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题型:简答题
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简答题

足球比赛中,经常使用“边路突破,下底传中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底线附近进行传中。某足球场长90m、宽60m。攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为12m/s的匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2。试求:

(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大?

(2)足球开始做匀减速直线运动的同时,该前锋队员沿边线向前追赶足球。他的启动过程可以视为初速度为0,加速度为2m/s2的匀加速直线运动,他能达到的最大速度为8m/s。该前锋队员至少经过多长时间能追上足球?

(3)若该前锋队员追上足球后,又将足球以10m/s的速度沿边线向前踢出,足球的运动仍视为加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动。与此同时,由于体力的原因,该前锋队员以6m/s的速度做匀速直线运动向前追赶足球,通过计算判断该前锋队员能否在足球出底线前追上。

正确答案

解:(1)已知足球的初速度为,加速度大小为

足球做匀减速运动的时间为:

运动位移为:

(2)已知前锋队员的加速度为,最大速度为,前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为:

之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为:

由于,故足球停止运动时,前锋队员没有追上足球,然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球利用公式

,得

前锋队员追上足球的时间

(3)此时足球距底线的距离为:,速度为v3=10m/s

足球运动到停止的位移为:

所以,足球运动到底线时没停

由公式,足球运动到底线的时间为:t4=1 s

前锋队员在这段时间内匀速运动的位移:

所以前锋队员不能在底线前追上足球

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简答题

如图所示,质量为m=1 kg,长为L=3 m的平板车,其上表面距离水平地面的高度为h=0.2 m,以速度v0=5 m/s向右做匀速直线运动,A、B是其左、右两个端点。从某时刻起对平板车施加一个大小为4N的水平向左的恒力F,并同时将一个小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小球从平板车左端的A点脱离平板车落到地面上不计所有摩擦力,g取10m/s2,求:

(1)小球从放到平板车上开始至落到地面所用的时间;

(2)小球落地瞬间,平板车的速度多大?

正确答案

解:(1)对平板车施加恒力F后,平板车向右做匀减速直线运动,车向左的加速度大小为

小球到达左端A时,车向右的位移

此时车向右的速度v1=

小球到达左端A所用时间设为t1,则

小球离开车后做自由落体运动,设下落时间为t2,则

解得

所以,小球从放到甲板车上开始至落到地面所用的时间t=t1+t2=0.7 s

(2)小球落地瞬间,平板车的速度v2=v1-at2

解得v2=2.2m/s

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甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的,为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记,在某次练习中,甲在接力区前S0=13.5 m处作了标记,并以V=9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令,乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒,已知接力区的长度为L=20 m。求:

(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a。

(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。

正确答案

解:(1)在甲发出口令后,甲乙达到共同速度所用时间为:

设在这段时间内甲、乙的位移分别为S1和S2,则:

S1=S2+S0 联立以上四式解得:

(2)在这段时间内,乙在接力区的位移为:

完成交接棒时,乙与接力区末端的距离为:L-S2=6.5 m

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一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10 m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5 s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在25 m/s以内,问:

(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?

(2)警车发动后要多长时间才能追上货车?

正确答案

解:(1)当两车速度相等时,它们的距离最大。设警车发动后经过t1时间两车的速度相等,则

t1=

此时两车位移

所以两车间的最大距离△x=x-x=75 m

(2)警车刚达到最大速度v=25 m/s的时间=10s

此时两车位移为,x'=v(t0+t2)=155m

由于x'< x',所以此时警车还没有追上货车

警车达到最大速度后做匀速运动,设再经过△t追赶上货车,则

所以警车发动后要经过t=t2+△t= 12 s才能追上货车

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如图所示,一平直的传送带以速度v=2 m/s匀速运行,传送带把A点处的零件运送到B点处,A、B两点之间相距L=10 m,从A点把零件轻轻地放到传送带上,经过时间t=6 s,送到B点,如果提高传送带的运动速率,零件能较快地传送到B点,要让零件用最短的时间从A点传送到B点处,说明并计算传送带的运动速率至少应多大?如果把求得的速率再提高一倍,则零件传送时间为多少?

正确答案

解:零件放在传送带上后,先加速,当速度达到传送带运行速度时,将以此速度匀速运动。设零件加速度为a,则+(t-)×v=L

即:+(6-)×2=10,得a=1 m/s2

若传送带运行速度足够大,零件一直加速到B处,则时间最短,设为tmin,则

atmin2=10,tmin=2 s

此时零件速度v=atmin=2 m/s

传送带运行速度应不小于此速度

若把速率再提高一倍,零件的加速度不变,则零件传送仍需2 s

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