- 匀变速直线运动的位移与速度的关系
- 共395题
2012年9月23日我国第一艘航空母舰“辽宁舰”正式交付海军,这对于提高我军现代化水平,促进国防科技工业技术进步和能力建设,增强国防实力和综合国力,对于振奋民族精神,激发爱国热情,具有重大而深远的意义.航空母舰上一般装有帮助飞机起飞的弹射系统,已知某型号的战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0m/s2,起飞速度为50m/s,如果航母静止不动.问:
(1)如果航母上不安装弹射系统,要求飞机仍能在舰上起飞,跑道至少为多长?
(2)若航母弹射系统给飞机一个30m/s的初速度,则要求这种飞机能在舰上起飞,甲板上跑道至少为多长?
正确答案
(1)航母上如果不安装弹射装置,飞机必须从零加速到50 m/s才能顺利起飞,由运动学公式v2-v02=2as
跑道长度应为L=
解得L=250m
(2)航母上安装弹射装置,飞机只要从30m/s加速到50 m/s 就能顺利起飞,
由运动学公式 v2-v02=2as
跑道长度应为L1==160m
答:(1)如果航母上不安装弹射系统,要求飞机仍能在舰上起飞,跑道至少为250m.
(2)若航母弹射系统给飞机一个30m/s的初速度,则要求这种飞机能在舰上起飞,甲板上跑道至少为160m.
建筑工人安装脚手架进行高空作业时,一名建筑工人不慎将抓在手中的一根长5m的铁杆在竖直状态下由静止脱手,杆的下端离地面80m,不计空气阻力.(取=1.41,
=1.73,
=3.60,g=10m/s2)试求:
(1)铁杆下端落到地面时的速度是多少?
(2)铁杆在下落过程中经过距离地面20m处某一位置所用的时间为多少?
正确答案
(1)设铁杆下端落到地面时的速度为v,
根据公式vt2-v02=2gh得:
v2=2gh代入数据得:v=m/s
v=40m/s
(2)设铁杆下端经过距离地面20m处时间为t1,铁杆上端经过距离地面20m处时间为t2
则x1=60m,x2=65m,根据自由落体位移时间公式有:
x1=gt12
x2=gt22
经过所用时间t=t2-t1
代入数据得:t=0.14s
答:(1)铁杆下端落到地面时的速度是40m/s;
(2)铁杆在下落过程中经过距离地面20m处某一位置所用的时间为0.14s.
如图所示,质量mA=1.Okg的物块A放在水平固定桌面上,由跨过光滑小定滑轮的轻绳与质量mB=1.5kg的物块B相连.轻绳拉直时用手托住物块B,使其静止在距地面h=0.6m的高度处,此时物块A与定滑轮相距L.已知物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,g取1Om/s2.现释放物块B,物块B向下运动.
(1)求物块B着地前加速度的大小及轻绳对它拉力的大小.
(2)股物块B着地后立即停止运动,要求物块A不撞到定滑轮,则L至少多长?
正确答案
(1)设加速度大小为a,轻绳对B拉力的大小为F,根据牛顿第二定律 有
对A:F-μmAg=mAa ①
对B:mBg-F=mBa ②
①②联立代入数据得:a=5m/s2 ③
F=7.5N
(2)设物块B着地前的速率为v,根据运动学公式v2=2ax 有
对A:v2=2ah ④
块B着地后,对B由牛顿第二定律得:μmAg=mAa′⑤
根据运动学公式v2-v02=2ax得:
0-v2=2(-a′)x ⑥
③④⑤⑥联立解得x=1.2m h=0.6m
由题意知:L≥h+x=1.2+0.6m=1.8m
所以,L至少1.8m
答:(1)求物块B着地前加速度的大小为5m/s2,轻绳对它拉力的大小为7.5N.
(2)股物块B着地后立即停止运动,要求物块A不撞到定滑轮,则L至少为1.8m.
如图所示,A物体质量m1=2kg,长木板B质量m2=1kg,A与B之间μ1=0.4,B与地面之间μ2=0.2,A以初速度v0=6m/s滑上静止的B木板,设B足够长,求
(1)经过多长时间A、B的速度相同?
(2)若A恰好没有从B上滑下,则木板B的长度至少为多少?
(3)A运动的总位移为多大?(取g=10m/s2)
正确答案
(1)A受到重力支持力和摩擦力,摩擦力使它减速,加速度大小:a1=μ1g=4m/s 2
地面对B的摩擦力和A对B的摩擦力,B在水平面上做加速运动.由牛顿第二定律:μ1m1g-μ2(m1+m2)g=m2a2
得:a2=2m/s2
设经过时间t两者速度相等,则:v0-a1t=a2t
代人数据求得:t=1s
(2)两者速度相等时,A的位移:xA=v0t-a1t2=4m
B的位移:xB=a2t2=1m
木板B的长度是它们位移的差:L=xA-xB=3m
(3)两者速度相等时它们的速度:v=a2t=2m/s
地面的摩擦力使它们做减速运动:μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a′
a′=μ2g=2m/s2
停下来的位移:x′==1m
A运动的总位移为:x总=xA+x′=5m
答:(1)经过1s时间A、B的速度相同;
(2)若A恰好没有从B上滑下,则木板B的长度至少为3m;
(3)A运动的总位移为5m.
如图所示,倾斜角度为37°的斜面,由AB和BC两部分组成.其中光滑的AB部分长为0.75m;粗糙的BC部分长为1.5m.物块(可看成质点)P从A点由静止释放,结果物块P在AB部分上做匀加速直线运动,加速度的大小为6m/s2;在BC部分上做匀减速直线运动,到达C点时的速度恰好减为0.求:
(1)物块P在斜面AB部分上运动的时间是多少?
(2)物块P在斜面BC部分上运动的加速度是多少?
正确答案
(1)AB段做匀加速直线运动,由xAB=
1
2
aABt2
可得:t==
s=0.5s
(2)B点速度:vB=aABt=3m/s
由2aBCxBC=vC2-vB2
得:aBC=m/s2=-3m/s2
答:(1)物块P在斜面AB部分上运动的时间是0.5s;
(2)物块P在斜面BC部分上运动的加速度是-3m/s2
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