- 匀变速直线运动的速度公式
- 共881题
2009年杭州“七十迈”事件,将交通安全问题,以前所末有的方向,推到公众舆论的“风口浪尖”,这也透视出汽车时代的人们对交通安全问题的担忧.下面的图表,是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分安全距离数据.
请根据上边的表格计算(本题中的路面情况均相同,也就是每次刹车制动的加速度相同):
(1)请利用表格中的数据计算出一般人的反应时间t及每次刹车制动的加速度a.
(2)请在表格中填上对应的数值.
(3)酒后驾车是一种危害性很大的违法行为,由于酒精的作用,人的反应时间延长,发生交通事故的概率大大增加.一名喝了酒的驾驶员,发现正前方60m处有一老人骑着自行车以5m/s的速度同方向前行,此时喝了酒的驾驶员车速为72km/h,而他的反应时间却比正常时慢了0.1s,请问他能否避免惨剧的发生?
正确答案
(1)车速36km/h时即10m/s根据反应距离10m可知,反应时间为1s,根据速度位移关系有:
v2-=2ax,
汽车刹车时的加速度为:
a==
m/s2=-5m/s2,负号表示加速度方向与初速度方向相反.
(2)由(1)知人的反应时间为1s,当以72km/h运动时,在反应时间里车匀速运动的距离为:
x1=v0t=20×1m=20m;
匀减速运动的位移为:x2==
=40m
所以汽车停车的距离为:x=x1+x2=20+40m=60m
(3)该喝酒的人反应时间t=1.1s,当他以v0=72km/h=20m/s运动时,在反应时间里前进的距离:
x1′=v0t=20×1.1m=22m
汽车从20m/s减速到5m/s时汽车产生的位移为:
x2′=m=37.5m
汽车的位移为:x′=x1′+x2′=22+37.5m=59.5m
因为汽车的位移小于人与车开始间的距离60m,故司机可以避免惨剧的发生.
答:(1)人的反应时间为1s,刹车时的加速度为-5m/s2,负号表示方向与初速度方向相反;
(2)20,40,60
(3)司机可以避免惨剧的发生.
以18m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6m/s2.求(1)汽车在刹车2s末的速度;(2)汽车在刹车6s末的速度;(3)刹车6s内的位移.
正确答案
(1)汽车刹车到停止所需的时间t0==
s=3s>2s
则2s末的速度v=v0+at=18-6×2m/s=6m/s
故汽车刹车2s末的速度为6m/s.
(2)6s>3s,知6s末的速度为零.
(3)刹车6s内的位移等于3s内的位移.
x=v0t0+at02=18×3-
×6×9m=27m
故刹车6s内的位移为27m.
如图所示为水平传送带装置,绷紧的皮带AB始终保持以v=1m/s的速度运动.一质量m=0.5kg的小物体,从离皮带很近的地方落在A处,若物体与皮带间的动摩擦因数μ=0.1,AB间距离L=2.5m,试求物体从A处运动到B处所用的时间(g取10m/s2)
正确答案
小物体放在传送带上受力如下图所示:
由图可知小物体所受合力F合=f=μN
根据牛顿第二定律可知,小物体匀加速运动的加速度a==
=
=μg=1m/s2
物体做匀加速直线运动,当速度增加到1m/s时产生的位移
x==
m=0.5m
经历的时间t1==
s=1s
又因为x<2.5m
所以小物体的速度达到1m/s后将以此速度做匀速直线运动
小物体做匀速直线运动的时间t2==
s=2s
所以物体从A到B运动的时间为t=t1+t2=1+2s=3s
答:物体从A运动到B所用的时间为3s.
如图所示,斜面体置于粗糙的水平地面上,一个质量m=2kg的物块,以υ0=10m/s的初速度沿斜面向上滑动.沿斜面向上运动过程中,经过中点时速度υ=8m/s,斜面始终静止.已知斜面的倾角θ=37°,长l=4.5m.空气阻力不计,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:
(1)物块从底端运动到中点的时间;
(2)试分析物块从开始运动到落地前所经历的运动形式,并说明其加速度的大小和方向;
(3)物块在斜面上运动时,斜面体受到水平地面摩擦力的大小和方向.
正确答案
(1)物块在斜面上做匀减速运动:=
=9m/s,t=
=0.25s
(2)物块运动斜面顶端的速度为υt
从底端到顶端:υt2-υ02=2aX
即:υt 2-102=2a×4.5
从底端到中点:υ中2-υ02=2aS
即:82-102=2a×2.25
解得a=-8m/s2 υt=m/s
物块运动分为两个阶段:一是沿斜面向上的匀减速运动,加速度大小为8m/s2,方向沿斜面向下;二是抛体运动,加速度大小为重力加速度g=10m/s2,方向竖直向下.
(3)先求滑动摩擦因数 物块沿斜面做匀减速运动:mgsinθ+μmgcosθ=maμ=0.25
对斜面体受力分析(如图所示)并建立坐标系,在X方向上:
f=(μmgcosθ)cosθ+(mgcosθ)sinθ=12.8N
故答案为:(1)物块从底端运动到中点的时间t=0.25s
(2)物块运动分为两个阶段:一是沿斜面向上的匀减速运动,加速度大小为8m/s2,方向沿斜面向下;二是抛体运动,加速度大小为重力加速度g=10m/s2,方向竖直向下
(3)物块在斜面上运动时,斜面体受到水平地面摩擦力的大小为12.8N和方向沿水平向左.
A,B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=15m/s,B车速度vB=30m/s.因大雾能见度很低,B车在距A车400m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过1800m才能够停止.问:
(1)A车若按原速前进,两车是否会相撞?若会相撞,将在何时何地?
(2)若B车在刹车的同时,A车司机开始加速前进,则A车的加速度至少多大才能避免相撞事故?
正确答案
由题,aB==
=0.25m/s2.
①A、B车运动速度相等所用的时间为 t0==
=60s,
xA=vAt0=15×60=900m,xB=t0=
×60=1350m
因xB>xA+d=1300,故两车会相撞.
设经t时间相撞,则有
vBt-vBt2=400+vAt
解得,t1=40s,t2=80s>60s(舍去),xB=1000m
②当两车速度相等时,有 vA′=vB′,
v=vA+aAt=vB-aBt
解得:t=
又两车不相撞的条件是:xB′<400+xA′,
即vBt-aBt2<400+vAt+
aAt2
解得 t<s,aA>
m/s2
答:
(1)A车若按原速前进,两车会相撞,将在B刹车后40s距B开始刹车地方的距离为1000m.
(2)若B车在刹车的同时,A车司机开始加速前进,则A车的加速度至少m/s2才能避免相撞事故.
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