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简答题

汽车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶,刹车后经2 s速度变为6 m/s。求:

(1)刹车后2 s内前进的距离及刹车过程中的加速度;

(2)刹车后8 s内的位移。

正确答案

解:汽车做匀减速直线运动,以初速度方向为正方向,则v0=10m/s,vt=6m/s,t=2s

(1)刹车过程中的加速度 a=(vt-v0)/t=(6-10)/2 m/s2=-2 m/s2

      刹车后2 s内前进的距离 s= v0t+ at2=[10×2+×(-2)×22] m=16 m

      即刹车后2 s内前进的距离为16m,刹车过程中的加速度大小为2m/s2,方向与初速度方向相反

(2)汽车停下来所用时间 t=(vt-v0)/a=(0+10)/(-2) s=5 s

      刹车后5 s汽车已经停下来了,所以8 s的速度为零

      8 s内的位移也即是5 s内汽车的位移 s= v0t+ at2=[10×5+×(-2)×52] m=25 m

      即刹车后8 s内的位移大小为25 m,方向与初速度方向相同

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简答题

一木箱放在平板车的中部,距平板车的后端、驾驶室后端均为L=1.5m,如图所示处于静止状态,木箱与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.5,现使汽车以a1=6m/s2的加速度匀加速启动,速度达到v=6m/s后接着做匀速直线运动,运动一段时间后匀加速刹车求:

(1)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上的位置;

(2)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时时间t'至少应为多少?(g=10m/s2

正确答案

(1)设加速运动时木箱的最大加速度为am

则有  μmg=mam

解得  am=μg=5m/s2

由v=at1得,t1==s=1s,即经过t1=1s时车的速度达到6m/s,而此时木箱的速度为v2=amt1=5m/s

木箱还需要加速t2==s=0.2s才能与车一起匀速运动,这一过程车总共前进  s1=a+vt2=4.2m

木箱前进  s2=am(t1+t2)2=3.6m

则木箱相对车后退△s=s1-s2=0.6m.故木箱离车后端0.9m.

(2)刹车时木箱离驾驶室s=2.1m,设木箱至少要前进s3距离才能停下,则

    s3==3.6m

汽车刹车时间为t′,则s3-t′=s

解得,t′=0.5s

答:

(1)当木箱与平板车的速度都达到v=6m/s时,木箱在平板车上离后端0.9m处;

(2)刹车时为保证木箱不会撞到驾驶室,刹车时时间t'至少应为0.5s.

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简答题

一辆做匀加速直线运动的汽车在5s内先后通过路旁相距50m的电线杆,若汽车在第二根电线杆时的速度为15m/s,则它在第一根电线杆处的速度多大?

正确答案

汽车在5s内的平均速度==m/s=10m/s.

根据=

则v0=2-v=20-15m/s=5m/s.

答:汽车通过第一根电线杆处的速度为5m/s.

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简答题

一物体做匀加速直线运动,初速度为0.5 m/s,第7 s内的位移比第5 s内的位移多4 m,求:

(1)物体的加速度;

(2)物体在5 s内的位移。

正确答案

(1)

(2)

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简答题

一个物体从离地面H高度处自由下落,达到地面前最后1s内通过的位移比下落的第1s内通过的位移多30m.不计空气阻力,取重力加速度为g=10m/s2.求

(1)物体从下落到落地所用的时间t和下落点离地面的高度H.

(2)物体落地时的速度vt

正确答案

物体在第1s内的位移s1为  S1=×10×12m=5m

最后1s内位移△s为 △s=gt2-g(t-1)2=(s1+30)m=35m

化简解得,物体的运动时间为 t=4s

物体下落点离地面的高度为 H=gt2=×10×42m=80m

物体落地时的速度vt为 vt=gt=10×4m/s=40m/s

答:

(1)物体从下落到落地所用的时间t=4s,下落点离地面的高度H=80m.

(2)物体落地时的速度vt=40m/s.

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简答题

有一个匀加速直线运动的物体从2s末至6s末的位移为24m,从6s末至10s末的位移为40m,则这个物体的加速度的大小是多大?初速度是多大?

正确答案

根据△x=aT2得,a==m/s2=1m/s2

物体在2s末至6s末内的平均速度=m/s=6m/s.

知4s末的速度为4m/s.根据v=v0+at得,v0=v-at=6-1×4m/s=2m/s

答:这个物体的加速度的大小是1 m/s2,初速度的大小为 2 m/s.

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简答题

如图所示,ABC是一雪道,AB段为长L = 80m倾角θ =37°的斜坡,BC段水平,AB与BC平滑相连。一个质量m =75kg的滑雪运动员,从斜坡顶端以v0=2.0m/s的初速度匀加速滑下,经时间t = 5.0s 到达斜坡底端B点。滑雪板与雪道间的动摩擦因数在AB段和BC段均相同。取g = 10m/s2。(sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)。求:

(1)运动员在斜坡上滑行时加速度的大小a;

(2)滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ;

(3)运动员滑上水平雪道后,在t' = 2.0s内滑行的距离x。

正确答案

解:(1)根据,解得 a =5.6m/s2

(2)在斜坡上运动员受力如图所示

建立如图所示的直角坐标系,根据牛顿第二定律,

x方向:mgsinθ-Ff = ma

y方向:FN-mgcosθ = 0

摩擦力:Ff = μFN 解得:μ = 0.05

(3)运动员滑到B点时的速度vB = v0 + at = 30m/s

在水平雪道上运动员受力如图所示,

设运动员的加速度为a' 建立如图所示的直角坐标系,

根据牛顿第二定律,

x方向:-μF'N = ma'

y方向:F'N -mg = 0

根据,解得 x = 59m。

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简答题

一辆汽车在平直公路上匀速行驶,速度大小为v0=5m/s,关闭油门后汽车的加速度为a=-0.4m/s2。求:

(1)关闭油门后到汽车位移x=30m所经历的时间t1

(2)汽车关闭油门后t2=20s内滑行的距离。

正确答案

解:(1)由x=v0t+at2 得30=5t+(-0.4)t2 求得:t1=10s,t2=15s(舍去)

(2)汽车停止时间: 

        所以在20s内汽车通过的位移:

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简答题

一辆汽车沿平直公路以v0=10m/s匀速运动,忽然以加速度为2m/s2刹车,求汽车刹车后6s内的位移是多大?

正确答案

25m

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简答题

汽车做匀加速直线运动,初速度为10m/s,若它在开始的10s内位移为150m,求:

(1)它的加速度;

(2)在离出发点48m处的速度大小.

正确答案

(1)根据位移时间公式x=v0t+at2

代入数据:150=10×10+×102a

解得a=1m/s2

(2)根据位移速度公式2ax′=v2-v02

代入数据解得离出发点48 m处的速度:v=14m/s.

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简答题

直立光滑空心螺旋管共9圈,每圈内径,直径与间距都相同.现有光滑小球从第1圈入口静止释放,经过3s的时间从最后一圈出口滚出(如图).求小球通过第3,4两圈所需时间t34

正确答案

小球做初速度为零的匀加速直线运动,根据连续相等位移内时间之比等于自然数平方根差之比.

所以t34:(t1+t2+…+t9)=[(-)+(-)]:[1+(-1)+…(-)]

则t34=2(-1)s.

答:小球通过第3,4两圈所需时间为t34=2(-1)s.

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简答题

电梯的厢壁上悬挂一个弹簧删力计,如图所示,弹簧测力计下悬挂0.5kg的重物.当电梯由静止起向上做匀加速直线运动时,发现电梯在2s内上升了2层楼(每层高3m),

求:(1)这时弹簧测力计的示数应为多大?

(2)若某时刻发现测力计的示数为3N,通过计算说明此时电梯以多大的加速度向上做怎样的运动?

正确答案

(1)由S=at2,a==m/s2=3m/s2

     根据牛顿第二定律得

      F-mg=ma

      得到 F=m(g+a)=0.5(10+3)N=6.5N

(2)由牛顿第二定律mg-F'=ma',a′==m/s2=4m/s2

做匀减速运动.

答:(1)这时弹簧测力计的示数应为6.5N;

    (2)若某时刻发现测力计的示数为3N,电梯以大小为4m/s2的加速度匀减速上升.

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简答题

(1)一斜面体放在水平光滑的地面上,如图所示.斜面体高h=0.6m,底边长d=0.8m.一质量m=0.5kg的小滑块从斜面顶端由静止开始下滑.为了保持斜面体静止不动,需对斜面体施加一个水平向左大小为0.8N的推力F.求:

①滑块与斜面之间的滑动摩擦因数μ.

②滑块从斜面顶端滑至底端经过的时间t.

(2)我国成功发射了“嫦娥一号”探测卫星,标志着中国航天正式开始了深空探测新时代.已知月球的半径约为地球的,月球表面的重力加速度约为地球的.地球半径R=6.4×103km,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2.求绕月球飞行的卫星的周期最短约为多少?(计算结果保留1位有效数字)

正确答案

(1)①设物体与斜面间的摩擦因数为μ

物体在斜面下滑滑动摩擦力    f=μmgcosθ=4μ

斜面对物体的正压力          N=mgcosθ=4N

对斜面,在水平面            F+f cosθ-N sinθ=0

代入得                     μ=0.5

②小滑块在斜面下滑的加速度为a,到斜面底端经历时间为t

由牛顿第二定律得             mg sinθ-μmgcosθ=ma

在斜面的运动过程              L=at2

L=1m

代入得                         t=1s

(2)绕月球飞行的卫星,轨道半径越小,则周期越短,因此周期最短的卫星在很靠近月球表面的轨道上运行,轨道半径可看成月球的半径.

设月球的半径为R、月球表面的重力加速度为g,卫星的最短周期为T,则

m(

T

)2R月=mg月          ①

将R月=,g=g 代入可得

T=2π               ②

代入数据解得卫星的最短周期约为

T=6×103s                   ③

答:(1)①滑块与斜面之间的滑动摩擦因数μ为0.5.

②滑块从斜面顶端滑至底端经过的时间t为1s.

(2)绕月球飞行的卫星的周期最短约为6×103s.

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简答题

A、B两小球同时从距地面高为h=20m处的同一点抛出,初速度大小均为v0=15m/s,A球竖直向上抛出,B球水平抛出,空气阻力不计,重力加速度取g=10m/s2

求:(1)A球经多长时间落地?

(2)B球落地时,A、B两球间的距离是多少?

正确答案

(1)选向下为正方向,则 h=20m;v0=-15m/s;g=10m/s2

对A球:h=v0t+gt2

代入解得:t=4s                                               

(2)对B球做平抛运动,则有:

  水平方向  x=v0t      

  竖直方向  y=gt2

将y=20m;v0=15m/s  

代入解得:t=2s,x=30m                     

此时对A球:选向上为正方向 则:v0=15m/s;g=-10m/s2;t=2s

则s=v0t+gt2

代入解得:s=10m                                                 

则B球落地时,小球A离地面高度为y=s+h=30m; 

故此时A、B球之间的距离L==30m

答:

(1)A球经4s长时间落地.

(2)B球落地时,A、B两球间的距离是30m.

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简答题

物体做匀加速直线运动,其初速度v0=2m/s,加速度a=0.1m/s2,求:

(1)前4s内的平均速度大小和通过的位移大小.

(2)第4s内通过的位移大小.

正确答案

(1)由:v=v0+at

则4s末速度:vt=2.4m/s

==2.2m/s

前4s内的位移:x=•t=8.8m

(2)第4s内的位移等于4s内的位移减去3s内的位移.

X=X4-X3=v0(t4-t3)+a(-)=2.35m

答:(1)前4s内的平均速度大小为2.2m/s.通过的位移为8.8m.

(2)第4s内通过的位移大小为2.35m.

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