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7.汽车刹车后做匀减速直线运动,经过3s停止运动,那么汽车在先后连续相等的三个1s内通过的位移之比x1:x2:x3为(  )
A.1:2:3B.5:3:1C.1:4:9D.3:2:1

分析 采用逆向思维,结合位移时间公式求出1s内、2s内、3s内的位移之比,从而求出汽车在先后连续相等的三个1s内通过的位移之比.

解答 解:采用逆向思维,汽车做初速度为零的匀加速直线运动,根据x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$知,1s内、2s内、3s内的位移之比为1:4:9,则初速度为零的匀加速直线运动连续1s内的位移之比为1:3:5,可知汽车在先后连续相等的三个1s内通过的位移之比x1:x2:x3为5:3:1.
故选:B.

点评 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,以及掌握逆向思维在运动学中的运用.

练习册系列答案
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7.如图甲的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器,其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端,当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时,和它连接的数字计时器可记下挡光的时间△t,则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小.
(1)为了减小测量瞬时速度的误差,应该选择宽度比较窄(选填“宽”或“窄”)的挡光板.
(2)如图乙所示是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置,他将该光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,小车每次都从同一位置A点由静止释放.
①如图丙所示,用游标卡尺测出挡光板的宽度d=11.50mm,实验时将小车从图乙中的A点由静止释放,由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光的时间间隔△t=0.02s,则小车通过光电门时的瞬时速度大小为0.575m/s;
②实验中设小车的质量为m1,重物的质量为m2,则在m1与m2满足关系m1>>m2时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等;
③测出多组重物的质量m2和对应挡光板通过光电门的时间△t,并算出小车经过光电门时的速度v,通过描点作出两物理量的线性关系图象,可间接得出小车的加速度与力之间的关系.处理数据时应作出v2-m2图象(选填“v2-m1”或“v2-m2,”);
④某同学在③中作出的线性图象不过坐标原点,如图丁所示(图中m表示m1或m2),其可能的原因操作过程中没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
12.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G•Atwood 1746-1807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出挡光中心(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.
③测出挡光片的宽度d,则重物A经过光电门时的速度为$\frac{d}{△t}$.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为$mgh=\frac{1}{2}(2M+m){(\frac{d}{△t})^2}$(已知重力加速度为g)
(3)引起该实验系统误差的原因有绳子有质量;滑轮与绳子有摩擦;重物运动受到阻力作用(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系呢?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:
①写出a与m之间的关系式:$a=\frac{mg}{2M+m}$(还要用到M和g);
②a的值会趋于重力加速度g.

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