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高中 | 匀变速直线运动的速度位移公式题目答案及解析如下,仅供参考!
必修1
第二章 匀变速直线运动的研究
2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系
匀变速直线运动的速度位移公式
将小球以某一速度竖直向上抛出,小球上升过程中,其速度的平方与其到抛出点间的距离$h$的关系图像($v^{2}-h$)如图所示。假设小球运动过程中受到的阻力大小恒定,重力加速度$g$取$10\;\rm m/s^{2}$,则下列说法正确的是$(\qquad)$
小球抛出时的初速度大小$6\\;\\rm m/s$
","小球所受阻力为其重力的$\\dfrac{1}{5}$
","小球从抛出到回到抛出点共历时$1\\;\\rm s$
","小球抛出后第$2$个$0.1\\;\\rm s$内上升的距离为$0.42\\;\\rm m$
"]本题以小球上升过程中速度平方$—$位移关系为背景,考查图像的相关知识与牛顿定律的结合,考查考生应用图像解决问题的能力和科学思维。
$\rm A$.由图像可知$v_{0}=\sqrt{36}\;\rm \text{m}/\text{s}=6\;\rm \text{m}/\text{s}$
$\rm A$正确;
$\rm B$.图线的函数表达式$v^{2}-v_{0}^{2}=2ah$
结合图线可得$a=-12\;\rm m/s^{2}$
根据牛顿第二定律$a=\dfrac{mg+f}{m}$
可得$f=\dfrac{1}{5}mg$
$\rm B$正确;
$\rm C$.由抛出到最高点的过程,速度减少$6\;\rm m/s$,加速度大小为$12\;\rm m/s^{2}$,可知需要时间$t_{1}=\dfrac{6}{12}=0.5\;\rm \text{s}$
下落时,加速度$a_{2}=\dfrac{mg-f}{m}=8\;\rm \text{m}/\text{s}^{2}$
回到抛出点需要的时间$t_{2}=\sqrt{\dfrac{2h}{a_{2}}}=\dfrac{\sqrt{6}}{4}\;\text{s}$
故小球从抛出点抛出到落回抛出点共历时$t=t_{1}+t_{2}=\dfrac{2+\sqrt{6}}{4}\;\text{s}$
$\rm C$错误;
$\rm D$.小球抛出后第$2$个$0.1\;\rm s$内位移$x=v't+\dfrac{1}{2}at^{2}$
其中$v'=4.8\;\rm m/s$,$t=0.1\;\rm s$,解得$x=0.42\;\rm m$
$\rm D$正确。
故选:$\rm ABD$。
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