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题型:简答题
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简答题

一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动,为研究汽车运动的规律而记录下它在不同时刻的位置和速度,见下表所示。试求:

(1)画汽车运动的速度时间图象(v-t图象);

(2)汽车在3.5s末的速度;

(3)前4s内的加速度。

正确答案

解:(1)从表格可以看出,汽车在前4 s做的是加速运动,后4 s做的是匀速运动。图“略”。

(2)汽车在3.5 s末的速度近似等于第4 s内的平均速度:v=m/s=3.5 m/s

(3)汽车在前4 s内的平均加速度:a=m/s2=1 m/s2

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简答题

一辆汽车正在以v=20 m/s的速度在平直路面匀速行驶,突然,司机看见车的正前方s处有一位静止站立的老人,司机立即采取制动措施。此过程汽车运动的速率随时间的变化规律如图所示,g取10 m/s2,求:

(1)s至少多大时,老人是安全的(设老人在整个过程都静止不动);

(2)汽车与地面的动摩擦因数(刹车过程空气阻力不计)。

正确答案

解:(1)由题图可知,司机刹车过程有0.5秒的反应时间,在0.5秒内位移:s1=vt1=20×0.5m=10m

制动后汽车前进的位移40 m

刹车过程汽车前进的总位移s=s1+s2=50 m

即s至少为50 m时,老人是安全的

(2)由题图可知,制动后汽车运动的加速度为

根据牛顿第二定律得:-μmg=ma

代入数据得:μ=0.5

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简答题

一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出,利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图所示,g=10m/s2。求:

(1)物块上滑和下滑的加速度大小a1、a2

(2)物块向上滑行的最大距离S;

(3)斜面的倾角θ。

正确答案

解:(1)由图得,上滑过程加速度的大小

下滑过程加速度的大小

(2)由图得物块上滑的最大距离S=S=1m

(3)由牛顿第二定律得:

上滑过程:

下滑过程:

由①②联立方程组代入数据得:θ=30°

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简答题

一质量m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一个足够长的倾角为37°的固定斜面,某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机做出了小物块上滑过程的速度-时间图线,如图所示。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:

(1)小物块冲上斜面过程中加速度的大小;

(2)小物块与斜面间的动摩擦因数;

(3)小物块向上运动的最大距离。

正确答案

解:(1)由图象可知,

(2)分析小物块的受力情况,根据牛顿第二定律,有mgsin37°+μmgcos37°=ma

代入数据解得μ=0.25

(3)由匀变速直线运动的规律,有

解得S=4m

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简答题

某一做直线运动的物体的速度-时间图象如图所示,根据图象求:

(1)物体距出发点的最远距离;

(2)前4s内物体的位移;

(3)前4s通过的路程。

正确答案

解:(1)物体距出发点最远的距离

(2)前4s内的位移

(3)前4s通过的路程

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简答题

一枚火箭由地面竖直向上发射,但由于发动机故障而发射失败,其速度-时间图象如图所示,根据图象求:(已知 , g取10米/秒2

(1)火箭上升过程中离地面的最大高度。

(2)火箭从发射到落地总共经历的时间。

正确答案

解:(1)由v-t图像可知,火箭上升t1=25s后到达最高点,

由v-t图像物理意义可知:v-t图线与x轴围成的面积即为火箭上升的最大高度H,

则有:

(2)由v-t图像可知,火箭上升25s后向下做初速度为零的匀加速运动,加速度a与20~30s内的加速度相同

则有:,方向竖直向下。

火箭下落的时间为t,

,即

射到落地总共经历的时间:t = t1+t2=34.48s。

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简答题

如图为某物体做直线运动的v-t图象。试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向。

正确答案

解:质点在0~1s内做加速直线运动,速度变化量为:△v1=4 m/s-0=4m/s,加速度,方向为正方向

在1~3 s内做减速直线运动,速度变化量:△v2=0-4m/s=-4 m/s,加速度,方向为负方向

在3~4 s内做加速直线运动,速度变化量:△v3=-2 m/s-0=-2 m/s,加速度,方向为负方向

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简答题

在水平地面上有一质量为2kg的物体。在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10 s后拉力大小减为,方向不变。该物体的运动速度随时间t的变化规律如图所示(g取10 m/s2)。求:

(1)前10 s内物体的位移大小;

(2)物体受到的拉力F的大小;

(3)物体与地面之间的动摩擦因数。

正确答案

解:(1)

(2)由图线可知:0-10 s内加速度大小为a1=0.8 m/s2 10~14 s内加速度大小为a2=2 m/s2根据牛顿第二定律:F-μmg=ma1

得F=7 N

(3)μ=0.27

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简答题

“神舟七号”飞船返回舱返回时,开始阶段通过自身制动发动机使飞船进行竖直减速下降,这一过程若返回舱所受空气阻力与速度的平方成正比,比例系数为k。从某时刻起开始计时,返回舱的v-t图象如图所示,图中AE是曲线在A点的切线,切线交横轴于一点E,其坐标为(8,0),CD是AB的渐近线,返回舱质量m=400 kg,g取10 m/s2,试问:

(1)返回舱在这一阶段做什么运动?

(2)设在初始时刻vA=120 m/s,此时它的加速度多大?

(3)写出空气阻力系数k的表达式并计算其值。

正确答案

解:(1)由题中图象可以看出曲线切线的斜率逐渐减小,说明这一阶段返回舱做加速度逐渐减小的减速运动,最终匀速运动

(2)在初始时刻,vA=120 m/s,过A点的切线的斜率即为此时的加速度大小,

(3)返回舱最终匀速运动,选向下为正方向

根据平衡条件得mg-kvB2-F=0 ①

在A点时有mg-kvA2-F=- ma ②

由①②两式得

代人数据解得k≈0.42 kg/m

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题型:简答题
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简答题

汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0-60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示。

(1)画出汽车在0~60s内的v-t图线;

(2)求这60s内汽车行驶的路程。

正确答案

解:(1)由加速度图像可知前10s汽车匀加速运动,后20s汽乍匀减速运动恰好停止,因为图像的面积表示速度的变化,此两段的面积相等。最大速度为20m/s。所以速度图像为下图

(2)汽车运动的面积为匀加速、匀速、匀减速三段的位移之和:s=s1+s2+s3=10×10+30×20+10×20=900 m

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简答题

如图是直升机由地面起飞的速度图象,试计算直升机能到达的最大高度。25 s时直升机所在的高度是多 少米?

正确答案

解:首先分析直升机的运动过程:0~5 s直升机匀加速运动;5~15 s直升机匀速运动;15~20 s直升机匀减速运动;20~25 s直升机匀加速运动

分析可知直升机所能到达的最大高度为图象中梯形OABC的面积大小,即S1=600 m2,则h1= 600 m

25 s时直升机所在高度为h1与图线CE和横轴所围成的面积S△CED的大小的差,即S2=S△CED=100m2,则h2=100 m

所以h3=h1-h2=(600-100) m=500m

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简答题

举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目,就“抓”举而言,其技术动作可分为预备、提杠发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等动作,如图所示表示了其中的几个状态。在“提杠发力”阶段,运动员对杠铃施加恒力作用,使杠铃竖直向上加速运动;“下蹲支撑”阶段,运动员不再用力,杠铃继续向上运动,当运动员处于“下蹲支撑”处时,杠铃的速度恰好为零。

(1)为了研究方便,可将“提杠发力”、“下蹲支撑”两个动作简化为较为简单的运动过程来处理,请定性画出相应的速度-时间图像。

(2)已知运动员从开始“提杠发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s,杠铃总共升高0.6m,求杠铃获得的最大速度。

(3)若杠铃的质量为150kg,求运动员提杠发力时对杠铃施加的作用力大小。 

正确答案

解:(1)

(2)设杠铃获得的最大速度为v . 则

解得

(3)由

又知a2 =10m/s2

解得

根据牛顿第二定律得,F-mg=ma1

解得

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题型:填空题
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填空题

如图所示,是A、B两物体同时由同一地点向同一方向做直线运动的v-t图象,则B物体运动的加速度为___________m/s2,经___________s物体A、B相遇,经___________s物体A、B相距最远。

正确答案

0.25,40,20

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题型:填空题
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填空题

一个作直线运动的质点,其v-t图如图所示,则0~2s内的加速度a1=______________,2~3s内的加速度a2=______________,3~4s内的加速度a3=______________;t=3s时的速度大小v3=______________;t=3s时的加速度大小a4=______________;在t=3s前后速度方向______________(填“不变”、“相反”),加速度方向______________(填“不变”、“相反”)。

正确答案

2m/s2,-4 m/s2,-4 m/s2,0,-4 m/s2,相反,不变

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题型:简答题
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简答题

随着我国汽车安全性研究的不断发展和国内汽车碰撞实验水平的提高,有关汽车侧面碰撞安全性的法规也开始准备颁布实施。图甲是清华大学进行侧面碰撞实验的装置图,图乙由是传感器得到的速度图象,若将汽车从最大速度开始看作是匀减速直线运动,则汽车侧面碰撞时的加速度大小为大小?减速运动的位移为多少?

正确答案

解:从图象上可以看出最大速度为v=6m/s,减速时间t=1.2s

根据匀变速直线运动的规律可得加速度大小a=

减速运动的位移为

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