- 运动的描述
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轮船在河流中逆流而上,下午7时,船员发现轮船上的一橡皮艇已失落水中,船长命令马上掉转船头寻找小艇.经过一个小时的追寻,终于追上了顺流而下的小艇.如果轮船在整个过程中相对水的速度不变,那么轮船失落小艇的时间是何时?[3 ]
正确答案
下午6时
以流动的水为参照物,落水的橡皮艇相对水是静止的,又由于轮船在整个过程中相对水的速度大小不变,从开始寻找小艇到追上小艇,经过了一个小时,根据运动的对称性可知,从轮船失落橡皮艇到开始寻找小艇的时间也一定是一个小时,所以轮船失落小艇的时间是下午6时。
一个物体做平抛运动,若沿水平和竖直方向分解,则它在水平方向上的分运动是______________(选填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”);竖直方向上的分运动是______________(选填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”)。
正确答案
匀变速直线运动 匀速直线运动
略
如图所示,一质量M=4kg,长为L=3m的长木板放在地面上,今施一力F=8N水平向右拉木板,木板以v=2m/s的速度在地面上匀速运动,某一时刻把质量为m=1kg的铁块轻放在木板的最右端,不计铁块与木板间的摩擦,且小铁块视为质点,求小铁块经过多长时间将离开木板。(g=10 m/s2 )
正确答案
略
图(a)是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的时间差,测出汽车的速度.图(b)中是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描,p1、p2之间的时间间隔△t=1.0s,超声波在空气中传播的速度是V=340m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图(b)可知,汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是______m,汽车的速度是______m/s.
正确答案
本题首先要看懂B图中标尺所记录的时间每一小格相当于多少:
由于P1,P2 之间时间间隔为1.0s,标尺记录有30小格,故每小格为s,
其次应看出汽车两次接收(并反射)超声波的时间间隔:P1发出后经s接收到汽车反射的超声波,故在P1发出后经
s被车接收,
发出P1后,经1s发射P2,可知汽车接到P1后,经t1=1-=
s发出P2,
而从发出P2到汽车接收到P2并反射所历时间为t2=s,故汽车两次接收到超声波的时间间隔为t=t1+t2=
s,
求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔:s=(-
)v声=(
)×340=17m,
故可算出v汽==17÷(
)=17.9m/s.
故答案为:(1)17,(2)17.9
(8分)一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动,公路边每隔15m有一棵树,如图所示,汽车通过AB两相邻的树用了3s,通过BC两相邻的树用了2s,求汽车运动的加速度和通过树B时的速度为多少?
正确答案
,
汽车经过树A时速度为vA,加速度为a。
对AB段运动,由有:
(2分)
同理,对AC段运动,有: (2分)
两式联立解得:,
(2分)
再由得:
(2分)
人类为了探测月球发射了一种类似于四轮小车的月球登陆探测器,它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10s向地球发射一次信号,探测器上还装有两个相同的减速器(其中一个是备用的),这种减速器的最大加速度为5m/s2。
某次探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物。此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作。已知科学家从接收信号到输入命令并使信号发出最少需3s。表中数据为控制中心显示屏的数据。
(1)根据显示屏的数据,科学家断定减速器失灵了,请你说出他判断的依据。
(2)要使探测器不碰到障碍物,科学家立即启用备用减速器。请计算说明科学家给探测器设定的加速度值最小应为多少?(设月地距离为30万千米,已知信号在空中的传播速度为c=3×108m/s。)
正确答案
(1)两个10s内探测器都向前运动了20m做匀速运动,减速器失灵。
(2)月地传输用时:1s
9:10:40时 探测器距障碍物实际距离为 10m
9:10:44时 探测器距障碍物实际距离为 2m
略
导火索的火焰顺着导火索燃烧的速度是0.8 cm/s,为了使点火人在导火索火焰烧到爆炸物以前能够跑到离点火处120 m远的安全地方去,导火索需要 m才行.(假设人跑的速率是4 m/s)
正确答案
0.24
略
某人离公共汽车尾部20m,以速度v向汽车匀速跑过去,与此同时,汽车以1m/s2的加速度从静止启动,作匀加速直线运动。试问:此人的速度v分别为下列数值时,能否追上汽车?如果能,要用多长时间?如果不能,则他与汽车之间的最小距离是多少?
(1)v=6m/s;
(2)v=7m/s。
正确答案
解:设人出发点为初位置,则人与车的位移分别为
x人=vt
x车=x0+at2
要追上汽车,则要求Δx=x车-x人=0
(1)当v=6m/s代入上式可得
Δx=t2-6t+20=0
∵Δx=62-4××20<0
∴Δx不能为零,不能追上
且Δx=(t-6)2+2
当t=6s时,Δx最小为2m
(2)当v=7m/s代入上式
Δx=t2-7t+20=0
Δx=72-4××20=9有解,能追上
且t1=4,t2=10(舍去)
∴在t=4s末追上车
一小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶,恰有一自行车以6m/s的速度从车边匀速试过,汽车从启动后到追上自行车之前,要经过__________s的时间两者相距最远,最远距离是__________m。
正确答案
2,6
一列货车以8m/s的速度在铁轨上匀速运行,由于调度事故,在货车的后面600m处的同一轨道上有一列快车以20m/s的速度同方向行驶,快车司机发觉后立即制动,若在平常以同样的方式制动要滑行2000m才能停下。请你:
(1)求出快车平常制动时的加速度大小;
(2)通过计算判断快车和货车是否会相撞。
正确答案
解:(1)由题意得,得:
代入数据得:
(2)由X快
代入数据得:X快
X货
由题意得:X快> X货
∴ 两车相撞
“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质。测定时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时。受试者到达折返线处时,用手触摸折返线处的物体(如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达起点终点线的垂直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩。设受试者起跑的加速度为4m/s2,运动过程中的最大速度为4m/s,快到达折返线处时需减速到零,减速的加速度为8m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线。求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒?
正确答案
解:对受试者,由起点终点线向折返线运动的过程中
加速阶段:;
减速阶段:;
匀速阶段:
由折返线向起点终点线运动的过程中
加速阶段:;
匀速阶段:
受试者“10米折返跑”的成绩为:。
驾驶员手册规定:具有良好刹车性能的汽车以80km/h的速率行驶时,从操纵刹车到最终停止运动的距离为56m,在以48 km/h的速率行驶时,从操纵刹车到最终停止运动的距离为24m。假设对于两种速率,驾驶员所允许的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及使用刹车,车速不变)与刹车的负加速度都相同,则允许驾驶员的反应时间为多少?
正确答案
解:设驾驶员反应时间为t,刹车距离为x,刹车后加速度大小为a
由题意得
将两种情况的条件代入:,
解得t=0.72s
“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质。测定时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时。受试者到达折返线处时,用手触摸折返线处的物体(如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达起点终点线的垂直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩。设受试者起跑的加速度为4m/s2,运动过程中的最大速度为4m/s,快到达折返线处时需减速到零,加速度的大小为8m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线。受试者在加速和减速阶段运动均可视为匀变速直线运动。问该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒?
正确答案
解:对受试者,由起点终点线向折返线运动的过程中
加速阶段:s,
m
减速阶段:s,
m
匀速阶段:s
由折返线向起点终点线运动的过程中
加速阶段:s,
m
匀速阶段:s
受试者10米折返跑的成绩为:s
短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100 m和200 m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69 s和19.30 s。假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15 s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200 m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100 m比赛时相同,但由 于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑100 m时最大速率的96%,求:
(1)加速所用时间和达到的最大速率;
(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
正确答案
解:(1)设加速所用时间为t(以s为单位),匀速运动的速度为v(以m/s为单位),则有
1/2vt+(9.69-0.15一t)v=100 ①
1/2vt+(19.30-0.15-t)×0.96v=200 ②
由①②式得t=1.29 s ③,v=11.24 m/s ④
(2)设加速度大小为a,则
甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的,为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记,在某次练习中,甲在接力区前S0=13.5 m处作了标记,并以V=9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令,乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒,已知接力区的长度为L=20 m。求:
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a。
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
正确答案
解:(1)在甲发出口令后,甲乙达到共同速度所用时间为:
设在这段时间内甲、乙的位移分别为S1和S2,则:
S1=S2+S0 联立以上四式解得:
(2)在这段时间内,乙在接力区的位移为:
完成交接棒时,乙与接力区末端的距离为:L-S2=6.5 m
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