- 匀变速直线运动规律的综合运用
- 共522题
一物体由静止开始以加速度a1匀加速运动,经过一段时间后,加速度突然反向,且大小变为a2经过相同时间恰好回到出发点,速度大小为5m/s。求物体加速度改变时速度的大小和a1/a2的值。
正确答案
2.5m/s,1/3
一辆长为5m的汽车以v1=15m/s的速度行驶,在离铁路与公路交叉点175m处,汽车司机突然发现离交叉点200m处有一列长300m的列车以v2=20m/s的速度行驶过来,为了避免事故的发生,汽车司机应采取什么措施?(不计司机的反应时间,要求具有开放性答案)
正确答案
解:若汽车先于列车通过交叉点,则用时
而
汽车必须加速,设加速度为a1,则
得
若汽车在列车之后通过交叉点,则汽车到达交叉点用时
又
汽车必须减速,而且在交叉点前停下来,设汽车的加速度大小为a2,则
所以汽车司机可以让汽车以m/s2加速通过或以
m/s2减速停下
某校课外活动小组自制了一枚质量为3.0kg的实验用火箭。设火箭发射后,始终沿竖直方向运动。火箭在地面点火后升至火箭燃料耗尽之前可认为做初速度为零的匀加速运动,经过4.0s到达离地面40m高处燃料恰好耗尽。忽略火箭受到的空气阻力,g取10m/s2。求:
(1)燃料恰好耗尽时火箭的速度大小;
(2)火箭上升离地面的最大高度;
(3)火箭加速上升时受到的最大推力的大小。
正确答案
解:(1)设燃料恰好耗尽时火箭的速度为v,根据运动学公式
解得m/s=20m/s
(2)火箭燃料耗尽后能够继续上升的高度m=20m
火箭离地的最大高度:H=h+h1=40+20=60m
(3)火箭在飞行中质量不断减小,所以在点火起飞的最初,其推力最大。根据加速度定义及牛顿第二定律=5m/s2
F-mg=ma
F=m(g+a)=3×(10+5)=45N
4×100m接力赛是奥运会上最为激烈的比赛项目,有甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现,甲短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程。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处作了标记,当甲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立即起跑(忽略声音传播的时间及人的反应时间),已知接力区的长度为L=20m,设乙起跑后的运动是匀加速运动,试求:
(1)若s0=13.5m,且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒,则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大?
(2)若s0=16m,乙的最大速度为8m/s,并能以最大速度跑完全程,要使甲乙能在接力区完成交接棒,则乙在听到口令后加速的加速度最大为多少?
正确答案
解:(1)设经过时间t,甲追上乙,则根据题意有vt-vt/2=13.5m
将v=9m/s代入得到:t=3s
又v=at
解得:a=3m/s2
在追上乙的时候,乙走的距离为s 则:s=at2/2
代入数据得到s=13.5m
所以乙离接力区末端的距离为△s=20m-13.5m=6.5m
(2)由题意可知,乙的加速度越大,在完成交接棒时走过的距离越长。当在接力区的边缘完成交接棒时,乙的加速度最大,设乙的加速度为a2
动的时间t=
乙加速的时间t1=
L=a2t12+v乙(t-t1)
a2=m/s2=2.67m/s2
为研究钢球在液体中运动时所受阻力的阻力常数,让钢球从某一高度竖直下落进入液体中运动,用闪光照相的方法拍摄出钢球在不同时刻的位置,如图所示。已知钢球在液体中运动时所受阻力F=kv2,闪光照相机的闪光频率为f,图中刻度尺的最小分度为s0,钢球质量为m,求阻力常数k的表达式。
正确答案
mg/4s02f2
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