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题型:简答题
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简答题

发射卫星一般采用多级火箭,第一级火箭点火后,使卫星向上做匀加速运动的加速度为50m/s2,燃烧30s后第一级脱离,第二级火箭没有马上点火,所以卫星向上做加速度为10m/s2的匀减速运动,10s后第二级火箭启动,卫星的加速度为80m/s2,再经过1min第二级火箭脱离,求此时卫星的速度大小是多大?

正确答案

解:第一级火箭燃烧完毕时速度

      代数得=1500m/s

      减速上升10s后速度为

      代数得=1400m/s

      第二级火箭熄火时的速度为

      代数得=8600m/s

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题型:简答题
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简答题

如图所示,木板B静止在光滑水平面上,某时刻大小可忽略的物体A以v0=4m/s的初速度滑上木板B的上表面.已知A的质量m1=1kg,B的质量为m2=0.5kg,A与B之间的动摩擦因数µ=0.2.g 取10m/s2

(1)若木板B长L=1m,为使A不致于从B的右端滑落,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力F,试求拉力F的最小值为多少?

(2)木板B的长度存在某个值L0,若板长小于此值时无论F为多少,A最终都会滑离B,试求L0为多少?

正确答案

(1)物体A滑上木板B以后,作匀减速运动,加速度:aA=µg…①

木板B作匀加速运动,有:F+μmg=m2aB…②

物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度vt

设经过的时间为t,则:v0-aAt=aBt…③v0t-aAt2=aBt2+l…④

由③、④式,可得:aB=-aA=6(m/s2) 

代入②式

    得:F=m2aB-μm1g=0.5×6-0.2×1×10=1(N)                 

若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N.

(2)当F较大时,在A与B具有相同的速度之后,A必须相对B静止,才能不会从B的左端滑落.即有:

所以:F=3N

若F大于3N,A就会相对B向左滑下.

当F=3N时,A滑到B的最右端并与B具有共同速度,此时对应的B的长度即为l0

设经过t1时间A与B具有共同速度aB==10m/s2

由v0-aAt1=aBt1

得t1=s

 SA=v0t1-aAt12

 SB=aBt12

又l0=SA-SB

代入数据得l0=m

答:

(1)拉力F的最小值等于1N.

(2)l0=m.

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简答题

物体以某一速度冲上一光滑斜面,加速度恒定.前4s内位移是1.6m,随后4s内位移是零.求:

(1)加速度大小为多少?

(2)物体的初速度大小为多少?

(3)第二个4秒内的速度变化量?

(4)10s内的位移.

正确答案

(1)由△x=aT2,所以:a===-0.1m/s2

(2)在前4s内根据位移公式:x=v0t+at2

得:v0==m/s=0.6m/s.

(3)根据公式v=v0+at,4s末速度为:

v4=0.6-0.1×4=0.2m/s.

8s末速度为:v8=0.6-0.1×8=-0.2m/s.

则:△v=v8-v4=-0.2-0.2=-0.4m/s.

(4)10s内的位移根据位移公式:x=v0t+at2

代入数据得:x10=0.6×10-×0.1×102m=1m

答:(1)加速度大小为0.1m/s2

(2)物体的初速度大小为0.6m/s.

(3)第二个4秒内的速度变化量为-0.4m/s.

(4)10s内的位移1m.

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简答题

一辆汽车从静止开始匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动直到停止,下表给出了不同时刻汽车的瞬时速度大小

(1)汽车做匀速运动时的速度大小是否为12m/s?汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小分别多大?

(2)汽车在加速过程中所通过的位移是多少?

(3)汽车在t=12s内所通过的总路程是多少?

正确答案

(1)3.0s前汽车做匀加速直线运动,9.5s后做匀减速直线运动.

a1===3m/s2

a2===-6=-6m/s2

汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小分别是  a1=3m/s2,a2=6m/s2

根据匀加速运动的加速度知,4s末速度为12m/s,根据匀减速直线运动的加速度知9s末的速度为12m/s.在4~9s内做匀速直线运动,所以汽车做匀速运动时的速度大小为12m/s;

(2)汽车在加速过程的时间:t==4.0s位移:X1=a1t2=24m

(3)汽车在匀速过程的时该从t=4.0s到t=9.0s位移:X2=vt=60m

汽车在减速过程的时该从t=9.0s到t=11.0s

汽车在t=11.0s后处于静止,汽车在t=12s内所通过的总路程是:X=X1+X2+X3=96m

答:(1)汽车做匀速运动时的速度是12m/s,汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小分别为 a1=3m/s2a2=6m/s2;  

(2)汽车在加速过程中所通过的位移为24m; (3)汽车在t=12s内所通过的总路程是96 m

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题型:简答题
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简答题

火车刹车后10s停下来,设火车停匀减速运动,最后1s内的位移是2m,则刹车过程中的位移和开始刹车时的速度各是多少?

正确答案

解:逆向思维:初速度为0的匀加速直线运动

 

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题型:填空题
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填空题

一辆汽车在平直公路上以10m/s的速度行驶,由于前方有障碍物,司机发现后立即刹车,刹车加速度大小为2m/s2,则汽车经3s时的速度大小为______m/s;经10s时的位移大小是______m.

正确答案

汽车刹车后做匀减速直线运动,设刹车时间为t,则

t==s=5s

因为3s<5s

所以汽车经3s时的速度大小为:v=v0+at=(10-3×2)m/s=4m/s

因为10s>5s

故汽车在5s末就停止运动,所以x=v0t+at2=10×5-×2×25m=25m

故答案为:4m/s;25m

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简答题

一辆汽车原来的速度是18m/s,在一段下坡路上以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,求

(1)加速行驶了20s时的速度;

(2)加速行驶20s内的位移.

正确答案

(1)根据v=v0+at得,

v=18+0.5×20m/s=28m/s.

答:加速行驶了20s时的速度为20m/s.

(2)根据x=v0t+at2得,

x=18×20+×0.5×400m=460m

答:加速行驶20s内的位移为460m.

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题型:简答题
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简答题

一滑雪运动员以滑雪板和滑雪杖为工具在平直雪道上进行滑雪训练.某次训练中,他站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=60N而向前滑行,其作用时间为t1=1s,撤除水平推力F后经过t2=2s,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力且其作用时间仍为1s.已知该运动员连同装备的总质量为m=50kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为f=10N,求该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.

正确答案

运动员站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面作用时,

加速度为 a1==1m/s2

t1=1s时的速度为 v1=a1t1=1m/s

第一次撤除水平推力F后,加速度为

a2=-=-0.2m/s2

撤除水平推力F后经过t2=2s,速度为

v1′=v1+a2t2=0.6m/s

第二次刚撤除水平推力F时,速度为

v2=v1′+a1t1=1.6m/s

此后在水平方向仅受摩擦力作用做匀减速运动,滑行的最大距离为

s=

解得  s=6.4m     

答:该运动员第二次撤除水平推力后滑行的最大距离为6.4m.

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简答题

如图所示,质量为4kg的小物体A,放在倾角为30°足够长的光滑斜面上,现施加水平推力F=8N作用在物体A上由静止开始运动,g=10m/s2.求:

(1)2S内F做的功;

(2)2S末重力的功率.

正确答案

①以物体A为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图.则物体的合力为

F=mgsin30°-Fcos30°=40×-8×=8N,a===2m/s2,x=at2=×2×22m=4m

2S内F做的功为W=Fxcos150°=8×4×(-)J=-48J

②2s末物体的速度为v=at=4m/s

重力的功率为PG=mgV•cos60°=4×10×4×=80W

答:

(1)2S内F做的功为-48J;

(2)2S末重力的功率为80W.

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简答题

一质点从静止开始以1 m/s2的加速度匀加速运动,经5 s后做匀速运动,最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止,则质点匀速运动时的速度大小是多大?匀减速运动时的加速度是多大?

正确答案

解:由运动学公式可知:vB=v0+at=5 m/s,vC=vB=5 m/s

将v=v0+at应用于CD段(vD=0)得:

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简答题

矿井里的升降机从静止开始做匀加速直线运动,经过3s,它的速度达到3m/s;然后做匀速运动,历时6s;再做匀减速直线运动,经过3s后停止.求升降机上升的高度,并画出它的速度时间图象.

正确答案

升降机的速度-时间图象如图所示.

匀加速直线运动:h1=t1.

匀速运动:h2=vt

匀减速直线运动:h3=t3.

H=h1+h2+h3

代入数据得:H=27m

答:升降机上升的高度为27m.

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简答题

2003年10月15日我国成功地发射了“神舟”五号载人飞船,9时9分50秒准确进入预定轨道,此前飞船已与火箭分离,飞船质量为7760千克,轨道倾角为42.4,近地点高度200千米,远地点高度350千米,15时57分飞船变轨成功,变轨后进入343千米的圆轨道,运行14圈.又于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆,实际着陆点与理论着陆点只相差4.8千米,返回舱完好无损,宇航员杨利伟自主出舱.

(1)飞船返回时,在接近大气层的过程中,返回舱与飞船最终分离.返回舱质量为3吨,返回舱着陆,是由三把伞“接力”完成的.先由返回舱放出一个引导伞,引导伞工作16秒后,返回舱的下降速度由180米/秒减至80米/秒.假设这段运动是垂直地面下降的,且已接近地面,试求这段运动的加速度和引导伞对返回舱的拉力大小,

(2)已知万有引力做功与路径无关,所以可以引进引力势能,若取无穷远为引力势能零点,则引力势能的计算公式为

EP=-,式中G为万有引力恒量,M为地球质量,m为物体的质量,r为物体与地心的距离,又已知飞船在沿椭圆轨道运行的过程中经过近地点时速度大小为7.835×103米/秒,试求飞船经过近地点时的机械能以及经过远地点时的速度大小,已知G=6.67×10-11 牛米2/千克2,M=6×1024千克,地球半径R=6.4×106米.

正确答案

(1)返回舱做匀减速运动,由v-v0=at得     

得a==m/s2=-6.25 m/s2

由牛顿第二定律得 mg-F=ma     

则得  F=mg-ma=3000×(10+6.25)N=4.875×104 N 

(2)E1=Ek1+EP1=mv12-=×7760×(7.835×1032-J=-2.32×1011 J 

由机械能守恒  Ek1+EP1=Ek2+EP2        

 得:mv22-=E1    

mv22=E1+=-2.33×1011+J=2.27×1011 J 

解得,v2=7.66×103 m/s   

答:(1)这段运动的加速度是-6.25 m/s2.引导伞对返回舱的拉力大小是4.875×104 N.

(2)飞船经过近地点时的机械能是-2.32×1011 J,经过远地点时的速度大小是7.66×103 m/s.

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简答题

酒后驾车严重威胁交通安全.其主要原因是饮酒后会使人的反应时间(从发现情况到实施操作制动的时间)变长,造成反制距离(从发现情况到汽车停止的距离)变大,假定汽车以108km/h的速度匀速行驶,刹车时汽车的加速度大小为8m/s2,正常人的反应时间为0.5s,饮酒人的反应时间为1.5s,试问:

(1)驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多几米?

(2)饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止需多少时间?

正确答案

(2)由题意可知,驾驶员饮酒后的反应时间比正常人多的时间为:t=1.5-0.5=1s

在反应时间内做匀速运动,所以驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多的位移为△x=vt=30×1m=30m

(2)汽车刹车的时间为t′===3.75s

所以饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止的总时间为t=3.75+1.5=5.25s

答:(1)驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多30m;

(2)饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止需5.25s

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简答题

美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-15”型战斗机在跑道上加速时,产生的最大加速度为5.0m/s2,起飞的最小速度是50m/s,弹射系统能够使飞机所具有的最大速度为30m/s,则:

(1)飞机起飞时在跑道上至少加速多长时间才能起飞?

(2)航空母舰的跑道至少应该多长?

正确答案

解:(1)飞机在跑道上运动的过程中,当有最大初速度、最大加速度时,起飞所需时间最短,故有

即飞机起飞时在跑道上的加速时间至少为4.0 s

(2)

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填空题

如图所示,水平传送带以恒定的速率v=2.0m/s传送质量为m=0.5kg的工件,工件都是在位置A处无初速地放到传送带上的,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,每当前一个工件在传送带上停止相对运动时,后一个工件立即放到传送带上.g取10m/s2,传送带上相对静止的相邻两工件间的距离为______m.

正确答案

工件刚放上传送时,加速度为a===μg=4m/s2

当工件在传送带上停止相对运动时通过的位移x1==0.5m

此过程经过的时间为t==0.5s,传送带通过的位移x2=vt=1m,则工件相对于传送后退的距离为x3=x2-x1=0.5m

传送带上相对静止的相邻两工件间的距离为S=x1+x3=1m.

故答案为:1

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