- 匀变速直线运动的位移公式
- 共1568题
A、B两列火车,在同一轨道上,同向行驶.A车在前,速度vA=10米/秒;B车在后,速度vB=30米/秒;B距A车500米处,才发现前方有A车,B车立即刹车,但要经过1800米才能停止.若B车在刹车时发出信号,A车司机经t1=2秒后收到信号并立即做匀加速运动,求A车的加速度至少多大,才能避免两车相撞?
正确答案
令A车的加速度为a,则根据题意B车初速度为30m/s,刹车1800m才能停下,根据匀变速直线运动的规律可以求出B车刹车时的加速度
aB=m/s2=-0.25m/s2
根据追击条件,当两车速度相等时所经历的时间为t,则有:
vB0+aBt=vA0+a(t-2)①
不发生碰撞条件是:
vB0t+aBt2≤vA0(t-2)+
a(t-2)2+500 ②
代入数据可解得:t=49.23 s aA=0.163 m/s2答:求A车的加速度至少为aA=0.163 m/s2,才能避免两车相撞.
猎狗能以最大速度v1=10m/s持续地奔跑,野兔持续奔跑的最大速度只能为v2=8m/s.一只野兔在离洞穴s1=200m的某处草地上吃草,被猎狗发现后,猎狗以最大速度做匀速直线运动径直朝野兔追来.野兔发现猎狗时,与猎狗相距s2=60m,兔子立即掉头加速跑向洞穴(加速过程可以看作匀加速直线运动).如图三者在同一直线上,求野兔的加速度至少为多大才能保证安全回到洞穴?
正确答案
对猎狗s1+s2=v1t
得 t=26s
设野兔的加速度至少为a才能安全回洞窟,时间为t.
对野兔,若一直做加速直线运动,则到达洞窟的速度v==
m/s>v2,不符合题设条件.
故野兔应先加速运动,后以速度v2匀速运动.
设加速时间为t0,则有
s1=v1t0+v1(t-t0)
得 t0=2s
故a==4m/s2
答:野兔的加速度至少要4m/s2才能保证安全回到洞窟.
如图所示,有若干相同的小球,从斜面上的某一位置每隔0.1s无初速度地释放一颗,在连续释放若干钢球后,对准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如图所示的照片,测得AB=15cm,BC=20cm.求:
(1)小球的加速度a;
(2)拍摄照片时B球的速度.
(3)A球上面还有几颗正在滚动的钢球?
正确答案
(1)由△x=aT2得:
小球下滑的加速度a==
m/s2=5m/s2;
(2)B球的速度vB等于AC段上的平均速度,即有
vB==
=
m/s=1.75m/s
(3)由vB=vA+aT得,vA=vB-aT=1.75m/s-0.5m/s=1.25m/s
则A球运动的时间为tA==0.25s
由于T=0.1s,则A球上面滚动的小球还有2颗.
(1)小球的加速度是5m/s2.
(2)拍摄时B球的速度vB是1.75m/s.
(3)A球上面滚动的小球还有2颗.
一火车以2m/s的初速度,0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,求:
(1)火车在第3s末的速度是多少?
(2)在前4s内的平均速度是多少?
正确答案
(1)根据v=v0+at得,v=2+0.5×3m/s=3.5m/s.
(2)根据x=v0t+at2得,x=2×4+
×0.5×16m=12m
则平均速度=
=
m/s=3m/s.
答:(1)火车在第3s末的速度是3.5m/s.
(2)在前4s内的平均速度为3m/s.
平直公路上有甲、乙两辆汽车,甲以0.5m/s2的加速度由静止开始行驶,乙在甲的前方200m处以5m/s的速度做同方向的匀速运动,问:
(1)甲用多长时间能追上乙?
(2)在追赶过程中,甲、乙之间的最大距离为多少?
正确答案
(1)设甲经过时间t追上乙,则有:
x甲=a甲t2,x乙=v乙t
根据追及条件,有:a甲t2=x0+v乙t,
代入数值,解得:t=40s和t=-20 s(舍去).
(2)在追赶过程中,当甲的速度小于乙的速度时,甲、乙之间的距离在逐渐增大;当甲的速度大于乙的速度时,甲、乙之间的距离便不断减小;当v甲=v乙时,甲、乙之间的距离达到最大值.
由:a甲t1=v乙得:t1==
s=l0 s.
即甲在10 s末离乙的距离最大,最大距离为:
xmax=x0+v乙t1-a甲t12=200m+5×10m-
×0.5×102m=225m
答:(1)甲用40s时间能追上乙.
(2)在追赶过程中,甲、乙之间的最大距离为225m.
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