- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
(4分)一辆汽车以18m/s的速度做匀速直线运动,当司机见前方有障碍物时立即刹车,刹车的加速度大小为3m/s2,若不考虑司机的反应时间,则汽车刹车后2s内及刹车后8s内位移大小之比为 。
正确答案
5︰9
试题分析:因为汽车做减速运动,由可知减速到零的时间
,所以8s时汽车已经停下来.汽车2s内的位移
,8s内的位移
,所以位移之比5︰9.
(本题12分)如图所示,一质量为,长为
的木板放在水平地面上,已知木板与地面间的动摩擦因数为
,在此木板的右端上还有一质量为
的小物块,且视小物块为质点,木板厚度不计。今对木板突然施加一个
的水平向右的拉力,
.
(1)若木板上表面光滑,则小物块经多长时间将离开木板?
(2)若小物块与木板间的动摩擦因数为、小物块与地面间的动摩擦因数为
,小物块相对木板滑动一段时间后离开木板继续在地面上滑行,且对地面的总位移
时停止滑行,求
值.
正确答案
(1)2s;(2)0.042
试题分析:(1)对木板受力分析,由牛顿第二定律得:
(1分)
由运动学公式,得
(1分)
解得: (1分)
(2)对物块:在木板上时,在地面上时
(1分)
设物块从木板上滑下时的速度为v1,物块在木板上和地面上的位移分别为x1、x2,则:
(1分)
并且满足
解得 (1分)
设物块在木板上滑行时间为t1,则
(1分)
对木板: (1分)
木板对地面的位移 (1分)
(1分)
解得 (2分)
(10分)现有甲、乙两个小球(可视为质点),它们之间存在大小恒定的引力F。已知甲球质量为3m,乙球质量为m。A、B为光滑水平面上的两点,距离为L。某时刻甲球以向左的速度v0经过A点,同时乙球以向右的速度v0经过B点,求:
(1)甲球加速度的大小;
(2)当两球相距最远时,甲球速度的大小;
(3)甲、乙两球的最大距离。
正确答案
试题分析:(1)对甲受力分析知:在竖直方向受到平衡力的作用,在水平方向受到一个引力作用:根据牛顿第二定律可知,甲球的加速度
(2)当两球间距离达到最大时,两球的速度相同,设此速度为v。取甲、乙两球为系统,系统合外力为零,所以系统动量守恒。取水平向左为正方向,则有:
所以
(3)设经过时间t,两球间距离达到最大,则有
在这段时间中,甲球向左运动的距离
乙球向右运动的距离
所以两球的最大距离
(8分)驾驶手册规定:具有良好刹车性能的汽车在以90km/h的速率行驶时,可以在56m的距离内刹住;在以54km/h的速率行驶时,可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率,驾驶员的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及刹车,车速不变)与刹车产生的加速度都相同,则驾驶员的反应时间为多少?
正确答案
试题分析:设反应时间为t,减速时加速度大小为a, ,
则:
位移包括反应时间内的匀速运动位移和刹车位移,刹车过程是匀减速到0的过程因此有
(3分)
(3分)
联立解得
(2分)
如图所示为某工厂的贷物传送装置,水平运输带与一斜面MP连接,运输带运行的速度为v0=5m/s。在运输带上的N点将一小物体轻轻的放在上面,N点距运输带的右端x="1.5m," .小物体的质量为m=0.4kg,设货物到达斜面最高点P时速度恰好为零,斜面长度L="0.6m," 它与运输带的夹角为θ=30°,连接M是平滑的,小物体在此处无碰撞能量损失,小物体与斜面间的动摩擦因数为μ1=/6。(g=10m/s2。空气阻力不计)
求:
(1)小物体运动到运输带右端时的速度大小;
(2)小物体与运输带间的动摩擦因数;
(3)小物体在运输带上运动的过程中由于摩擦而产生的热量.。
正确答案
(1)v=3m/s(2)μ=0.3(3)Q=4.2J
:解题指导:应用牛顿第二定律及其相关知识列方程解答。
(1)对物体在斜面上受力分析,由牛顿第二定律得,mgsinθ+μ1mgcosθ=ma1,
v2=2 a1L,
联立解得 v=3m/s。
(2)因为v
设加速度为a2,由牛顿第二定律得,μmg=ma2,
v2=2 a2x,
联立解得μ=0.3.。.
(3)设物体在运输带上运动的时间为t,t=v/a,
物体与运输带的相对运动的距离为:△x=v0t-x,
产生的热量为:Q=μmg△x,
联立解得:Q=4.2J
点评:此题考查传送带、受力分析、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律、摩擦生热等知识点。
有位同学利用DIS实验来测量做匀加速运动小车的加速度:他做了一个U形遮光板,遮光片a宽度为5mm,两遮光片间的透光部分距离b为10cm,如图所示。将遮光板装在小车上,实验时测得遮光时间如下表所示,则小车的加速度约为 (取三位有效数字),要提高测量的精确度,可以采用的方法是 。
正确答案
a=3.75×10-2m/s2;让遮光板更窄一些
滑块通过第一个光电门的速度为v1==0.05m/s,通过第二个光电门的速度为v2=
=0.1m/s
加速度a==3.75×10-2m/s2
要提高测量的精确度,可以采用的方法是让遮光板更窄一些,两遮光条的间距长一些。
质量为2kg的小球从高为20m的塔顶由静止开始下落,所受的空气阻力不变,小球着地的速度为16m/s
(1)求小球下落的时间t;
(2)小球受到空气阻力的大小。(取g=10m/s2)
正确答案
(1)(2)
解:(1)小球做匀加速下落:有-----2分
故下落时间为:-----2分
(2)由小球做匀加速下落:有-----1分
下落的加速度为a= -----1分
由: -------2分
故小球受的空气阻力为: ---2分
本题考查的是有空气阻力的自由落体运动问题,根据匀加速直线运动的规律求出下落时间,和空气阻力;
如图所示,水平面与斜面由光滑的小圆弧相连,一光滑小球甲从倾角θ=30°的斜面上高h=5cm的A点由静止释放,同时小球乙自C点以速度v0沿水平向右运动,甲释放后经过t=1s在水平面上刚好与乙相碰。已知C点与斜面底端B处的距离L=3.8m,小球乙与水平面的动摩擦因数μ=0.2,求乙的速度v0。(g=10m/s2)
正确答案
4m/s
一质点在Ox坐标轴上运动,t=0时,位于坐标原点,图为质点做直线运动的v-t图线.则由图线可知,该质点的位移--时间关系式为______.在时刻t=______时,质点与坐标原点有最大距离,从0到t=20s,质点位移为______m,通过路程为______m.
正确答案
由图读出质点的初速度为v0=10m/s,加速度a==
m/s2=-1m/s2,则质点的位移--时间关系式为x=v0t+
at2=10t-
(0<t<20s).
在0-10s内质点沿x轴正方向运动,在10-20s内沿x轴负方向运动,故在t=10s时质点与坐标原点有最大距离;
在0-10s内质点为x1=×10×10m=50m,在10-20s内质点为x2=-
×10×10m=-50m,故从0到t=20s,质点位移为x=x1+x2=0,路程为S=x1+|x2|=100m
故答案为:10t-(0<t<20s),10,0,100
(10分)“辽宁号”航母在某次海试中,歼15舰载机降落着舰后顺利勾上拦阻索,在甲板上滑行s=117m停下。设舰载机勾上拦阻索后的运动可视为做匀减速直线运动,航母始终保持静止。已知飞机的质量m="3" x104kg,勾上拦阻索时的速度大小V0=78m/s,求:
(1)舰载机勾上拦阻索后滑行的时间t;
(2)舰载机滑行过程所受的总阻力f。
正确答案
(1) (2)
试题分析:(1)舰载机勾上拦阻索后做匀减速直线运动,,
,
,带入计算得
,所以舰载机滑行的时间
(2)舰载机滑行过程中,水平方向只有阻力作用,根据牛顿第二定律有
(12分)甲车在前以10m/s的速度匀速行驶,乙车在后以6m/s的速度行驶.当两车相距12m时,甲车开始刹车,加速度大小为2m/s2,问:
(1)经过多长时间两车间距离最大?
(2)他们间的最大距离为多少?
(3)经多少时间乙车可追上甲车?
正确答案
(1)(2)
(3)
试题分析:(1)匀速行驶的甲车追匀减速的甲车,二车速度相等时,间距最大,
假设经过时间t速度相等,对乙车,对甲车匀减速则有
根据解得时间
(2)此时,甲车位移,乙车位移
最大距离
(3)当甲车匀减速停止时,时间
此时甲车位移
乙车位移
甲车在乙车前
此后甲车静止,乙车还需要时间追上甲车则有
所以乙车追上甲车的时间
(10分)一个质点从静止开始做匀加速直线运动。已知它在第4s内的位移是14m。求:
(1)质点运动的加速度;
(2)它前进72m所用的时间。
正确答案
(1)4m/s2;(2)6s。
试题解析:(1)设质点的加速度为a,
由公式x=at2可知,
第4s内的位移14m=×a×(4s)2-
×a×(3s)2,
可得:a=4m/s2;
(2)质点从开始运动到前进72m所用的时间。
(10分)一些同学乘坐动力组列车外出旅游,当火车在一段平直轨道上匀加速行驶时,一同学提议说:“我们能否用身边的器材测出火车的加速度?”许多同学参与了测量工作,测量过程如下:他们一边看着窗外每隔100 m的路标,一边用手表记录着时间,他们观测到从第一根路标运动到第二根路标的时间间隔为5 s,从第一根路标运动到第三根路标的时间间隔为9 s,请你根据他们的测量情况,求:
(1)火车从第一根路标到第二根路标和从第二根路标到第三根路标的平均速度分别为多少?
(2)火车的加速度大小;
正确答案
(1)20m/s 25m/s (2)
试题分析:(1)根据平均速度的公式,则
(2)由于火车做匀变速直线运动,利用某段时间中间时刻的瞬时速度等于整段时间的平均速度则
点评:此类题型利用到匀变速直线运动规律的推论求解,能降低解题运算量
一物体从某一行星(星球表面不存在空气)表面竖直向上抛出.从抛出时开始计时,得到如图所示的S-t图象,则该物体抛出后上升的最大高度为______m,该行星表面重力加速度大小为______m/s2.
正确答案
最大高度为12m,整个竖直上抛的时间为8s,竖直上抛运动的上升过程和下降过程具有对称性,所以下降时间为4s.
根据h=gt2,g=
=1.5m/s2.
故本题答案为:12,1.5.
如图为一架直升机运送沙袋。该直升机A用长度足够长的悬索(其重力可忽略)系住一质量m=50kg的沙袋B。直升机A和沙袋B以 v=10m/s的速度一起沿水平方向匀速运动,某时刻开始将沙袋放下,在t=5s时间内,沙袋在竖直方向上移动的距离按y= t2(单位:m)的规律变化。取g=10m/s2,求:
(1)在t=5s时间内沙袋位移大小;
(2)在t=5s末沙袋的速度大小.
正确答案
(1) 55.9m (2) 14.14m/s
试题分析:由题设知,在5s内,被困人员在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动.
(1)由可知沙袋在t =5s内竖直方向位移y =25m
又沙袋在水平方向匀速运动5s内水平位移x ="vt" =50m
因此沙袋在5s内位移m(或=55.9m)
(2)由可知沙袋在竖直方向做初速度为0加速度为
的匀加速运动.
所以在t = 5s末沙袋在竖直方向的分速度为
又因沙袋在水平方向匀速运动,所以水平分速度
因此沙袋在t = 5s末的速度( 或="14.14m/s" )
扫码查看完整答案与解析