- 匀变速直线运动规律的综合运用
- 共522题
汽车的加速性能用车的速度从0到100km/h(按30m/s估算)的加速时间来表示,这个时间越短,汽车启动时的加速性能就越好。下表列出了两种汽车的性能指标。现让甲、乙两车在同一条平直公路上同向行驶,乙车在前,甲车在后,两车相距85m。甲车先启动,经过一段时间0乙车再启动。若两车从静止启动后均以各自的最大加速度匀加速运动,在乙车开出8s时两车相遇,则
(1)0应该满足的条件是什么?在此条件下,两车相遇时甲车行驶的路程是多少?
(2)以乙车刚刚启动时为=0时刻,在同一个坐标系内画出甲、乙两车从乙车启动到两车相遇过程中的-图像。
正确答案
解:(1)首先确定两车相遇前各自的运动情况,是都在匀加速运动,还是一个匀加速运动一个匀速运动,还是都在匀速运动
甲车的加速度为1==2.5 m/s2加速到速度最大时所需时间1=
=16s
乙车的加速度为2==5m/s2加速到速度最大时所需时间2=
=10s
乙车开动8s时两车相遇,相遇时乙车发生的位移2=22=160m
甲车发生的位移应为1=2+0=245m
甲车由速度为零加速到最大速度发生的位移==320m
因为>1所以两车相遇时两车都是处于加速阶段,故有1(0+)2=0+
22解得0=6s
两车相遇时甲车行驶的路程是1=1(0+)2=245m
(2)当乙车刚启动时,甲车的速度1=10=15m/s
两车相遇时甲车的速度2=1(0+)=35m/s
则-图像如图所示
汽车的加速性能用车的速度从0到100 km/h(按30 m/s估算)的加速时间来表示,这个时间越短,汽车启动时的加速性能就越好。下表列出了两种汽车的性能指标。
现让甲、乙两车在同一条平直公路上同向行驶,乙车在前,甲车在后,两车相距85 m。甲车先启动,经过一段时间0乙车再启动。若两车从静止启动后均以各自的最大加速度匀加速运动,在乙车开出8 s时两车相遇,则
(1)0应该满足的条件是什么?在此条件下,两车相遇时甲车行驶的路程是多少?
(2)以乙车刚刚启动时为=0时刻,在同一个坐标系内画出甲、乙两车从乙车启动到两车相遇过程中的-图像。
正确答案
解:(1)首先确定两车相遇前各自的运动情况,是都在匀加速运动,还是一个匀加速运动一个匀速运动,还是都在匀速运动
甲车的加速度为1==2.5 m/s2加速到速度最大时所需时间1=
=16 s
乙车的加速度为2==5 m/s2加速到速度最大时所需时间2=
=10 s
乙车开动8 s时两车相遇,相遇时乙车发生的位移2=22=160 m
甲车发生的位移应为1=2+0=245 m
甲车由速度为零加速到最大速度发生的位移==320 m
因为>1,所以两车相遇时两车都是处于加速阶段,故有1(0+)2=0+
22解得0=6 s,两车相遇时甲车行驶的路程是1=
1(0+)2=245 m
(2)当乙车刚启动时,甲车的速度1=10=15 m/s
两车相遇时甲车的速度2=1(0+)=35 m/s
则-图像如图所示
额定功率为80KW的汽车,在某平直的公路上行驶的最大速度为20m/s,汽车的质量m=2×103kg.如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,运动过程中阻力不变,求:
(1)汽车所受的恒定阻力是多大
(2)3秒末汽车瞬时功率是多大.
正确答案
(1)当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,又根据p=Fv可知:
f=F==
N=4000N
(2)汽车在达到额定功率前做匀加速直线运动,设匀加速运动的时间为t,达到额定功率时速度为v,
由a==
得:F=8000N
由p=Fv得 v=10m/s
t==
=5s
因为3s<5s
所以3s末汽车仍做匀加速直线运动,故v3=at3=6m/s
所以p3=FV3=48KW
答:汽车所受的恒定阻力是4000N;3秒末汽车瞬时功率是48KW.
质量为M的平板长为L=0.88m,在光滑的水平面上以速度υ0 向右匀速运动,在平板上方存在厚度d=2cm的“相互作用区域”(如图中虚线部分所示),“相互作用区域”上方高h=20cm处有一质量为m的静止物块P.当平板M的右端A经过物块P正下方的瞬时,P无初速度释放.物块P以速度υ1进入相互作用区时,除重力之外,P立即受到一个竖直向上的恒力F.已知F=11mg,取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.
试求:(1)物块P下落至与平板刚接触时的速度υ2多大?
(2)欲使物块P不落到平板M上,平板速度υ0应不小于多少?
正确答案
(1)P先做自由落体运动,有:υ12=2gh ①
之后进入相互作用区域,受向上的恒力F和重力作用,由牛顿第二定律得:
F-mg=ma,即:11mg-mg=ma ②
P物体做匀减速运动,有:υ22-υ12=-2ad ③
由①、②、③解得 υ2=0
(2)P先做自由落体运动过程,有h=gt1④
进入相互作用区做匀减速运动的末速为零,故有d=at2⑤
且a=10g ⑥
由式④、⑤、⑥解得 t1=0.2s t2=0.02s
所以,P释放后到与平板接触经历的时间为
t=t1+t2=0.2s+0.02s=0.22s
欲使物块P不落到平板M上,应满足v0t>L,于是得:
v0>=
m/s=4m/s.
答:(1)物块P下落至与平板刚接触时的速度υ2为0;
(2)欲使物块P不落到平板M上,平板速度υ0应不小于4m/s.
晚间,甲火车以4 m/s的速度匀速前进,当地乙火车误入同一轨道,且以20 m/s的速度追向甲车, 当乙车司机发现甲车时两车相距仅125 m,乙车立即制动,已知以这种速度前进的火车制动后需经过200 m才能停止,
(1)问是否会发生撞车事故?
(2)若要避免两车相撞,乙车刹车的加速度至少应为多大?
正确答案
解:(1)乙车制动时的加速度-1 m/s2.
当甲、乙两车速度相等时有v甲=v乙=v0+at,解得t=16s,
此过程甲车位移x甲=v甲t=64 m,乙车位移x乙=192 m.由于x甲+125 m
(2)两车不相撞的临界条件是到达同一位置时两车的速度相同,则125+v甲t=v0t+,v甲=v0+a0t, 代入数据解得t=15.625 s,a0=-1.024 m/s2.
即为使两车不相撞,乙车刹车的加速度至少为1. 024 m/s2.
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