- 匀变速直线运动的速度公式
- 共881题
甲车以10m/s的速度匀速运动,在某时刻经过乙车身边,此时乙车的速度为2m/s,加速度为0.2m/s2,若甲乙两车运动方向相同,公路是平直的,问:
(1)当乙车速度多大时,乙车落后于甲车的距离最大?这个距离是多少?
(2)当乙车的速度多大时,乙车追上甲车.乙车追上甲车所需的时间是多少?
正确答案
(1)当甲乙速度相等时距离最大,即v甲=v乙得到v0+at=v甲 解得t==40s
40s末甲的位移为x1=vt=400m;
乙的位移为x2=t=240m
故乙车落后于甲车的距离最大为S=x1-x2=160m.
(2)设时间t相遇,则位移关系有
v甲t=v0t+at2
代入解得10t=2t+×0.2×t2⇒t=80s
此时乙车的速度为v乙=v0+at=18m/s
答:(1)当乙车速度等于10m/s时,乙车落后于甲车的距离最大,这个距离是160m.
(2)当乙车的速度18m/s时,乙车追上甲车.乙车追上甲车所需的时间是80s.
如图所示,在质量为mB=30kg的车厢B内紧靠右壁,放一质量mA=20kg的小物体A(可视为质点),对车厢B施加一水平向右的恒力F,且F=120N,使之从静止开始运动.测得车厢B在最初t=2.0s内移动s=5.0m,且这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞.车厢与地面间的摩擦忽略不计.
(1)计算B在2.0s的加速度.
(2)求t=2.0s末A的速度大小.
(3)求t=2.0s内A在B上滑动的距离.
正确答案
(1)设t=2.0s内车厢的加速度为aB,由s=aBt2得aB=2.5m/s2.
(2)对B,由牛顿第二定律:F-f=mBaB,得f=45N.
对A据牛顿第二定律得A的加速度大小为aA==2.25m/s2
所以t=2.0s末A的速度大小为:VA=aAt=4.5m/s.
(3)在t=2.0s内A运动的位移为SA=aAt2=4.5m,
A在B上滑动的距离△s=s-sA=0.5m
答:(1)B在2.0s的加速度为2.5m/s2;
(2)t=2.0s末A的速度大小为4.5m/s;
(3)t=2.0s内A在B上滑动的距离为0.5m.
一玩具火车A的制动性能经过测定:当它以速度0.2m/s在水平平直轨道上行驶时,在制动后需要40s才能停下.现这列玩具火车正以0.2m/s的速度在水平轨道上行驶,在其侧前方75cm处有另一玩具火车B正以0.06m/s的速度在一旁的平行轨道上同向行驶.现对玩具火车A采取制动措施,问:两车是否会发生会车?会车几次?会车发生在什么时刻?(说明:会车是指相向行驶的列车、汽车等同时在某一地点交错通过)
对于上述问题,小王同学是这样认为的:两玩具火车相遇时,有SA=SB0.75+0.06t=0.2t-t2/400
解上述方程组,得到本题的结果.因为是二次方程,有两个解,故两小车相遇两次.
小王同学的理解正确吗?如果你认为他的理解是正确的,则解出相遇的时间;如果你认为他的理解是有问题的,则给出简要的分析说明,并给出你的结果.
正确答案
该同学的解法时错误的.
这玩具火车的加速度为a,则
由v0=0.2m/s,t=40s,v=0,则a==-
m/s2=-0.005m/s2.
设两列玩具火车在t′时刻相遇,则
v0t′+at′2=0.75m+v1t′
代入得:0.2t′-×0.005t′2=0.75+0.06t′
解得:t1′=6s,t2′=50s
由于这列火车制动时间为40s,t2′不合理,说明两列车相遇后,这列玩具车向前运动停止后,另一列火车与之相遇.
由题得,这列玩具制动的总位移为S=t=4m
设第二次相遇在t″时刻,则
S=0.75m+v1t″
代入解得:t″≈54.17s
答:两车相会两次,分别在6s和54.17s两个时刻.
要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道.求摩托车在直道上行驶所用的最短时间.有关数据见表格.(提示:可用图象法解)
正确答案
设最大速度为Vm,则
S=+
代入数据243=+
解得vm=36m/s,
所以加速时间为t1==
s=9s
减速时间为:t2==
s=3s
所以在直道上运动的最短时间是t=t1+t2=9s+3s=12s
答:摩托车在直道上行驶所用的最短时间是12s.
如图(甲)所示,水平面上A、B两点相距6.25m,一个质量为4.0kg的小滑块在水平推力的作用下沿水平面自左向右滑动,先后经过A、B两点.在滑块到达A点之前,滑块沿水平面做匀速运动,所受的水平推力大小为0.4N.从滑块经过A点开始,滑块受到的推力按照如图(乙)所示的规律变化,已知滑块在3.0s时刻的速度大小为0.8m/s.求:
(1)滑块受到水平面的滑动摩擦力的大小;
(2)滑块经过B点时的速度大小.
正确答案
(1)滑块沿水平面做匀速运动,受力平衡,f=F=0.4N
(2)由乙图可知,前2s的加速度为a==
=0.1m/s2
又 2s末的速度与3s末的相同,则过A点时速度为
v=v0+at 0.3=v0+0.1×2 v0=0.1m/s
A到B的位移,前2s加速位移 s1=v0t+at2 第3s匀速运动的位移 s2=0.3t
同理5、6s加速,第7s匀速,8、9s加速,第10s匀速,直到各段合位移为6.25m
滑块经过B点时的速度大小0.9m/s
答;(1)滑块受到水平面的滑动摩擦力的大小0.1m/s2;
(2)滑块经过B点时的速度大小0.9m/s.
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