速度变化快慢的描述——加速度
一:知识精讲归纳
考点一、加速度
1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.即a=.
2.单位:国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2.
3.物理意义
加速度a是表示物体速度变化快慢的物理量,也叫速度对时间的变化率.
4.a=是用比值定义法定义的物理量,a的大小与Δv、Δt无关(填“有关”或“无关”).
考点二、加速度方向与速度方向的关系
1.加速度的矢量性:由a=知加速度的方向总是与速度变化量Δv的方向相同.但与速度的方向没有必然联系.
2.加速度对运动的影响
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢
①加速度大表示物体速度变化得快.
②加速度小表示物体速度变化得慢.
(2)加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速
①加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动;
②加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动.
考点三、从v-t图象看加速度
1.v-t图象的斜率大小表示加速度大小
如图所示,在v-t图象中,比值反映了直线的倾斜程度,叫做直线的斜率,其值等于物体运动的加速度.
(1)在同一个坐标系中,斜率越大,加速度越大.
(2)v-t图线为倾斜直线时,表示物体的加速度不变,如图1中的图线甲、乙所示;图线为曲线时表示物体的加速度变化,图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度,如图中A点的切线e的斜率等于该时刻的瞬时加速度,整个运动过程中物体的加速度在减小.
2.v-t图象斜率的正负表示加速度的方向.
3.由v-t图象判断速度的变化
通过v-t图象可直观判断速度的变化与加速度的正负无关.如图所示.
(1)在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动;
(2)在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动.
考点技巧归纳:
1.加速度
(1)加速度a=,也称为“速度变化率”,反映了速度变化的快慢;
(2)加速度是矢量,其方向与速度变化量Δv的方向相同;
(3)a与Δv、Δt、v的大小无关.v大,a不一定大;Δv大,a也不一定大.
2.判断物体加速运动和减速运动的方法
3.从v-t图象看加速度
(1)斜率大小表示加速度的大小;
(2)斜率正负表示加速度的方向.
二:考点题型归纳
题型一:加速度的定义
1.(2023秋·河北邯郸·高一校考期末)下列关于加速度的说法中正确的是( )
A.由可知,a与成正比,与成反比
B.物体运动速度越大,其加速度一定越大
C.物体加速度为零,则物体的速度一定为零
D.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量
【答案】D
【详解】A.加速度是比值定义式,不是决定式,因此加速度不是由速度变化量和时间变化量决定的,A错误;
BD.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,与速度大小无关,因此物体运动速度越大,其加速度不一定越大,B错误,D正确;
C.物体加速度是零,则物体的速度不一定是零,例如匀速直线运动,加速度是零,速度不是零,C错误。
故选D。
2.(2022秋·高一课时练习)一个物体的加速度为,则下列说法中正确的是( )
A.该物体的加速度一定比的加速度大
B.该物体的速度每秒内一定增加了
C.该物体的速度每秒内一定减少了
D.该物体速度的变化量是
【答案】A
【详解】A.加速度是矢量,大小比较绝对值,所以该物体的加速度一定比的加速度大,故A正确;
BC.加速度为,但初速度的方向不确定,如果初速度为负值,则初速度方向与加速度方向相同,该物体的速度每秒内一定增加了,;如果初速度为正值,则初速度方向与加速度方向相反,该物体的速度每秒内一定减少了,故BC错误;
D.物体速度的变化量为
可知每秒钟物体速度的变化量是,故D错误。
故选A。
3.(2022秋·浙江·高一路桥中学校联考期中)下列关于加速度的说法,正确的是( )
A.加速度越大,速度变化量越大
B.加速度逐渐减小,速度可以逐渐增大
C.加速度不变,速度方向也一定保持不变
D.只要有加速度,物体速度一定增大
【答案】B
【详解】A.根据
因为时间不确定,所以物体加速度大,速度的变化量不一定大,故A错误;
B.若加速度方向与速度方向相同,加速度逐渐减小,速度逐渐增大,故B正确;
C.若加速度方向与速度方向相反,加速度方向保持不变,当速度减小到零时,速度方向可能发生改变,故C错误;
D.做减速运动的物体也有加速度,故D错误。
故选B。
题型二:速度、速度变化量与加速度的区别
4.(2023秋·广东清远·高一统考期末)磁悬浮列车与运载火箭在启动后都能达到较大的速度,然而关于它们的加速度下列说法正确的是( )
A.当它们的加速度为零时,它们的速度也一定为零
B.当它们有加速度时,速度一定增大
C.若它们的加速度越大,则速度变化量也一定越大
D.当它们有速度变化时,一定有加速度
【答案】D
【详解】A.当磁悬浮列车与运载火箭匀速运动时,此时它们的加速度也为零,故A错误;
B.当加速度与速度方向相反时,速度减小,故B错误;
C.当加速度越大,但运动时间未知时,不能判断速度变化量,故C错误;
D.根据加速度的定义可知,当它们有速度变化时,一定有加速度,故D正确。
故选D。
5.(2023秋·重庆·高一校联考期末)下列说法一定正确的是( )
A.物体运动速度越大,则加速度越大 B.物体运动速度变化越大,则加速度越大
C.物体运动速度变化越快,则加速度越大 D.物体运动加速度大于零,做加速运动
【答案】C
【详解】AB.根据可知物体运动速度大,加速度不一定大;物体运动速度变化大,未知,则加速度不一定大。故AB错误;
C.物体运动速度变化越快,意味着单位时间内的速度变化量越大,加速度越大。故C正确;
D.若物体加速度与速度反向,则加速度大于零时,速度小于零,做减速运动。故D错误。
故选C。
6.(2023秋·湖南娄底·高一统考期末)关于物体的加速度和速度,下列说法不存在实例的是( )
A.物体运动的加速度等于零,而速度不等于零
B.物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小
C.物体的加速度越来越小,而速度却越来越大
D.物体的速度变化很快,而加速度却很小
【答案】D
【详解】A.物体运动的加速度等于,而速度可能不为零,如匀速直线运动,可能存在,故A错误;
B.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,如果时间较长,加速度就比较小,可能存在,故B错误;
C.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,当加速度与速度同向时,如果物体的加速度越来越小,速度越来越大,可能存在,故C错误;
D.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,速度变化比较快的物体其加速度也一定大,所以不可能存在,故D正确。
故选D。
题型三:加速度的计算
7.(2023春·江苏盐城·高一校考阶段练习)足球以20 m/s的水平速度击中球门横梁,以15 m/s的速度反向水平飞出,足球与横梁的作用时间为0.1 s,此过程中足球加速度大小为( )
A.50m/s2 B.150m/s2 C.200m/s2 D.350m/s2
【答案】D
【详解】设足球初速度的方向为正方向,则初速度,末速度,时间,由加速度公式得
所以足球加速度大小为。
故选D。
8.(2023秋·甘肃天水·高一统考期末)一物体做变匀速直线运动,某时刻速度的大小为5m/s,1s后速度的大小变为8m/s。在这1s内该物体的( )
A.速度变化的大小可能等于5m/s
B.速度变化的大小可能大于13m/s
C.加速度的大小不可能大于1
D.加速度的大小可能等于13
【答案】D
【详解】以初速度方向为正方向,则v0=5m/s,当末速度与初速度方向相同时,v=8m/s,速度变化量大小为
则平均加速度大小为
当末速度与初速度方向相反时,v′=-8m/s,速度变化量为
即速度变化量大小为13m/s,则平均加速度为
即平均加速度的大小为13m/s2。
故选D。
9.(2022秋·高一课时练习)足球运动员在罚点球时,设脚与球作用时间为0.1s,若球获得30m/s的速度并做匀速直线运动,在空中飞行一段时间后被距离罚球点12米的守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.1s,且球被挡出后以10m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)球在空中飞行的时间;
(3)守门员接触球前后球的速度变化量的大小;
(4)守门员接触球瞬间,球的加速度的大小。
【答案】(1)300m/s;(2)0.4s;(3)40m/s;(4)400m/s2
【详解】(1)设球被踢出的方向为正方向,罚点球时球的速度由0变到30m/s,用时0.1s,则罚点球时的加速度为
(2)设球在空中飞行的时间为t,则
(3)守门员接触球前后球的速度变化量
速度变化量大小为40m/s
(4)接球时速度由30m/s变到-10m/s,用时0.1s,则接球时的加速度为
即加速度大小为400m/s2
题型四:加速度与加速减速的问题
10.(2022秋·江苏连云港·高一统考期中)汽车的初速度是,经过一段时间后速度变为,为了在图中表示加速度a,我们以初速度的箭头端为起点,以后来的速度的箭头端为终点,作出一个新的箭头,表示速度的变化量。则下图中、、以及a表示正确且表示汽车做加速运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.由加速度的定义式,可知加速度方向与速度变化量的方向相同,由图A,可知、、以及a表示正确,汽车速度变化量的方向与初速度方向相同,即加速度方向与初速度方向相同时,汽车做加速运动,A正确;
B.由图B,可知、、以及a表示正确,汽车速度变化量的方向与初速度方向相反,即加速度方向与初速度方向相反,汽车做减速运动,B错误;
CD.由加速度的定义式,可知加速度方向应与速度变化量的方向相同,由图C、D,可知、、表示正确,a表示不正确,CD错误。
故选A。
11.(2021秋·高一校考课时练习)根据给出的速度和加速度的正、负,对下列运动性质的判断错误的是( )
A.v0>0,a<0,物体做加速运动
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.v0<0,a>0,物体做减速运动
D.v0>0,a>0,物体做加速运动
【答案】A
【详解】AC.由于速度和加速度都是矢量,若二者的符号相反,就表示它们的方向相反,则物体就做减速运动,故A错误,C正确;
BD.若二者的符号相同,就表示它们的方向相同,则物体就做加速运动,故B、D正确;
本题选错误选项,故选A。
12.(2022秋·辽宁鞍山·高一统考阶段练习)一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零。在此过程中( )
A.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移达到最小值
【答案】B
【详解】一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零。由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大,之后质点做匀速直线运动;由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,质点继续做匀速直线运动,位移继续增大。
故选B。
题型五:v-t图象问题
13.(2022秋·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨市第一中学校校考期中)利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示,为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像,x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间。下列说法中正确的是( )
A.根据甲图可求出物体的加速度大小为3m/s2
B.根据乙图可求出物体的加速度大小为5m/s2
C.根据丙图可求出物体的加速度大小为2m/s2
D.根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
【答案】B
【详解】A.根据
得
加速度为
A错误;
B.根据
得
加速度为
B正确;
C.根据
得
则
加速度大小为
C错误;
D.a-t图线与坐标轴围成的面价等于速度变化量,则
D错误。
故选B。
14.(2021秋·北京顺义·高一牛栏山一中校考阶段练习)汽车的加速性能是反映汽车性能的重要标志,速度变化越快,表明它的加速性能越好,如图为甲、乙、丙三辆车加速过程的速度时间图像,根据图像可以判定( )
A.甲车的加速性能最差
B.乙比丙的加速性能好
C.丙比乙的加速性能好
D.乙、丙两车的加速性能相同
【答案】AD
【详解】甲、乙、丙三辆车加速过程的加速度
A.甲车的加速性能最差,故A正确;
BCD.乙、丙两车的加速性能相同,故BC错误,故D正确。
故选AD。
15.(2022秋·全国·高一期中)某物体沿一直线运动,其速度—时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.第2秒内和第3秒内速度方向相反
B.第2秒内和第3秒内加速度方向相反
C.第3秒内和第4秒内加速度方向相反
D.第5秒内速度方向与加速度方向相反
【答案】BD
【详解】A.第2秒内和第3秒内速度都是正值,所以方向相同,则A错误;
B.第2秒内和第3秒内的图像斜率一个为正值,一个为负值,图像斜率表示加速度,所以加速度方向相反,则B正确;
C.同理可得,第3秒内和第4秒内加速度方向相同,则C错误;
D.第5秒内物体做减速运动,则速度方向与加速度方向相反,所以D正确;
故选BD。
题型六:加速度的测量问题
16.(2021秋·福建厦门·高一厦门外国语学校校考阶段练习)下图是用打点计时器打出的一条纸带,一纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面,图中A,B,C,D,E为按时间顺序所取的5个计数点,相邻两计数点之间还有4个点未画出,则打点计时器(频率为50Hz)打下B点时的瞬时速度为________m/s,小车的加速度为____________m/s2
【答案】 0.26 0.4
【详解】[1] AC段的平均速度等于B点的瞬时速度,B点的瞬时速度为:
[2] 因为连续相等时间内的位移之差为:,根据△x=aT2得:
17.(2022秋·四川成都·高一石室中学校考阶段练习)小明为了测定气垫导轨上滑块的加速度,在滑块上安装了宽度为的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为,则∶
(1)滑块通过光电门1时的速度_________m/s,滑块通过光电门2时的速度=___________m/s。滑块的加速度a=___________m/s2(所有结果均保留两位有效数字)
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的___________,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将遮光片的___________减小一些。
【答案】 0.10 0.30 0.067 平均速度 宽度
【详解】(1)[1]在极短的时间内的平均速度可近似的认为等于瞬时速度,可得滑块通过光电门1时的速度
[2]滑块通过光电门2时的速度
[3]滑块的加速度为
(2)[4][5]由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的平均速度,滑块的宽度越小,测量值越接近真实值;
18.(2021秋·高一单元测试)用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器的工作频率为50Hz,如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s,vC=___cm/s,vD=26.30cm/s;
(2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线(以打A点时开始计时)( ),并根据图线求出小车运动的加速度a=___m/s2;(结果保留2位有效数字)
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是____cm/s,此速度的物理意义是______。
【答案】 21.40 0.49 11.60 开始计时时小车的速度(即表示小车在A点的瞬时速度)
【详解】(1)[1]电磁打点计时器频率是50Hz时,它们每隔0.02s打一次点,根据题意可知:每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,因此计数点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,因此有
(2)[2]描点作图,用平滑曲线连接,如图所示
[3]速度图象中斜率即加速度,所以
(3)[4]将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是11.60cm/s;
[5]此速度的物理意义是:开始计时时小车的速度(即表示小车在A点的瞬时速度)。
三:课堂过关精练
19.(2023秋·安徽蚌埠·高一统考期末)下列关于汽车运动的描述,不可能发生的是( )
A.汽车在某一时刻速度很大,而加速度为0
B.汽车的加速度方向与速度方向相反
C.汽车速度变化量很大,而加速度较小
D.汽车加速度很大,而速度变化很慢
【答案】D
【详解】A.速度很大的汽车做匀速直线运动时加速度为0,故A正确;
B.汽车做减速运动时,加速度方向与速度方向相反,故B正确;
C.经过很长时间汽车速度变化量很大,此时加速度较小,故C正确;
D.汽车加速度很大时速度变化很快,故D错误;
本题选择不可能发生的,故选D。
20.(2023秋·高一课时练习)一物体自原点开始在x轴上运动,其初速度v0<0,加速度a<0,若加速度不断减小直至为零,则( )
A.物体的速度不断减小,位移不断减小
B.物体的速度不断增大,位移不断减小
C.当a=0时,速度达到最大
D.当a=0时,速度达到最大,位移达到最大
【答案】C
【详解】AB.初速度v0<0,加速度a<0,可知速度方向与加速度方向相同,则速度增大,由于速度方向不变,则位移不断增大,故A、B错误;
CD.当加速度减小至为零时,速度达到最大,然后做匀速直线运动,位移继续增大,故C正确,D错误。
故选C。
21.(2023秋·云南怒江·高一校考期末)关于速度、速度变化量、加速度三者的关系,下列说法正确的是( )
A.速度变化量越大,加速度越大
B.加速度为零时,速度也为零
C.加速度的方向与速度变化量的方向相同
D.加速度的方向与速度的方向相同
【答案】C
【详解】A.根据加速度定义式
速度变化量越大,如果所用时间也很长,加速度不一定越大,故A错误;
B.加速度为零时,速度不一定为零,比如匀速直线运动,故B错误;
C.根据加速度定义式
可知加速度的方向与速度变化量的方向相同,故C正确;
D.物体做减速运动时,加速度的方向与速度的方向相反,故D错误。
故选C。
22.(2023秋·四川凉山·高一统考期末)2022年卡塔尔世界杯的某场球赛中,一个足球以的速度飞来,运动员将足球以的速度踢回。假设足球与运动员脚相互作用的时间为,且相互作用力大小不变,取碰撞前初速度方向为正方向,那么足球与脚作用过程中,它的加速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,碰撞前初速度方向为正方向,由加速度的定义式可得,足球的jia速度为
故选C。
23.(2023秋·浙江杭州·高一期中)做加速度恒定的直线运动的物体,在某时刻的速度大小为,后速度大小为,则物体的加速度大小( )
A.可能小于 B.可能等于
C.一定等于 D.一定大于
【答案】B
【详解】根据题意,取初速度方向为正方向,由加速度定义式可得,若末速度方向与初速度方向相同,则加速度为
若末速度方向与初速度方向相反,则加速度为
故选B。
24.(2023春·内蒙古呼和浩特·高一统考阶段练习)蹦床是游乐场非常受欢迎的运动,一位小朋友从某高度落下,以大小为4m/s的竖直速度着网。与网作用后,沿着竖直方向以大小为6m/s的速度弹回。已知小朋友与网接触的时间,那么小朋友在与网接触的这段时间内,加速度的大小和方向分别为( )
A.,竖直向下 B.,竖直向上
C.,竖直向下 D.,竖直向上
【答案】D
【详解】取着网前的速度方向为正方向,则
则加速度为
负号说明加速度的方向与正方向相反,故运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小为,方向向上。
故选D。
25.(2023春·高一单元测试)(1)显像管内,电子从阴极射到阳极的过程中,速度由零增加到108 m/s,历时2×10-5 s,求其加速度;
(2)子弹击中靶子时,在0.1 s内速度从200 m/s降到零,求其加速度;
(3)火车出站时,可在20 s内使速度从10 m/s增大到1 200 m/min,求其加速度;
(4)以2 m/s的速度沿直线运动的足球,被运动员“飞起一脚”使其在0.2 s内改为以4 m/s反向飞出,求足球被踢时的加速度。
【答案】(1)5×1012 m/s2,方向沿初速度方向;(2)2 000 m/s2,方向与初速度方向相反;(3)0.5 m/s2,方向沿初速度方向;(4)30 m/s2,方向与初速度方向相反。
【详解】规定初速度方向为正方向
(1)电子的加速度
a1== m/s2=5×1012 m/s2
方向沿初速度方向。
(2)子弹的加速度
a2== m/s2=-2 000 m/s2
方向与初速度方向相反,大小为2 000 m/s2。
(3)火车的加速度
a3== m/s2=0.5 m/s2
方向沿初速度方向。
(4)足球的加速度
a4== m/s2=-30 m/s2
方向与初速度方向相反,大小为30 m/s2。
26.(2022秋·高一课时练习)汽车在制造完成出厂之前,都要经过严格的技术检测。一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动,自动检测系统记录下了该汽车启动、运行及刹车过程的数据,求:
时刻t/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8
坐标x/m 0 1 2 4 8 12 16 20 25
速度v/(m/s) 0 1 2 5 6 6 5 1 0
(1)汽车在第2s末的瞬时速度大小;
(2)汽车在前3s和最后2s的平均加速度大小;
(3)汽车在第4s内的平均速度大小。
【答案】(1)2m/s;(2),;(3)
【详解】(1)从表格可以看出,汽车2s末的速度为2m/s;
(2)汽车在t=0时刻的速度为0,3s时的速度为5m/s,故前3s的平均加速度为
t=6s时,初速度为5m/s,末速度为,最后2s的平均加速度为:
加速度大小为2.5m/s2,“-”表示加速度方向与速度方向相反;
(3)第3s末的位置坐标x1=4m;第4s末的位置坐标为x2=8m,所以汽车在第4s内的平均速度为
四:高分突破精练
一、单选题
27.(2023春·宁夏银川·高一六盘山高级中学校考阶段练习)以下描述了四个不同的运动过程。其中加速度最大的过程是下列那个选项( )
A.一架超音速飞机以500 m/s的速度在天空沿直线匀速飞行了300 s
B.一辆自行车以4 m/s的速度从某一陡坡的顶端加速冲下,经过3 s到达坡路底端时,速度变为16 m/s
C.一只蜗牛由静止开始爬行,经过0.2 s, 获得了0.002 m/s的速度
D.一列动车在离开车站加速行驶中,用了 100 s使速度由72 km/h增加到144 km/h
【答案】B
【详解】A.超音速飞机匀速飞行,它的加速度的大小为零。
B.自行车的加速度大小
C.蜗牛的加速度大小
D.动车的加速度大小
加速度最大的为自行车。
故选B。
28.(2023春·浙江杭州·高一校联考阶段练习)关于速度、速度变化、加速度等机械运动的概念,下列说法正确的是( )
A.速度变化越大,加速度越大
B.速度变化越快,位移一定越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也一定保持不变
D.加速度不断减小,速度可能不断减小也可能不断增大
【答案】D
【详解】A.速度变化越大,加速度不一定越大,还与变化的时间有关,A错误;
B.加速度表示的是速度变化的快慢,速度变化越快,加速度越大,位移不一定越大,B错误;
C.加速度方向保持不变,速度方向不一定保持不变,例如开始时速度方向与加速度方向相反,做减速运动时,速度先减小,后又反向增大,C错误;
D.当速度方向与加速度方向相同时,加速度不断减小,速度仍在增大;当速度方向与加速度方向相反时,加速度不断减小,速度仍在减小,D正确。
故选D。
29.(2023秋·广西桂林·高一桂林十八中统考期末)2022年卡塔尔世界杯是第二十二届世界杯足球赛,如图所示,在某次比赛中,射门时足球接触门框的速度大小为30m/s,方向水平向右。设足球与门框作用的时间是0.01s,作用后反向弹回的速度大小为20m/s,关于足球与门框作用的过程,以下说法正确的是( )
A.足球的速度变化量大小为10m/s,方向水平向左
B.足球的速度变化量大小为50m/s,方向水平向右
C.足球的加速度大小为5000m/s2,方向水平向左
D.足球的加速度大小为1000m/s2,方向水平向左
【答案】C
【详解】AB.依题意,取水平向右为正方向,则足球速度的变化量为
负号表示方向水平向左,故AB错误;
CD.足球的加速度为
负号表示方向水平向左,故C正确,D错误。
故选C。
30.(2023秋·河北承德·高一统考期末)2022年11月29日,“神舟十五号”载人飞船搭乘“长征二号”F运载火箭发射成功,在飞船竖直向上运动过程中( )
A.飞船的速度越大,其加速度一定越大
B.飞船的加速度越大,其速度变化得一定越快
C.若飞船的速度方向向上,则其加速度方向也一定向上
D.若飞船的加速度减小,则其速度一定减小
【答案】B
【详解】A.加速度的大小物体速度大小无关,速度大的物体其加速度可能为零,速度为零的物体其加速度可能很大,故A错误;
B.物体运动的加速度是表示物体速度变化快慢及方向的物理量,加速度越大,速度变化越快,故B正确;
C.若飞船向上加速,其速度方向与加速度方向均向上,若飞船向上减速,则速度方向向上,加速度方向向下,故C错误;
D.若飞船的加速度减小,但其方向与速度方向相同,其速度仍然增大,故D错误。
故选B。
31.(2023秋·山东东营·高一统考期末)某汽车0-100km/h加速的v-t图线如图所示。可将0-1.8s内汽车的运动近似视为加速度大小为a1的匀加速直线运动;1.8s-7.4s内汽车的运动近似视为加速度大小为a2的匀加速直线运动,下列关于汽车加速度的说法正确的是( )
A.因为1.8s前速度比1.8s后速度小,所以a1
D.1.8s时加速度的方向一定发生变化
【答案】C
【详解】ABC.由加速度的定义
可知,加速度的大小与速度的大小、速度的变化量无关,与速度变化的快慢有关,故AB错误,C正确;
D.1.8s后,由v-t图可知,汽车依旧做加速运动,直线倾斜方向不变,所以加速度的方向不变,故D错误。
故选C。
32.(2023秋·辽宁丹东·高一统考期末)甲、乙两物体沿同一方向做匀变速直线运动,若规定运动方向为正方向甲、乙两物体的加速度分别为、,在两物体的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.甲物体的速度变化大,乙物体的速度变化小
B.乙物体的速度变化大,甲物体的速度变化小
C.甲物体速度变化方向与乙物体速度变化方向相反
D.乙物体的速度变化率小于甲物体的速度变化率
【答案】C
【详解】AB.速度变化量与加速度、时间有关,题中未说明时间关系,无法比较甲、乙物体的速度变化量大小,故AB错误;
C.根据加速度定义式
可知速度变化方向与加速度方向相同,甲、乙两物体的加速度方向相反,则甲物体速度变化方向与乙物体速度变化方向相反,故C正确;
D.由加速度定义式可知,加速度大小等于速度变化率,乙物体的加速度大小大于甲物体的加速度大小,则乙物体的速度变化率大于甲物体的速度变化率,故D错误。
故选C。
33.(2023秋·山东烟台·高一统考期末)2022年11月29日,神舟十五号载人飞船与长征火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。至此,中国空间站关键技术验证和建造阶段12次发射任务全部完成。在发射飞船竖直向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.以飞船为参考系,乘组人员向上运动 B.飞船的速度变化越大,其加速度越大
C.飞船的速度很大时,其加速度可能很小 D.飞船的加速度减小时,其速度一定也减小
【答案】C
【详解】A.以飞船为参考系,乘组人员是静止的,A错误;
B.加速度与速度没有必然的联系,则飞船的速度变化越大,其加速度不一定越大,B错误;
C.加速度与速度没有必然的联系,则飞船的速度很大时,其加速度可能很小,C正确;
D.若飞船的加速度方向与速度方向相同时,则飞船的加速度减小时,其速度仍然在增大,D错误。
故选C。
二、多选题
34.(2023秋·高一课时练习)由加速度的定义式可知( )
A.a与Δv成正比,与Δt成反比
B.物体的加速度大小可根据Δv与Δt的比值来计算
C.a的方向与Δv的方向相同,与v的方向无关
D.叫速度的变化率,就是加速度
【答案】BCD
【详解】A.公式是加速度的定义式,不是决定式,加速度a是采用比值法定义的,所以a与Δv和Δt不存在比例关系,A错误;
B.加速度的大小可根据Δv与Δt的比值计算出来,B正确;
C.且a的方向与Δv的方向相同,与v的方向无关,C正确;
D.是速度的变化率,根据加速度的定义 可知,就是加速度,D正确。
故选BCD。
35.(2023秋·广东深圳·高一统考期末)一骑行爱好者在平直公路上骑行,从某时刻开始刹车下坡,自行车的加速度沿斜坡向上,其值由零逐渐增到某一值后又立即逐渐减小到零(自行车始终在运动),在这过程中自行车( )
A.速度一直减小,直到加速度减到零为止
B.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止
C.位移先增大后减小,直到加速度等于零为止
D.位移一直增大,加速度减小到零之后位移仍继续增大
【答案】AD
【详解】车的运动方向沿坡向下,加速度沿斜坡向上,所以速度一直减小;加速度由零逐渐增到某一值后又立即逐渐减小到零,自行车的速度先减小的快后减小的慢,位移一直在增大,当加速度减小到零后做匀速直线运动。
故选AD。
36.(2023春·辽宁·高一校联考阶段练习)梦天实验舱由长征五号B遥四运载火箭执行发射任务。关于火箭点火升空的过程中速度和加速度的判断,下列说法正确的是( )
A.火箭的加速度等于零时,火箭可能运动
B.火箭的速度增大,加速度也一定增大
C.火箭速度变化越来越快时,加速度越来越大
D.若取该过程的速度方向为正,则加速度方向为负
【答案】AC
【详解】A.火箭的加速度等于零时,速度可不等于零,火箭做匀速运动,A正确;
B.火箭的速度增大,加速度也可以减小,做加速度减小的加速运动,B错误;
C.加速度表示速度变化的快慢,则火箭速度变化越来越快时,加速度越来越大,C正确;
D.火箭点火升空的过程为加速过程,没有减速阶段,加速度与速度同向,D错误。
故选AC。
37.(2023秋·湖南张家界·高一统考期末)以下几种情景:①点火后即将升空的火箭,②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车,③磁悬浮列车在轨道上高速行驶,④轿车在加速爬坡时,速度仪表盘上示数不在增大。下列对情景分析和判断正确的说法是( )
A.因即将升空的火箭还没有运动,所以加速度一定为零
B.轿车紧急刹车,速度变化很快,加速度很大
C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很大
D.轿车在爬坡时,速度仪表盘上示数增大,但是轿车加速度不一定增大
【答案】BD
【详解】A.火箭点火启动时,初速度为零,但是下一时刻速度不为零,速度增加,所以加速度不为零,故A错误;
B.加速度是描述速度变化快慢的物理量,轿车紧急刹车,说明速度变化很快,所以加速度很大,故B正确;
C.高速行驶的磁悬浮列车,速度很大,但是完全可以做匀速直线运动,所以加速度也可以为零,故C错误;
D.轿车在爬坡时,速度仪表盘上示数增大,说明汽车做加速运动,加速度方向与速度方向相同,但加速度大小可以变大,也可以减小,也可能不变,故D正确。
故选BD。
38.(2022秋·山东东营·高一利津县高级中学校考阶段练习)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度大小为2m/s,2s后速度的大小变为10m/s,在这2s内该物体的( )
A.加速度可能为,方向与初速度的方向相反
B.加速度可能为,方向与初速度的方向相同
C.加速度可能为,方向与初速度的方向相同
D.加速度可能为,方向与初速度的方向相反
【答案】BD
【详解】AB.当初、末速度方向相同时,则有
加速度大小为,方向与初速度的方向相同,B正确, A错误;
CD.当初、末速度方向相反时,则有
加速度大小为,方向与初速度的方向相反,C错误,D正确。
故选BD。
39.(2023·高一课时练习)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。在图中标出的时刻中,质点的加速度方向与速度方向相同的有( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】在速度—时间图像中,图线切线斜率的正负表示加速度方向,纵坐标正负表示速度方向即运动方向。在加速运动中加速度方向与速度方向相同,减速运动中加速度方向与速度方向相反,时刻加速度、速度均大于零,时刻速度大于零而加速度小于零,时刻加速度、速度均小于零,时刻加速度大于零而速度小于零。
故选AC。
40.(2023秋·江西九江·高一江西省都昌县第二中学校考期末)一立方体木块从高处自由下落到深水中,取竖直向下为正方向,其速度-时间图像如图所示,由图像可知( )
A.段木块的加速度大于段的加速度
B.b时刻木块达到最深处
C.c时刻木块达到最深处
D.d时刻木块速度方向竖直向上
【答案】ACD
【详解】A.由图线的斜率表示加速度可知,斜率大的加速度大,所以段木块的加速度大于段的加速度,故A正确;
BCD.因取竖直向下为正方向,而时间内速度均为正,说明木块一直在向下运动;c时刻后速度为负,说明c时刻以后木块开始向上运动,故B错误,CD正确。
故选ACD。
41.(2022秋·山东潍坊·高一校考阶段练习)一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,当a值不断减小直至为零时,质点的( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移继续增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
D.速度不断增大,当a=0时,速度最大
【答案】CD
【详解】AB.由于初速度与加速度
v0>0,a>0
即速度和加速度方向相同,则质点在做加速直线运动,可知不管加速度大小如何变化,速度与位移均在不断增大,AB错误;
CD.根据上述可知,当加速度减小时,相同时间内速度的增加量减小,当加速度
a=0
时,速度增大到最大值,最后做匀速直线运动,位移继续不断增大,CD正确。
故选CD。
42.(2022秋·广西钦州·高一校考期末)一辆汽车正以30m/s的速度在平直的公路上行驶,遇到紧急情况急刹车,刹车后汽车轮胎在地面上划出一道长为40m的刹车痕迹,刹车过程所用时间为2s。以行驶方向为正方向,关于汽车刹车过程,下列说法正确的是( )
A.汽车刹车过程的平均速度大小为15m/s B.汽车刹车过程的速度变化量为
C.汽车刹车过程的平均加速度大小为 D.汽车刹车过程的加速度方向与速度变化量的方向相反
【答案】BC
【详解】A.根据平均速度公式
故A错误;
B.速度变化量等于末速度减初速度
故B正确;
C.由加速度定义式
故C正确;
D.加速度等于速度变化量与时间的比值,加速度始终与速度变化量方向相同,故D错误。
故选BC。
三、实验题
43.(2021春·高一课时练习)汽车沿平直的公路行驶,小明坐在汽车驾驶员旁,注视着速度计,并记下时间间隔相等的各时刻的速度值,见下表.
t/s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
20 30 40 50 50 50 50 35 20 5 0
(1)从表中数据得到汽车在各段时间内的运动特点:在0~15 s内,汽车的速度在变化,每5 s速度增加________km/h;在15~30 s内汽车速度为________ km/h;30~45 s内,汽车的速度在变化,每5 s速度减小________km/h.
(2)请你根据表中的数据,在如图所示的坐标系中标出对应的点,并用直线连接各点_______.
(3)求0~15 s、15~30 s、30~45 s、45~50 s内的平均加速度大小.
_______
【答案】 10 50 15 0~15 s内,平均加速度0.56 m/s2;15~30 s内,平均加速度0;30~45 s内,平均加速度0.83 m/s2;45~50 s内,平均加速度0.28 m/s2
【详解】(1)[1][2][3]从表中数据可以看出,0~15 s内,每5 s速度增加10 km/h;15~30 s内,速度大小为50 km/h;30~45 s内,每5 s速度减小15 km/h.
(2)[4]根据题表中数据描点、连线,得图线如下图所示.
(3)[5]0~15 s内,平均加速度
;
15~30 s内,平均加速度
;
30~45 s内,平均加速度
;
负号表示加速度方向与初速度方向相反.
45~50 s内,平均加速度
.
负号表示加速度方向与初速度方向相反.
44.(2020·高一课时练习)在“探究滑块速度随时间变化的规律”实验中,某小组同学在一端装有定滑轮的长木板的中段粘上均匀的薄砂纸,砂面朝上,还选用了质量为100g的长方体木块、一把带毫米刻度的直尺、一段较长的棉绳、一盒钩码(单个质量为50g)、纸带、复写纸和导线若干,实验装置如图甲所示,实验时在小车上加载四个钩码,在棉绳的右端悬挂三个钩码,接通电源,释放小车,成功打出了一条纸带,纸带的局部如图乙,大部分点的时刻和速度的对应关系已经描绘在图丙里。
(1)该实验中还缺少的实验仪器有下面3个中的哪个_____?(填代表仪器的字母即可)
A.秒表 B.打点计时器 C.天平
(2)根据图乙,请计算出表格中0.20s时刻点的瞬时速度大小__________m/s(结果保留小数后两位),填入下表相应空格中。
时刻(s) 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36
速度(m/s) 0.75 0.87 0.93 1.01
(3)根据上述表格中的五组数据,请在图丙中描绘出对应的五个点(请在答卷上作图)____,再根据图中所有的点,描绘出最能反映木块运动性质的图像,并通过图像求出木块进入薄砂纸前运动的加速度大小___________m/s2(结果保留三位有效数字)。
【答案】 B 0.66 2.35
【详解】(1)[1]本实验利用打点计时器所打的纸带进得分析,故还缺少打点计时器。
(2)[2]0.02s时刻的瞬时速度
(3)[3]作出的速度时间图线如图所示
[4]根据加速度定义及图像可知
四、解答题
45.(2022秋·云南曲靖·高一会泽县实验高级中学校校考阶段练习)一辆汽车沿平直公路做直线运动,我们沿着公路建立轴,从其经过坐标原点处开始,为了研究汽车的运动而记录下它各时刻的位置和速度如下表:
时刻 0 1 2 3 4 5 6 7
位置坐标 0 0.5 2 4.5 8 12 16 20
瞬时速度 1 2 3 4 4 4 4 4
求:
(1)汽车在第末的速度大小;
(2)汽车在前内的加速度大小;
(3)汽车在第内的平均速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由表可知,汽车在第末的速度大小为
(2)从表中看出计时开始时刻车速为
第末车速为
因此前3s内的加速度大小
(3)由表可知,第末汽车位置为
第末汽车位置为
因此,第内的平均速度大小
46.(2022秋·河北沧州·高一任丘市第一中学校考阶段练习)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了“死亡加速度”为5000,以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险,那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值。试问:一辆以72km/h的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路上的大货车上,汽车经过2.0s的时间速度减为0,试求出该碰撞过程汽车的加速度大小并判断驾驶员是否有生命危险?
【答案】;驾驶员有生命危险
【详解】根据加速度定义式得汽车的加速度为
(负号表示方向与初速度相反)
因为
所以驾驶员有生命危险。速度变化快慢的描述——加速度
一:知识精讲归纳
考点一、加速度
1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.即a=.
2.单位:国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2.
3.物理意义
加速度a是表示物体速度变化快慢的物理量,也叫速度对时间的变化率.
4.a=是用比值定义法定义的物理量,a的大小与Δv、Δt无关(填“有关”或“无关”).
考点二、加速度方向与速度方向的关系
1.加速度的矢量性:由a=知加速度的方向总是与速度变化量Δv的方向相同.但与速度的方向没有必然联系.
2.加速度对运动的影响
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢
①加速度大表示物体速度变化得快.
②加速度小表示物体速度变化得慢.
(2)加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速
①加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动;
②加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动.
考点三、从v-t图象看加速度
1.v-t图象的斜率大小表示加速度大小
如图所示,在v-t图象中,比值反映了直线的倾斜程度,叫做直线的斜率,其值等于物体运动的加速度.
(1)在同一个坐标系中,斜率越大,加速度越大.
(2)v-t图线为倾斜直线时,表示物体的加速度不变,如图1中的图线甲、乙所示;图线为曲线时表示物体的加速度变化,图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度,如图中A点的切线e的斜率等于该时刻的瞬时加速度,整个运动过程中物体的加速度在减小.
2.v-t图象斜率的正负表示加速度的方向.
3.由v-t图象判断速度的变化
通过v-t图象可直观判断速度的变化与加速度的正负无关.如图所示.
(1)在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动;
(2)在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动.
考点技巧归纳:
1.加速度
(1)加速度a=,也称为“速度变化率”,反映了速度变化的快慢;
(2)加速度是矢量,其方向与速度变化量Δv的方向相同;
(3)a与Δv、Δt、v的大小无关.v大,a不一定大;Δv大,a也不一定大.
2.判断物体加速运动和减速运动的方法
3.从v-t图象看加速度
(1)斜率大小表示加速度的大小;
(2)斜率正负表示加速度的方向.
二:考点题型归纳
题型一:加速度的定义
1.(2023秋·河北邯郸·高一校考期末)下列关于加速度的说法中正确的是( )
A.由可知,a与成正比,与成反比
B.物体运动速度越大,其加速度一定越大
C.物体加速度为零,则物体的速度一定为零
D.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量
2.(2022秋·高一课时练习)一个物体的加速度为,则下列说法中正确的是( )
A.该物体的加速度一定比的加速度大
B.该物体的速度每秒内一定增加了
C.该物体的速度每秒内一定减少了
D.该物体速度的变化量是
3.(2022秋·浙江·高一路桥中学校联考期中)下列关于加速度的说法,正确的是( )
A.加速度越大,速度变化量越大
B.加速度逐渐减小,速度可以逐渐增大
C.加速度不变,速度方向也一定保持不变
D.只要有加速度,物体速度一定增大
题型二:速度、速度变化量与加速度的区别
4.(2023秋·广东清远·高一统考期末)磁悬浮列车与运载火箭在启动后都能达到较大的速度,然而关于它们的加速度下列说法正确的是( )
A.当它们的加速度为零时,它们的速度也一定为零
B.当它们有加速度时,速度一定增大
C.若它们的加速度越大,则速度变化量也一定越大
D.当它们有速度变化时,一定有加速度
5.(2023秋·重庆·高一校联考期末)下列说法一定正确的是( )
A.物体运动速度越大,则加速度越大 B.物体运动速度变化越大,则加速度越大
C.物体运动速度变化越快,则加速度越大 D.物体运动加速度大于零,做加速运动
6.(2023秋·湖南娄底·高一统考期末)关于物体的加速度和速度,下列说法不存在实例的是( )
A.物体运动的加速度等于零,而速度不等于零
B.物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小
C.物体的加速度越来越小,而速度却越来越大
D.物体的速度变化很快,而加速度却很小
题型三:加速度的计算
7.(2023春·江苏盐城·高一校考阶段练习)足球以20 m/s的水平速度击中球门横梁,以15 m/s的速度反向水平飞出,足球与横梁的作用时间为0.1 s,此过程中足球加速度大小为( )
A.50m/s2 B.150m/s2 C.200m/s2 D.350m/s2
8.(2023秋·甘肃天水·高一统考期末)一物体做变匀速直线运动,某时刻速度的大小为5m/s,1s后速度的大小变为8m/s。在这1s内该物体的( )
A.速度变化的大小可能等于5m/s
B.速度变化的大小可能大于13m/s
C.加速度的大小不可能大于1
D.加速度的大小可能等于13
9.(2022秋·高一课时练习)足球运动员在罚点球时,设脚与球作用时间为0.1s,若球获得30m/s的速度并做匀速直线运动,在空中飞行一段时间后被距离罚球点12米的守门员挡出,守门员双手与球接触时间为0.1s,且球被挡出后以10m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)罚点球的瞬间,球的加速度的大小;
(2)球在空中飞行的时间;
(3)守门员接触球前后球的速度变化量的大小;
(4)守门员接触球瞬间,球的加速度的大小。
(3)守门员接触球前后球的速度变化量
题型四:加速度与加速减速的问题
10.(2022秋·江苏连云港·高一统考期中)汽车的初速度是,经过一段时间后速度变为,为了在图中表示加速度a,我们以初速度的箭头端为起点,以后来的速度的箭头端为终点,作出一个新的箭头,表示速度的变化量。则下图中、、以及a表示正确且表示汽车做加速运动的是( )
A. B.
C. D.
11.(2021秋·高一校考课时练习)根据给出的速度和加速度的正、负,对下列运动性质的判断错误的是( )
A.v0>0,a<0,物体做加速运动 B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.v0<0,a>0,物体做减速运动 D.v0>0,a>0,物体做加速运动
12.(2022秋·辽宁鞍山·高一统考阶段练习)一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零。在此过程中( )
A.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移达到最小值
题型五:v-t图象问题
13.(2022秋·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨市第一中学校校考期中)利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示,为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像,x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间。下列说法中正确的是( )
A.根据甲图可求出物体的加速度大小为3m/s2
B.根据乙图可求出物体的加速度大小为5m/s2
C.根据丙图可求出物体的加速度大小为2m/s2
D.根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
14.(2021秋·北京顺义·高一牛栏山一中校考阶段练习)汽车的加速性能是反映汽车性能的重要标志,速度变化越快,表明它的加速性能越好,如图为甲、乙、丙三辆车加速过程的速度时间图像,根据图像可以判定( )
A.甲车的加速性能最差 B.乙比丙的加速性能好
C.丙比乙的加速性能好 D.乙、丙两车的加速性能相同
15.(2022秋·全国·高一期中)某物体沿一直线运动,其速度—时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.第2秒内和第3秒内速度方向相反
B.第2秒内和第3秒内加速度方向相反
C.第3秒内和第4秒内加速度方向相反
D.第5秒内速度方向与加速度方向相反
题型六:加速度的测量问题
16.(2021秋·福建厦门·高一厦门外国语学校校考阶段练习)下图是用打点计时器打出的一条纸带,一纸带固定在一个做匀加速直线运动的小车后面,图中A,B,C,D,E为按时间顺序所取的5个计数点,相邻两计数点之间还有4个点未画出,则打点计时器(频率为50Hz)打下B点时的瞬时速度为________m/s,小车的加速度为____________m/s2
17.(2022秋·四川成都·高一石室中学校考阶段练习)小明为了测定气垫导轨上滑块的加速度,在滑块上安装了宽度为的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间为,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为,则∶
(1)滑块通过光电门1时的速度_________m/s,滑块通过光电门2时的速度=___________m/s。滑块的加速度a=___________m/s2(所有结果均保留两位有效数字)
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是通过光电门1和2时的___________,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将遮光片的___________减小一些。
18.(2021秋·高一单元测试)用电磁打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器的工作频率为50Hz,如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)根据运动学有关公式可求得 vB=16.50cm/s,vC=___cm/s,vD=26.30cm/s;
(2)利用求得的数值在如图所示的坐标系中做出小车的v—t图线(以打A点时开始计时)( ),并根据图线求出小车运动的加速度a=___m/s2;(结果保留2位有效数字)
(3)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是____cm/s,此速度的物理意义是______。
三:课堂过关精练
19.(2023秋·安徽蚌埠·高一统考期末)下列关于汽车运动的描述,不可能发生的是( )
A.汽车在某一时刻速度很大,而加速度为0
B.汽车的加速度方向与速度方向相反
C.汽车速度变化量很大,而加速度较小
D.汽车加速度很大,而速度变化很慢
20.(2023秋·高一课时练习)一物体自原点开始在x轴上运动,其初速度v0<0,加速度a<0,若加速度不断减小直至为零,则( )
A.物体的速度不断减小,位移不断减小
B.物体的速度不断增大,位移不断减小
C.当a=0时,速度达到最大
D.当a=0时,速度达到最大,位移达到最大
21.(2023秋·云南怒江·高一校考期末)关于速度、速度变化量、加速度三者的关系,下列说法正确的是( )
A.速度变化量越大,加速度越大
B.加速度为零时,速度也为零
C.加速度的方向与速度变化量的方向相同
D.加速度的方向与速度的方向相同
22.(2023秋·四川凉山·高一统考期末)2022年卡塔尔世界杯的某场球赛中,一个足球以的速度飞来,运动员将足球以的速度踢回。假设足球与运动员脚相互作用的时间为,且相互作用力大小不变,取碰撞前初速度方向为正方向,那么足球与脚作用过程中,它的加速度为( )
A. B. C. D.
23.(2023秋·浙江杭州·高一期中)做加速度恒定的直线运动的物体,在某时刻的速度大小为,后速度大小为,则物体的加速度大小( )
A.可能小于 B.可能等于
C.一定等于 D.一定大于
24.(2023春·内蒙古呼和浩特·高一统考阶段练习)蹦床是游乐场非常受欢迎的运动,一位小朋友从某高度落下,以大小为4m/s的竖直速度着网。与网作用后,沿着竖直方向以大小为6m/s的速度弹回。已知小朋友与网接触的时间,那么小朋友在与网接触的这段时间内,加速度的大小和方向分别为( )
A.,竖直向下 B.,竖直向上
C.,竖直向下 D.,竖直向上
25.(2023春·高一单元测试)(1)显像管内,电子从阴极射到阳极的过程中,速度由零增加到108 m/s,历时2×10-5 s,求其加速度;
(2)子弹击中靶子时,在0.1 s内速度从200 m/s降到零,求其加速度;
(3)火车出站时,可在20 s内使速度从10 m/s增大到1 200 m/min,求其加速度;
(4)以2 m/s的速度沿直线运动的足球,被运动员“飞起一脚”使其在0.2 s内改为以4 m/s反向飞出,求足球被踢时的加速度。
26.(2022秋·高一课时练习)汽车在制造完成出厂之前,都要经过严格的技术检测。一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动,自动检测系统记录下了该汽车启动、运行及刹车过程的数据,求:
时刻t/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8
坐标x/m 0 1 2 4 8 12 16 20 25
速度v/(m/s) 0 1 2 5 6 6 5 1 0
(1)汽车在第2s末的瞬时速度大小;
(2)汽车在前3s和最后2s的平均加速度大小;
(3)汽车在第4s内的平均速度大小。
加速度大小为2.5m/s2,“-”表示加速度方向与速度方向相反;
四:高分突破精练
一、单选题
27.(2023春·宁夏银川·高一六盘山高级中学校考阶段练习)以下描述了四个不同的运动过程。其中加速度最大的过程是下列那个选项( )
A.一架超音速飞机以500 m/s的速度在天空沿直线匀速飞行了300 s
B.一辆自行车以4 m/s的速度从某一陡坡的顶端加速冲下,经过3 s到达坡路底端时,速度变为16 m/s
C.一只蜗牛由静止开始爬行,经过0.2 s, 获得了0.002 m/s的速度
D.一列动车在离开车站加速行驶中,用了 100 s使速度由72 km/h增加到144 km/h
28.(2023春·浙江杭州·高一校联考阶段练习)关于速度、速度变化、加速度等机械运动的概念,下列说法正确的是( )
A.速度变化越大,加速度越大
B.速度变化越快,位移一定越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也一定保持不变
D.加速度不断减小,速度可能不断减小也可能不断增大
29.(2023秋·广西桂林·高一桂林十八中统考期末)2022年卡塔尔世界杯是第二十二届世界杯足球赛,如图所示,在某次比赛中,射门时足球接触门框的速度大小为30m/s,方向水平向右。设足球与门框作用的时间是0.01s,作用后反向弹回的速度大小为20m/s,关于足球与门框作用的过程,以下说法正确的是( )
A.足球的速度变化量大小为10m/s,方向水平向左
B.足球的速度变化量大小为50m/s,方向水平向右
C.足球的加速度大小为5000m/s2,方向水平向左
D.足球的加速度大小为1000m/s2,方向水平向左
30.(2023秋·河北承德·高一统考期末)2022年11月29日,“神舟十五号”载人飞船搭乘“长征二号”F运载火箭发射成功,在飞船竖直向上运动过程中( )
A.飞船的速度越大,其加速度一定越大
B.飞船的加速度越大,其速度变化得一定越快
C.若飞船的速度方向向上,则其加速度方向也一定向上
D.若飞船的加速度减小,则其速度一定减小
31.(2023秋·山东东营·高一统考期末)某汽车0-100km/h加速的v-t图线如图所示。可将0-1.8s内汽车的运动近似视为加速度大小为a1的匀加速直线运动;1.8s-7.4s内汽车的运动近似视为加速度大小为a2的匀加速直线运动,下列关于汽车加速度的说法正确的是( )
A.因为1.8s前速度比1.8s后速度小,所以a1
D.1.8s时加速度的方向一定发生变化
32.(2023秋·辽宁丹东·高一统考期末)甲、乙两物体沿同一方向做匀变速直线运动,若规定运动方向为正方向甲、乙两物体的加速度分别为、,在两物体的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.甲物体的速度变化大,乙物体的速度变化小
B.乙物体的速度变化大,甲物体的速度变化小
C.甲物体速度变化方向与乙物体速度变化方向相反
D.乙物体的速度变化率小于甲物体的速度变化率
33.(2023秋·山东烟台·高一统考期末)2022年11月29日,神舟十五号载人飞船与长征火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。至此,中国空间站关键技术验证和建造阶段12次发射任务全部完成。在发射飞船竖直向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.以飞船为参考系,乘组人员向上运动 B.飞船的速度变化越大,其加速度越大
C.飞船的速度很大时,其加速度可能很小 D.飞船的加速度减小时,其速度一定也减小
二、多选题
34.(2023秋·高一课时练习)由加速度的定义式可知( )
A.a与Δv成正比,与Δt成反比
B.物体的加速度大小可根据Δv与Δt的比值来计算
C.a的方向与Δv的方向相同,与v的方向无关
D.叫速度的变化率,就是加速度
35.(2023秋·广东深圳·高一统考期末)一骑行爱好者在平直公路上骑行,从某时刻开始刹车下坡,自行车的加速度沿斜坡向上,其值由零逐渐增到某一值后又立即逐渐减小到零(自行车始终在运动),在这过程中自行车( )
A.速度一直减小,直到加速度减到零为止
B.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止
C.位移先增大后减小,直到加速度等于零为止
D.位移一直增大,加速度减小到零之后位移仍继续增大
36.(2023春·辽宁·高一校联考阶段练习)梦天实验舱由长征五号B遥四运载火箭执行发射任务。关于火箭点火升空的过程中速度和加速度的判断,下列说法正确的是( )
A.火箭的加速度等于零时,火箭可能运动
B.火箭的速度增大,加速度也一定增大
C.火箭速度变化越来越快时,加速度越来越大
D.若取该过程的速度方向为正,则加速度方向为负
37.(2023秋·湖南张家界·高一统考期末)以下几种情景:①点火后即将升空的火箭,②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车,③磁悬浮列车在轨道上高速行驶,④轿车在加速爬坡时,速度仪表盘上示数不在增大。下列对情景分析和判断正确的说法是( )
A.因即将升空的火箭还没有运动,所以加速度一定为零
B.轿车紧急刹车,速度变化很快,加速度很大
C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很大
D.轿车在爬坡时,速度仪表盘上示数增大,但是轿车加速度不一定增大
38.(2022秋·山东东营·高一利津县高级中学校考阶段练习)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度大小为2m/s,2s后速度的大小变为10m/s,在这2s内该物体的( )
A.加速度可能为,方向与初速度的方向相反
B.加速度可能为,方向与初速度的方向相同
C.加速度可能为,方向与初速度的方向相同
D.加速度可能为,方向与初速度的方向相反
39.(2023·高一课时练习)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。在图中标出的时刻中,质点的加速度方向与速度方向相同的有( )
A. B. C. D.
40.(2023秋·江西九江·高一江西省都昌县第二中学校考期末)一立方体木块从高处自由下落到深水中,取竖直向下为正方向,其速度-时间图像如图所示,由图像可知( )
A.段木块的加速度大于段的加速度
B.b时刻木块达到最深处
C.c时刻木块达到最深处
D.d时刻木块速度方向竖直向上
41.(2022秋·山东潍坊·高一校考阶段练习)一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,当a值不断减小直至为零时,质点的( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移继续增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
D.速度不断增大,当a=0时,速度最大
42.(2022秋·广西钦州·高一校考期末)一辆汽车正以30m/s的速度在平直的公路上行驶,遇到紧急情况急刹车,刹车后汽车轮胎在地面上划出一道长为40m的刹车痕迹,刹车过程所用时间为2s。以行驶方向为正方向,关于汽车刹车过程,下列说法正确的是( )
A.汽车刹车过程的平均速度大小为15m/s B.汽车刹车过程的速度变化量为
C.汽车刹车过程的平均加速度大小为 D.汽车刹车过程的加速度方向与速度变化量的方向相反
三、实验题
43.(2021春·高一课时练习)汽车沿平直的公路行驶,小明坐在汽车驾驶员旁,注视着速度计,并记下时间间隔相等的各时刻的速度值,见下表.
t/s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
20 30 40 50 50 50 50 35 20 5 0
(1)从表中数据得到汽车在各段时间内的运动特点:在0~15 s内,汽车的速度在变化,每5 s速度增加________km/h;在15~30 s内汽车速度为________ km/h;30~45 s内,汽车的速度在变化,每5 s速度减小________km/h.
(2)请你根据表中的数据,在如图所示的坐标系中标出对应的点,并用直线连接各点_______.
(3)求0~15 s、15~30 s、30~45 s、45~50 s内的平均加速度大小.
_______
44.(2020·高一课时练习)在“探究滑块速度随时间变化的规律”实验中,某小组同学在一端装有定滑轮的长木板的中段粘上均匀的薄砂纸,砂面朝上,还选用了质量为100g的长方体木块、一把带毫米刻度的直尺、一段较长的棉绳、一盒钩码(单个质量为50g)、纸带、复写纸和导线若干,实验装置如图甲所示,实验时在小车上加载四个钩码,在棉绳的右端悬挂三个钩码,接通电源,释放小车,成功打出了一条纸带,纸带的局部如图乙,大部分点的时刻和速度的对应关系已经描绘在图丙里。
(1)该实验中还缺少的实验仪器有下面3个中的哪个_____?(填代表仪器的字母即可)
A.秒表 B.打点计时器 C.天平
(2)根据图乙,请计算出表格中0.20s时刻点的瞬时速度大小__________m/s(结果保留小数后两位),填入下表相应空格中。
时刻(s) 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36
速度(m/s) 0.75 0.87 0.93 1.01
(3)根据上述表格中的五组数据,请在图丙中描绘出对应的五个点(请在答卷上作图)____,再根据图中所有的点,描绘出最能反映木块运动性质的图像,并通过图像求出木块进入薄砂纸前运动的加速度大小___________m/s2(结果保留三位有效数字)。
[4]根据加速度定义及图像可知
四、解答题
45.(2022秋·云南曲靖·高一会泽县实验高级中学校校考阶段练习)一辆汽车沿平直公路做直线运动,我们沿着公路建立轴,从其经过坐标原点处开始,为了研究汽车的运动而记录下它各时刻的位置和速度如下表:
时刻 0 1 2 3 4 5 6 7
位置坐标 0 0.5 2 4.5 8 12 16 20
瞬时速度 1 2 3 4 4 4 4 4
求:
(1)汽车在第末的速度大小;
(2)汽车在前内的加速度大小;
(3)汽车在第内的平均速度大小。
46.(2022秋·河北沧州·高一任丘市第一中学校考阶段练习)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了“死亡加速度”为5000,以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险,那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值。试问:一辆以72km/h的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路上的大货车上,汽车经过2.0s的时间速度减为0,试求出该碰撞过程汽车的加速度大小并判断驾驶员是否有生命危险?