- 匀变速直线运动的位移与速度的关系
- 共1087题
质量为2kg的小球从高为20m的塔顶由静止开始下落,所受的空气阻力不变,小球着地的速度为16m/s,试
(1)求小球下落的时间t;
(2)小球受到空气阻力的大小。(取g=10m/s2)
正确答案
解:(1)小球做匀加速下落:有h==
故下落时间为:t==1.5s
(2)由小球做匀加速下落:有
下落的加速度为a==0.64m/s2由:mg-f阻=ma
故小球受的空气阻力为:f阻=32.8
一列从车站开出的火车,在平直轨道上做匀加速直线运动,已知这列火车的长度为l,火车头经过某路标时的速度为v1,而车尾经过此路标时的速度为v2,求:
(1)火车的加速度a。
(2)火车中点经过此路标时的速度v。
(3)整列火车通过此路标所用的时间t。
正确答案
解:火车的运动情况可以等效成一个质点做匀加速直线运动,某一时刻速度为v1,前进位移为l,速度变为v2,所求的v是经过处的速度
(1)由匀加速直线运动的规律知:v22-v12=2al得:火车的加速度为:
(2)前一半位移为,
;后一半位移为
,
所以:
(3)火车的平均速度为:故所用时间为:t=
“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质。测定时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时。受试者到达折返线处时,用手触摸折返线处的物体(如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达起点终点线的垂直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩。设受试者起跑的加速度为4m/s2,运动过程中的最大速度为4m/s,快到达折返线处时需减速到零,减速的加速度为8m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线。求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒?
正确答案
解:对受试者,由起点终点线向折返线运动的过程中
加速阶段:;
减速阶段:;
匀速阶段:
由折返线向起点终点线运动的过程中
加速阶段:;
匀速阶段:
受试者“10米折返跑”的成绩为:。
从斜面上某位置,每隔T=0.1 s释放一个小球,在连续释放几个后,对在斜面上的小球拍下照片,如图所示,测得sAB=15 cm,sBC=20 cm,试求:
(1)小球的加速度a;
(2)拍摄时B球的速度vB;
(3)拍摄时C、D间的距离sCD;
(4)A球上面滚动的小球还有几个?
正确答案
解:(1)由知小球的加速度
a=cm/s2=500 cm/s2=5 m/s2
(2)B点的速度等于AC段的平均速度,即:
vB=cm/s=1.75 m/s
(3)由于相邻相等时间的位移差恒定,即sCD -sBC =sBC -sAB
所以sCD=2sBC-sAB=25 cm=0.25 m
(4)设A点小球的速率为vA,根据运动学关系有:
vB=vA+aT
所以:vA=vB-aT=1.25 m/s
故A球的运动时间tA=s=0.25 s,故A球的上方正在滚动的小球还有两个
小汽车(可视为质点)由静止出发做匀加速直线运动,用6s时间通过一座长60m的桥,过桥后速度是16m/s,求:
(1)它刚开上桥头时速度有多大?
(2)桥头与出发点相距多远?
正确答案
解:(1)设桥头的速度为v1,由题意过桥后的速度为v2=16m/s
过桥的平均速度为=
=10m/s=
解得v1=4m/s
(2)a==2m/s2 设桥头与出发点的距离为x
由v12=2ax可得x=4m
从斜面上某位置,每隔0.1s释放一个小球,小球在斜面上做匀加速直线运动。在连续释放几个后,对在斜面上的小球拍下照片,如图所示,测得xAB=15cm,xBC=20cm。试求:
(1)小球的加速度;
(2)拍摄时B球的速度vB;
(3)拍摄时CD段的长度xCD;
(4)A球上面正滚动的小球还有几个?
正确答案
解:(1)由,得小球的加速度为
(2)B点速度等于AC段的平均速度
(3)匀变速直线运动相邻相等时间内的位移差恒定,即xCD-xBC= xBC-xAB∴xCD=2xBC-xAB=0.25m
(4)由vB=vA+at 得vA=vB-at=1.25m/s
所以A球运动的时间为tA==0.25s
故A球上方正滚动的小球还有两个
匀变速直线运动中重要结论:
(1)有用推论:vt2-v02= ;
(2)平均速度公式: ;
(3)中间时刻速度 ,中间位置速度 ;
(4)任意两个连续相等时间间隔内位移之差为恒量,即 。
正确答案
(1)2as
(2)
(3),
(4)
“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质。测定时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时。受试者到达折返线处时,用手触摸折返线处的物体(如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达起点终点线的垂直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩。设受试者起跑的加速度为4m/s2,运动过程中的最大速度为4m/s,快到达折返线处时需减速到零,加速度的大小为8m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线。受试者在加速和减速阶段运动均可视为匀变速直线运动。问该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒?
正确答案
解:对受试者,由起点终点线向折返线运动的过程中
加速阶段:s,
m
减速阶段:s,
m
匀速阶段:s
由折返线向起点终点线运动的过程中
加速阶段:s,
m
匀速阶段:s
受试者10米折返跑的成绩为:s
短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100 m和200 m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69 s和19.30 s。假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15 s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200 m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100 m比赛时相同,但由 于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑100 m时最大速率的96%,求:
(1)加速所用时间和达到的最大速率;
(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
正确答案
解:(1)设加速所用时间为t(以s为单位),匀速运动的速度为v(以m/s为单位),则有
1/2vt+(9.69-0.15一t)v=100 ①
1/2vt+(19.30-0.15-t)×0.96v=200 ②
由①②式得t=1.29 s ③,v=11.24 m/s ④
(2)设加速度大小为a,则
下图是用纸带拖动小车用打点计时器测定匀变速运动的加速度打出的一条纸带。A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点。相邻计数点的时间间隔为0.1秒。试求:
(1)打点计时器打下B点时小车的瞬时速度vB;
(2)小车的加速度a。
正确答案
(1)0.26m/s
(2)0.40m/s2
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