- 匀变速直线运动的研究
- 共14248题
物体在斜面顶端由静止匀加速下滑,最初4s内经过的路程为s1,最后4s内经过的路程为s2,且s2-s1=8m,s1:s2=1:2,求斜面的全长。
正确答案
18m
某质点从静止开始以加速度a1=3m/s2作匀加速直线运动,经5s物体的速度为v1、位移为x1,之后立即以反向的加速度a2作匀减速运动,又经5s后恰好回到出发点。试求:
(1)求v1、x1的数值;
(2)求a2的大小。
正确答案
(1)15m/s,37.5m
(2)9m/s2
某一长直的赛道上,有一辆F1赛车前方200m处有一安全车正以10m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2m/s2的加速度追赶。试求:
(1)赛车出发3s末的瞬时速度大小;
(2)赛车何时追上安全车?
(3)赛车追上安全车之前何时与安全车距离最远?
正确答案
(1)6 m/s
(2)20 s
(3)5 s
某一长直的赛道上,有一辆F1赛车前方200m处有一安全车正以10m/s的速度匀速前进,这时赛车从静止出发以2m/s2的加速度追赶。试求:
(1)赛车出发3s末的瞬时速度大小;
(2)赛车何时追上安全车?追上之前与安全车最远相距是多少米?
(3)当赛车刚追上安全车时,赛车手立即刹车,使赛车以4m/s2的加速度做匀减速直线运动,问两车再经过多长时间第二次相遇?(设赛车可以从安全车旁经过而不发生相撞)
正确答案
解:(1)
(2)设经t2时间追上安全车
t2=20s
此时v=a1t2=40m/s
当两车速度相等时,两车相距最远
t3=5s
Δx=
(3)设再经t4时间两车第二次相遇
t4=15s
赛车停下的时间为10s,t4=15s不合实际,所以两车第二次相遇再经时间t5
得t5=20s
某校一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完,接着火箭做匀减速运动上升,最后再落回地面。若不计空气阻力,取g=10m/s2。求:
(1)燃料恰好用完时火箭的速度;
(2)火箭升离地面的最大高度;
(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间。
正确答案
解:(1)火箭从点火到燃料用完有:,t1=4s,
则火箭的加速度为:
火箭燃料用完的末速度为:
(2)火箭燃料用完后,做竖直上抛运动,最高时候,速度为0,有:,
,
则上升的时间为:
又上升的距离是:
火箭上升的最大高度为:H=x+=60m
(3)火箭上升到最高点后,又自由落下:H=60m,g=10m/s2
火箭从发射到落地的时间为:=
A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A在前,速度为vA=10m/s,B车在后,速度vB=30m/s。因大雾能见度低,B车在距A车500m时,才发现前方有A车,这时B车立即刹车,如果前方没有任何障碍物,B车还要滑行1800m才能停止。问:
(1)B刹车的加速度为多大?
(2)A车若仍按原速前进,两车是否会相撞?若会相撞,将在B刹车后多长时间相撞?
(3)若B车在刹车的同时发出信号,使A车收接到信号立即加速前进,若不计发射和接收信号的时间差,则A车的加速度至少是多大时,才能避免事故发生?
正确答案
解:(1)
(2)当B的速度等于A的速度时
运动时间
,所以会相撞
设相撞时间为
,
(3)A、B速度相同时,时间为t2
,
,
,
如图所示,小球在光滑斜面上做匀减速直线运动,途中依次经过A、B、C三点,且经过两段的时间间隔分别为tAB=1s,tBC=3s,且AB=4m,BC=6m,求:
(1)小球的加速度;
(2)小球离开A点后6s末的速度;
(3)小球从A点出发又返回A点所需的时间。
正确答案
解:(1)设A点速度VA,由匀减速运动位移与速度关系得
XAB=VAtAB+1/2atAB2
XAB +XBC=VA(tAB+tBC)+1/2a(tAB+tBC)2
解得:VA=4.5m/s,a=-1m/s2,方向沿斜面向下
(2)由V=VA+at
可得V=-1.5m/s,方向沿斜面向下
(3)设小球由A点出发再回到A点时间为t',小球发生位移为零,则
由X=VAt'+1/2at'2
解得t'=9s
羚羊从静止开始奔跑,经过50m的距离能加速到最大速度25m/s,并能维持一段较长的时间,猎豹从静止开始奔跑,经过60m的距离能加速到最大速度30m/s,以后只能维持这速度4.0s。设猎豹距离羚羊x m时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后1.0s才开始奔跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别作匀加速运动,且均沿同一直线奔跑,求:
(1)羚羊从静止加到最大速度所用时间t1是多少?猎豹从静止加到最大速度所用时间t2是多少?
(2)猎豹要在从最大速度减速前追到羚羊,x值不能超过多少?
(3)猎豹要在其加速阶段追到羚羊,x值不能超过多少?(结果保留一位小数)
正确答案
解:(1)猎豹加速度,加速时间
羚羊加速度,加速时间
(2)若没追上,8s末距离最近
此时,猎豹位移
羚羊位移
(3)在加速阶段若没追上,则4s末距离最近
此时,猎豹位移
羚羊位移
在一条平直的公路上,乙车以v乙=10m/s的速度匀速行驶,甲车在乙车的后面作初速度为v甲=15m/s,加速度大小为a=0.5m/s2的匀减速运动,则两车初始距离L满足什么条件时可以使(设两车相遇时互不影响各自的运动):
(1)两车不相遇;
(2)两车只相遇一次;
(3)两车能相遇两次。
正确答案
解:设两车速度相等经历的时间为t0,此时两车间的距离最小,设为L0。甲车恰能追及乙车就是在此时刻,应有
其中
解得:L0=25m
(1)若L>L0=25m,则两车速度相等时甲车也未追及乙车,以后间距会逐渐增大,两车不相遇;
(2)若L=L0=25m,则两车速度相等时甲车恰好追上乙车,以后间距会逐渐增大,两车只相遇一次;
(3)若L<L0=25m,在两车速度相等前,甲车追上并超过乙车,甲车运动至乙车前面,当两车的速度相等时两车间的距离最大。此后甲车的速度小于乙车的速度,两者间的距离又逐渐减小,乙车追上并超过甲车,两车再次相遇。乙车超过甲车后两者间的距离逐渐增大,不会再相遇,即两车能相遇两次。
物体由静止开始做直线运动,先匀加速运动了4s,又匀速运动了10s,最后匀减速运动了6s后停下,它总共前进了1500m,求它在整个过程中的最大速度多大?
正确答案
100m/s
卡车车厢中装载的货物应该跟车厢固定好,以免发生事故,有一次一辆卡车只装运了一个质量m=200kg的木箱,但没有固定。当卡车沿平直公路以v0=20m/s的速度匀速行驶时,司机发现前方有情况,立即紧急制动。制动后卡车以大小为a=6.0m/s2的加速度做匀减速运动。假定卡车制动开始,木箱就沿车厢底板向前滑动,木箱在车厢底板上滑动了l=2.0m后撞上车厢的前挡板,已知木箱与底板间的动摩擦因数为,取g=10m/s2,求木箱刚要与挡板相撞时:
(1)卡车的速度;
(2)木箱的速度。
正确答案
解:木箱位移和加速度
车的位移
因为
所以
因此车的速度
木箱速度
甲、乙两车,从同一处,同时开始作同向直线运动。已知甲车以14m/s 的速度作匀速直线运动,乙车从静止开始作匀加速运动,加速度为2 m/s2。试分析:
(1)经过多长时间,乙车追上甲车?此时乙车的速度多大?
(2)经过多长时间,乙车落后于甲车的距离最大?落后的最大距离是多少?
正确答案
(1)14s,28m/s
(2)7s,49m
甲、乙两汽车沿同一平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为16m/s。已知甲车紧急刹车时加速度a1=3m/s2,乙车紧急刹车时加速度a2=4m/s2,乙车司机的反应时间为0.5s(即乙车司机看到甲车刹车后0.5s才开始刹车),求为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?
正确答案
解:以地面为参照物,甲刹车后的一小段时间内,乙车的速度大于甲车的速度,0.5s后乙刹车,乙的速度减小得快,甲的速度减小的慢,当两车的速度相等时两车相距最近,设此时甲运动了t时间
解得:t=2s
此时的最短距离为
整理得
要使两车不相撞必须满足
一辆汽车正以v0=30m/s的速度在平直路面上行驶,驾驶员突然发现正前方约50m处有一个障碍物,立即以大小为8m/s2的加速度刹车。为了研究汽车经过2s是否撞上障碍物,甲、乙两位同学根据已知条件作出以下判断:
甲同学认为汽车已撞上障碍物,理由是:在2s时间内汽车通过的位移
乙同学也认为汽车已撞上障碍物,理由是:在2s时间内汽车通过的位移
问:以上两位同学的判断是否正确?如果不正确,请指出错误的原因,并作出正确的解答。
正确答案
解:(1)甲、乙都不正确
(2)甲:把加速度a代入正值;乙:认为2s末车的速度为零
(3)车停止时间:
所以2s时间内汽车通过的位移:
因此2s内车不会撞上障碍物
一滑块由静止开始,从斜面顶端匀加速下滑,第5 s末的速度是6 m/s。求:
(1)第4 s末的速度;
(2)前7 s内的位移;
(3)第3 s内的位移。
正确答案
(1)4.8 m/s
(2)29.4 m
(3)3 m
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