第2讲 匀变速直线运动的规律
时间：60分钟
一、单项选择题
1．在一次交通事故中，交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是30 m，该车辆最大刹车加速度是15 m/s2，该路段的限速为60 km/h.则该车 ( )．
A．超速 B．不超速
C．无法判断 D．速度刚好是60 km/h
解析 如果以最大刹车加速度刹车，那么由v＝可求得刹车时的速度为30 m/s＝108 km/h，所以该车超速行驶，A正确．
答案 A
2．(2013·苏北四市调研)如图1－2－5所示，一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B点时速度为v，到达C点时速度为2v，则xAB∶xBC等于 ( )．
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
解析 由位移－速度公式可得v－v＝2axAB，v－v＝2axBC，将各瞬时速度代入可知选项C正确．
答案 C
3．(2012·无锡模拟)以36 km/h的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为a＝4 m/s2的加速度，刹车后第3 s内，汽车走过的路程为( )．
A．12.5 m B．2 m C．10 m D．0.5 m
解析 由v＝at可得t＝2.5 s，则第3 s内的位移，实质上就是2～2.5 s内的位移，x＝at′2＝0.5 m.
答案 D
4．运动着的汽车制动后做匀减速直线运动，经3.5 s停止，则它在制动开始后的1 s内、2 s内、3 s内通过的位移之比为 ( )．
A．1∶3∶5 B．1∶2∶3 C．3∶5∶6 D．1∶8∶16
解析 画示意图如图所示，把汽车从A→E的末速度为0的匀减速直线运动，逆过来转换为从E→A的初速度为0的匀加速直线运动来等效处理，由于逆过来前后，加速度大小相同，故逆过来前后的运动位移、速度时间均具有对称性．所以知汽车在相等时间内发生的位移之比为1∶3∶5∶…，把时间间隔分为0.5 s，所以xDE∶xCD∶xBC∶xAB＝1∶8∶16∶24，所以xAB∶xAC∶xAD＝3∶5∶6.选项C正确．
答案 C
5．一个小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力．已知它经过b点时的速度为v，经过c点时的速度为3v.则ab段与ac段位移之比为 ( )．
A．1∶3 B．1∶5 C．1∶8 D．1∶9
解析 经过b点时的位移为hab＝，经过c点时的位移为hac＝，所以hab∶hac＝1∶9，故选D.
答案 D
二、多项选择题
6．匀速运动的汽车从某时刻开始刹车，匀减速运动直至停止．若测得刹车时间为t，刹车位移为x，根据这些测量结果，可以求出 ( )．
A．汽车刹车过程的初速度
B．汽车刹车过程的加速度
C．汽车刹车过程的平均速度
D．汽车刹车过程的制动力
解析 因汽车做匀减速直线运动，所以有x＝at2＝t，可以求出汽车刹车过程的加速度a、平均速度，B、C正确；又v＝at，可求出汽车刹车过程的初速度，A正确；因不知道汽车的质量，无法求出汽车刹车过程的制动力，D错误．
答案 ABC
7．取一根长2 m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘．在线端系上第一个垫圈，隔12 cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36 cm、60 cm、84 cm，如图1－2－6所示．站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘．松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5个垫圈 ( )．
A．落到盘上的声音时间间隔越来越大
B．落到盘上的声音时间间隔相等
C．依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4
D．依次落到盘上的时间关系为1∶(－1)∶(－)∶(2－)
解析 根据其运动规律h＝gt2判断落到盘上的声音时间间隔相等，B项正确．由v＝知，垫圈依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶4∶…，由t＝ 知，垫圈依次落到盘上的时间关系为1∶2∶3∶4∶…，C项正确、D项错误．
答案 BC
8．目前，配置较高的汽车都安装了ABS(或EBS)制动装置，可保证车轮在制动时不会被抱死，使车轮仍有一定的滚动，安装了这种防抱死装置的汽车，在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力，从而使刹车距离大大减小．假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为F，驾驶员的反应时间为t，汽车的质量为m，刹车前匀速行驶的速度为v，则 ( )．
A．汽车刹车的加速度大小为a＝v/t
B．汽车刹车时间t′＝
C．汽车的刹车距离为x＝vt＋
D．汽车的刹车距离为x＝vt＋
解析 由F＝ma可知，制动时间应为t′＝＝，A错误、B正确；刹车距离应为x＝vt＋＝vt＋，C错误、D正确．
答案 BD
9．(单选)(2012·焦作高三检测)汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5 m/s2，那么开始刹车后2 s内与开始刹车后6 s内汽车通过的位移之比为 ( )．
A．1∶1 B．1∶3 C．3∶4 D．4∶3
解析 汽车从刹车到停止用时t刹＝＝ s＝4 s，故刹车后2 s和6 s内汽车的位移分别为x1＝v0t－at2＝20×2 m－×5×22 m＝30 m，x2＝v0t刹－at＝20×4 m－×5×42 m＝40 m，x1∶x2＝3∶4，C选项正确．
答案 C
10．(多选)在一次救灾活动中，一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动，刚运动了8 s，由于前方突然有巨石滚下，堵在路中央，所以又紧急刹车，匀减速运动经4 s停在巨石前．则关于汽车的运动情况，下列说法正确的是( )．
A．加速、减速中的加速度大小之比为a1∶a2等于2∶1
B．加速、减速中的平均速度大小之比1∶2等于1∶1
C．加速、减速中的位移大小之比x1∶x2等于2∶1
D．加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2不等于1∶2
解析 汽车由静止运动8 s，又经4 s停止，加速阶段的末速度与减速阶段的初速度相等，由v＝at，知a1t1＝a2t2，＝，A错、D错，又由v2＝2ax知a1x1＝a2x2，＝＝，C对，由＝知，1∶2＝1∶1，B对．
答案 BC
11．某公共汽车的运行非常规则，先由静止开始匀加速启动，当速度达到v1＝10 m/s时再做匀速运动，进站前开始匀减速制动，在到达车站时刚好停住．公共汽车在每个车站停车时间均为Δt＝25 s，然后以同样的方式运行至下一站．已知公共汽车在加速启动和减速制动时加速度大小都为a＝1 m/s2，而所有相邻车站间的行程都为s＝600 m，有一次当公共汽车刚刚抵达某一个车站时，一辆速度大小恒定为v2＝6 m/s的电动车已经过该车站向前运动了t0＝60 s，已知该电动车行进路线、方向与公共汽车完全相同，不考虑其他交通状况的影响，试求：
(1)公共汽车从车站出发至到达下一站所需的时间t是多少？
(2)若从下一站开始计数，公共汽车在刚到达第n站时，电动车也恰好同时到达此车站，n为多少？
解析 (1)设公共汽车启动时加速所用的时间为t1，
则t1＝＝10 s，
加速行驶的路程为s1，则
s1＝at＝×1×102 m＝50 m，
上面所求的时间和路程同时也是制动减速所用的时间和路程，所以汽车每次匀速行驶所经过的路程为s2，则s2＝s－2s1＝500 m，匀速行驶所用时间为t2，t2＝＝50 s，
所以公共汽车在每两站之间运动所经历的时间为t＝2t1＋t2＝70 s.
(2)电动车到达第n站所用的总时间为T，则有
T＝n(t＋Δt)＋t0，v2T＝ns
联立并代入数据可得n＝12.
答案 (1)70 s (2)12
12．(2012·杭州质检)温州机场大道某路口，有按倒计时显示的时间显示灯．有一辆汽车在平直路面上正以36 km/h的速度朝该路口停车线匀速前行，在车头前端离停车线70 m处司机看到前方绿灯刚好显示“5”．交通规则规定：绿灯结束时车头已越过停车线的汽车允许通过．
(1)若不考虑该路段的限速，司机的反应时间为1 s，司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直线运动以通过停车线，则汽车的加速度至少多大？
(2)若该路段限速60 km/h，司机的反应时间为1 s，司机反应过来后汽车先以2 m/s2的加速度沿直线加速3 s，为了防止超速，司机在加速结束时立即踩刹车使汽车做匀减速直行，结果车头前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车加速度的大小(结果保留两位有效数字)．
解析 (1)司机反应时间内汽车通过的位移x1＝v0t1＝10 m，
加速过程t2＝5－t1，所以t2＝4 s，
x－x1＝v0t2＋a1t，
代入数据得：a1＝2.5 m/s2.
(2)汽车加速结束时通过的位移x2＝v0t1＋v0t3＋a2t＝10 m＋10×3 m＋×2×32 m＝49 m.
此时车头前端离停车线的距离为x3＝70－x2，所以x3＝21 m，
此时速度为v＝v0＋a2t3＝(10＋2×3) m/s＝16 m/s，
匀减速过程中有2a3x3＝v2，
代入数据解得：a3＝ m/s2＝6.1 m/s2.
答案 (1)2.5 m/s2 (2)6.1 m/s2
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