课时跟踪检测(二)匀变速直线运动的规律
对点训练:匀变速直线运动的基本规律
1.(2018·苏州模拟)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1 m/s2
B.该质点在1 s末的速度大小为6 m/s
C.该质点第2 s内的平均速度为8 m/s
D.前2 s内的位移为8 m
解析:选C 根据x=v0t+at2=5t+t2得,质点的初速度v0=5 m/s,加速度a=2 m/s2,故A错误;质点在1 s末的速度v1=v0+at=5 m/s+2×1 m/s=7 m/s,故B错误;质点在第2 s内的位移x2=(5×2+4)m-(5×1+1)m=8 m,则第2 s内的平均速度== m/s=8 m/s,故C正确;前2 s内的位移x=v0t+at2=5×2 m+4 m=14 m,故D错误。
2.(2018·厦门模拟)如图所示,国产某品牌汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统,系统以50 Hz的频率监视前方的交通状况。当车速v≤10 m/s且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时,如果司机未采取制动措施,系统就会立即启动“全力自动刹车”,加速度大小约为5 m/s2,使汽车避免与障碍物相撞。则“全力自动刹车”系统设置的安全距离约为( )
A.50 m B.20 m
C.10 m D.1 m
解析:选C 由题意知,车速v≤10 m/s,系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为5 m/s2,最后末速度减为0,由推导公式v2=2ax可得:x≤= m=10 m,所以系统设置的安全距离约10 m,故C正确,A、B、D错误。
3.(2019·南昌八校联考)汽车以15 m/s的速度做匀速直线运动,发现前方有危险,立即刹车。已知刹车的加速度大小为5 m/s2,那么从开始刹车算起,第4 s末的速度以及开始刹车后4 s内汽车通过的位移是( )
A.v=-5 m/s x=20 m B.v=0 x=20 m
C.v=-5 m/s x=22.5 m D.v=0 x=22.5 m
解析:选D 设汽车从刹车到停下的时间为t,则由v=v0+at得:t== s=3 s,则3 s后汽车停止运动,所以汽车在第4 s末的速度为零,刹车4 s内的位移与刹车3 s内的位移相等,由公式v2-v02=2ax代入数据解得:x=22.5 m,故D正确。
4.[多选]如图所示,直线MN表示一条平直公路,汽车以初速度v0=2 m/s、加速度a=2 m/s2由A向C做匀加速直线运动,在到达C点前1 s内,所通过的距离BC为L,其中AC=L,下列判断正确的是( )
A.平直公路AC长为21 m
B.平直公路BC长为7 m
C.汽车由A向C运动的时间为4 s
D.汽车到达C点的速度大小是8 m/s
解析:选BD 设汽车从A到C的时间为t,则从A到B的时间为t-1,
根据位移公式有
L=v0t+at2=2t+×2t2①
L-L=v0(t-1)+a(t-1)2=2(t-1)+×2(t-1)2②
解得t=3 s
平直公路AC的长度为:L=2×3 m+×2×32 m=15 m
平直公路BC的长度为xBC=L=×15 m=7 m
汽车到达C点的速度vC=v0+at=2 m/s+2×3 m/s=8 m/s,故B、D正确,A、C错误。
对点训练:解决匀变速直线运动的常用方法
5.汽车自A点从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动,汽车的加速度是2 m/s2,途中分别经过P、Q两根电线杆。已知P、Q电线杆相距50 m,汽车经过电线杆Q时的速度是15 m/s。下列结论正确的是( )
A.经过P杆时的速度是8 m/s
B.经过P杆时的速度是10 m/s
C.汽车经过P、Q电线杆间的时间是5 s
D.汽车经过P、Q电线杆间的时间是10 s
解析:选C 汽车由静止做匀加速运动,a=2 m/s2,vQ=15 m/s,根据vQ2-vP2=2as,解得:vP=5 m/s,故A、B错误;从P到Q运动过程中的平均速度为:=,则运动时间为:tPQ=,代入数据得tPQ=5 s,故C正确,D错误。