新教材高中物理第2章匀变速直线运动习题课s_t图像与v_t图像的识别及应用习题含解析鲁科版必修第一册

新教材高中物理第2章匀变速直线运动习题课s_t图像与v_t图像的识别及应用习题含解析鲁科版必修第一册

习题课:s-t图像与v-t图像的识别及应用 基础巩固 ‎1.如图所示,物体的运动分三段,0~2 s为第Ⅰ段,2~4 s为第Ⅱ段,4~5 s为第Ⅲ段,则下述说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.第1 s内与第5 s内的速度方向相反 B.第1 s的加速度大于第5 s的加速度 C.第Ⅰ段与第Ⅲ段的平均速度相等 D.第Ⅰ段与第Ⅲ段的加速度方向相同 答案C ‎2.甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似当作匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图(a)所示,分别作出在这段时间内两人运动的位移s、速度v与时间t的关系图像,正确的是(　　)‎ 图(a)‎ 9‎ 解析由题图可知,在相同时间内乙的位移大于甲,说明乙的速度大于甲,B正确。‎ 答案B ‎3.(多选)某物体沿水平方向做直线运动,其v-t图像如图所示,规定向右为正方向,下列判断正确的是(　　)‎ A.在0~1 s内,物体做曲线运动 B.在1~2 s内,物体向左运动,且速度大小在减小 C.在1~3 s内,物体的加速度方向向左,大小为4 m/s2‎ D.在3 s末,物体处于出发点右方 答案CD ‎4.(多选)如图所示,表示做直线运动的某一物体在0~5 s内的运动图像,由于画图人粗心未标明是v-t图还是s-t 图,但已知第1 s内的速度小于第3 s内的速度,下列说法正确的是(　　)‎ A.该图一定是v-t图 ‎ B.该图一定是s-t图 9‎ C.物体的速度越来越大 ‎ D.物体的位移越来越大 解析若是s-t图像,图线的斜率表示速度,根据题图,该图线在第1s内的斜率不为零,而第3s内的斜率为零,这说明物体在第1s内的速度大于第3s内的速度,该图一定不是s-t图,一定是v-t图,A正确,B错误;v-t图像的纵坐标表示瞬时速度,根据题图,该物体的速度先增大(0~2s),后不变(2~4s),然后再逐渐减小(4~5s),所以C错误;v-t图像的“面积”表示位移,根据题图,该“面积”越来越大,所以物体的位移越来越大,D正确。‎ 答案AD ‎5.如图所示,为一物体运动的s-t图像(位移—时间图像),由图像可知:‎ A.物体做曲线运动 B.物体一直朝同一方向做直线运动 C.物体以某一速率做往复运动 D.第2秒末,物体的速度方向发生改变 解析分析一个周期内物体的运动情况:0~1s内,物体从原点出发沿正方向做匀速直线运动;1~2s内,物体沿负方向做匀速直线运动,2s末回到出发点;2~3s内,物体从原点出发沿负方向做匀速直线运动;3~4s内,物体沿正方向做匀速直线运动,4s末返回原点。由于图线斜率大小不变,则物体的速率不变。所以物体做速率不变的往复运动,故C正确,A、B、D错误。‎ 答案C 9‎ ‎6.如图所示,左图为甲、乙两质点的v-t图像,右图是在同一直线上运动的物体丙、丁的位移图像。下列说法中正确的是(　　)‎ A.质点甲、乙的速度相同 B.丙的运动速率大于丁的运动速率 C.丙的出发点在丁前面s0处 D.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来越大 解析由图读出,甲乙两物体的速度大小都是2m/s,甲的速度沿正方向,乙的速度沿负方向,说明两物体速度方向相反,而速度是矢量,则质点甲、乙的速度不同,故A错误。由于甲乙出发点的位置关系未知,无法判断它们之间的距离如何变化,故D错误。由图看出丙由距原点正方向s0处出发沿正方向做匀速直线运动,丁从原点出发沿同一方向做匀速直线运动,所以丙的出发点在丁前面s0处,故C正确。丙图线的斜率小于丁图线的斜率,则丙的运动速率小于丁的运动速率,故B错误。‎ 答案C 能力提升 ‎1.(多选)我国“蛟龙号”深潜器曾以7 020 m深度创下世界纪录,这预示着它可以探索全球99.8%的海底世界。在某次实验中,深潜器内的显示屏上显示出的深度曲线如图甲所示、速度图像如图乙所示,则下列说法中正确的是(　　)‎ 9‎ A.图中h3是本次实验下潜的最大深度 B.本次实验中深潜器的最大加速度是0.025 m/s2‎ C.在3~4 min和6~8 min的时间段内深潜器具有向上的加速度 D.在6~10 min时间段内深潜器的平均速度为0‎ 解析根据题图甲深度显示图像,可以直接看出“蛟龙号”下潜的最大深度是h3,A正确;根据题图乙速度显示图像可以求出各时间段“蛟龙号”的加速度,0~1min内“蛟龙号”的加速度a1==-m/s2;3~4min 内加速度a2=m/s2;6~8min内加速度a3=m/s2;8~10min内加速度a4==-m/s2;所以此过程中“蛟龙号”的最大加速度为 m/s2≈0.0333m/s2,B错误;3~4min 和6~8min的时间段内深潜器的加速度方向向上,C正确;6~10min时间段内深潜器在向上运动,位移不为零,所以平均速度不为零,D错误。故选A、C。‎ 答案AC ‎2.如图所示分别为物体甲的s-t图像和物体乙的v-t图像,两物体的运动情况是(　　)‎ A.甲在整个t=6 s时间内往返运动,平均速度为零 B.乙在整个t=6 s时间内运动方向一直不变,平均速度为零 C.甲在整个t=6 s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 m 9‎ D.乙在整个t=6 s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 m 解析甲在0时刻由负方向上距原点2m处向正方向运动,6s时达到正向的2m处,故在整个t=6s时间内位移为:Δs=s2-s1=2m-(-2m)=4m,平均速度为 m/s≈0.67m/s,故A错误,C正确;乙开始时速度为沿负向的匀减速直线运动,3s后做正向的匀加速直线运动,图像与时间轴围成的面积为物体通过的位移,故总位移为:s=×2×3m-×2×3m=0,故B、D错误。‎ 答案C ‎3.如图所示,是甲、乙两质点的v-t图像,由图可知(　　)‎ A.t=0时,甲的速度比乙的速度大 B.甲一定在乙的后面 C.相等时间内,甲的速度改变较大 D.在5 s末以前,甲质点速度较大 解析由题图可知:t=0时刻,甲的速度为零,乙的速度不为零,故A错误;由于甲、乙两质点的初位置未知,所以无法确定甲、乙谁在前,谁在后,故B错误;甲的斜率大于乙的斜率,所以甲的加速度大于乙的加速度,即相等时间内甲的速度改变量大,故C正确;由图直接读出在5s末以前乙质点速度大,故D错误。‎ 答案C ‎4.(多选)如图所示,是A、B两质点运动的s-t图像,则下列说法正确的是(　　)‎ 9‎ A.A质点以20 m/s的速度匀速运动 B.B质点最初4 s沿正方向加速运动,后4 s沿负方向减速运动 C.0~4 s内,A、B质点的平均速度相同 D.在4 s末,B质点的加速度小于A质点的加速度 解析A质点的s-t图像是一条倾斜的直线,表示A质点做匀速直线运动,速度vA=m/s=20m/s,选项A正确;s-t图像切线的斜率表示物体运动的速度,B质点的s-t图像斜率先为正后为负,斜率的绝对值先减小后增大,则B质点最初4s沿正方向减速运动,后4s沿负方向加速运动,故B项错误;0~4s内,A、B质点均从s=0处运动到s=80m处,两质点在相等时间内的位移相等,则平均速度相同,故C项正确;在4s末,A质点的加速度为零,B质点的加速度不为零,故D项错误。‎ 答案AC ‎5.(多选)2018国际泳联跳水世界杯女子10米跳台比赛中,我国选手夺得冠军。如图是运动员某次跳台比赛中的v-t图像(取竖直向下为正方向),t=0时运动员起跳离开跳台。将运动员视为质点,则运动员(　　)‎ A.t1时刻到达最高点 B.t2时刻到达水下最深处 C.t3时刻处于水下下沉状态 D.t4时刻浮出水面 9‎ 解析根据速度的符号表示速度的方向,可知在0~t1时间内人在空中上升,t1~t2时间内从最高点下降,t1时刻到达最高点,t2之后速度减小,开始进入水中,t4时刻,人的速度减为零,此时人处于水下的最深处,t3时刻运动员向下减速,处于水下下沉状态,故A、C正确,B、D错误。‎ 答案AC ‎6.井里的升降机从静止开始做匀加速直线运动,经过3 s,它的速度达到2 m/s;然后做匀速运动用了6 s;再做匀减速直线运动,又经过3 s后停止。‎ ‎(1)画出它的速度—时间图像。‎ ‎(2)求出升降机上升的高度。‎ 解析(1)根据题意可得速度—时间图像如图所示。‎ ‎(2)由图像与坐标轴所围的面积表示位移可得:升降机上升的高度为:H=S梯形=(6+12)×2m=18m。‎ 答案(1)见解析图　(2)18 m ‎7.研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39 m,减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动。重力加速度的大小g取10 m/s2。求:‎ 甲 9‎ 乙 ‎(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间。‎ ‎(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。‎ 解析(1)设刹车加速度为a,由题图可知刹车初速度v0=20m/s,末速度v=0,位移s=25m 根据=2as,t=‎ 代入数据可得:a=8m/s2,t=2.5s ‎(2)反应时间内的位移为s'=L-s=14m 则反应时间为t'=s=0.7s 则反应时间的增加量为Δt=t'-t0=0.7s-0.4s=0.3s 答案(1)8 m/s2　2.5 s　(2)0.3 s 9‎