- 匀变速直线运动的速度公式
- 共881题
一辆汽车以54km/h的速率在某限速道路上超速匀速行驶,当这辆违章超速行驶的汽车刚刚驶过一辆警车时,警车立即从静止开始以2.5m/s2的加速度匀加速追去(两车行驶路线看做直线),求:
(1)警车何时能追上超速车?此时警车的速度为多大?
(2)警车从开始加速起,在追上超速车之前两车相距的最大距离是多少?
正确答案
(1)V0=54km/h=15m/s
当警察追上超速车时,满足
s1=at2
s2=v0t
追上时位移关系满足s1=s2
由以上各式化简解得
t==12s
设警车追上超速车时速度为v,则v=at
代入数据得v=30m/s
故警车经过12s追上超速车,追上时,警车的速度为30m/s.
(2)当v2=v1时,两车相距最大
v2=v1=at1
代入数据得t1=6s
此时警车的位移s1=at12=45m
超速车的位移s2=v2t1=90m
所以两车的最大距离△S=s2-s1=45m.
如图甲所示,一物块在t=0时刻,以初速度v0=4m/s从足够长的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示,t=0.5s时刻物块到达最高点,t=1.5s时刻物块又 返回底端.求:
(1)物块上滑和下滑的加速度大小a1,、a2;
(2)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ.
正确答案
(1)由图象可得:
a1==
m/s2=8m/s2
设物块返回底端时的速度为v则有:
v0t1=
v(t2-t1)
代入数据可得:v=2m/s
所以物体下滑时的加速度大小为:a2==2m/s2
(2)物块上滑时对物块进行受力分析根据牛顿第二定律有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1 ①
物块下滑时对物块进行受力分析根据牛顿第二定律有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma2 ②
代入a1和a2由①和②式可解得:
θ=30°,μ=
答:(1)物体上滑时加速度大小为8m/s2,下滑时加速度大小为2m/s2;
(2)斜面的倾角为θ=30°,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=
A点与B点相距400m,某人骑车从A到B,途中加速运动和减速运动的加速度大小均为2m/s2.若A由静止起动,到B恰好停止,中途的最大速度为l0m/s,则他由A到B至少需要多长时间?
正确答案
匀加速到最大速度的时间t1==
=5s,
加速的位移s1=t1=
×5=25m,
匀减速的时间与位移等于匀加速的时间与位移,
t1=t3=5s,s3=s3=25m,
中间运动的位移s2=s-s1-s3=350m,
匀速运动的时间t2==
=35s,
最短运动时间t=t1+t2+t3=5+35+5=45s;
答:由A到B最少需要45s.
一辆汽车在十字路口等候绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开始行驶,恰在这时一辆自行车以6m/s的速度匀速驶来,从后边赶过汽车.试求:
(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?此时距离是多少?
(2)什么时候汽车追上自行车,此时汽车的速度是多少?
正确答案
(1)设汽车在追上自行车之前经t时间两车速度相等,此时两车相距最远,即at=v自
t==
s=2s
此时距离△s=s2-s1=v自t-at2
∴△s=6×2-3×=6m
(2)汽车追上自行车时,二车位移相等,
则有vt′=at′2
带入数据得:6t′=t′2,
t′=4s
所以汽车的速度v′=at′=3×4=12m/s
答:(1)汽车从路口开动后,在追上自行车之前经过2s钟两车相距最远,此时距离为6m;
(2)经过4s汽车追上自行车,此时汽车的速度为12m/s.
如图所示,一质量为M=5.0kg的平板车静止在光滑水平地面上,平板车的上表面距离地面高为h,其右侧足够远处有一障碍物A,另一质量为m=2.0kg可视为质点的滑块,以v0=8m/s的初速度从左端滑上平板车,同时对平板车施加一水平向右、大小为5N的恒力F,当滑块运动到平板车的最右端时,二者恰好相对静止,此时撤去恒力F,当平板车碰到障碍物A时立即停止运动,滑块水平飞离平板车后,恰能无碰撞地沿圆弧切线从B点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑,已知滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.5,圆弧半径为R=2m,圆弧所对的圆心角∠BOD=θ=106°,取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)平板车的长度;(2)障碍物A与圆弧左端B的水平距离.(3)滑块在C点处对轨道的压力大小是多少?
正确答案
(1)对滑块,由牛顿第二定律得a1==μg=5m/s2
对平板车,由牛顿第二定律得 a2==3m/s2
设经过时间t1,滑块与平板车相对静止,共同速度为υ,
则υ=υ0-a1t1=a2t1解得 t1=1s
υ=3m/s
滑块与平板车在时间t1内通过的位移分别为
x1=t1,
x2=t1
则平板车的长度为 L=x1-x2=t1=4m.
(2)设滑块从平板车上滑出后做平抛运动的时间为t2,因滑块恰能无碰撞地沿圆弧切线从B点切入光滑竖直圆弧轨道,
对B处速度进行分解可知:
tan53°=
又υx=υ=3m/s
得υy=4m/s
由公式υy=gt2xAB=υxt2解得xAB=1.2m
(3)在B点的速度的大小为 υB==5m/s
由B到C过程中由机械能守恒定律得:m
+mgR(1-cos530)=
m
在C点处,由牛顿第二定律得:N-mg=
由以上式子解得:N=86N,
由牛顿第三定律得滑块对轨道的压力为86N.
扫码查看完整答案与解析