1.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位移-时间(x-t)图线,由图可知( )
A.在t1时刻,a车追上b车
B.在t1到t2这段时间内,a、b两车运动方向一直相同
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减小后增大
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车大
2.(2023·四川南充市模拟)某车型在红绿灯停启、无保护左转、避让路口车辆、礼让行人、变道等方面都能无干预自动驾驶.某次试乘时,甲、乙两车同时并排出发,沿着同一平直路面行驶,它们的速度v随时间t变化的图像如图所示.则下列说法中正确的是( )
A.t1~t2时间内,甲、乙两车的加速度不可能相同
B.t1~t2时间内,甲、乙两车间的距离始终增大
C.t1~t2时间内,甲、乙两车相遇两次
D.t1~t2时间内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
3.(2023·江苏省泰州中学阶段检测)甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的v-t图像如图所示.两图像在t=t1时相交于P点,P点在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S.在t=0时刻,乙车在甲车前面,相距为d,已知两车在运动过程中共相遇两次,且第一次相遇的时刻为t′,则下列四组t′和d的组合可能正确的是( )
A.t′=t1,d=S B.t′=t1,d=S
C.t′=t1,d=S D.t′=t1,d=S
4.(2023·海南省模拟)甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,0~5 s内甲、乙运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲物体的初速度大于乙物体的初速度
B.5 s末甲、乙两物体相距最远
C.0~5 s内,甲物体先做匀速直线运动,后做匀减速直线运动
D.5 s末甲、乙两物体相遇
5.(2023·福建省三明一中模拟)甲、乙两车在平直的公路上同时从同一地点同向行驶,两车的速度v随时间t的变化关系如图所示,其中两阴影部分的面积相等(S1=S2),则( )
A.甲做直线运动、乙车做曲线运动
B.在0~t2时间内,甲、乙两车相遇两次
C.在0~t2时间内,甲的加速度先减小后增大
D.在0~t2时间内(不包括t2时刻),甲车一直在乙车前面
6.(2023·湖南怀化市模拟)甲、乙两辆汽车同时同地出发,沿同方向做直线运动,两车速度的平方v2随位移x的变化关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.汽车甲停止前,甲、乙两车相距最远时,甲车的位移为8 m
B.汽车甲的加速度大小为4 m/s2
C.汽车甲、乙在t=4 s时相遇
D.汽车甲、乙在x=6 m处的速度大小为3 m/s
7.(2023·浙江省模拟)甲、乙两名运动员在泳池里训练,t=0时刻从泳池的两端出发,甲、乙的速度-时间图像分别如图甲、乙所示,若不计转向的时间且持续运动,两运动员均可视为质点,下列说法正确的是( )
A.泳池长50 m
B.两运动员一定不会在泳池的两端相遇
C.从t=0时刻起经过1 min,两运动员共相遇了3次
D.在0~30 s内,甲、乙运动员的平均速度大小之比为8∶5
8.(2023·广东省华南师大附中模拟)如图甲所示,A车原来临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发现后启动A车,以A车司机发现B车为计时起点(t=0),A、B两车的v-t图像如图乙所示.已知B车在第1 s内与A车的距离缩短了x1=12 m.
(1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小.
(2)若A、B两车不会相撞,则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离x0应满足什么条件?
9.(2023·山东省实验中学月考)足球比赛中,经常使用“边路突破,下底传中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底线附近进行传中,某标准足球场长105 m,宽68 m.攻方前锋在中线处将足球沿边线向前路踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为12 m/s的匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s2,试求:
(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大;
(2)足球开始做匀减速直线运动的同时,该前锋队员沿边线向前追赶足球.他的启动过程可以视为初速度为零、加速度为2 m/s2的匀加速直线运动,他能达到的最大速度为8 m/s,该前锋队员至少经过多长时间能追上足球.
10.货车A正在该公路上以20 m/s的速度匀速行驶,因疲劳驾驶司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时,两车距离仅有64 m.
(1)若此时B车立即以2 m/s2的加速度启动,通过计算判断:如果A车司机没有刹车,是否会撞上B车;若不相撞,求两车相距最近时的距离;若相撞,求出从A车发现B车开始到撞上B车的时间;
(2)若A车司机发现B车,立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s2(两车均视为质点),为避免碰撞,在A车刹车的同时,B车立即做匀加速直线运动(不计反应时间),问:B车加速度a2至少多大才能避免事故发生.(这段公路很窄,无法靠边让道)
专题强化练二 追及相遇问题
1.C 2.D 3.D 4.B
5.D [甲、乙两车均做直线运动,A错误;从图像可知,在0~t2时间内,甲、乙两车图线与t轴所包围的“面积”相等,即两车的位移相等,所以t2时刻,甲、乙两车相遇且只相遇一次,B错误;在0~t2时间内,甲车的v-t图线斜率不断增大,所以加速度不断增大,C错误;在0~t2时间内(不包括t2时刻),甲车图线与t轴所包围的“面积”大于乙车图线与t轴所包围的“面积”,即甲车的位移大于乙车的位移,且甲、乙两车在平直的公路上同时从同一地点出发,所以甲车一直在乙车前面,D正确.]
6.A [根据v2-v02=2ax并根据题给图像可推知甲、乙两车的初速度大小分别为v0甲=6 m/s,v0乙=0,v2-x图像的斜率的绝对值表示汽车加速度大小的2倍,所以甲、乙两车的加速度大小分别为a甲=2 m/s2,a乙=1 m/s2,且甲做匀减速直线运动,乙做匀加速直线运动,故B错误;汽车甲停止前,甲、乙两车相距最远时二者速度相同,设共经历时间为t1,则a乙t1=v0甲-a甲t1,解得t1=2 s,此时甲车的位移为x甲=v0甲t1-a甲t12=8 m,故A正确;甲车总运动时间为t2==3 s,甲停下时位移为9 m,而此时乙车的位移为x乙=a乙t22= m<9 m,所以甲、乙两车相遇一定发生在甲车停下之后,设相遇时刻为t,则有a乙t2=9 m,解得t=3 s,故C错误;汽车甲、乙在x=6 m处的速度大小为v===2 m/s,故D错误.]
7.C [根据v-t图线与时间轴围成的面积表示位移,可知泳池长度L=1.25×20 m=25 m,故A错误;如图所示,由甲、乙的位移-时间图线的交点表示相遇可知,甲、乙在t=100 s时在泳池的一端相遇,故B错误;在0~60 s内甲、乙相遇3次,故C正确;在0~30 s内,甲的位移大小为x1=1.25×20 m-1.25×10 m=12.5 m,乙的位移大小为x2=1.0×25 m-1.0×5 m=20 m,在0~30 s内,甲、乙运动员的平均速度大小之比为v1∶v2=∶=5∶8,故D错误.]
8.(1)12 m/s 3 m/s2 (2)x0>36 m
解析 (1)在t1=1 s时,A车刚启动,两车间缩短的距离为B车的位移,可得x1=vBt1,解得B车的速度大小为vB=12 m/s,图像斜率表示加速度,可得A车的加速度大小为a=,其中t2=5 s,解得A车的加速度大小为a=3 m/s2.
(2)两车的速度达到相同时,两车的距离达到最小,对应v-t图像的t2=5 s时刻,此时两车已发生的相对位移为梯形的面积,则x=vB(t1+t2),代入数据解得x=36 m,因此,若A、B两车不会相撞,则两车的距离应满足条件为x0>36 m.
9.(1)36 m (2)6.5 s
解析 (1)依题意,足球做匀减速运动,到停下来,由速度与时间关系得v1=a1t1,代入数据得t1=6 s,
根据x1=t1,代入数据得x1=36 m.
(2)前锋队员做匀加速直线运动达到最大速度的时间和位移分别为t2==4 s,x2=t2=
16 m,之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动,其位移为x3=v2(t1-t2)=16 m,由于x2+x3
解析 (1)当两车速度相同时,所用时间为t0==10 s,在此10 s内A车的位移为xA=vAt0=20×10 m=200 m,
B车的位移为xB=at02=×2×102 m=100 m,此时A、B两车间的位移差为Δx=xA-xB=100 m>64 m,所以两车必定相撞;设两车相撞的时间为t,则相撞时有vAt-at2=64 m,代入数据解得t=4 s(另一值不合题意舍去)
所以A车撞上B车的时间为4 s;
(2)已知A车的加速度aA=-2 m/s2,初速度vA=20 m/s;B车的加速度为a2,设B车运动经过时间为t′时,两车相遇,则有vAt′+aAt′2=a2t′2+L,代入数据有t′2-20t′+64=0,要避免相撞,则上式无实数解,根据数学关系知a2>1.125 m/s2,所以B的加速度的最小值为1.125 m/s2.1.A、B两物体沿同一直线运动,运动过程中的x-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.4 s时A物体运动方向发生改变
B.0~6 s内B物体的速度逐渐减小
C.0~5 s内两物体的平均速度大小相等
D.0~6 s内某时刻两物体的速度大小相等
2.(2023·福建泉州市模拟)2021年举办的东京奥运会上,我国运动员全红婵获得10米跳台冠军.从全红婵离开跳台开始计时,取竖直向下为正方向,不考虑空气阻力和水平方向的运动,其速度随时间变化的图像简化为如图所示,则全红婵( )
A.在t2时刻运动到最高点
B.在0~t2时间内的加速度先减小后增大
C.在0~t2时间内的平均速度大小为
D.在t2~t3时间内的平均速度大小为
3.(2022·河北卷·1)科学训练可以提升运动成绩,某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中,速度v与时间t的关系图像如图所示.由图像可知( )
A.0~t1时间内,训练后运动员的平均加速度大
B.0~t2时间内,训练前、后运动员跑过的距离相等
C.t2~t3时间内,训练后运动员的平均速度小
D.t3时刻后,运动员训练前做减速运动,训练后做加速运动
4.如图所示的位移-时间图像和速度-时间图像中,给出四条图线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图像中,t1时刻v1>v2
C.v-t图像中,0~t3时间内3和4的平均速度大小相等
D.两图像中,t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动
5.(2023·辽宁省东北育才学校模拟)甲、乙两个质点沿同一直线运动,其中质点甲以3 m/s的速度做匀速直线运动,质点乙做初速度为零的匀变速直线运动,它们的位置x随时间t的变化如图所示.已知t=3 s时,甲、乙图线的斜率相等.下列判断正确的是( )
A.最初的一段时间内,甲、乙的运动方向相反
B.t=3 s时,乙的位置坐标为-15.5 m
C.t=10 s时,两质点相遇
D.乙经过原点的速度大小为4 m/s
6.(2023·江苏无锡市高三检测)在同一条平直公路上,甲、乙两车在同一停止线并排等待红灯,绿灯亮起后同时启动,其速度—时间图像分别为图中直线a和曲线b,由图可知( )
A.在0~t0时间内,两车距离先增大后减小
B.在0~t0时间内,两车位移相同
C.在0~t0时间内,两车平均加速度相同
D.在0~t0时间内,两车的平均速度相同
7.一质点由静止开始做直线运动的v-t关系图像如图所示,则该质点的x-t关系图像可大致表示为选项图中的( )
8.冰壶是冬奥会的传统比赛项目.t=0时刻,冰壶运动员以v0=3 m/s的速度沿水平冰面将冰壶掷出,t=5 s时,队友开始用毛刷在冰壶滑行前方不断的摩擦冰面(如图甲所示),t=17.5 s时冰壶停止运动,冰壶运动过程中加速度a的大小随时间t的变化关系如图乙所示.以下判断正确的是( )
A.t=5 s时,冰壶的速度大小为1 m/s
B.5~17.5 s内,冰壶的加速度大小为0.17 m/s2
C.0~17.5 s内,冰壶运动的位移大小为52.5 m
D.与不摩擦冰面相比,摩擦冰面情况下,冰壶多滑行2.5 m才停下
9.一质点沿x轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其-t的图像如图所示,则( )
A.质点做匀加速直线运动,加速度大小为0.75 m/s2
B.质点做匀速直线运动,速度大小为3 m/s
C.质点在第4 s末速度大小为6 m/s
D.质点在前4 s内的位移大小为24 m
10.(2023·四川省成都七中高三开学考试)自动驾驶是当代汽车领域的重要技术,目前自动驾驶在我国已经得到广泛应用.某具有自动驾驶功能的跑车在某次由静止开始运动的加速度—位移图线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.跑车先做匀加速运动,然后匀速运动
B.跑车运动前40 m所用的时间为2 s
C.跑车做匀加速直线运动的初速度为20 m/s
D.跑车运动80 m获得的速度为40 m/s
11.(2023·江苏南京市模拟)如图甲所示,一维坐标系中有一物块静止于x轴上的某位置(图中未画出),从t=0时刻开始,物块在外力作用下沿x
轴正方向做匀变速直线运动,其位置坐标与速率平方的关系图像如图乙所示.下列说法正确的是( )
A.物块运动的加速度大小为1 m/s2
B.t=4 s时物块位于x=2 m处
C.2~4 s内物块的平均速度大小为3 m/s
D.前2 s内物块的位移大小为2 m
12.(2023·湖南省雅礼中学模拟)两辆小汽车在平直路面上同向运动,两车从同一地点由静止同时出发,其位移x随速度平方v2变化的关系图像如图所示,图a、b、c表示两车的v-t图像,以下判断正确的是( )
A.甲、乙两车在x1处再次相遇
B.甲、乙两车的v-t图像为图a
C.甲、乙两车的v-t图像为图b
D.甲、乙两车的v-t图像为图c
13.某同学欲估算飞机着陆时的速度,他假设飞机在平直跑道上做匀减速运动,飞机在跑道上滑行的距离为x,从着陆到停下来所用的时间为t,实际上,飞机的速度越大,所受的阻力越大,则飞机着陆时的速度应是( )
A.v= B.v=
C.v> D.
1.D 2.C 3.D
4.B [图线1是位移-时间图像,表示物体做变速直线运动,选项A错误;x-t图线上某点斜率的绝对值的大小表示速度的大小,由题图可知t1时刻v1>v2,选项B正确;v-t图像中0~t3时间内3和4位移不同,所以平均速度大小不相等,选项C错误;t2时刻2开始反向运动,t4时刻4加速度方向变化但运动方向不变,选项D错误.]
5.B [位移时间图像的斜率表示速度,则在最初的一段时间内,甲、乙的斜率都为正,所以运动方向相同,故A错误;质点乙做初速度为零的匀变速直线运动,t=3 s时,甲、乙图线的斜率相等,所以t=3 s时乙的速度是3 m/s,乙的加速度a= m/s2=1 m/s2,0~3 s内乙的位移x=×3 m=4.5 m,所以t=3 s时,乙的位置坐标为-20 m+4.5 m=-15.5 m,故B正确;t=10 s时,质点甲的位移x甲=30 m,质点乙的位移x乙=at2=50 m,因x乙
6.C [在0~t0时间内,b车速度总是大于a车的速度,则两车距离逐渐增大,所以A错误;根据速度与时间图像的面积表示位移,则在0~t0时间内,两车位移不相同,b车的位移大于a车的位移,所以B错误;根据a=,则在0~t0时间内,两车平均加速度相同,所以C正确;在0~t0时间内,两车的平均速度不相同,b车的平均速度大于a车的平均速度,所以D错误.]
7.B [根据x-t图像中图线的斜率表示速度可知,该质点的x-t关系图像可大致表示为B图,故选B.]
8.D [5 s末的速度大小为v=v0-a1t1=(3-0.2×5) m/s=2 m/s,A错误;5~17.5 s内,冰壶的初速度v=2 m/s,末速度为0,运动时间t2=12.5 s,故冰壶的加速度大小为a2== m/s2=0.16 m/s2,B错误;0~5 s内位移大小为x1=t1=12.5 m,5~17.5 s内的位移大小为x2=t2=12.5 m,则0~17.5 s内的位移大小为x=x1+x2=25 m,C错误;若不摩擦冰面,冰壶运动的时间为t3==15 s,15 s内位移大小为x3=t3=22.5 m,Δx=x-x3=2.5 m,D正确.]
9.D [由题图可知=3+0.75t (m/s),整理得x=3t+0.75t2,质点做匀加速运动,对比公式x=v0t+at2可知,质点的初速度为v0=3 m/s,加速度大小为a=1.5 m/s2,故A、B错误;质点在第4 s末速度大小为v=v0+at′=3 m/s+1.5×4 m/s=9 m/s,故C错误;质点在前4 s内的位移大小为x=v0t′+at′2=(3×4+×1.5×42) m=24 m,故D正确.]
10.C [由题图可知,跑车的加速度先增大后不变,则跑车先做加速度逐渐增大的变加速直线运动,后做匀加速直线运动,故A错误;跑车做匀加速直线运动的初速度即变加速直线运动的末速度,设为v0,根据v2=2ax解得ax=,可知加速度a与位移x关系图像与x轴所围的面积表示,则x=40 m时速度为v0,有=×20×40 m2/s2,解得v0=20 m/s,故C正确;若跑车运动前40 m是由静止开始做末速度为20 m/s的匀加速直线运动,则由x=t1得t1==2 s,而由题可知,跑车运动前40 m内是做加速度逐渐变大的变加速直线运动,故跑车运动前40 m所用的时间不等于2 s,故B错误;由题图可知,跑车在40~80 m是做匀加速直线运动,根据v2-v02=2ax,可得=ax,结合图像,则有=20×40 m2/s2,解得v=20 m/s,故D错误.]
11.B [设t=0时刻物块位于x=x0处,根据v2=2a(x-x0)可知x=x0+v2,根据题图乙可知x0=-2 m,a= m/s2,A错误;t=4 s时物块位置为x=x0+at42=-2 m+××42 m=2 m,B正确;2~4 s时间内物块的位移Δx=at42-at22=××42 m-××22 m=3 m,因此这段时间内平均速度== m/s=1.5 m/s,C错误;前2 s内物块的位移大小Δx′=at22=××22 m=1 m,D错误.]
12.B [根据公式v2-v02=2ax,变形可得x=v2-,由题图可知,v0=0,则x=v2,由图像可得,乙的加速度不变,甲的加速度逐渐增大,所以甲、乙两车的v-t图像为题图a,由甲、乙的位移图像可知在x1处速度相同,由题图a(即甲、乙两车的v-t图像)可得,速度相同时,需要的时间不同,则两车在不同时间到达x1,故没在x1处相遇,故A、C、D错误,B正确.]
13.C [飞机做变减速直线运动,因为速度在减小,则阻力在减小,加速度减小,故飞机做加速度逐渐减小的减速运动,速度时间图线如图中实线所示.若飞机做匀减速直线运动,如图中虚线所示,则平均速度′==,实线与时间轴围成的面积为x,平均速度=,因为x′>x,可知<=,即v>,故选C.
]
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