- 匀变速直线运动的公式
- 共50题
如图所示,以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点,运动到A时刚好与传送带速度相同,然后经A沿半圆轨道滑下,再经B滑上滑板。滑板运动到C时被牢固粘连。物块可视为质点,质量为m,滑板质量M=2m,两半圆半径均为R,板长l =6.5R,板右端到C的距离L在R<L<5R范围内取值。E距A为s=5R。物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为μ=0.5,重力加速度取g。
(1)求物块滑到B点的速度大小;
(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中,克服摩擦力做的功Wf与L的关系,并判断物块能否滑到CD轨道的中点。
正确答案
见解析。
解析
(1)滑块从静止开始做匀加速直线运动到A过程,滑动摩擦力做正功,滑块从A到B,重力做正功,根据动能定理,,解得: 。
(2)滑块从B滑上滑板后开始作匀减速运动,此时滑板开始作匀加速直线运动,当滑块与滑板达共同速度时,二者开始作匀速直线运动。设它们的共同速度为v,根据动量守恒,解得: 。
对滑块,用动能定理列方程:,解得:s1=8R
对滑板,用动能定理列方程:,解得:s2=2R
由此可知滑块在滑板上滑过s1-s2=6R时,小于6.5R,并没有滑下去,二者就具有共同速度了。
当2R≤L<5R时,滑块的运动是匀减速运动8R,匀速运动L-2R,匀减速运动0.5R,滑上C点,根据动能定理:,解得: ,
,滑块不能滑到CD轨道的中点。
当R<L<2R时,滑块的运动是匀减速运动6.5R+L,滑上C点。根据动能定理:
,解得:
当时,可以滑到CD轨道的中点,此时要求L<0.5R,这与题目矛盾,所以滑块不可能滑到CD轨道的中点。
知识点
如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接。图乙中υ、a、f 和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。图乙中正确的是
正确答案
解析
对物体进行受力分析和过程分析知,在斜面和水平面受到的合力均为恒力,两段均为匀变速运动,所以A、B都不对;第一段摩擦力小于第二段,所以C正确;路程随着时间的变化,开始也是非线性变化,所以D错误。
知识点
一个质量为0.1kg的小球从空中静止下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度随时间变化的关系如下图所示,则
正确答案
解析
略
知识点
24.如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,皮带在电动机的带动下,始终保持v0=2m/s的速率运行。现把一质量m=10kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端,经时间t=1.9s,工件被传送到h=1.5m的高处,取g=10m/s2。求:
(1)工件与皮带间的动摩擦因数;
(2)电动机由于传送工件多消耗的电能。
正确答案
解析
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知识点
23. 2011年8月10日,改装后的瓦良格号航空母舰进行出海航行试验,中国成为拥有航空母舰的国家之一.已知该航空母舰飞行甲板长度为L=300 m,某种战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为a=4.5 m/s2,飞机速度要达到V=60 m/s才能安全起飞.
(1)如果航空母舰静止,战斗机被弹射装置弹出后开始加速,要保证飞机起飞安全,战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大?
(2)如果航空母舰匀速前进,在没有弹射装置的情况下,要保证飞机安全起飞,航空母舰前进的速度至少是多大?
正确答案
解析
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知识点
24.如图是一个十字路口的示意图,每条停车线到十字路中心O的距离均为20m。一人骑电动助力车以7m/s的速度到达停车线(图中A点)时,发现
左前方道路一辆轿车正以8m/s的速度驶来,
车头已抵达停车线(图中B),设两车均沿道路中央作
直线运动,助力车可视为质点,轿车长4.8m,宽度可
不计。
(1)请通过计算判断两车保持上述速度匀速运动,
是否会发生相撞事故?
(2)若轿车保持上述速度匀速运动,而助力车立
即作匀加速直线运动,为避免发生相撞事故,助力车
的加速度至少要多大?
正确答案
解析
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知识点
24.如图所示,某人距离墙壁10m起跑,向着墙壁冲去,挨上墙之后立即返回出发点。设起跑的加速度为4 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,快到达墙根时需减速到零,不能与墙壁相撞。减速的加速度为8 m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲到出发点.求该人总的往返时间为多少?
正确答案
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知识点
14.汽车以的速度在平直公路上行驶,急刹车时的加速度大小为,则自驾驶员急踩刹车开始,与时汽车的位移之比为()
正确答案
解析
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知识点
24.百米赛跑中,运动员的运动可以简化为如下过程:第一阶段从静止开始做匀加速直线运动,达到最大速度后做匀速直线运动到达终点。某运动员赛跑过程中能达到的最大速度为12m/s,该运动员至少以多大加速度起跑才能保证赛跑成绩在10s以内?
正确答案
解析
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知识点
24.某学校学生进行“交通信号灯”的课题研究中发现在公路的十字路口, 红灯拦停了很多汽车。 若拦停的汽车排成笔直的一列, 最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐, 相邻两车的前端之间的距离均为L = 6.0 m, 若汽车起动时都以a =2.5m/s2 的加速度作匀加速运动, 加速到v=10.0 m/s 后做匀速运动通过路口。该路口亮绿灯时间t = 40.0 s, 而且有按倒计时显示的时间显示灯. 另外交通规则规定: 原在绿灯时通行的汽车, 红灯亮起时, 车头已越过停车线的汽车允许通过。求:若绿灯亮起瞬时, 所有司机同时起动汽车, 问有多少辆汽车能通过路口?
正确答案
解析
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知识点
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