- 匀变速直线运动规律的综合运用
- 共522题
如图所示,一平直的传送带以速度=2m/s匀速运动,传送带把A处的工件运送到B处,A、B相距L=10m,从A处把工件无初速地放到传送带上,经过时间t=6s,能传送到B处,求:
(1)工件在传送带上加速运动过程中的加速度大小及加速运动的时间;
(2)欲用最短的时间把工件从A处传送到B处,求传送带的运行速度至少多大?
正确答案
解:(1)依题意,因,所以工件在6s内先加速运动后匀速运动
由(1)(2)(3)(4)解得t=2s,a=
(2)若要工件在最短时间传到B,工件加速度为a,设传送速度为v,则
由(5)(6)(7)得
当时,有
,工件一直处于加速状态
一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,在A处把物体轻轻地放到传送带上,经过时间t=6s,物体到达B处,A、B相距L=10m。则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率,物体能较快地传送到B处。要让物体以最短的时间从A处传送到B处,说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍,则物体从A传送到B的时间又是多少?
正确答案
解:在传送带的运行速率较小、传送时间较长时,物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程,设物体匀加速运动的时间为t1,则
(v/2)t1+v(t-t1)=L
所以t1=2(vt-L)/v=(2×(2×6-10)/2)s=2s
为使物体从A至B所用时间最短,物体必须始终处于加速状态,由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变,所以其加速度也不变。而a=v/t=1m/s2。设物体从A至B所用最短的时间为t2,则
(1/2)at22=L
t2==2
s
vmin=at2=1×2m/s=2
m/s
传送带速度再增大1倍,物体仍做加速度为1m/s2的匀加速运动,从A至B的传送时间为2s
如果公路上有一列汽车车队以15 m/s的速度正在匀速行驶,相邻车间距为20 m,后面有一辆摩托车以25 m/s的速度同向行驶,当它距离车队最后一辆车20m时刹车,以0.5 m/s2的加速度做匀减速运动,摩托车在车队旁边行驶而过,设车队车辆数足够多,求:
(1)摩托车最多能与车队中的几辆汽车相遇?
(2)摩托车从赶上车队到离开车队,共经历多长时间?
正确答案
解:(1)设摩托车与某一辆汽车速度相同时需要时间t
则有V1=V2-at, 得:t=20s
在此段时间内摩托车前行距离
汽车前行距离S2=V1=300m
摩托车相遇的汽车数为N=辆
(2)设摩托车与相距最近的汽车相遇需要的时间为t
则有位移关系:
代入数据,化简得:, 解得:
s
即第一次与最后一辆相遇时间为
第二次与最后一辆相遇时间为
第二次与最后一辆相遇时摩托车速度为
即摩托车离开车队时,摩托车没有停止
所以摩托车经历的时间
在平直公路上,以v1=10m/s匀速行驶的一辆摩托车,与以v2=2m/s的速度行驶的一辆汽车同向行驶,某时刻同时经过A点,以后汽车以a=0.5m/s2的加速度开始加速。求:
(1)经过多少时间汽车追上摩托车?
(2)在汽车追上摩托车之前,两车间的最大距离是多少?
正确答案
解:(1)设经过时间t汽车追上摩托车,此时两车的位移相同,则
由v1t= v2t +1/2at2
得t=32s
(2)在汽车追上摩托车之前,当两车速度相等时两车间的距离最大,设此时经历的时间为t1,则
由v1= v2+at1
得t1=16s
此时汽车的位移为:X1= v2t1 +1/2at12=96m
摩托车的位移为:X2= v1t1=160m
所以两车间的最大距离为:△X= X2-X1=64m
在正常情况下,火车以54km/h的速度匀速开过一个小站,现因需要,必须在这个小站停留。火车将到该小站时以0.5m/s2的加速度作匀减速运动,停留2min后,又以0.3m/s2的加速度开出小站,一直到恢复原来的速度,试求因列车停靠小站而延误的时间。
正确答案
解:54km/h=15m/s
火车匀减速驶入小站
火车在站内停留,
火车匀加速开出小站
若火车匀速驶过小站
∴列车停靠小站而延误的时间△t=t总-t总'=200s-40s=160s
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