题目内容

12.某同学在开展研究性学习的过程中,利用加速度传感器研究某一物体以初速度2m/s做直线运动的加速度a随时间t变化的规律,并在计算机上得到了前4s内物体加速度随时间变化的关系图象,如图所示.以物体的初速度方向为正方向,则下列说法正确的是(  )
A.物体在1s末加速度方向改变
B.物体在3s末速度方向改变
C.前4s内物体的最大速度出现在第1s末
D.物体在第2s末与第4s末的速度相同

分析 在加速度-时间图象中,加速度的符号表示加速度的方向,由图可直接读出加速度的大小和方向,根据加速度图象,分析物体的运动情况,即可判断速度最大的时刻.根据a-t图象的“面积”大小等于速度变化量,分析第2s末与第4s末物体的速度关系.

解答 解:ABC、分析物体的运动情况:在0-3s内物体的加速度为正,与初速度方向相反,说明物体沿正方向做加速运动,在3-4s内沿正方向做减速运动,故在第3s末物体的速度最大,1s末、3s末速度方向都没有改变,故A、B、C错误;
D、由图象可知,前2s内和前4s的a-t图象的“面积”相等,则速度变化量相等,所以物体在第2s末与第4s末的速度大小相等,方向也相同,故D正确.
故选:D

点评 本题关键抓住两点:一要正确分析物体的运动情况;二抓住a-t图象的“面积”求出速度的变化量,从而来研究图象的物理意义.

练习册系列答案
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3.如图甲所示,两个相同装置:两辆相同的小车并排放在两相同的直轨道上,小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘.盘里可以分别放不同质量的砂子,小车后端连着纸带,纸带分别穿过固定在轨道上的打点计时器,两个打点计时器并联接在同一接线板上.实验时先接通接线板的电源使两打点计时器同时开始打点,然后同时释放两辆小车,当其中有一辆小车快接近导轨末端时,断开接线板的电源,两打点计时器同时停止工作.
如图乙所示为某次实验得到的两条纸带,纸带上的0、1、2、3、4、5、6为所选取的测量点(相邻两点间还有四个打点未画出),两相邻测量点间的距离如图所示,单位为cm.打点计时器所用电源的频率为50Hz.

(1)求出①号纸带测量点5的速度v5=0.24m/s;①号纸带对应的加速度值为0.21 m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)利用此装置,正确平衡摩擦力后,研究质量一定时,加速度与力的关系,是否必须求出两辆小车运动加速度的确切值?否 (选填“是”或“否”);请说明理由:因两打点计时器同时开始、停止工作,故两小车运动的时间相等,可以用纸带上打点的总位移大小之比表示加速度之比
(3)利用此图的其中一个装置,还可以探究做功与物体速度变化的关系. 若用M表示小车及车上砝码的总质量,m表示砂子及盘的总质量,对于改变外力对小车做的功,下列说法正确的是BC
A.通过改变小车运动的距离来改变外力做功时,必须平衡摩擦,必须满足M远大于m
B.通过改变小车运动的距离来改变外力做功时,不需要平衡摩擦,也不需要满足M远大于m
C.通过改变小盘里砂子的质量来改变外力做功时,必须平衡摩擦,必须满足M远大于m
D.通过改变小车上砝码的质量来改变外力做功时,只需平衡摩擦不需要满足M远大于m
(4)若在①号纸带上标注纸带随小车运动的加速度方向,应该是O→E (填“O→E”,或“E→O”)

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