- 匀变速直线运动规律的综合运用
- 共190题
甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。
正确答案
见解析。
解析
设汽车甲在第一段时间间隔末(时间t0)的速度为,第一段时间间隔内行驶的路程为s1,加速度为,在第二段时间间隔内行驶的路程为s2。由运动学公式得① ② ③
设乙车在时间t0的速度为,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为、。同样有④ ⑤ ⑥
设甲、乙两车行驶的总路程分别为、,则有⑦ ⑧
联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶的总路程之比为⑨
知识点
短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69 s和l9.30 s。假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15 S,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200 m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00 m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑l00 m时最大速率的96%。求:
(1)加速所用时间和达到的最大速率:
(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
正确答案
见解析
解析
(1)设加速所用时间为t(以s为单位),迅速运动的速度为v(以m/s为单位),
则有①
②
由①②式得 ③ ④
(2)设加速度大小为,则 ⑤
知识点
一物体作匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用的时间为t1,紧接着通过下一段位移Δx所用的时间为t2。则物体运动的加速度为
正确答案
解析
物体作匀加速直线运动在前一段△x所用的时间为t1,平均速度为v1=,即为0.5t1时刻的瞬时速度;物体在后一段△x所用的时间为t2,平均速度为v2=,即为0.5t2时刻的瞬时速度。速度由v1变化到v2的时间为△t=,所以加速度a==,A正确。
知识点
如图所示,四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切,它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内,圆轨道OA的半径R=0.45m,水平轨道AB长S1=3m, OA与AB均光滑。一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了S2=3.28m时速度υ=2.4m/s,此时滑块恰好落入小车中。已知小车质量M=0.2kg,与CD间的动摩擦因数μ=0.4。(取g=10m/s2)求
(1)恒力F的作用时间t。
(2)AB与CD的高度差h。
正确答案
(1)1s (2)0.8m
解析
(1)设小车在恒力F作用下的位移为l,由动能定理得
F l − μMg s2 =Mυ2
由牛顿第二定律得
F − μMg = Ma
由运动学公式得
l = a t2
联立以上三式,带入数据得
a = 4m/s2 t = = 1 s
(2)滑块由O滑至A的过程中机械能守恒,即
mgR = mυA2
AB段运动时间为
t == 1s
故滑块离开B后平抛时间与小车撤掉恒力F后运动时间相同。
由牛顿第二定律得:
μMg = Ma′
由运动学公式得
υ = a t − a′t′
由平抛规律得
h =g t′ 2
带入数据得:h = 0.8m
知识点
如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出, 砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验. 若砝码和纸板的质量分别为m1 和m2,各接触面间的动摩擦因数均为. 重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中,=0.5kg, =0.1kg,,砝码与纸板左端的距离d =0.1 m,取g =10 . 若砝码移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
正确答案
(1)
(2)
(3)
解析
(1)砝码对纸板的摩擦力 ,桌面对纸板的摩擦力,
由解得
(2)设砝码的加速度为,纸板的加速度为,则发生相对运动
解得
(3)纸板抽出前,砝码运动的距离纸板运动的距离
纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离
由题意知 解得
代入数据得
知识点
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