- 匀变速直线运动的研究
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一物体做匀变速直线运动,从某时刻开始计时,即t=0,在此后连续两个2s内物体通过的位移分别为8m和16m,求:
(1)物体的加速度大小;
(2)t=0时物体的速度大小.
正确答案
(1)根据△x=aT2得,a==
=
m/s2=2m/s2.
(2)由x1=v0T+aT2得,8=2v0+
×2×4
解得v0=2m/s.
答:(1)物体的加速度大小为2m/;s2.
(2)t=0时物体的速度大小为2m/s.
一块足够长的木板放置在光滑的水平面上,木板质量M=2kg,木板上左端有一质量m=1kg的物块(物块可看成质点),物块与木板开始时都处于静止状态,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.1.水平向右的恒力F=2N持续作用在物块上,使物块相对木板移动L=1m,取g=10m/s2.求:
(1)此时物块的速度大小是多少?
(2)在此过程中木板的位移大小是多少?
正确答案
对物块受力分析,可得
F-μmg=mam,
所以 am==1m/s2 ,
经时间t后物块的位移是 xm=amt2=
t2,
对木板受力分析,可得,
μmg=MaM,
所以 aM==0.5m/s2 ,
经时间t木板的位移是 xM=aMt2=
t2,
据题意,xM-xm=L=1m,
解得,t=2s,
所以物块的速度为,vm=amt=2m/s,
此过程中木板的位移是 xM=aMt2=
t2=1m,
答:(1)物块的速度大小是2m/s,
(2)在此过程中木板的位移大小是1m.
汽车在平直公路上以10m/s的速度做匀速直线运动,发现前面有情况而刹车,获得的加速度大小为是2m/s2,则汽车经过2s后的速度大小为______m/s,经过4s后的速度大小是______m/s,经过10s后的速度大小是______m/s.
正确答案
汽车刹车到停止所需的时间t0==
s=5s.
所以2s末的速度v=v0+at1=10-2×2m/s=6m/s.4s末的速度v′=v0+at2=10-2×4m/s=2m/s.
10s>5s,所以10s末的速度为零.
故答案为:6,2,0.
一辆汽车从静止开始以匀加速开出,然后保持匀速运动,最后匀减速运动,直到停止.表格中给出了不同时刻t汽车的速度,那么汽车从开出到停止总共经历的时间是______秒,总共通过的路程是______米.
正确答案
由题意可知前3s汽车一定为匀加速直线运动;9.5到静止为匀减速直线运动;而匀速运动的速度为12m/s;
由加速度的定义式可知:加速时的加速度a1==
=3m/s2;
减速时的加速度a2==
=-6m/s2;
对9.5s后分析,需再经△t停下,△t==
=1.5s;
故到停止所用的时间为9.5+1.5=11s;
汽车匀速运动的速度大小是12m/s.
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;
故前4s的位移x1=a1t12=24m;
4-9s的位移x2=vt=60m;
9-11s的位移x3=t2=12m;
故总位移x=x1+x2+x3=24+60+12m=96m;
故答案为:11;96.
一辆汽车在水平公路上以30m/s的速度匀速行驶,遇紧急情况后制动,汽车的减速过程可看成匀变速运动.已知汽车在最后一秒前进的距离为2m.则制动后汽车的加速度大小是______m/s2,汽车在制动后10秒速度变为______m/s.
正确答案
(1)已知汽车做匀减速直线运动,在最后1s的时间内有:t=1s,v=0,x=2m,由匀变速直线运动规律:
v=v0+at ①
x=v0t+at2 ②
由①得v0=v-at代入②整理得:
a==
m/s2=-4m/s2,负号表示加速度的方向与初速度方向相反,故制动后汽车的加速度大小为4m/s2(2)已知汽车做匀减速直线运动,初速度v0=30m/s,加速度由(1)知a=-4m/s2,根据速度时间关系,当汽车停车时所需时间为:
t==
m/s2=7.5m/s2
∵7.5s<10S
∴汽车经7.5s停车,故10s末的速度为0m/s.
故答案为:4;0.
做匀减速直线运动的物体的初速度为v0,运动5s后速度减小为,又知道最后2s内运动的距离是2m.求:
(1)物体从减速到停止所用的时间t;
(2)物体运动的加速度a大小和初速度v0的大小;
(3)减速运动的最大距离x.
正确答案
(1、2)最后2s内运动的距离是2m,采取逆向思维,根据x1=at12得,
a==
m/s2=1m/s2.
由a=得,v0=10m/s.
则t==
s=10s.
答:物体从减速到停止所用的时间t为10s,物体运动的加速度a大小为1m/s2,初速度v0的大小为10m/s.
(3)根据v2-v02=2ax得,
x==
m=50m.
答:减速运动的最大距离x为50m.
(A)如图所示,放在水平面上的物体质量m=2kg,受到一个斜向下的与水平方向成q=37°角的推力F=10N的作用,从静止开始运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数m=0.25,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.问:
(1)物体l0s末的速度是多大?物体l0s内的位移是多少?
(2)若10s末撤去推力,物体在水平面上运动的总位移是多少?
正确答案
(1)物体受力如图所示,据牛顿第二定律有
竖直方向上 N-mg-Fsinα=0
水平方向上 Fcosα-f=ma
又 f=μN
联立解得,a=0.75m/s2
物体l0s末的速度是v=at=0.75×10=7.5m/s
位移为x=at2=37.5m
(2)撤去力F后,据牛顿第二定律有-f′=ma′
N′-mg=0
又f′=μN′
解得 a′=-μg=-2.5m/s2
减速运动的位移为x′==11.25m
所以总位移为x总=x+x′=48.75m
答:
(1)物体l0s末的速度是7.5m/s,物体l0s内的位移是37.5m.
(2)若10s末撤去推力,物体在水平面上运动的总位移是48.75m.
一个小球在水平面上做匀速直线运动,经5s前进1.2m,来到一个下坡路做匀加速直线运动,坡长3m,到达坡底是速度为1.26m/s.求小球在斜坡上运动的加速度以及小球在斜坡上的运动时间.
正确答案
小球在斜坡上的初速度为在水平面上匀速运动的速度,即
v0==
m/s=0.24m/s
在斜坡上做匀加速直线运动,根据速度与位移的关系公式v2-v02=2ax,得
a==
m=0.255m/s2
根据匀变速运动的平均速度公式x=t得
t==
s=4s
答:小球在斜坡上运动的加速度为0.255m/s2,小球在斜坡上的运动时间为4s.
一物体从静止开始做匀加速直线运动,在第3s内的位移为5m,则其加速度为_______,在第5s内的位移是__________。
正确答案
2m/s2;9m
汽车以8m/s的初速度作匀减速直线运动,若在第二秒内通过的位移是2m,则汽车的加速度大小为______m/s2,在刹车之后的1s内、2s内、3s内汽车通过的位移之比为______.
正确答案
1、根据匀变速直线运动的位移公式的前1s内的位移x1=v0t1+at12
前2s内的位移x2=v0t2+at22
所以第2s内的位移为△x2=x2-x1=(v0t2+at22)-(v0t1+
at12)=v0(t2-t1)+
a(t22-t12)
代入数据2=8+a
解得a=-4m/s2
2、汽车从刹车到停下来所用的时间为:tm==
s=2s.
即汽车运动2s停止运动,前3s的位移就为前2s的位移.
前1s内的位移为:x1=v0t1+at12=8-
×4=6m
前2s内的位移x2=v0t2+at22=8×2-
×4×22m=8m
所以在刹车之后的1s内、2s内、3s内汽车通过的位移之比为:x1:x2:x3=3:4:4
故答案为:4,3:4:4.
做匀变速直线运动的小球在第1个3s内的位移为7m,在第2个3s内的位移为-2m,则它的加速度a=______m/s2.
正确答案
由题意知小球做匀变速直线运动,已知x1=7m,x2=-2m,连续相等的时间T=3s
所以根据匀变速直线运动的△x=aT2得a==
=
m/s2=-1m/s2.
故答案为:-1.
物体做匀加速直线运动,到达A点时的速度为3m/s,经3s到达B点时的速度为12m/s,则加速度为______,再经过2s到达C点,则它到达C点时的速度为______.
正确答案
匀加速直线运动的加速度a==
m/s2=3m/s2.
根据速度时间公式vC=vB+at2=12+3×2m/s=18m/s.
故本题答案为:3m/s2,18m/s.
A质点从静止开始以2m/s2的加速度作匀加速直线运动,1s后立即变成加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动,运动1s,如此循环,则10s内A质点的位移大小为______m,10s末的速度为______m/s.
正确答案
由题意可知加速阶段的位移与减速阶段的位移相等,均为:x0=at2=
×2m/s2×(1s)2=1m
10秒内有5次加速和5次减速,因此总位移为:x=10x0=10m
从静止加速1s,然后减速1s,速度恰好变为零,依此类推,在10s速度恰好为零.
故答案为:10,0.
以10m/s的速度匀速行驶的汽车,第2s末关闭发动机,汽车获得的加速度大小为2m/s2,则汽车在第3s内的平均速度大小是______m/s,汽车在前10s内的位移是______m.
正确答案
第3s末的速度v=v0+at=10-2×1m/s=8m/s.则第3s内的平均速度=
=
m/s=9m/s.
汽车关闭发动机到停止所需的时间t0=s=5s.所以汽车在前10s内的位移等于前7s内的位移.前2s内的位移x1=v0t1=10×2m=20m.汽车匀减速直线运动的位移x2=v0t2+
at22=10×5-
×2×25m=25m.所以汽车的位移x=x1+x2=45m.
故本题答案为:9,45.
甲、乙两车同时经过某路口同方向做直线运动,甲以4m/s的速度匀速运动,乙从此路口由静止开始以2m/s2的加速度做匀加速直线运动.从它们经过路口开始计时______s后,它们第一次相遇.在相遇前两物体间最大距离是______m.
正确答案
两者位移相等,有v1t=at2
解得t=4s.
当两者速度相等时,两者距离最大
即v1=at′
t′==
s=2s
此时两者的最大距离△x=v1t-at2=4×2-
×2×4m=4m.
故答案为:4,4.
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