 ?。? 10．利用水滴下落可以測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，調(diào)節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地流出，在水龍頭的正下方放一盤(pán)子，調(diào)節(jié)盤(pán)子的高度，使一個(gè)水滴碰到盤(pán)子時(shí)恰好有另一水滴從水龍頭開(kāi)始下落，而空中還有一個(gè)正在下落中的水滴．測(cè)出水龍頭到盤(pán)子間距離為h，再用秒表測(cè)時(shí)間，以第一個(gè)水滴離開(kāi)水龍頭開(kāi)始計(jì)時(shí)，到第N個(gè)水滴落在盤(pán)中，共用時(shí)間為t，則重力加速度g=　 ?。? 四．解答題（共2小題） 11．在限速110km/h的高速公路上有一超聲波測(cè)速儀正對(duì)一輛行駛的小汽車進(jìn)行測(cè)速，測(cè)速儀每間隔T=1s發(fā)射一個(gè)超聲波脈沖，測(cè)速儀接收到第一個(gè)脈沖的時(shí)間是t1=0.60s，接收到第二個(gè)脈沖的時(shí)間是t2=0.44s，問(wèn)此汽車是否超速？（超聲波在空氣中的傳播速度為v1=340m/s） 12．如圖所示的水平傳送帶以速度v=2m/s勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶把一煤塊從A運(yùn)送到B，A、B相距L=10m，若煤塊在A處是由靜止放在皮帶上，經(jīng)過(guò)6s可以到達(dá)B處，求： （1）煤塊在A、B間運(yùn)動(dòng)的加速度． （2）煤塊在皮帶上留下的痕跡的長(zhǎng)度． （3）若改變傳送帶的速度為另一數(shù)值，則到達(dá)B的時(shí)間亦改變，求煤塊以最短時(shí)間到達(dá)B時(shí)傳送帶的最小速度． 　  參考答案與試題解析　　 1． 【解答】解：根據(jù)題意可知合力隨時(shí)間周期性變化， 故根據(jù)牛頓第二定律F=ma可得 物體的加速度a=， 故在0﹣1s內(nèi)物體做加速度為a1勻加速直線運(yùn)動(dòng)， 在1﹣2s內(nèi)物體做加速度為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)， 由于F1=﹣F2 故a1=﹣a2≠0。 故B錯(cuò)誤。 由于加速度圖象與時(shí)間軸圍成的面積等于物體速度的變化量， 而物體的初速度為0，加速度a大于零， 故物體運(yùn)動(dòng)的方向保持不變，即一直向前運(yùn)動(dòng)。 故A、D錯(cuò)誤。 由于a1=﹣a2，故0﹣1s內(nèi)增加的速度等于1﹣2s內(nèi)減少的速度。 故第2s末物體的速度等于t=0時(shí)的速度。即第二秒末物體的速度為0。 同理t=4s時(shí)物體運(yùn)動(dòng)速度為零。 故C正確。 故選：C。 2． 【解答】解：設(shè)經(jīng)過(guò)t相遇 解得：t= A、當(dāng)a2＞a1，t一定有一個(gè)正實(shí)數(shù)解，A正確。 B、當(dāng)a2＜a1，若v1＜v2，且（v1﹣v2）2+2（a2﹣a1）S≥0 t可能有一個(gè)正實(shí)數(shù)解，B錯(cuò)誤； C、若v2＞v1，當(dāng)a2＜a1，且（v1﹣v2）2+2（a2﹣a1）S＜0則t無(wú)解，C錯(cuò)誤； D、若v2＜v1，當(dāng)a2＞a1，t一定有一個(gè)正實(shí)數(shù)解，D錯(cuò)誤。 故選：A。 3． 【解答】解：如果物體從A至C的過(guò)程中是作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則物體的速度圖線如圖1所示， ∵B點(diǎn)是AC的中點(diǎn)，很顯然可以看出圖線下所對(duì)應(yīng)的面積 s1≠s2，要滿足s1=s2的條件，時(shí)間t1必須要向右移 至圖2所示的位置，又∵vB=（vA+vC），這是從A 至B勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即 t1=t2時(shí)刻的瞬時(shí)速度，但t1時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的位置又不 是AC的中點(diǎn)（∵s1≠s2），要同時(shí)滿足s1=s2和vB=（vA+vC）的條件，將圖1中的時(shí)刻t1沿t軸向右移至滿足s1=s2位置處，如圖2所示，再過(guò)vB=（vA+vC）點(diǎn)作平行于時(shí)間軸t的平行線交于B點(diǎn)，連接AB得到以加速度a1運(yùn)動(dòng)的圖線，連接BC得到以加速度a2運(yùn)動(dòng)的圖線，比較連線AB和BC的斜率大小，不難看出a2＞a1，∴C選項(xiàng)正確 故選：C。 4． 【解答】解：對(duì)于前一半路程，有 2a=① 整個(gè)勻減速過(guò)程，有 2ax=② 由①②得：③ 而中點(diǎn)時(shí)刻的速度等于平均速度， 所以④ 由③④得：=﹣= 因?yàn)槭莿驕p速運(yùn)動(dòng)，v＜v0 所以＞0 所以v1＞v2 因?yàn)槲矬w做勻減速運(yùn)動(dòng)，且v1＞v2，所以物體先運(yùn)動(dòng)到位移中點(diǎn)，后到中間時(shí)刻 所以t1＜t2 故選：D?！? 5． 【解答】解：A、圖線AB段對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體的位移為4m，時(shí)間為1s，故物體的平均速度為4m/s，故A錯(cuò)誤； B、質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度得到第四秒內(nèi)的平均速度等于3.5s時(shí)物體的瞬時(shí)速度，故質(zhì)點(diǎn)在3.5s時(shí)的速度等于4m/s，故B正確； C、位移時(shí)間圖線上某點(diǎn)的斜率表示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻物體的速度，由于圖線向上傾斜，故物體做加速運(yùn)動(dòng)，故第4s內(nèi)的前一半時(shí)間內(nèi)物體的位移小于后一半時(shí)間物體的位移，故物體到達(dá)第8m時(shí)刻在后一半時(shí)間，故質(zhì)點(diǎn)在8m時(shí)的速度大于3.5s的速度，故C錯(cuò)誤，D也錯(cuò)誤； 故選：B?！? 6． 【解答】解：A、B、伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定出小球沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正比，并證明了速度隨時(shí)間均勻變化，故A錯(cuò)誤，B正確； C、不論斜面光滑與不光滑，當(dāng)斜面的長(zhǎng)度一定時(shí)，小球滑到斜面地的速度都與斜面的傾角有關(guān)，且傾角越大，小球滑到斜面底端的速度就越大；故C錯(cuò)誤； D、斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間隨傾角的增大而減小，故D錯(cuò)誤； 故選：B。 【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要明確伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可以通過(guò)閱讀課本了解，同時(shí)實(shí)驗(yàn)事實(shí)與理論應(yīng)該是一致的，故可結(jié)合勻變速運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求解． 7． 【解答】解：A、選取向下為正方向，小球A下落1s時(shí)刻的速度：v0=gt0=101=10m/s； 下落的距離：m 1s后A的位移與時(shí)間的關(guān)系： B的位移與時(shí)間的關(guān)系： 則A與B之間的距離：△x=xA﹣xB=v0t 可知，B與A之間的距離將越來(lái)越大。故A錯(cuò)誤； B、1s后A的速度隨時(shí)間的變化：vA=v0+gt B的速度隨時(shí)間的變化：vB=gt 則有：vA﹣vB=v0 可知，以B為參考系，A以l0m/s速度勻速下落。故B正確； C、第二種方式，若H=6m，h=3m，A到達(dá)窗戶上沿的時(shí)間：s B到達(dá)窗戶的下沿的時(shí)間：s 則A、B全部通過(guò)窗戶用時(shí)：（s）。故C正確； D、第一種方式時(shí)，A先下落1s，由于運(yùn)動(dòng)的規(guī)律相同，所以B球?qū)⒙浜?s時(shí)間到達(dá)地面，與下落的高度無(wú)關(guān)； 第二種方式它們的距離差不變，若從更高處釋放兩小球，兩球落地時(shí)間差將減小。故D錯(cuò)誤。 故選：BC。 8． 【解答】解： A、兩物體在空中相遇時(shí)（即到達(dá)同一水平高度）的速率都是v，有上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知A豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)位置是B自由落體運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)，故兩物體落地速率相等，故A正確； B、自由落體運(yùn)動(dòng)在開(kāi)始的兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之比為1：3，故相遇時(shí)A、B的位移大小之比為1：3，故B正確； C、兩物體在空中相遇時(shí)（即到達(dá)同一水平高度）的速率都是v，有上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知A豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)位置是B自由落體運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)，故物體A在空中運(yùn)行的總時(shí)間是物體B的兩倍，所以落地時(shí)刻不同。故C錯(cuò)誤； D、兩個(gè)物體的質(zhì)量不一定相等，故機(jī)械能不一定相等，故D錯(cuò)誤； 故選：AB。 9． 【解答】解： （1）交流電的頻率為50Hz，故兩點(diǎn)之間的時(shí)間為0.02s，由△x=aT2可得滑塊的加速度為： （2）滑塊受重力和摩擦力作用而下滑，由牛頓第二定律可得： mgsinθ﹣f=ma sinθ= 解得： 故需要測(cè)量滑塊的質(zhì)量m． 故答案為：（1）4.0； （2）滑塊的質(zhì)量m；． 10． 【解答】解：從第一滴水離開(kāi)水龍頭開(kāi)始，到第N滴水落至盤(pán)中（即N+2滴水離開(kāi)水龍頭），共用時(shí)間為t（s），知道兩滴水間的時(shí)間間隔為△t=，所以水從水龍頭到盤(pán)子的時(shí)間為t′=，根據(jù)h=gt′2，g====． 故本題答案為：．　 11． 【解答】解：第一次發(fā)射的聲波與汽車接觸時(shí)，測(cè)速儀與汽車的位移為：； 第二次發(fā)射的聲波與汽車接觸時(shí)，測(cè)速儀與汽車的位移為：； 汽車在兩次接收到聲波時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t=T﹣t1+（）=T+=； 故汽車速度為：v=； 故汽車不超速． 答：汽車不超速．　 12． 【解答】解：（1）煤塊從A處無(wú)初速度放在傳送帶上以后，將在摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，若一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程的平均速度小于等于，因?yàn)椋荆@表明煤塊從A到B先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)． 設(shè)煤塊做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a，加速的時(shí)間為t1，相對(duì)地面通過(guò)的位移為x，則有 v=at1，x=，x+v（t﹣t1）=L． 數(shù)值代入得a=1 m/s2． （2）當(dāng)煤塊的速度達(dá)到2m/s時(shí)，煤塊的位移．煤塊運(yùn)行的時(shí)間． 此時(shí)傳送帶的位移x2=vt=22m=4m． 則煤塊相對(duì)于傳送帶的位移△x=x2﹣x1=2m． 所以痕跡的長(zhǎng)度為2m． （3）要使煤塊從A到B得時(shí)間最短，須使它始終做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，至B點(diǎn)時(shí)速度為運(yùn)送時(shí)間最短所對(duì)應(yīng)的皮帶運(yùn)行的最小速度． 由v2=2aL，得v=． 故煤塊以最短時(shí)間到達(dá)B時(shí)傳送帶的最小速度為．