- 匀变速直线运动的速度公式
- 共881题
矿井里的升降机从静止开始做匀加速直线运动,经过3s,它的速度达到3m/s;然后做匀速运动,历时6s;再做匀减速直线运动,经过3s后停止.求升降机上升的高度,并画出它的速度时间图象.
正确答案
升降机的速度-时间图象如图所示.
匀加速直线运动:h1=t1.
匀速运动:h2=vt
匀减速直线运动:h3=t3.
H=h1+h2+h3
代入数据得:H=27m
答:升降机上升的高度为27m.
2003年10月15日我国成功地发射了“神舟”五号载人飞船,9时9分50秒准确进入预定轨道,此前飞船已与火箭分离,飞船质量为7760千克,轨道倾角为42.4,近地点高度200千米,远地点高度350千米,15时57分飞船变轨成功,变轨后进入343千米的圆轨道,运行14圈.又于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆,实际着陆点与理论着陆点只相差4.8千米,返回舱完好无损,宇航员杨利伟自主出舱.
(1)飞船返回时,在接近大气层的过程中,返回舱与飞船最终分离.返回舱质量为3吨,返回舱着陆,是由三把伞“接力”完成的.先由返回舱放出一个引导伞,引导伞工作16秒后,返回舱的下降速度由180米/秒减至80米/秒.假设这段运动是垂直地面下降的,且已接近地面,试求这段运动的加速度和引导伞对返回舱的拉力大小,
(2)已知万有引力做功与路径无关,所以可以引进引力势能,若取无穷远为引力势能零点,则引力势能的计算公式为
EP=-,式中G为万有引力恒量,M为地球质量,m为物体的质量,r为物体与地心的距离,又已知飞船在沿椭圆轨道运行的过程中经过近地点时速度大小为7.835×103米/秒,试求飞船经过近地点时的机械能以及经过远地点时的速度大小,已知G=6.67×10-11 牛米2/千克2,M=6×1024千克,地球半径R=6.4×106米.
正确答案
(1)返回舱做匀减速运动,由v-v0=at得
得a==
m/s2=-6.25 m/s2.
由牛顿第二定律得 mg-F=ma
则得 F=mg-ma=3000×(10+6.25)N=4.875×104 N
(2)E1=Ek1+EP1=mv12-
=
×7760×(7.835×103)2-
J=-2.32×1011 J
由机械能守恒 Ek1+EP1=Ek2+EP2
得:mv22-
=E1
mv22=E1+
=-2.33×1011+
J=2.27×1011 J
解得,v2=7.66×103 m/s
答:(1)这段运动的加速度是-6.25 m/s2.引导伞对返回舱的拉力大小是4.875×104 N.
(2)飞船经过近地点时的机械能是-2.32×1011 J,经过远地点时的速度大小是7.66×103 m/s.
酒后驾车严重威胁交通安全.其主要原因是饮酒后会使人的反应时间(从发现情况到实施操作制动的时间)变长,造成反制距离(从发现情况到汽车停止的距离)变大,假定汽车以108km/h的速度匀速行驶,刹车时汽车的加速度大小为8m/s2,正常人的反应时间为0.5s,饮酒人的反应时间为1.5s,试问:
(1)驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多几米?
(2)饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止需多少时间?
正确答案
(2)由题意可知,驾驶员饮酒后的反应时间比正常人多的时间为:t=1.5-0.5=1s
在反应时间内做匀速运动,所以驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多的位移为△x=vt=30×1m=30m
(2)汽车刹车的时间为t′==
=3.75s
所以饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止的总时间为t总=3.75+1.5=5.25s
答:(1)驾驶员饮酒后的反制距离比正常时多30m;
(2)饮酒的驾驶员从发现情况到汽车停止需5.25s
如图:一水平传送带以2m/s的速度做匀速直线运动,传送带上两端的距离为20m,将一物体轻轻地放在传送带的一端,物体由左端运动到右端所经历的时间为11s,则:
(1)物体与传送带之间的摩擦系数是多少?.
(2)若传送带的速度为4m/s,求物体从左端运动到右端需要多少时间.
正确答案
(1)物体放到传送带上,刚开始一段时间物体相对传送带向后滑动,但相对地向前运动.选取地面为参照物,物体在传送带的滑动摩擦力作用下从静止开始做匀加速直线运动,
其加速度为:a==μg
当物体的速度达到传送带的速度2m/s,物体与传送带无相对运动及相对运动趋势,故两者相对静止,物体一直以2m/s速度匀速运动到另一端.此时对地的位移是20m 物体开始做匀加速运动的时间为:
t1==
匀加速直线运动的时间为:
t2=11-
由运动学公式得:
S1+S2=S
at12+vt2=20m
解得:μ=0.1
(2)物体的速度从零达到传送带的速度4m/s时,其加速度
a==4m/s2
其移动了距离
S1==8m
其所用时间
t1==4s
物体一直以4m/s速度匀速运动到另一端所用时间
t2==
=3s
所以,
t=t1+t2=4+3=7s
答:(1)物体与传送带之间的摩擦系数是0.1;
(2)若传送带的速度为4m/s,求物体从左端运动到右端需要7s.
如图所示,水平传送带以恒定的速率v=2.0m/s传送质量为m=0.5kg的工件,工件都是在位置A处无初速地放到传送带上的,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,每当前一个工件在传送带上停止相对运动时,后一个工件立即放到传送带上.g取10m/s2,传送带上相对静止的相邻两工件间的距离为______m.
正确答案
工件刚放上传送时,加速度为a==
=μg=4m/s2,
当工件在传送带上停止相对运动时通过的位移x1==0.5m
此过程经过的时间为t==0.5s,传送带通过的位移x2=vt=1m,则工件相对于传送后退的距离为x3=x2-x1=0.5m
传送带上相对静止的相邻两工件间的距离为S=x1+x3=1m.
故答案为:1
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