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题型:简答题
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简答题

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.

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简答题

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=

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简答题

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.

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简答题

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=vt-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.

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简答题

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=gt2xABxt2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.

下一知识点 : v-t图像
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