- 匀变速直线运动的位移与速度的关系
- 共1087题
一物体沿直线向东作匀变速运动,先后经过A、B两个位置,若已知物体经过A时的速度大小为5m/s,经过B时的速度大小为3m/s,从A运动到B所用的时间为0.5s,则由A到B物体速度的变化量的大小为___________,方向___________;物体运动的加速度大小为___________;A、B之间的距离为___________。
正确答案
2m/s,向西,4m/s2,2m
一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动,已知途中经过相距27m的A、B两点所用时间为2s,汽车经过B点时的速度为15m/s.求:(1)汽车经过A点时的速度大小;
(2)A点与出发点间的距离;
(3)汽车从出发点到A点的平均速度大小.
正确答案
一辆长为l1=5m的汽车以v1=15m/s的速度在公路上匀速行驶,在离铁路与公路交叉点s1=175m处,汽车司机突然发现离交叉点s2=200m处有一列长为l2=300m的列车以v2=20m/s的速度行驶过来,为了避免事故的发生,汽车司机立刻使汽车减速,让火车先通过交叉点,求汽车减速的加速度至少多大?(不计汽车司机的反映时间)
正确答案
列车驶过交叉点用时:t =t=25s
若汽车在25s内位移为s1=175m
则:v1t-at2=s1a=0.64m/s2
此时 v=v1-atv=-1m/s因此汽车已经在25s前冲过了交叉点,发生了交通事故,不合题意.
要使汽车安全减速,必须在小于25s的时间内汽车速度减少为零,这样才能使它的位移小于175m
由 v12=2as1
得 a=m/s2=0.643m/s2
汽车减速的加速度至少为-0.643m/s2.
故本题答案为:0.643m/s2.
经检测汽车A的制动性能:以标准速度20m/s在平直公路上行使时,制动后40s停下来.现A在平直公路上以20m/s的速度行使发现前方180m处有一货车B以6m/s的速度同向匀速行使,司机立即制动,能否发生撞车事故?
正确答案
汽车A以v0=20m/s的初速做匀减速直线运动经40s停下来.据加速度公式可求出a==0.5m/s2.
当A车减为与B车同速时,据-
=2as可求出A车减为与B车同速时的位移为
s1==
m=364m
此过程通过的时间为t==28s
此时间内B车的位移为s2=v2t=6×28m=168m
因为△s=s1-s2=364m-168m=196m>180m
所以两车相撞.
答:通过计算得到两车能发生撞车事故.
质量为m=2kg的木块,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=20N的作用力,如图所示。木块运动4s后撤去力F到木块直到停止(g=10)。求:
(1)有推力作用时木块的加速度为多大?
(2)撤去推力F时木块的速度为多大?
(3)撤去推力F到停止运动过程中木块的加速度为多大?
(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?
正确答案
解:以木块的运动方向为正方向。
(1)力F作用时,木块受力分析如图所示。
由牛顿第二定律得
又有,
撤去力F时木块的速度
此过程物体的位移
联立式解得,
。
(2)
(3)撤去力F后,木块受力分析如图所示。
由牛顿第二定律得
又有
此过程木块的位移
解得,,
(3)木块在水平面上运动的总位移。
一列质量为106kg的列车,机车牵引力F=3.5×105N,运动中所受阻力为车重的0.01倍。列车由静止开始作匀加速直线运动,求:
(1)速度变为50m/s需多长时间?
(2)此过程中前进了多少?
正确答案
解:(1)设列车匀加速运动的加速度为a,对列车由牛顿第二定律有 F-Ff=ma,
则列车的加速度
=0.25m/s2 列车由静止加速到50m/s所用的时间s
(2)此过程中列车的位移为=5×103m=5km。
一水平传送带以v1=2 m/s的速度匀速运动,将一粉笔头无初速度放在传送带上,达到相对静止时产生的划 痕长L1=4 m。现在让传送带以a2=1.5m/s2的加速度减速,将该粉笔头无初速度放在传送带上,求粉笔头在传送带上的划痕长度L2。(取g=10m/s2)
正确答案
解:设二者之间的动摩擦因数为μ,第一次粉笔头打滑时间为t,则依据传送带比粉笔头位移大L1,得
粉笔头的加速度,解得μ=0.05
第二次粉笔头先加速到与传送带速度相同,由于a2>μg
故二者不能共同减速,粉笔头μg的加速度减速到静止
设二者达到的相同速度为v共,由运动等时性得:
,解得v共=0.5m/s
此过程传送带比粉笔头多走
粉笔头减速到零的过程粉笔头比传送带多走
划痕K度为L2=s1-s2=0.83 m
如图所示,质量为2kg的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F作用下由静止开始运动。已知力F的大小为5N,物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2,求:
(1)物体由静止开始运动后的加速度为多大?
(2)8s末物体的瞬时速度大小和8s时间内物体通过的位大小分别为多少?
(3)若8s末撤掉力F,物体还能前进多远?
正确答案
(1)0.3m/s2(2)2.4m/s
(3)1.44m
如图所示,倾角为37°、足够长的斜面体固定在水平地面上,小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下,从斜面上的A点由静止开始向上作匀加速运动,前进了4.0m抵达B点时,速度为8m/s。已知木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,木块质量m=1kg。取10 m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)木块所受的外力F多大?
(2)若在木块到达B点时撤去外力F,求木块还能沿斜面上滑的距离S;
(3)为使小木块通过B点的速率为m/s,求恒力F连续作用的最长时间t。
正确答案
解:(1)设外加恒力F时小木块的加速度为a1:
由匀加速直线运动的规律得:
代入数据可求得:F=18N。
(2)设小木块继续上滑的加速度为a2:
还能上滑的距离
联立解得S=3.2m。
(3)当小木块运动一段时间后撤去外力,且向下运动经过B点的速度为m/s时,恒力作用的时间有最大值。
设小木块向下运动的加速度为a3,则
向下运动至B点的距离为S3,则
设恒力作用的最长时间为t1,撤去恒力向上减速至零所用时间为t2,则:
联立解得
如图所示,物体A的质量m=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M=0.5kg、长L=1m。某时刻A以向右的初速度v0滑上木板B的上表面,忽略物体A的大小,已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2。试求:
(1)现使B固定在地面上,令A在B上运动的末速度为v,试确定函数v(v0)的解析式,并大致画出v-v0图线。
(2)若v0=4m/s,且B可在地面自由滑动,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的恒定拉力F。
①假设F=5N,求物体A从开始运动到距离小车左端最远处所需时间;
②若要使A不至于从B上滑落,拉力F大小应满足什么条件?
正确答案
解:(1)由运动学公式,得
因此有
大致如图(2m/s以外部分为双曲线的一部分)
(2)①对A有 ①
得:aA=μg=2m/s2
木板B作加速运动,有F+μmg=MaB ②
得:aB=14m/s2
两者速度相同时,有v0-aAt=aBt,得:t=0.25s
②物体A不从B右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,则:
又:
联立以上两式,可得:aB=6m/s2
再代入②式得:
当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落。即有:,
所以F=3N
综上:力F应满足的条件是1N≤F≤3N
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