- 匀变速直线运动的位移与速度的关系
- 共395题
一自行车以6m/s的速度沿平直的公路匀速运动,一小汽车从静止开始与自行车同向做匀加速运动,加速度大小为3m/s2;汽车开始运动时,自行车恰好与汽车车头相齐.求:
(1)汽车追上自行车之前经多长时间两者相距最远?最远距离是多少?
(2)汽车经过多长时间追上自行车?此时汽车的速度是多少?
正确答案
(1)因汽车做匀加速运动,速度从0开始增加,开始时自行车在汽车的前头,当汽车的速度小于自行车的速度时,两者的距离便不断增大;当汽车的速度大于自行车的速度时,两者距离减小;当两者速度相等时,距离最大.
设相距最远的时间为t,则有:t==
s=2s
由x=at2得 汽车的位移为:x=
×3×22m=6m
自行车的位移:x'=vt=6×2=12m
两者的最大距离:xm=x'-x=6m
(2)设汽车经过ts追上自行车,由位移相等,得:
at2=vt
即×3×t2=6t
解得:t=4s
此时汽车的速度为:v=at=3×4m/s=12m/s
答:
(1)汽车追上自行车之前经2s时间两者相距最远,最远距离是6m.
(2)汽车经过4s时间追上自行车,此时汽车的速度是12m/s.
汽车正以 10m/s 的速度在平直公路上前进,突然发现正前方有一辆自行车以 4m/s 的速 度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门做加速度大小为 6m/s2 的匀减速运动,汽车恰好不碰上自行车,求关闭油门时汽车离自行车多远?
正确答案
汽车减速到 4m/s 时发生的位移和运动的时间
s汽==
=7m
t==
s=1s.
这段时间内自行车发生的位移 s 自=v 自 t=4×1=4m,
汽车关闭油门时离自行车的距离 s=s 汽-s 自=7-4=3m.
答:关闭油门时汽车离自行车3m.
一辆汽车在公路上做匀加速直线运动,测得第3s内的位移为6m,第4s内的位移为8m,求:
(1)汽车在第3s初至第4s末这两秒内的平均速度;
(2)汽车做匀加速直线运动的加速度;
(3)汽车做匀加速直线运动的初速度;
(4)汽车在前4s内的位移.
正确答案
(1)=
=
=7m/s;
故汽车在第3s初至第4s末这两秒内的平均速度为7m/s.
(2)由△x=aT2,得
汽车的加速度为a==
=2m/s2;
故汽车匀加速直线运动的加速度为2m/s2.
(3)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,由(1)得汽车在第3s末的速度为v3=7m/s.
∴汽车的初速度为v0=v3-at3=(7-2×3)m/s=1m/s;
故汽车匀加速直线运动的初速度为1m/s.
(4)X4=v0t+at2=1×4+
×2×42=20m.
故汽车在前4s内的位移为20m.
一物体以一定的初速度冲上一倾角为θ的斜面,结果最后静止在斜面上,如图所示,在第1s内位移为6m,停止运动前的最后1s内位移为2m,求:
(1)在整个减速运动过程中质点的位移大小;
(2)整个减速过程共用多少时间.
正确答案
(1)(8分)设质点做匀减速运动的加速度大小为a,初速度为v0.
由于质点停止运动前的最后1s内位移为2m,则
x2=at 22,所以a=
=
m/s2=4m/s2
质点在第1s内位移为6m,x1=v0t1-at2,
所以v0==
m/s=8 m/s.
在整个减速运动过程中质点的位移大小为:
x==
m=8 m.
(2)对整个过程逆向考虑
x=at2,所以t=
=
s=2 s.
答:(1)在整个减速运动过程中质点的位移大小为8m;
(2)整个减速过程共用2s时间.
某有雾天气下,能见度为x=48m.若汽车刹车时加速度为a=-6m/s2(运动方向为正方向),为避免与前方停在路中的故障车相撞.
(1)若不考虑司机的反应时间,汽车最多可以多大速度行驶?
(2)若汽车以18m/s行驶,刹车的加速度仍为a=-6m/s2,则司机的反应时间最多为多少秒?
正确答案
(1)假设汽车以最大速度行驶Vm,只要能保证在48m内刹住车即可,此题已知加速度a=-6m/s2、位移x=48m、末速度为零,
由位移速度关系式得:0-Vm2=2ax
解得:Vm=m/s=24m/s
所以汽车最多可以24m/s速度行驶.
(2)若汽车以v=18m/s行驶,刹车的加速度仍为a=-6m/s2,
则汽车停止过程由位移时间关系式得:0-v2=2ax2解得:x2=27m
所以司机可以在反应时间内匀速前进的距离不能超过x3=48m-27m=21m
即:x3=vt
解得:t=s,即司机的反应时间不能超过
s.
答:(1)若不考虑司机的反应时间,汽车最多可以24m/s速度行驶
(2)若汽车以18m/s行驶,刹车的加速度仍为a=-6m/s2,则司机的反应时间最多为秒.
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