• 匀变速直线运动的位移与速度的关系
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题型:简答题
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简答题

一辆大客车正在以20 m/s的速度匀速行驶。突然,司机看见车的正前方x0=50 m处有一只小狗,如图所示。司机立即采取制动措施,司机从看见小狗到开始制动客车的反应时间为△t=0.5 8,设客车制动后做匀减速直线运动。试求:

(1)客车在反应时间△t内前进的距离。

(2)为了保证小狗的安全,客车制动的加速度大小至少为多大?(假设这个过程中小狗一直未动)

正确答案

解:(1)客车在△t时间内做匀速运动,运动位移x1=v△t= 10 m

(2)客车减速位移x2=x0-x1=40 m,客车的加速度大小至少为

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简答题

在全国铁路第六次大提速后,火车的最高时速可达250千米/小时,若某列车正以216千米/小时的速度匀速运行,在列车头经路标A时,司机突然接到报告要求紧急刹车,因前方l 000米处有障碍物还没有清理完毕,若司机听到报告后立即以最大加速度a=2 m/s2刹车,问该列车是有无危险?

正确答案

解:列车危险与否,关键是看其刹车后滑行的距离x,若刹车后滑行距离小于或者恰好等于1 000米,则列车无危险,若刹车后滑行距离大于1 000米,则该列车有危险

设列车从刹车开始到停止运动滑行位移为x

则v0=216千米/小时=60 m/s,v=0

取列车前进方向为正方向,则a=-2 m/s2

由关系式v2-v02=2ax得:

x=900 m

因x=900m<1 000m

所以,该列车无危险

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简答题

某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,发动机产生的最大加速度为a=5m/s2,所需的起飞速度为v=50m/s,跑道长x=100m。试通过计算判断:

(1)飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?

(2)为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置。对于该型号的舰载机,弹射系统必须使它具有多大的初速度v0

正确答案

解:(1)若靠自身发动机起飞,设通过x=100m的速度为vx,则

所以不能靠自身发动机起飞

(2)弹射装置使飞机起飞初速度为v0,则

根据

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简答题

在高速公路上以108km/h沿直线匀速向东运动的汽车,突然刹车经10s停止,汽车刹车后作匀减速运动,求:

(1)物体的加速度;

(2)汽车刹车后滑行的距离。

正确答案

(1)3m/s2,方向向西

(2)150m

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简答题

据新华社北京2012年11月12日电,黑龙江省鹤岗市从11日晚间开始降雪,至12日形成严重雪灾,气象部门认定为50年一遇.市区曾一度全部停电,供暖、供水受到严重影响.为了安全行车,某司机在冰雪覆盖的平直公路上测试汽车的制动性能.当车速v=36km/h时紧急刹车(可认为轮不转动),车轮在公路上划出一道长L=50m的刹车痕迹,取g=10m/s2.求:

(1)车轮与冰雪路面间的动摩擦因数μ;

(2)若该车以28.8km/h的速度在同样路面上行驶,突然发现正前方停着一辆故障车.为避免两车相撞,司机至少应在距故障车多远处采取同样的刹车措施.已知刹车反应时间为△t=0.6s.

正确答案

(1)汽车速度v0=36km/h=10m/s,

以汽车为研究对象,由动能定理得:-μmgL=0-mv02

动摩擦因数μ===0.1;    

(2)汽车初速度v=28.8km/h=8 m/s,

司机的反应距离x1=vt=8×0.6m=4.8m,

从司机开始刹车到车静止的过程,

由动能定理得:-μmgx2=0-mv2

刹车距离 x2==m=32m,

司机采取措施的距离x=x1+x2=36.8m;

答:(1)车轮与冰雪路面间的动摩擦因数为0.1.

(2)司机采取采取刹车措施的最小距离是36.8m.

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简答题

做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v时经过的位移是s,则它的速度从2v增加到4v时所发生的位移是多大?

正确答案

4s

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简答题

一物体放在倾角为θ的斜面上,被向下轻轻一推刚好匀速下滑,若给它一个沿斜面向上的速度v0,求它沿斜面向上滑动的最大距离是多少?

正确答案

物体沿斜面匀速下滑时,合力为零,由平衡条件得:物体所受的滑动摩擦力大小为f=mgsinθ.

对于上滑过程,根据动能定理得:

-(mgsinθ+f)S=0-m

联立以上两式得:S=

答:物体沿斜面向上滑动的最大距离是

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简答题

在地面上方足够高的地方,存在一个高度d=0.3m的“相互作用区域”(如图中划有虚线的部分).一个小圆环A套在一根均匀直杆B上,A和B的质量均为m,若它们之间发生相对滑动时,会产生f=0.5mg的摩擦力.开始时A处于B的最下端,B竖直放置,A距“相互作用区域”的高度h=0.2m.让A和B一起从静止开始下落,只要A处于“相互作用区域”就会受到竖直向上的恒力F作用(F=2mg),而“相互作用区域”对处于其中的杆B不产生作用力.设杆B在下落过程中始终保持竖直,且杆的长度能够保证圆环A与杆不会分离.不计空气阻力,取g=10m/s2.求:

(1)杆B刚进人“相互作用区域”时的速度.

(2)圆环A通过“相互作用区域”所用的时间.

(3)A刚离开“相互作用区域”时,圆环A和直杆B的速度.

(4)假如直杆B着地时,A和B的速度刚好达到相同,这一速度是多少?

正确答案

(1)设A和B一起静止下落至“相互作用区域”的速度为v1,根据动能定理有

    2mgh=•2m

代入数据解得:v1=2.0m/s 

(2)过程1:A在“相互作用区域”运动时,取方向向下为正方向,此过程中A受到竖直向下的重力mg、滑动摩擦力f和竖直向上的恒力F作用.

设加速度aA1、末速度为vA、运动时间为t1,根据牛顿第二定律有:

aA1==-g

根据运动学公式有:vA=v0+aA1t1,d=

代入数据解出:t1=0.2s   t2=0.6s(不符题意,舍去)

(3)A离开“相互作用区域”时的速度为 vA=v0+aA1t1=1m/s  

B受到竖直向下的重力mg和竖直向上的滑动摩擦力f的作用

同理有:aB1==g

vB=v0+aB1t1 代入数据:vB=3m/s

(4)过程2:A离开“相到作用区域”后,因为vA<vB,所以A受到竖直向下的重力mg和滑动摩擦力f的作用,B受到竖直向下重力mg和竖直向上的滑动摩擦力f的作用.

设加速度分别为aA2、aB2,共同速度为v,运动时间为t2

则有:aA2==g,aB2==g

又v=vA+aA2t2,v=vB+aB2t2

由上述四式代入数据解得:v=4m/s 

答:

(1)杆B刚进人“相互作用区域”时的速度是2m/s.

(2)圆环A通过“相互作用区域”所用的时间是0.2m/s.

(3)A刚离开“相互作用区域”时,圆环A和直杆B的速度分别是1m/s和3m/s.

(4)假如直杆B着地时,A和B的速度刚好达到相同,这一速度是4m/s.

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简答题

某种类型的飞机起飞滑行时,从静止开始做匀加速运动,加速度大小为4.0m/s2,飞机速度达到80m/s时离开地面升空,如果在飞机刚达到起飞速度时,突然接到命令停止起飞,飞行员立即使飞机紧急制动,飞机做匀减速运动,加速度的大小为5.0m/s2,请你为该类型的飞机设计一条跑道,使在这种特殊的情况下飞机停止起飞而不滑出跑道,你设计的跑道至少要多长?

正确答案

解:由题意分析知,开始飞机做匀加速直线运动由公式v2-v02=2a1x1

其中v=80m/s,v0=0,a1=4.0m/s2

代入得x1=800m

后阶段飞机做匀减速直线运动由公式v12-v2=2a2x2

其中v1=0,v=80m/s,a2=-5.0m/s2

代入得x2=640m

故飞机跑道至少要x=x1+x2=1440m

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简答题

随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?

正确答案

解:设货车刹车时速度大小为v0、加速度大小为a,末速度为vt,刹车距离为x

由于

代入数据,得超载时x1=45m,若不超载x2=22.5m

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