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题型:简答题
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简答题

足够长的倾角θ=53°的斜面固定在水平地面上,一物体以v0=6.4m/s的初速度,从斜面底端向上滑行,该物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,如图所示.(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2

(1)求物体从开始到再次返回斜面底端所需的时间;

(2)求返回斜面底端时的速度;

(3)若仅将斜面倾角θ变为37°,其他条件不变,试求物体在开始第1s内的位移大小.(结果保留2位有效数字)

正确答案

(1)物体上滑过程,根据动能定理得

-(mgxsinθ+μmgcosθ)x=0-mv02        ①

根据牛顿第二定律得,

物体上滑过程的加速度大小为a1==g(sinθ+μcosθ)=10×(0.8+0.8×0.6)m/s2=12.8m/s2   ②

物体下滑过程的加速度大小为a2==g(sinθ-μcosθ)=10×(0.8-0.8×0.6)m/s2=3.2m/s2     ③

由公式x=at2得:

物体上滑所用时间为   t1=    ④

物体下滑时间为t2=         ⑤

物体从开始到再次返回斜面底端所需的时间  t=t1+t2     ⑥

①→⑥联立得:t=1.5s

(2)物体下滑过程,根据动能定理得

(mgxsinθ-μmgcosθ)x=mv 2    ⑦

①⑦联立得:v=3.2m/s

(3)当θ=37°时由牛顿第二定律得:

物体上滑过程的加速度大小为a1′==g(sinθ+μcosθ)=10×(0.6+0.8×0.8)m/s2=12.4m/s2

上滑时间:t1′==s=s<1s     

又因为tanθ=0.75<0.8 所以物体滑到最顶端后不再下滑,保持静止.

得物体在开始第1s内的位移大小:x′==m=1.7m

答:(1)求物体从开始到再次返回斜面底端所需的时间为1.5s;

(2)求返回斜面底端时的速度3.2m/s;

(3)物体在开始第1s内的位移大小为1.7m.

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简答题

甲车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,乙车以4m/s的速度与甲车平行同向做匀速直线运动,甲车经过乙车旁边开始以0.5m/s2的加速度刹车,从甲车刹车开始计时,求:

(1)乙车在追上甲车前,两车相距的最大距离;

(2)乙车追上甲车所用的时间.

正确答案

(1)在乙车追上甲车之前,当两车速度相等时两车间的距离最大,

设此时经历的时间为t1,则

由     v1=v2+at1        

得:t1=12s           

此时甲车的位移为:x1=v2t1+at12=10×12-×0.5×122m=84m

乙车的位移为:x2=v1t1=4×12m=48m         

所以两车间的最大距离为:

△x=x2-x1=84-48m=36m   

(2)设甲车停止的时间为t2,则有t2==s=20s,

甲车在这段时间内发生的位移为:x==m=100m

乙车发生的位移为x′=v′t2=4×20m=80m

则 乙车追上甲车所用的时间t3=t2+s=25s 

答:

(1)乙车在追上甲车前,两车相距的最大距离36m;

(2)乙车追上甲车所用的时间25s.

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简答题

一列火车以2m/s的初速度、0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,则:

(1)火车在第3s末的速度是多少?

(2)在前4s的平均速度是多少?

(3)在5s内的位移是多少?.

正确答案

由题意知,火车做初速度v0=2m/s,加速度a=0.5m/s2匀加速直线运动

根据速度时间关系v=v0+at,火车第3s末的速度v=2+0.5×3m/s=3.5m/s

前4s的平均速度===3m/s

根据位移时间关系x=v0t+at2=2×5+×0.5×25=16.25m

答:(1)火车在第3s末的速度是3.5m/s

(2)在前4s的平均速度是3m/s;

(3)在5s内的位移是16.25m

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简答题

一宇宙空间探测器从某一星球表面竖直升空,宇宙探测器升到空中某一高度,发动机关闭,其速度随时间的变化关系如图所示.

(1)升空后8秒末,24秒末,32秒末探测器的速度分别是多少?

(2)探测器哪一时刻关闭发动机?哪一时刻达到最大高度?哪一时刻开始下降?

(3)探测器所能达到的最大高度是多少?

(4)求探测器加速上升的过程中加速度?求下降过程的加速度?

正确答案

(1)升空后,8s末探测器的速度为v1=64m/s,24s末速度为v2=0,32s末速度为v3=-32m/s.

(2)探测器在t=8s末关闭发动机,在t=24s末到达最大高度,t=24s开始下降.

(3)由速度图象的“面积”大小等于位移,则得探测器所能达到的最大高度为

     H=×64×24m=768m

(4)在0-24s时间内探测器上升,则上升过程的加速度为

   a1==m/s2=8m/s2

在24s后探测器开始下降,则下降过程的加速度为

  a2==m/s2=-4m/s2

答:(1)升空后8秒末,24秒末,32秒末探测器的速度分别是64m/s,0和-32m/s.

(2)探测器8s末时刻关闭发动机,24s末时刻达到最大高度,24s末时刻开始下降.

(3)探测器所能达到的最大高度是768m.

(4)探测器加速上升的过程中加速度是8m/s2,下降过程的加速度是-4m/s2

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简答题

某人离公共汽车尾部20m,以速度v向汽车匀速跑过去,与此同时,汽车以1m/s2的加速度从静止启动,作匀加速直线运动.试问,此人的速度v分别为下列数值时,能否追上汽车?如果能,要用多长时间?如果不能,则他与汽车之间的最小距离是多少?

(1)v=6m/s;              

(2)v=7m/s.

正确答案

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