- 匀变速直线运动规律的综合运用
- 共522题
航口母舰上往往装有帮助起飞的弹射系统.若已知某型号的战斗机在跑道上加速时产生的最大加速度为5m∕s,起飞时速度为50m∕s,问:
(1)如果要求该飞行滑行90m后起飞,则飞机被弹射出的速度为多大?
(2)如果航空母舰上不装弹射系统,要求该飞机仍能在此舰上正常起飞,则该舰跑道的长度至少为多少?
正确答案
(1)根据v2-v02=2ax得,飞机被弹射出的速度v0==
m/s=40m/s;
(2)根据v2=2ax′得,跑道的至少长度x==
=250m.
答:(1)飞机被弹射出的速度为40m/s;
(2)该舰跑道的长度至少为250m.
如图所示,在一个倾斜的长冰道上方,一群穿相同冰鞋的小孩子排成队,每隔1s有一个小孩从某一起始线开始往下滑,一游客对着冰道上的孩子拍下一张照片,照片上有甲、乙、丙、丁四个孩子,他根据照片与实物的比例推算出乙和甲、乙和丙之间的距离分别为12.5m和17.5m。若不考虑一切阻力且曝光时间可忽略不计,请你据此求解下列问题:(g取10 m/s2)
(1)冰道的倾角是多少?
(2)拍照时,最下面的小孩丁的速度是多少?
(3)拍照后0.5s时,甲和乙之间的距离是多少?
正确答案
解:(1)甲、乙之距s1=12.5 m,乙、丙之距s2=17.5 m
由s2-s1=aT2得a=m/s2=5 m/s2
由牛顿第二定律mgsinθ=ma,得sinθ==
,θ=30°
(2)v乙==
m/s=15 m/s
v丁=v乙+a×2T=(15+5×2×1)m/s=25 m/s
(3)拍照后0.5s,S乙=15×+
×5×
=8.125m
v甲=v乙-a×1=10 m/s
拍照后0.5s,S甲=10×+
×5×
=5.625 m
拍照后0.5s时,甲和乙之间的距离d'=12.5+8.125-5.625=15 m
一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3.0m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动,恰在这时一辆自行车以6.0m/s的速度从后面匀速驶来,超过汽车.求:
(1)汽车追上自行车前,两者间距离最大时汽车的速度;
(2)汽车追上自行车之前,两者间的最大距离;
(3)汽车启动后追上自行车所需的时间.
正确答案
(1)当汽车的速度与自行车的速度大小相等时,两者间的距离最大,即 v汽车=v自行车=6.0m/s…①
(2)设从汽车启动到汽车与自行车距离最大这段时间为t.因为汽车做匀加速直线运动,所以:v汽车=at…②
所以:t==
s=2.0s
x汽车=at2=
×3.0×2.02m=6.0m… ③
而自行车做匀速直线运动,所以有:x自行车=v自行车t=6.0×2.0m=12.0m…④
此时汽车与自行车的最大距离为:△xmax=x自行车-x汽车=12.0m-6.0m=6.0m…⑤
(3)设汽车追上自行车所需时间为t′,此时有:=
…⑥
而 =
at′2…⑦
=v自行车t′…⑧
则由⑥⑦⑧式可得:t′==
s=4.0s…⑨
答:(1)汽车追上自行车前,两者间距离最大时汽车的速度为6m/s;
(2)汽车追上自行车之前,两者间的最大距离是6m;
(3)汽车启动后追上自行车所需的时间是4s.
如图所示,质量分别为0.4kg和0.6kg的可视为质点的A、B两物体,放在质量为1kg的足够长的小车C 上.A、B相距L=12.5cm,它们随车以v0=1.0m/s的速度在光滑的水平面上向右匀速运动.若在小车上加一水平向右的推力F=3.8N,A、B便在小车上滑动.已知A、B与小车间的动摩擦因数分别为μA=0.2,μB=0.1,g取10m/s.2.
(1)试求经过多长时间A、B两物体在车上相碰?
(2)若在A、B相碰前的瞬间撤去推力F,碰后A、B的速度分别变成了v'A=1.75m/s与v'B=2.0m/s.试求A、B相碰点距小车左端至少几厘米远,A物体才不致于从小车C上滑下.
正确答案
(1)A的加速度aA==μAg=0.2×10=2(m/s2)
B的加速度aB==μBg=0.1×10=1(m/s2)
C的加速度
ac==
=2.4(m/s2)
设AB经t秒相碰,由SAB=aABt2、aAB=aA-aB得:
t==
=0.5(s)
(2)由vt=v0+at,A、B碰前瞬间A、B、C的速度分别为vA=v0+aAt=1+2×0.5=2(m/s)
vB=v0+aBt=1+1×0.5=1.5(m/s)
vC=v0+aCt=1+2.4×0.5=2.2(m/s)
设碰后C的速度为v'C,根据动量守恒有:mAvA+mBvB+mCvC=mAv′A+mBv′B+mCv′C
代入数据解得v′C=2.0m/s,v′A=1.75m/s<v′C,而v′B=v′C,故BC相对静止,A相对C向后滑动.
A加速的加速度为aA==μAg=0.2×10=2(m/s2)
若B不相对C滑动,则C减速的加速度为aC==
=0.5(m/s2)
而0.5m/s2小于B自由滑动的加速度(1m/s2),故B不会再相对C滑动.
若A不从C上滑下,最终A与BC会以共同速度做匀速运动.
设A与C达到共同速度前,A相对C向后滑动的位移为SAC,则由
-
=2a相S相、a相=aA+aC得:
SAC=||=
=0.0125(m)=1.25cm
故A、B相碰点距小车左端至少1.25厘米远,A物体才不致于从小车C上滑下.
答:
(1)经过0.5sA、B两物体在车上相碰.
(2)A、B相碰点距小车左端至少1.25厘米远,A物体才不致于从小车C上滑下.
在12m高的塔上,以一定的初速度竖直上抛一物体,经2s到达地面,则①物体抛出时的速度为多大?②物体落地时的速度为多大?③物体上升的最大高度(离地面的高度)是多少?(g=10m/s2)
正确答案
①以竖直向上为正方向
-h=v0t-gt2
解得:
v0=4m/s
②由速度关系:v=v0-gt
解得:
v=16m/s
③物体上升最大高度:
hmax=
解得:
hmax=0.8m
物体距离地面的最大高度:
Hmax=hmax+h=12.8m
答:
①物体抛出时的速度为4m/s
②物体落地时的速度为16m/s
③物体上升的最大高度(离地面的高度)是12.8m
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