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题型:简答题
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简答题

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222=160m

甲车发生的位移应为120=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)2022解得0=6s

两车相遇时甲车行驶的路程是11(0)2=245m

(2)当乙车刚启动时,甲车的速度110=15m/s

两车相遇时甲车的速度21(0)=35m/s

图像如图所示

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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222=160 m

甲车发生的位移应为120=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)2022解得0=6 s,两车相遇时甲车行驶的路程是11(0)2=245 m

(2)当乙车刚启动时,甲车的速度110=15 m/s

两车相遇时甲车的速度21(0)=35 m/s

图像如图所示

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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.

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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:υ2212=-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.

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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=v=v0+at,解得t=16s,

此过程甲车位移x=vt=64 m,乙车位移x=192 m.由于x+125 m,所以两车会发生撞车事故.

(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+vt=v0t+,v=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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