- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
如图所示,某人距离墙壁10m起跑,向着墙壁冲去,挨上墙之后立即返回出发点。设起跑的加速度为4 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,快到达墙根时需减速到零,不能与墙壁相撞。减速的加速度为8 m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲到出发点.求该人总的往返时间为多少?
正确答案
6.25 s
加速阶段:t1==1 s; (1分)
s1=vm
xt1=2 m(2分)
减速阶段:t3==0.5 s;(1分)
s3=vm
xt3=1 m(2分)
匀速阶段:t2==1.75 s (1分)
由折返线向起点(终点)线运动的过程中
加速阶段:t4==1 s;(1分)
s4=vm
xt4=2 m(2分)
匀速阶段:t5==2 s (1分)
该人总的往返时间为t=t1+t2+t3+t4+t5=6.25 s(1分)
一辆汽车从车站由静止起动,做匀加速直线运动。司机发现有
人未上车,急忙刹车,车做匀减速直线运动而停下来,结果总共在
5s内前进了10m。汽车在运动过程中速度的最大值vm=__ ________。
正确答案
4m/s
设速度的最大值vm根据:,又因为
,解得
如图所示,一个质量m=2kg的物块放在光滑的水平面上,对其施加一个F=10N的水平拉力,使物块由静止开始做匀加速直线运动。求:
(1)物体加速度的大小a;
(2)物体开始运动后在t = 2s内通过的位移x.
正确答案
(1) 5 m/s2
(2) 10 m
试题分析:(1)根据牛顿第二定律
F = ma
物体的加速度
a ==
m/s2 =" 5" m/s2
(2)物体在t =" 2" s内位移的大小
x ==
5 × 22 =" 10" m
点评:本题考查了匀变速直线运动常见的计算公式的运用,通过带公式很容易求解。通常这类问题都是先求出加速度,代入合适公式求解
静止在水平面上的物体的质量为2 kg,在水平恒力F推动下从静止开始做匀加速直线运动,4 s末它的速度达到4 m/s,此时将F撤去,物体做匀减速直线运动,又经6 s物体停下来,如果物体与地面的动摩擦因数不变,求:
(1)前4s内的加速度;
(2)前4s内的位移;
(3)F的大小.
正确答案
(1)(2)8m(3)3.3 N
试题分析:(1)前4 s内物体的加速度为: (1分)
(2)由:得:
(1分)
(3)设摩擦力为F f,由牛顿第二定律得:F-F f=ma1 (1分)
后6 s内物体的加速度为: (1分)
由牛顿第二定律,得:-F f=ma2 (1分)
解得:F=m(a1-a2)="3.3" N (1分)
点评:本题难度较小,根据运动学公式计算加速度,再由牛顿第二定律求解
以初速度为10m/s行驶的列车开始下坡加速运动,在坡路上的加速度大小为0.2m/s2,经过30s后到达坡底,求:
(1)列车到达坡底时的速度; (2)坡路的长度
正确答案
(1)16m/s(2)390m
试题分析:(1)列车到达坡底的速度为:
(2)列车下坡过程中的位移为:
点评:基础题,比较简单,关键是对公式的正确掌握
一架飞机着陆时的速度大小为60m/s,着陆后以6m/s2大小的加速度做匀减速直线运动,求:
小题1:它着陆后滑行225m时的速度大小;
小题2:它着陆后12s内滑行的位移大小。
正确答案
小题1:30m/s
小题2:300m
(1)以初速度方向为正方向,则有a= -6m/s2
由v2-v02=2ax (2分)
可得v=30m/s (2分)
(2)飞机在地面滑行最长时间 (2分)
所以飞机12s内滑行的位移为10s内滑行的位移。 (1分)
由v2-v02=2ax (2分)
可得 (2分)
m=4kg的物体静止在水平面上的A点,受水平推力F=10N作用开始运动,一段时间后撤去F,到达B点时速度恰好是零,SAB=10m,=0.2,g=10m/s2。求推力作用的时间。
正确答案
试题分析:设推力作用时间为t,则物体的运动过程分为匀加速运动和匀减速运动两个过程,物体在匀加速直线运动过程中的加速度为,所以发生的位移是
,匀加速直线运动的末速度为
,物体在匀减速直线运动过程中的加速度为
,初速度为v,末速度为0,所以
,故
,所以
,即
,所以
点评:本题难度较小,首先应进行受力分析,求得加速度后转化为匀变速直线运动问题处理
一滑块由静止从斜面顶端匀加速下滑,第5 s末的速度是6 m/s,求:
小题1:第4 s末的速度大小;
小题2:前7 s内的位移大小;
小题3:第3 s内的位移大小.
正确答案
小题1:4.8m/s
小题2:29.4m
小题3:3m
设滑块的加速度为a,已知v0="0," v5=6m/s
(1)则由v= v0+at得
a= v5/t=1.2m/s
则第4秒末的速度为:v4="at=4.8m/s " (3分)
(2)前7 s内的位移为: (3分)
(3) 第3 s内的位移x=" 1/2a" t32 - 1/2a t22
=(1/2×1.2×32-1/2×1.2×22)m="3m " (3分)
(10分)汽车以1m/s的初速度做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,求:
(1)汽车通过6m时的末速度的大小
(2)汽车前10秒的位移大小
正确答案
(1)5m/s (2)110m
试题分析:(1)由v2-v02="2ax" 得 v="5" m/s
(2)由x=v0t+at2得x=110 (m)
点评:此类题型考察了匀变速直线运动规律的运用
如图甲所示,固定在竖直平面内的光滑轨道由倾斜部分AB和CD以及圆弧部分BC组成,轨道AB和CD分别与圆弧部分BC相切于B、C两点,圆弧BC所对应的圆心角为74°,整个轨道关于复运动,已知滑块对轨道的压力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。(g取10m/s2)试求:
小题1:压力大小F随时间t变化的周期与小滑块做往复运动的周期之比
小题2:滑块的质量
小题3:倾斜轨道AB部分的长度L
小题4:圆弧轨道的半径R
正确答案
小题1:
小题2:m=2kg
小题3:L=at2/2="3m "
小题4:R=1m
①(4分)由图乙可知,压力大小F随时间t变化的周期T1="3s " (2分)
滑块从A点出发至回到A点所需的时间T2=6s,即为滑块运动的周期
二者之比 (2分)
②(4分)由图乙可知,滑块在斜面上运动时对轨道的压力F1=16N,
受力分析可知F1=mgcosθ (2分)
其中,θ=74°/2=37°。可得,滑块的质量m="2kg " (2分)
③(4分)滑块在倾斜轨道上做匀加速直线运动,加速度 (2分)
由图乙可知,滑块滑行的时间t1=1s,故AB的长L=at2/2="3m " (2分)
④(6分)设滑块经过最低点时的速度为v,由机械能守恒可得:
mgh=mv2/2 (2分)
而h=Lsinθ+R(1-cosθ) (1分)
由图乙可知,滑块对轨道的压力F2=100N
滑块在最低点处由牛顿第二定律可得: (2分)
联立解得:R="1m " (1分)
某同学做了一次较为精确的测定匀加速直线运动的加速度的实验,实验所得到的纸带如右图所示。设0点是计数的起始点,两计数点之间的时间间隔为0.1s。则第一个计数点与0点的距离s1应为 cm,物体的加速度a = m/s2。
正确答案
4 1
试题分析:由逐差公式,结合纸带可得:
联立代入数据解得
,a=1m/s2。
一辆汽车正在做匀加速直线运动,计时之初,速度为6 m/s,运动28 m后速度增加到8 m/s,求这段运动所用时间和加速度(10分)
正确答案
4s;0.5m/s2
试题分析:平均速度
点评:本题考查了匀变速直线运动规律及其推论,通过平均速度求出时间,利用加速度公式求出加速度。
(8分)矿井里的升降机,由静止开始匀加速上升,经5s速度达到6m/s后,又以此速度匀速上升10s,然后匀减速上升,又经10s停在井口。
(1)作出v-t图像;
(2)求矿井的深度。
正确答案
(1)
(2)105m
(1)(3分)
没有标出拐点数据扣1分
(2)因为在v-t图像中,图像与时间轴所围的面积在数值上等于位移,所以矿井深度 (5分)
此题也可用公式计算。
由和
算出加速上升阶段位移为15m (1分)
由计算出匀速阶段位移60m(1分)
由和
计算出匀减速上升阶段位移30m (1分)
由计算出矿井总深度105m (2分)
本题考查匀变速直线运动规律的应用,根据题目所给条件画图,速度时间图像所围成的面积表示位移大小,由此可求得矿井深度
(13分)一火车以2 m/s的初速度,0. 2m/s2的加速度向东做匀加速直线运动,
求:(1)火车在第3 s末的速度
(2)前4 s内的位移
(3)第4 s内的位移和平均速度
正确答案
(1)2.6(2)9.6m(3)2.7
试题分析:(1)根据题意,以东为正,由
,则火车第3s末的速度为向东的2.6
(2)根据公式:得
(3)第4s内的平均速度为第3.5s时的瞬时速度则可得
则由
第4s内的位移为向东的2.7m和平均速度为向东的2.7
点评:本题难度较小,其中需要注意的是计算速度、位移时要注意规定正方向,利用匀变速直线运动规律,带入公式及可求解,考查了学生对公式的记忆能力
某市规定,卡车在市区行驶的速度不得超过40km/h。一次一辆飞驰的卡车在危急情况下刹车,经t=1.5s停止,民警量得这一过程中车轮在路面上擦过的痕迹长x=9m,据此能否判断这辆卡车是否超速违章?(设卡车从刹车开始至停下做匀减速直线运动)
正确答案
超速违规 =43.2km/s
本题考查匀变速直线运动公式的应用,汽车初速度为40km/h,在1.5s时刻减速到零,产生的位移为9m,由此可知平均速度为9m/1.5s=6m/s,根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度,再由平均速度公式可知初速度为12m/s,具体过程如下,由题有:
,初速度v0="12m/s" 则这辆卡车是超速违章
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