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题型:简答题
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简答题

某公共汽车的运行非常规则,先由静止开始匀加速启动,当速度达到时再做匀速运动,进站前开始匀减速制动,在到达车站时刚好停住。公共汽车在每个车站停车时间均为。然后以同样的方式运行至下一站。已知公共汽车在加速启动和减速制动时加速度大小都为,而所有相邻车站间的行程都为,有一次当公共汽车刚刚抵达一个车站时,一辆电动车刚经过该车站一段时间,已知该电动车速度大小恒定为,而且行进路线、方向与公共汽车完全相同,不考虑其他交通状况的影响,试求:

(1)公共汽车从车站出发至到达下一站所需的时间是多少?

(2)若从下一站开始计数,公共汽车在刚到达第站时,电动车也恰好同时到达此车站,为多少?

正确答案

解:(1)公共汽车启动时加速所用的时间为t1

t1=V1/a,得t1=10s

启动加速时行驶的路程为S1

S1=,得S1=50m

上面所求时间和路程同时也是制动减速所用的时间和路程,所以汽车每次匀速行驶所经过的路程为S2 S2=S-2S1,得S2=500m

匀速行驶所花时间为t2

t2=S2/V1,得t2=50s

所以公共汽车在每两站之间运动所经历的时间为t=2t1+t2=70s

(2)电动车到达第n站所用的总时间为T

T=n(t+Δt)+t0

所以有V2T=nS

代入数据可求得n=12

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简答题

如图,一滑块通过长度不计的短绳拴在小车的板壁上,小车上表面光滑。小车由静止开始向右匀加速运动,经过2s,细绳断裂。细绳断裂后,小车的加速度不变,又经过一段时间,滑块从小车左端掉下,在这段时间内,已知滑块相对小车前3s内滑行了4.5m,后3s内滑行了10.5m。求:

(1)小车底板长是多少?

(2)从小车开始运动到滑块离开车尾,滑块相对于地面移动的距离是多少?

正确答案

解:设小车加速度为a

断裂时:车和物块的速度为

断裂后:小车的速度,小车的位移,滑块的位移

前3s:

设后3s初速度为v1',小车位移,滑块位移

解得

所以后3s实际上是从绳断后2s开始的,滑块与小车相对运动的总时间为

(1)小车底板总长

(2)滑块在这段时间内的对地位移

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某公共汽车的运行非常规则,先由静止开始匀加速启动,当速度达到时再做匀速运动,进站前开始匀减速制动,在到达车站时刚好停住。公共汽车在每个车站停车时间均为。然后以同样的方式运行至下一站。已知公共汽车在加速启动和减速制动时加速度大小都为,而所有相邻车站间的行程都为,有一次当公共汽车刚刚抵达一个车站时,一辆电动车刚经过该车站一段时间,已知该电动车速度大小恒定为,而且行进路线、方向与公共汽车完全相同,不考虑其他交通状况的影响,试求:

(1)公共汽车从车站出发至到达下一站所需的时间是多少?

(2)若从下一站开始计数,公共汽车在刚到达第站时,电动车也恰好同时到达此车站,为多少?

正确答案

解:(1)公共汽车启动时加速所用的时间为t1,t1=V1/a

得t1=10s

启动加速时行驶的路程为S1,S1=

得S1=50m

上面所求时间和路程同时也是制动减速所用的时间和路程,所以汽车每次匀速行驶所经过的路程为S2S2=S-2S1

得S2=500m

匀速行驶所花时间为t2,t2=S2/V1

得t2=50s

所以公共汽车在每两站之间运动所经历的时间为t=2t1+t2=70s

(2)电动车到达第n站所用的总时间为T,T=n(t+Δt)+t0

所以有V2T=nS

代入数据可求得n=12

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2004年1月25日,继“勇气”号之后,“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星。在人类成功登陆火星之前,人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球,也发射了一种类似四轮小车的月球探测器。它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10s向地球发射一次信号。探测器上还装着两个相同的减速器(其中一个是备用的),这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2。某次探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物。此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作。下表为控制中心的显示屏的数据:

已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快,科学家每次分析数据并输入命令最少需要3s。问:

(1)经过数据分析,你认为减速器是否执行了减速命令?

(2)假如你是控制中心的工作人员,应采取怎样的措施?加速度需满足什么条件?请计说明。

正确答案

解:(1)设在地球和月球之间传播电磁波需时为

从前两次收到的信号可知:探测器的速度

由题意可知,从发射信号到探测器收到信号并执行命令的时刻为9:1034;控制中心第三次收到的信号是探测器在9:1039发出的

从后两次收到的信号可知探测器的速度

可见,探测器速度未变,并未执行命令而减速,减速器出现故障

(2)应启用另一个备用减速器。再经过3s分析数据和1s接收时间,探测器在9:1044执行命令,此时距前方障碍物距离s=2m。设定减速器加速度为,则有m,可得m/s2即只要设定加速度m/s2,便可使探测器不与障碍物相撞

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猎狗能以最大速度ν1=10m/s持续地奔跑,野兔只能以最大速度ν2=8m/s的速度持续奔跑。一只野兔在离洞窟s1=200m处的草地上玩耍,被猎狗发现后以最大速度朝野兔追来。兔子发现猎狗时与猎狗相距s2=60m,兔子立即跑向洞窟。设猎狗、野兔、洞窟总在同一直线上,则野兔的加速度至少要多大才能保证安全回到洞窟?

正确答案

解:若野兔一直加速,则

猎狗:

 野兔:

∴兔子应该先加速后匀速

设加速时间为t1,则

∴兔子的加速度为

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