题目内容

1.甲、乙两物体从同一地点出发且在同一条直线上运动,它们的位移-时间(x-t )图象如图所示,由图象可以看出在0-4s内(  )
A.甲、乙两物体始终同向运动B.4s时甲、乙两物体的速度大小相等
C.甲的平均速度大于乙的平均速度D.甲、乙两物体之间的最大距离为3m

分析 位移-时间图象的斜率等于物体运动的速度,从位移图上可以知道物体在任意时刻的速度(斜率)和位置(纵坐标).两个物体到达同一位置时才相遇.平均速度等于位移与时间之比.通过分析两个物体的速度关系,来判断何时两者间距最大.

解答 解:A、根据位移-时间图象的斜率等于物体运动的速度,知甲先沿正向运动,2s后沿负向运动,而乙一直沿正向运动,所以它们先同向运动,2s后反向运动.故A错误.
B、4s时两图象相交,说明甲、乙两物体位置坐标相同,到达同一位置而相遇.由于图象的斜率不同,故速度不相等;故B错误.
C、根据位移等于纵坐标的变化量,可知4s内甲的位移大小为x=△x=2m-0=2m,乙的位移大小为x=△x=2m-0=2m,则0-4s内甲、乙通过的位移相等,则它们的平均速度相等,故C错误.
D、从位移-时间图象来看,两个物体2s末纵坐标读数之差最大,即两物体相距最远,可知2s末两物体相距最远,最大距离为△s=4m-1m=3m.故D正确.
故选:D

点评 解答本题关键要理解位移-时间图象上点和斜率的物理意义,要知道位移时间图象只能描述直线运动,图象中各点的坐标表示位移,而图象的斜率表示速度.

练习册系列答案
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11.在暗室中用图1示装置做验证机械能守恒定律的实验.实验器材有:铁架台、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盘、带荧光刻度的毫米刻度尺、频闪仪.
实验步骤如下:
①在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定的频率一滴滴的落下.
②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮.由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴.
③用竖直放置的毫米刻度尺测得各个水滴所对应的刻度.
④处理实验数据.
(1)实验中第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率f1与水滴滴落的频率f2的关系为:f1=f2
(2)实验中第一次观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz,此时水滴的质量为2g,某同学读出水滴到第一个水滴O的距离如图2所示.根据数据测得水滴C此时的速度vC为2.27 m/s,若此水滴的质量为2g,水滴C下落到此位置,增加的动能为5.15×10-3J,减少的重力势能为5.17×10-3J.(重力加速度取9.80m/s2,结果都保留三位有效数字).

(3)上题中,减少的重力势能△EP稍大于增加的动能△Ek,某研究小组认为,可调节水滴的大小,当第二次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时,重复第(2)题的研究过程,误差会大大减小,你认为为种方法正确吗?简要说明理由.
16.小明同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律.A为装有挡光片的钩码,总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一端与A相连,另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为M的重物B相连.保持A、B静止,测出A的挡光片下端到光电门的距离h,然后将质量为m的小物体放在A上(图中没有画出),A下落过程中经过光电门,光电门可测出挡光片的挡光时间t,算出挡光片经过光电门的平均速度.将其视为A下落h(h>>b)时的速度,重力加速度为g.
(1)在A从静止开始下落h的过程中,验证以A、B、m、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为mgh=$\frac{{b}^{2}}{2{t}^{2}}(2M+m)$(用题目所给物理量的符号表示);
(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度v间存在一个差值,因而系统减少的重力势能小于系统增加的动能(选填“大于”或“小于”);
(3)利用此装置还可以测得当地的重力加速度.具体的做法为:改变m的大小,A下落的加速度也将跟着变化.A下落的加速度用b、t、h表示的表达式为a=$\frac{{b}^{2}}{2h{t}^{2}}$.经过几次重复实验,得到多组a、m数据,画出$\frac{1}{a}$-$\frac{1}{m}$的图象如图乙所示,已知图中直线的斜率为k,纵轴截距为b,可求出当地的重力加速度g=$\frac{1}{b}$,并可求出A、B的质量M=$\frac{k}{2b}$.(用k和b表示)

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