- 匀变速直线运动的位移与速度的关系
- 共1087题
开学初,小源到建设银行营业网点兑换了此前在网上预约的中国高铁纪念币。这枚纪念币由中国人民银行发行,面额10元,每人限兑20枚,且需要提前预约。小源打算与班上同学分享自己的喜悦。他可以向大家这样介绍
①纪念币面额和实际购买力都是由中国人民银行规定的
②纪念币可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能
③纪念币发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间
④纪念币不能与同面额人民币等值流通,必须在规定时间地点使用
正确答案
解析
①错误,国家无权规定纪念币的实际购买力;④错误,纪念币与同面额人民币等值流通,在任何时间地点都可使用;由中国人民银行发行的纪念币属于法定货币,可以直接购买商品,也具有支付手段等货币职能,因其发行量有限,具有一定的收藏价值和升值空间,故②③正确。
知识点
质量为8×107kg的列车,从某处开始进站并关闭发动机,只在恒定阻力作用下减速滑行.已知它开始滑行时的初速度为20m/s,当它滑行了300m时,速度减小到10m/s,接着又滑行了一段距离后刚好到达站台停下,那么:
(1)关闭动力时列车的初动能为多大?
(2)列车受到的恒定阻力为多大?
(3)列车进站滑行的总时间为多大?
正确答案
(1)列车的初动能Ek0=m
=
×8×107×202J=1.6×1010J
(2)由动能定理有:-f•s=m
-
m
得 f=N=4×107N
(3)由2ax=vt2-v02 求得a=0.5m/s2
则列车进站滑行的总时间为t==40s
答:(1)关闭动力时列车的初动能为1.6×1010J.
(2)列车受到的恒定阻力为4×107N.
(3)列车进站滑行的总时间为40s.
如图所示,质量M=10kg,上表面光滑的足够长的木板在F=50N的水平拉力作用下,以v0=5m/s的速度沿水平地面向右匀速运动.现有两个小铁块,它们的质量均为m=1kg.在某时刻将第一个小铁块无初速度地放在木板的最右端,当木板运动了L=lm时,又无初速度地在木板最右端放上第二个小铁块.取g=10m/s2.求:
(1)第一个铁块放上后,木板的加速度是多大?
(2)第二个小铁块放上时,木板的速度是多大?
(3)第二个小铁块放上后,木板能运动的最大位移是多少?
正确答案
(1)设木板与地面间的动摩擦因数为μ,未放小铁块时,对木板由平衡条件得:
F=μMg,所以解得:μ=0.5
第一个小铁块放上后,木板做匀减速运动,加速度为a1,根据牛顿第二定律得:
F-μ(M+m)g=Ma1,所以a1=-=-0.5m/s2
故第一个小铁块放上后,木板的加速度大小为0.5m/s2.
(2)放上第一个木块后,木板做匀减速运动,设第二个小铁块放上时,木板的速度是v1,则有:
-
=2a1L,所以解得:v1=2
m/s
故第二个小铁块放上时,木板的速度是:v1=2m/s.
(3)第二个小铁块放上后,木板做匀减速运动,加速度为a2,则有:
F-μ(M+2m)g=Ma2 ,所以有:a2=-=-1m/s2.
设第二个小铁块放上后,木板能运动的最大位移是s,则有:
0-=2a2s,所以解得:s=12m
故第二个小铁块放上后,木板能运动的最大位移是12m.
如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点.求A、C间的距离(取重力加速度g=10m/s2).
正确答案
小球向左运动的过程中小球做匀减速直线运动,故有
vA2-v02=-2as
解得vA==
=5m/s
如果小球能够到达B点,则在B点的最小速度vmin,
故有mg=
解得vmin==2m/s
而小球从A到B的过程中根据机械能守恒可得
mgh+mvB2=
mvA2
解得vB=3m/s
由于VB>vmin故小球能够到达B点,且从B点作平抛运动,
在竖直方向有
2R=gt2
在水平方向有
sAC=vBt
解得:sAC=1.2m
故AC间的距离为1.2m.
为了缩短下楼的时间,消防员往往抱着楼房外的竖直杆直接滑下,设消防员先做自由落体运动,再以可能的最大加速度沿杆做匀减速直线运动.一名质量=65kg的消防员,在沿竖直杆无初速度滑至地面的过程中,重心共下降了=11.4m,该消防员与杆之间的滑动摩擦力最大可达到m=975N,消防员着地的速度不能超过=6m/s.(10m/s2)求:
(1)消防员下滑过程中速度的最大值;
(2)消防员下滑过程的最短时间。
正确答案
解:(1)消防队员抱着竖直杆做自由落体运动时,设消防员下滑过程中速度的最大值为m
则
对消防员匀减速直线运动,设最大加速度的大小为
则
由牛顿第二定律得:
=5m/s2由题意:
联立解得:m=10m/s
(2)对消防员自由下落:
所以1=1.0s
对消防员匀减速直线运动:
所以2=0.8s
故消防员下滑过程的最短时间:
s
飞机着陆后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动,其着陆速度为60m/s,求:
(1)它着陆后12s内滑行的位移x;
(2)整个减速过程的平均速度(用两种方法求);
(3)静止前4s内飞机滑行的位移x'。
正确答案
解:(1)以初速度方向为正方向,则有a=-6m/s2,飞机在地面滑行最长时间
所以飞机12s内滑行的位移为前10s内滑行的位移,由v2-v02=2ax可得m=300m
(2)方法一:
方法二:
(3)由(1)的分析可知飞机滑行6s为静止前4s,此时的速度v'=v0+at=60m/s+(-6×6)m/s=24m/s
故由v2-v'2=2ax'可得 。
汽车刹车前的速度为5m/s,刹车获得的加速度大小为0.4m/s2.求:
(1)求汽车刹车开始后20s内滑行的距离
(2)求从开始刹车到汽车位移30m所经历的时间:
(3)静止前2.5s内汽车滑行的距离.
正确答案
(1)判断汽车刹车所经历的运动时间:t=-=-
s=12.5s<20s
汽车刹车经过12.5s后停下来,因此20s内汽车的位移只是12.5s内的位移.S==
m=31.25m
(2)根据S=v0t+at2得到:
t==
解得:t1=10s,t2=15s(t2是质点经过t1后继续前进达到最远后反方向匀加速重新到达位移s时所经历的时间,不和实际,舍去)
(3)运用逆向思维,把汽车的减速到零的过程看作初速度为零的匀加速运动,求出汽车以0.4m/s2的加速度经过2.5s的位移,即:
S′=at2=
×0.4×2.52m=1.25m
也可以用下面的方法求
静止前2.5s末即是开始减速后的10s末,10s末速度
v10=v0+at=(5-0.4×10)m/s=1m/s
∴s′=v10t′+at2=(1×2.5-
×0.4×2.52)m=1.25m
答:(1)汽车刹车开始后20s内滑行的距离为31.25m;
(2)从开始刹车到汽车位移30m所经历的时间为10s;
(3)静止前2.5s内汽车滑行的距离为1.25m.
正以υ=30m/s的速度运行中的列车,接到前方小站的请求:在该站停靠1分钟接一位危重病人上车,司机决定以加速度大小a1=0.6m/s2的匀减速直线运动到小站,停车1分钟后做加速度大小a2=1.0m/s2的匀加速直线运动,又恢复到原来的速度.求:
(1)司机从停车开始减速到恢复原来速度共经历的时间t;
(2)司机由于临时停车共耽误的时间△t.
正确答案
(1)设列车行驶的方向为正方向,匀减速和匀加速经历的时间为t1和t2,则
0=v-a1t1
v=a2t2
解得t1==50s
t2==30s
则t=t1+t2+60s=140s.
(2)列车匀减速直线运动的位移s1==
m=750m
列车匀加速直线运动的位移s2==
m=450m
列车匀速直线运动所需的时间t0==40s
故列车耽误的时间△t=t-t0=100s
答:(1)司机从停车开始减速到恢复原来速度共经历的时间t为140s.
(2)司机由于临时停车共耽误的时间△t为100s.
某市规定:卡车在市区内行驶速度不得超过40km/h。一次一辆卡车在市区路面紧急刹车后,经1.5s停止,量得刹车痕迹x=9m。问这车是否违章?
正确答案
违章
解:卡车在刹车过程是匀减速直线运动,则平均速度为:
末速度v=0,根据 得:
,知卡车超速.
答:该卡车违章.
如图所示,固定的光滑圆弧轨道ACB的半径为0.8m,A点与圆心O在同一水平线上,圆弧轨道底端B点与圆心在同一竖直线上.C点离B点的竖直高度为0.2m.物块从轨道上的A点由静止释放,滑过B点后进入足够长的水平传送带,传送带由电动机驱动按图示方向运转,不计物块通过轨道与传送带交接处的动能损失,物块与传送带间的动摩擦因数为0.1,g取10m/s2.若物块从A点下滑到传送带上后,又恰能返回到C点,
(1)求传送带的速度.
(2)求物块在传送带上第一次往返所用的时间.
正确答案
由机械能守恒定律得mgr=m
,
VB==4m/s;
物块先在传送带上作匀减速直线运动,运动时间为t1==
=4s,
通过的位移为x1==
=8m;
物块再在传送带上作匀加速直线运动,其末速度由mgh=m
得v1==2m/s,
则匀加速直线运动的时间为t2==
=2s,
通过的位移为x2==
=2m,
然后再作匀速运动,故传送带的速度应为2m/s;
其位移为通过的位移为x3=x1-x2=8-2=6m,匀速运动的时间为t3==
=3s,
所以物块在传送带上第一次往返所用的时间为t=t1+t2+t3=4+2+3=9s.
答:(1)传送带的速度为2m/s;(2)物体第一次往返的时间为9s.
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