• 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

从斜面上的某点每隔0.1s释放一颗相同的小球,在连续放下几颗后,对正在斜面上运动的小球摄得如图照片.测得AB=15cm,BC=20cm.试求:

(1)钢球运动的加速度;

(2)拍摄时B球的速度;

(3)照片上D球距C球的距离;

(4)A球上面正在运动的球还有几颗.

正确答案

(1)由△x=aT2知小球的加速度:

a==cm/s2=500cm/s2=5m/s2

(2)由某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度有:

vB==cm/s=1.75m/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=25cm=0.25m       

(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=1.25m/s   

故A球的运动时间tA==s=0.25s,

故A球的上方正在滚动的小球还有2个.

答:(1)钢球运动的加速度5m/s2

(2)拍摄时B球的速度1.75m/s;

(3)照片上D球距C球的距离0.25m;

(4)A球上面正在运动的球还有2颗.

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题型:简答题
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简答题

如图所示是游乐场中供小孩玩耍的滑梯简化图,斜面AC长10米,与水平面之间的夹角θ=30°,斜面上AB、BC两部分等长,BC部分表面改用塑胶垫.一小孩从斜面顶端A无初速下滑,设他与斜面AB之间的动摩擦因数u1=,与BC之间的动摩擦因数u2=,(取g=10m/s2)问:

(1)小孩从A点开始下滑到B点需要的时间以及通过B点时的速度大小;

(2)诵讨计算说明小孩能否滑到斜面的底端C处.

正确答案

(1)小孩在AB段做匀加速直线运动,设加速度为a1,则

mgsinθ-μ1mgcosθ=ma1

解得:a1=2.5m/s2又因为lAB=at12

解得:t1==2s

故vB=a1t1=5m/s

(2)小孩在BC段运动的加速度为a2,则

mgsinθ-μ2mgcosθ=ma2

解得:a2=-2.5m/s2

即小孩做匀减速运动,设最终停在斜面上,其减速运动的位移为x,

0-v02=2a2x

解得:x=5m

所以小孩的最大位移为l=l+x=10m,恰好到达斜面底端.

答:(1)小孩从A点开始下滑到B点需要的时间以及通过B点时的速度大小为5m/s;

(2)小孩恰好滑到斜面的底端C处.

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题型:简答题
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简答题

汽车原来以5m/s的速度沿平直公路行驶,刹车后获得的加速度大小为0.4m/s2则:

(1)汽车刹车后经多少时间停止?滑行距离为多少?

(2)刹车后滑行30m经历的时间为多少?停止前2.5s内滑行的距离为多少?

正确答案

(1)由v=v0+at 得t==s=12.5s

由v2-v02=2as 得 s==31.25m

(2)由s=v0t+at2 得

t2-25t+150=0

解得t=10s或t=15s(舍去)  

根据运动对称性反向观察,

s=v0t+at2=at2=×0.4×(2.5)2=1.25m

答:(1)汽车刹车后经12.5s时间停止,滑行距离为31.25m;

(2)刹车后滑行30m经历的时间为10s,停止前2.5s内滑行的距离为1.25m.

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简答题

一辆汽车在笔直的公路上以72km/h的速度行驶,司机看见红色交通信号灯便踩下刹车.此后,汽车开始做匀减直线速运动,设汽车做匀减速直线运动的加速度为5m/s2

(1)开始制动后,前2S内汽车行驶的距离是多少?

(2)从开始制动到完全停止,汽车行驶的距离为多少?

正确答案

加速度a=-5m/s2,末速度v=0,

汽车运动总时间t==4s

(1)因为t1=2s<t,所以汽车2s末没有停止运动

所以s1=v0t1+at12

=20×2-×5×22m

=30m

(2)汽车完全停止时速度为0,

由公式 vt2-v02=2as知,

s==40m

答:(1)开始制动后,前2S内汽车行驶的距离是30m;

(2)从开始制动到完全停止,汽车行驶的距离为40m.

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简答题

美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-15”型战斗机在跑道上加速时,产生的最大加速度为5.0m/s2,起飞的最小速度是50m/s,弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为30m/s,则:

(1)飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞?

(2)航空母舰的跑道至少应该多长?

正确答案

解:(1)飞机在跑道上运动的过程中,当有最大初速度、最大加速度时,起飞所需时间最短,故有

即飞机起飞时在跑道上的加速时间至少为4.0 s

(2)

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题型:简答题
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简答题

足够长的、倾角为30°的斜面固定在水平地面上,质量是1kg的物体以6m/s的初速度从底端滑上斜面,斜面与物体间的动摩擦因数为.(g取10m/s2)求:

(1)物体滑到最高点所用的时间;

(2)物体滑回底端时的速度大小.

正确答案

①由牛顿第二定律知

mgsin30°+μmgcos30°=ma1

则  t1==0.8s

x==2.4m.

②由牛顿第二定律知  mgsin30°-mgcos30°=ma2

解得a2=gsin30°-μgcos30°=2.5m/s2

则v==m/s=2m/s.

答:(1)物体滑到最高点所用的时间为0.8s.

(2)物体滑回底端时的速度大小为2m/s.

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题型:简答题
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简答题

航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统.已知飞机在跑道上加速时能产生的最大加速度为5.0m/s2,当飞机的速度达到50m/s时才能离开航空母舰起飞.设航空母舰处于静止状态.问:

(1)若要求该飞机滑行160m后起飞,弹射系统必须使飞机具有的初速度至少多大?

(2)若航空母舰上不装弹射系统,要求该飞机仍能从此舰上正常起飞,问该舰甲板至少应多长?

(3)若航空母舰上不装弹射系统,设航空母舰甲板长为160m,为使飞机仍能从此舰上正常起飞,这时可以先让航空母舰沿飞机起飞方向以某一速度匀速航行,则这个速度至少多大?

正确答案

(1)设经弹射系统帮助起飞时初速度为

根据=2ax得,==m/s=30m/s,

故若要求该飞机滑行160m后起飞,弹射系统必须使飞机具有的初速度至少为30m/s.

(2)不装弹射系统时,由=2ax得x==m=250m,

故若航空母舰上不装弹射系统,要求该飞机仍能从此舰上正常起飞,该舰甲板至少应250m长.

(3)以航空母舰为参考系,设航空母舰速度为,由=2ax,其中=0,a=5.0m/s,x=160m,解得v=40m/s,再根据相对速度公式=得,=-v=50-40=10m/s,

故若航空母舰上不装弹射系统,设航空母舰甲板长为160m,为使飞机仍能从此舰上正常起飞,这时可以先让航空母舰沿飞机起飞方向以某一速度匀速航行,则这个速度至少为10m/s.

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题型:填空题
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填空题

在国庆60周年阅兵式中,某直升飞机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,要求该机零时刻由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的匀速受阅区,经过t时间到达C位置,己知:AB段长为L1、BC段长度为L2.求:

(1)直升飞机在BC段的速度大小;

(2)在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小.

正确答案

(1)设在BC段的速度为V、通过AB的时间为t1则在AB段:XAB=Vt1=L1       

在BC段:L2=Vt2 

t2+t2=t     

所以:V=  

(2)在AB段作匀加速直线运动时的加速度:a=

所以:a=

答:(1)直升飞机在BC段的速度大小为

(2)在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2×104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2×10-5C,且都带负电,原来都被按在桌面上的P点.现设法使A物体获得和电场E同方向的初速vA0=12m/s,A开始运动的加速度大小为6m/s2,经△t时间后,设法使B物体获得和电场E同方向的初速vB0=6m/s(不计A、B两物体间的库仑力),求:

(1)在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值;

(2)小物体与桌面之间的阻力f为多大?

(3)如果要使A尽快与B相遇,△t为多大?

正确答案

(1)∵vA0>vB0,且a相同∴只能在A往返过程中与B相遇      

A速度减到零,经过的位移为s==12m,tA==2s      

△Emax=qEs=2×105×2×104×12 J=4.8J                      

(2)A释放后:qE+f=ma                                      

得f=ma-qE=0.2N                                        

(3)要使A在最短时间内与B相遇,则对应B减速到零时与A相遇.

B的最大位移:sB==3m   运动时间:tB==1s      

A返回时:qE-f=ma′

a==m/s2=2m/s2

A返回走了s′=s-sB=9m         

用时tA==3s        

∴△t=tA+tA-tB=4s

答:(1)在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值为4.8J;

(2)小物体与桌面之间的阻力f为0.2N;

(3)如果要使A尽快与B相遇,△t为4s.

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题型:简答题
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简答题

一物体从O点由静止开始做匀加速直线运动,依次经过A、B、C三点,已知AB=L1,BC=L2,且物体在AB段与BC段所用时间相等,求OA的长度.

正确答案

设物体的加速度为a,到达A点的速度为v0,通过AB段和BC点所用的时间为t,

则L1=v0t+at2,①

L1+L2=2v0t+2at2

联立①②解得:a=

v0=

设0与A的距离为L,则L=

将③④代入⑤解得L=

答:OA的长度为

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