- 匀变速直线运动的速度公式
- 共881题
一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为3m/s2,4s后改做匀速直线运动快到下一站时关闭发动机以大小为2m/s2的加速度做匀减速直线运动.求
(1)汽车匀速运动时的速度?
(2)汽车在关闭发动机后到停止时所用时间?
(2)汽车在关闭发动机后10s内的位移?
正确答案
(1)v=at=3×4m/s=12m/s.
故匀速运动的速度为12m/s.
(2)根据v=v0+at得,
t==
s=6s
故汽车在关闭发动机后到停止时所用时间为6s.
(3)因为6s<10s
所以10s内的位移与6s内的位移相等.
则x==
m=36m
故汽车在关闭发动机后10s内的位移为36m.
一质量为5kg的滑块在F=15N的水平拉力作用下,由静止开始做匀加速直线运动,若滑块与水平面间的动摩擦因素是0.2,g取10m/s2,问:
(1)滑块运动的加速度是多大?
(2)滑块在力F作用下经5s,通过的位移是多大?
(3)如果力F作用8s后撤去,则滑块在撤去F后还能滑行多远?
正确答案
(1)由牛顿第二定律得
F-μmg=ma
得a==1m/s2
(2)滑块在力F作用下经5s,通过的位移是x=at2=
×1×52m=12.5m
(3)撤去力F时物体的速度v=at=1m/s2×8s=8m/s
根据动能定理得:-μmgs=0-mv2
解得,s==
m=16m.
答:(1)滑块运动的加速度是1m/s2.
(2)滑块在力F作用下经5s,通过的位移是12.5m.
(3)如果力F作用8s后撤去,滑块在撤去F后还能滑行16m.
如图所示,光滑水平面上静止放置着一辆平板车A.车上有两个小滑块B和C(都可视为质点),B与车板之间的动摩擦因数为μ,而C与车板之间的动摩擦因数为2μ,开始时B、C分别从车板的左、右两端同时以大小相同的初速度v0相向滑行.经过一段时间,C、A的速度达到相等,此时C和B恰好发生碰撞.已知C和B发生碰撞时两者的速度立刻互换,A、B、C三者的质量都相等,重力加速度为g.设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.
(1)求开始运动到C、A的速度达到相等时的时间;
(2)求平板车平板总长度;
(3)已知滑块C最后没有脱离平板,求滑块C最后与车达到相对静止时处于平板上的位置.
正确答案
(1)设A、B、C三个物体的质量都为m,从开始到C、A的速度达到相等的过程所用时间为t,C、A相等的速度为vC,根据动量定理得
对C:-2μmgt=mvC-mv0
对A:(2μmg-μmg)t=mvC
联立解得,t=,vC=
v0
(2)对B,由动量定理得,
-μmgt=mvB-mv0
得到,vB=v0
对C:xC=t,
对B:xB=t
平板车平板总长度L=xB+xC
解得,L=
(3)对A:xA==
,A、B、C三者的位移和末速度分别为:xA=
,方向向左;
xB=,方向向右;xC=
,方向向左.
vA=vC=v0,方向向左;vB=
v0,方向向右.C和B发生碰撞时两者的速度立刻互换,则碰撞后C和B的速度各为:vC′=
v0,方向向右,vB′=
v0,方向向左.
碰撞后B和A的速度相等,设B和A保持相对静止一起运动,此时对B和A整体有fC=2μmg=2ma
对B:B受到的摩擦力为fB′=ma=μmg,说明B和A保持相对静止一起运动.
设C最后停在车板上时,共同速度为v,由动量守恒定律得
mvC′-2mvB′=2mv
可得,v=0
对这一过程,对C,由动能定理得
-2μmgSC′=0-m
对B和A整体,由动能定理得
-2μmgSA′=0-2m
解得,C和A的位移分别是
SC′=,向右,SA′=
,向左.
则C先相对于车板向左移动x1=xC-xA=,后相对于车板向右移动S=SC′-SA′=
,恰好回到原来的位置,即滑块C最后停在车板的右端.
答:
(1)开始运动到C、A的速度达到相等时的时间为t=;
(2)平板车平板总长度L=;
(3)滑块C最后停在车板的右端.
放在光滑水平桌面上的物体(可视为质点),质量为m=4kg,当受到F=0.8N的水平推力时,由静止开始做匀加速直线运动,4s后物体恰好从桌边下落.已知桌面高h=0.8m,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物体在桌面上运动的距离s;
(2)物体落地点距桌边的水平距离x.
正确答案
(1)在光滑水平桌面上,根据牛顿第二定律:
a==0.2m/s2
S=at2=1.6m
vx=at=0.8m/s
(2)离开桌面后,物体做平抛运动,
竖直方向上:h=gt2,解得t=0.4s;
水平方向上:x=vxt=0.32m;
答:(1)物体在桌面上运动的距离s为1.6m;
(2)物体落地点距桌边的水平距离x为0.32m.
一位观察者站在一列火车的第一节车厢的前端的站台上进行观察,火车从静止开始作匀加速直线运动,第一节车厢全部通过需时4秒,整个列车通过此人用12秒.问:
(1)这列车共有几节车厢?
(2)最后 4秒通过几节车厢?
(3)最后一节车厢通过需要多少时间?
正确答案
(1)这列车共有n节车厢,每节车厢的长度为L:
则有:=
n=代入数据得
n==9(节)
(2)最后4秒通过n′节车厢=
n′=n-=9-
(节)
(3)最后一节车厢通过需要时间为t″==
⇒=
=0.69秒
答:这列车共有9节车厢,最后4秒通过5节车厢,最后一节车厢通过需要时间为0.69秒.
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