- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
如图所示是质点在30秒内的v-t图象.由图可知,质点做______运动,它运动的加速度是______.
正确答案
由图可知,速度随时间均匀减小,故质点做匀减速直线;
加速度a==
=-1m/s2
故答案为:匀减速直线,-1m/s2.
如右图是一个物体的运动图线,由图可知AB段的加速度为______ m/s2,BC段的加速度为______ m/s2,物体在这段时间内通过的总路程为______m.
正确答案
由图象可知AB段做匀减速运动,a==
=-0.75m/s2,
BC段做匀速运动,加速度为0,图象与坐标轴围成的面积表示路程,图象与时间轴围成的面积中共有20格,每个面积为0.5,所以总路程为20×0.5=10m
故答案为:-0.75;0;10
(9分)一个物体质量m=50kg,以υo=2m/s的初速度沿斜面匀加速滑下,如图所示,斜面的倾角θ=37o,在t=5s的时间内滑下的位移为χ=60m。(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)
(1)对物体进行受力分析,画出受力图
(2)求物体的加速度的大小
(3)求物体受到的阻力的大小
正确答案
⑴ 见下图 ⑵ 4m/s2 ⑶ 100N
试题分析:⑴ 如图 2分
⑵ 根据匀变速直线运动规律:x=u0t+at2 a=
a = m/s2 ="4" m/s2 3分
⑶分解重力:G1=mgcos370=400N 1分 G2=mgsin370 =300N 1分
根据牛顿第二定律:G2—f=ma f= G2— ma="300" N—50×4 N=100N 2分
(12分)如图所示,一质量为M的长木板静止在水平面上,有一质量为m的小滑块以一定的水平速度冲上木板,已知滑块和木板之间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求
(1)若滑块在木板上滑动时,木板能保持静止不动,木板和地面之间的动摩擦因数须满足什么条件?
(2)若长木板的质量M=0.2kg,长木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.1.滑块的质量也为0.2kg。滑块以v0=1.2m/s的速度滑上长板的左端,小滑块与长木板间的动摩擦因数μ0=0.4.滑块最终没有滑离长木板,求滑块在开始滑上长木板到最后静止下来的过程中,滑块滑行的距离是多少?(g=10m/s2)
正确答案
0.24m
试题分析:(1)长木板受到滑块向前的摩擦力
设长木板与地面之间的动摩擦因数为
长木板受到地面的最大静摩擦力大小
由题意得:
即:
(2)对m:μ0mg=ma2 解得:a2=4m/s2
对M:μ0mg-μ(M+m)g=Ma1 解得:a1=2m/s2
设经历时间为t两者速度相同,则:v0-a2t=a1t
解得:t="0.2s"
两者共同速度为:v= a1t =0.4m/s
两者相对静止前,小滑块的位移:s1=v0t-a2t2/2=0.16m
达到共同速度后对滑块和木板:μ(M+m)g=(M+m)a3
滑行位移为:s2=v2/2a3 解得:s2=0.08m
小滑块的总位称为:s=s1+s2=0.24m
静止在水平地面上的木箱,质量m=50kg。若用F=400N的水平恒力推它,可以在5s内使它移动x=50m。
(1)求木箱与地面间的动摩擦因数;
(2)若用大小为400N、方向与水平方向夹角为37°(cos37°=0.8)斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动,要使木箱能够到达50m远处,求木箱在拉力作用下移动的最小距离?(取g=10m/s2)
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)对木箱受力分析,
由牛顿第二定律有:
即 ①
由运动学公式,有
即 ②
解得: ③
(2)需要拉力作用的位移最小,故重物应先在拉力作用下加速度再撤去拉力使木箱减速,到达50cm处速度恰好减为0。设加速度的加速度大小为a1,减速度的加速度大小为a2。 ④
由牛顿第二定律:加速时有:
水平方向 ⑤
竖直方向 ⑥
减速时有 ⑦
且有: ⑧
⑨
解得: ⑨
点评:第二问中关键是知道木箱在拉力作用下移动的最小距离时,物体的运动性质,
一辆轿车违章超车,以30m/s的速度驶入左侧逆行车道时,猛然发现正前方80 m处一辆卡车正以20m/s的速度迎面驶来,两车司机同时刹车,刹车时加速度大小都是10 m/s2.两司机的反应时间(即司机从发现险情到实施刹车所经历的时间)都是,试问
为何值,才能保证两车不相撞?
正确答案
0.3s
试题分析:两司机在反应时间内都做匀速直线运动,然后做匀减速直线运动,抓住两车的位移之和小于80m,求出△t最小值.
设轿车行驶的速度为v1,卡车行驶的速度为v2,则v1="108" km/h="30" m/s,v2="72" km/h="20" m/s,在反应时间△t内两车行驶的距离分别为s1、s2,则
s1=v1△t ①
s2=v2△t ②
轿车、卡车刹车所通过的距离分别为s3、s4
则 ③
④
为保证两车不相撞,必须 ⑤
将①②③④代入⑤解得△t<0.3 s
故△t<0.3 s,才能保证两车不相撞
点评:解决本题的关键知道在反应时间内两车做匀速直线运动,刹车后做匀减速直线运动.两车的位移之和要小于80m.
如图所示为某物体匀减速运动v-t图象,它的加速度是______.
正确答案
物体的加速度a==
m/s2=-1m/s2.
故本题答案是:-1m/s2
两个完全相同的物块A、B,质量均为m=0.8kg,在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动.图中的两条直线分别表示A物块受到水平拉力F作用和B物块不受拉力作用的v-t图象,求:
(1)物块A所受拉力F的大小;
(2)8s末物块A、B之间的距离x.
正确答案
(1)设A、B两物块的加速度分别为a1、a2,由v-t图象可知:A的初速度v0=6m/s,A物体的末速度v1=12m/s,B物体的速度v2=0,根据速度时间公式,有
a1==0.75m/s2 ①
a2==1.5m/s2 ②
对A、两物块分别由牛顿第二定律得:
F-Ff=ma1 ③
Ff=ma2 ④
由①②③④可得:F=1.8N
即物块A所受拉力F的大小为1.8N.
(2)设A、B两物块8s内的位移分别为x1、x2由图象得:
x1=t1=72m
x2=t2=12m
所以x=x1-x2=60 m
即8s末物块A、B之间的距离x为60m.
(12分)如图所示,一倾角为30°的光滑斜面与水平地面平滑连接,水平地面的动摩擦因数为0.25,前方距离斜面底端B点10m处有一个障碍物Q。现有一小孩从斜面上h=3m高处的A点由静止开始滑下,不计小孩到斜面底端时受到的冲击(即到达B点前后瞬间速度大小不变),取g=10m/s2,试回答下列问题:
(1)小孩到达斜面底端时的速度大小是多少?
(2)试通过计算判断,小孩会不会碰到障碍物?
(3)接上述第(2)问,若不碰到障碍物,则小孩停在水平面上的位置距离障碍物有多远?若会碰到障碍物,则为了安全,小孩从斜面上静止开始下滑的高度不得超过多少?
正确答案
(1)m/s (2)会碰撞 (3)2.5m
试题分析:(1)物体在光滑斜面上受到自身重力和斜面支持力,受力分析如下
沿斜面方向,计算得
从A点到B点的过程为初速度0的匀加速直线运动,有几何关系得
.得
(2)运动到水平面后水平方向仅受到摩擦力作用,因此加速度,匀减速到0的过程发生的位移
则有
得
所以会撞到障碍物。
(3)假设从高h出开始下滑,刚好不碰到障碍物,则沿斜面下滑有
水平部分有
综上解得
(12分)某人站在高楼的平台边缘,以20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子,不考虑空气阻力,取.求:
(1)从抛出至回到抛出点的时间是多少?
(2)石子抛出后落到距抛出点下方20 m处所需的时间是多少?
正确答案
(1)4s (2)2(1+)s
试题解析:(1)由公式x=v0t+at2可知,当x=0时,石子回到抛出点。
则0=20m/s×t+×(-10m/s2)×t2,解之得:t=4s。
(2)落到距抛出点下方20 m处时,x′=-20m,
故-20m=20m/s×t′+×(-10m/s2)×t′2,解之得:t′=2(1+
)s。
当交叉路口的绿信号灯亮时,一辆客车以a="2" m/s2的加速度由静止启动,在同一时刻,一辆货车以v0="10" m/s的恒定速度从它旁边同向驶过(不计车长)。求:
①客车追上货车时离路口多远?
②在客车追上货车前,两车间的最大距离是多少?
正确答案
①②
试题分析:(1)货车车匀速运动,客车初速度0的匀加速直线运动
客车追上货车时 3分
代入数据得, 1分
. 2分
(2)两车距离最大时,两车应具有相等的速度,即 3分
代入数据,得. 1分
2分
飞机从一地起飞,到另一地降落,如果在竖直方向上的分速度vy与时间t的关系如图所示(规定竖直向上为正方向),则飞机在飞行过程中上升的最大高度是______m;在t1=2200s到t2=2400s一段时间内,它在竖直方向上的分加速度ay为______m/s2.
正确答案
飞机在0-600s竖直方向的位移向上,在18-22s内竖直方向的位移向下,根据“面积”大小等于位移可知,在600s末飞机的高度最高,则h=×20×(600+200)m=8000m,
由斜率等于加速度得到,在2200s--2400s内,飞机在竖直方向的加速度ay==
m/s2=0.1m/s2.
故答案为:8000,0.1;
一个滑雪人,以2m/s 的初速度从山坡上匀加速滑下,经24s滑到山坡底端,滑到山坡底端的末速度是5.0m/s,求:
(1)下滑的加速度a;
(2)下滑过程中的平均速度;
(3) 滑雪人下滑的位移。
正确答案
(1)0.125 m/s-2(2)0.125 m/s-2(3)84m
试题分析:(1)下滑的加速度a==
m/s-2=
m/s-2(0.125 m/s-2);
(2)下滑过程中的平均速度=
=
m/s="0.125" m/s-2;
(3) 滑雪人下滑的位移x=.t=3.5ⅹ24m=84m (或:x=v0t+
at2=84m)
点评:匀变速直线运动的物体在一段过程中的平均速度等于该过程中的始末速度之和除以2
左下图是某监测系统每隔拍摄的,关于火箭发射起始阶段做匀加速运动的一组照片.已知火箭的长度为
,用刻度尺测量照片上的长度关系结果如图所示.则可求出火箭的加速度大小a = m/s2,火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小u = m/s.
正确答案
试题分析:利用逐差公式得,火箭的加速度
,照片中第
个像所对应的瞬时速度
汽车刹车时以10m/s的速度行驶,刹车后获得2m/s2的加速度,则
(1)第4s末的速度是多少?
(2)前4秒内通过的位移是多少?
(3)刹车后8s通过的位移是多少?
正确答案
2 m/s、24 m、25 m
试题分析:刹车问题要先求出汽车刹车到停止所需的时间,因为汽车速度为零后不再运动,然后根据速度时间公式求得汽车的速度大小和位移.
汽车刹车所用的时间为
(1)因为 由
求得:
。
(2)因为 由
求得:
(3),所以刹车后8s通过的位移就是5s内的位移,
由求得:
点评:解决本题的关键知道汽车刹车停止后不再运动,以及掌握匀变速直线运动的速度时间公式和位移时间公式
.
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