- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
(14分)汽车以20m/s的速度在平直公路上匀减速行驶,刹车后经3s速度变为8m/s,求:
(1)刹车后3s内前进的距离及刹车过程中的加速度;
(2)刹车后前进32m所用的时间;
(3)刹车后6s内前进的距离。
(4)驾驶员以20m/s的速度运动时,发现前方70m处有障碍物,若驾驶员的反应时间为0.5s,问汽车以上述加速度刹车是否会出现安全问题?
正确答案
(1) (2)2s (3) 50m (4)不会有安全问题
试题分析:(1) 2分
2分
(2)刹车时间: 2分
(舍去) 2分
(3)车在5s时已静止, 2分
(4)反应时间内: 1分
刹车时间内:
2分
,不会有安全问题。 1分
一个物体做匀变速直线运动,初速度10m/s,方向向东,5s后物体的速度为15m/s,方向向西,试求:
(1)物体运动的加速度的大小;
(2)这5s内物体运动的位移的大小及方向;
(3)这5s内物体运动的路程。
正确答案
(1)-5m/s2(2)12.5m,位移指向西(3)32.5m
试题分析:(1)根据匀变速直线运动的规律
(2)
即位移大小为12.5m,位移指向西。
(3)根据
匀减速阶段的路程
匀加速阶段的路程
总路程
(11分)如图所示,一小物块以水平向左的初速度v0=5m/s通过水平路面AB冲上足够长坡道BC。已知水平路面AB长s1=1.8m,坡道BC与水平面间的夹角α=37°,小物块与路面AB段、BC段的动摩擦因数均为μ=0.25,小物块经过B处时速度大小保持不变。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
⑴小物块向左运动到达B点时的速度大小vB;
⑵小物块在BC段向上运动时的加速度大小a2。
正确答案
⑴vB=4m/s;⑵a2=8m/s2
试题分析:⑴小物块从A运动到B的过程中,在地面对它的滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律可知,其加速度大小为:a1==μg=2.5m/s2
根据匀变速直线运动规律有:2a1s1=-
联立以上两式,并代入数据解得:vB=4m/s
⑵小物块从B点沿BC向上运动的过程中,受重力mg、斜面的支持力N2和滑动摩擦力f2作用,在沿斜面方向上,根据牛顿第二定律有:mgsinα+f2=ma2
在垂直斜面方向上,有:N2-mgcosα=0
根据滑动摩擦定律有:f2=μN2
联立以上三式,并代入数据解得:a2=8m/s2
(14分)滑雪运动员不借助雪杖,从静止由山坡以加速度a1匀加速滑下,测得20s时的速度为20m/s,50s到达坡底,又沿水平面以加速度a2匀减速滑行20s停止,求,
(1)a1和a2
(2)到达坡底后6s末的速度
正确答案
(1);
(2)
(1)设初速度方向为正
2分
1分
设滑到坡底的速度为v1,则
2分
1分
1分
(2)
2分
本题考查匀变速直线运动公式的应用,由加速度的定义,在数值上加速度等于单位时间内速度的变化量,先求的加速度大小,再由速度与时间的关系可求得滑到坡地的速度大小,水平面上由v=at可求得水平面加速度大小,同理由速度与时间的关系可求得到达坡底后6s末的速度
(12分)2008年9月25日,神舟七号飞船运用我国自行研制的长征系列火箭发射成功,28日成功着陆。经查资料:火箭和飞船总质量约44t;点火后第12s末,火箭开始向东稍偏南的方向实施程序拐弯,此时火箭距地面高度为211m。根据以上信息,问:
(1)火箭起飞过程,飞船中的宇航员是处于超重还是失重状态?
(2)假设这12s内火箭做匀加速直线运动,不计空气阻力,则火箭起飞的推进力约为多大?(取g= 10m/s2,结果保留两位有效数字)
正确答案
略
倾角θ=370的斜面体固定在水平地面上,一根轻绳跨过固定在斜面顶端的定滑轮,绳的一端与质量为ml="1" kg的物块A连接,且绳与斜面平行;另一端与质量为m2=3kg的物块B连接.开始时,用手按住A,使B悬于距地面高H=0.6m处,而A静止于斜面底端。如图所示.现释放B,试求此后A在斜面上向上滑行的最大距离? (设斜面足够长,且所有接触面间的摩擦均忽略不计,sin370=0.6,cos370=0.8,g取10m/s2)
正确答案
:
(14分). B物体落地之前,分别对A、B进行受力分析并列方程有:
(15分)一匀强电场,场强方向水平向左,如题7图所示.一个质量为的带正电的小球,从
点出发,初速度的大小为
,在静电力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成
角的直线运动.求:
(1)小球运动的加速度大小.
(2)小球从点运动到最高点的过程中电势能的变化.
正确答案
(1) (2)
试题分析:(1)设小球的电荷量为,因小球做直线运动,则它受到的静电力
和重力
的合力方向必与初速度方向在同一直线上,如图所示.
有: ① (4分)
由此可知,小球做匀减速直线运动的加速度大小为 ② (3分)
(2)设从O点到最高点的位移为,有
③ (2分)
运动的水平距离为 ④ (1分)
由以上各式可得静电力做功 ⑤ (3分)
电势能的变化 ⑥ (2分)
如图8所示,离地面足够高处有一用绳连接的竖直空管,管长为24m,M、N为空管的上、下两端,空管以a=2m/s2的加速度由静止开始竖直向下做加速运动,同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线以初速度v0竖直上抛,不计一切阻力,取g=10m/s2.求:
(1)若小球上抛的初速度为10m/s,3s内小球的位移
(2)若小球上抛的初速度为10m/s,小球经过多长时间从管的N端穿出
(3)若此空管静止时N端离地64m高,欲使在空管到达地面时小球必须落到管内,在其他条件不变的前提下,求小球的初速度v0大小的范围.
正确答案
(1)15m(2)(3)
(1)规定向下为正方向,
方向竖直向下(2分)
(2)设经过时间小球从管的N端穿出
小球的位移为
空管的位移为
(3分)
(3) 设小球初速度v0,空管经时间到达地面
小球在时间下落高度为
,
要落入空管内必须满足的条件为
(5分)
本题考查匀变速直线运动的相遇问题,当物体到达管口时两个物体发生的位移之和两物体原来的距离,根据这个等量关系列式求解
如图所示,一儿童玩具静止在水平地面上,一个幼儿用与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面做直线运动,已知拉力F="3.0" N,玩具的质量m="0.5" kg,经时间t="2.0" s,玩具移动了s="4" m,这时幼儿松开手,问玩具还能运动多远?(取g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).
正确答案
2.6 m
幼儿拉玩具时:s=yat2
Fcosθ-μFN=ma
mg-Fsinθ=FN
2秒末玩具的速度:v=at
μ=,v=4 m/s
撤去拉力后:Ff′=μmg
-Ff′s′=0-ymv2
s′="2.6" m.
幼儿松开手,玩具还能运动2.6 m.
(14分)表演“顶杆”杂技时,一个人站在地上(称为“底人”)肩上扛一长L=6m,质量m1=15kg的竖直竹竿,一质量m2=45kg的演员(可当质点处理)在竿顶从静止开始先匀加速下滑、再匀减速下滑,加速下滑的时间为t1=2s,减速下滑的时间为t2=1s,演员恰从杆顶滑至杆底部(g=10m/s2)。求:
(1)演员下滑过程中的最大速度vm?
(2)演员在减速下滑过程中“底”人对竹竿的支持力F?
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)演员下滑到加速结束时即加速度为0时速度最大,
根据匀变速直线运动,匀加速阶段,匀减速阶段
则:
(2)减速下滑的加速度为a, (2分)
( 1)分
减速阶段对演员有: (2分)
得f=m2(g+a)=630N (1分)
演员受摩擦力向上,竹竿受摩擦力向下
根据平衡条件“底人”对竹竿支持力为F
(2分)
(1分)
(8分)汽车自O点由静止开始在平直公路上做匀加速直线运动,途中依次经过P、Q两根电线杆所用时间为6s,已知P、Q相距60m,经过Q点时的速率为15m/s,则:
(1)汽车经过P时的速率是多少?
(2)汽车的加速度是多少?
(3)OP两点间的距离是多少?
正确答案
(1)(2)
(3)7.5m
试题分析:(1)解:从P到Q的过程为匀变速直线运动:
速度关系有 (2分)
匀变速直线运动位移 (2分)
联立解得: (1分)
(1分)
从O到P的过程中 根据匀变速直线运动规律有
(2分)
(10分)如图所示,质量M=10kg、上表面光滑的足够长的木板在F=50N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右匀速运动.现有足够多的小铁块,它们的质量均为m=1kg,将一铁块无初速地放在木板的最右端,当木板运动了L=1m时,又无初速度地在木板的最右端放上第2块铁块,只要木板运动了L就在木板的最右端无初速度放一铁块.(取g=10m/s2)试问:
(1)第1块铁块放上后,木板运动了L时,木板的速度多大?(结果可带有根号)
(2)最终木板上放有多少块铁块?
(3)最后一块铁块与木板右端距离多远?
正确答案
(1);(2)7 块;(3)
试题分析:解(1)木板最初做匀速运动,由F=μMg解得μ=0.5, 1分
第l 块铁块放上后,木板做匀减速运动,加速度大小为a1,即有:
1分
代人数据解得: 1分
(2)设最终有n块铁块能静止在木板上.则木板运动的加速度大小为:
1分
第1 块铁块放上后:
第2 块铁抉放上后:
第n块铁块放上后:
由上可得: 2分
木板停下时,,得n=6.6.即最终有7块铁块放在木板上. 1分
(3)从放上第1块铁块至刚放上第7 块铁块的过程中,由(2)中表达式可得:
1分
从放上第7 块铁块至木板停止运动的过程中,设木板发生的位移为d ,则:
1分
联立解得: 1分
即最后一块铁块距木板右端.
(10分)做匀加速直线运动的物体途中依次经过A、B、C三点,已知AB="BC=" (
未知),AB段和BC段的平均速度分别为υ1=3m/s、υ2="6m/s" ,则
(1)物体经B点时的瞬时速度υB为多大?
(2)若物体的加速度a=2m/s2,试求AC的距离
正确答案
见解析
本题考查匀变速直线运动的推论,在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于平均速度,由此可求得B点瞬时速度,由两端位移相等,可列式求解
2010年11月22日晚短跑名将劳义在广州亚运会上创造了100m亚洲纪录,他的成绩是10.24s,劳义在短跑项目上有过人的天赋,100米,200米都是他的强项,200米在训练时也能达到20.34秒的好成绩,据悉他下一步训练将侧重200米的训练,比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200m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l00m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l00m时最大速率的96%。(结果保留两位小数)
求:
小题1:加速所用时间和达到的最大速率;
小题2:起跑后做匀加速运动的加速度。
正确答案
小题1:t=1.48s,v=10.69m/s
小题2:a=7.23m/s2
(1)加速所用时间t和达到的最大速率v,(2分)
(2分)联立解得:t=1.48s;v=10.69m/s(各1分)
(2)起跑后做匀加速运动的加速度a,由v=at(2分)解得a=7.23m/s2(2分)。
(10分)从斜面上某一位置,每隔0.1 s释放一个小球,在连续释放几颗后,对在斜面上滑动的小球拍下照片,如图所示,测得sAB="15" cm,sBC="20" cm,试求:
(1)小球的加速度;
(2)拍摄时B球的速度vB;
(3)A球上面滚动的小球还有几个.
正确答案
(1)5 m/s2.(2) 1.75 m/s.(3)还有2个
释放后小球都做匀加速直线运动,每相邻两球的时间间隔均为0.1 s,可以认为A、B、C、D各点是一个球在不同时刻的位置.
(1)由a=知,小球的加速度a=
=5 m/s2.
(2)B点的速度等于AC段上的平均速度,即
vB==1.75 m/s.
(3)设A点小球速度为vA,由于 vB=vA+aT,则vA=vB-aT=1.25 m/s
所以A球的运动时间tA==0.25 s 故在A球上方正在滚动的小球还有2个
本题考查匀变速直线运动推论的应用,经过相邻的相等时间内通过的位移差值恒定不变,由此可求得加速度大小,由平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可求得B点瞬时速度大小,由A点到B点由匀变速直线运动可求得A点速度大小,由此可知A球的运动时间,可判断出上面还有两个小球
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