- 匀变速直线运动的速度公式
- 共881题
如图所示,一物体由底端D点以4m/s的速度滑上固定的光滑斜面,途径A、B两点.已知物体在A点时的速度是B点时的2倍;由B点再经过0.5s,物体滑到斜面最高点C时恰好速度为零.设sAB=0.75m,求:
(1)斜面的长度;
(2)物体由底端D点滑到B点时所需的时间.
正确答案
(1)设物体上滑的加速度大小为a,经过B点时速度大小为v.
由题意,则有
从B到C:O=v-at1 ①
从A到B:v2-(2v)2=-2aSAB ②
由上两式解得,a=2m/s2,v=1m/s
从D到C:O-v02=-2aS ③
得到S==
m=4m
(2)从D到B:v=v0-at2 ④
得t2==1.5s.
答:
(1)斜面的长度为4m;
(2)物体由底端D点滑到B点时所需的时间为1.5s.
汽车在公路上行驶的速度为v0=72km/h,若驾驶员发现前方出现了交通事故,经t1=0.5s分反应时间后开始刹车,汽车刹车的加速度大小为a=5m/s2,问驾驶员从发现情况到完全停止,汽车前进的距离是多少?
正确答案
汽车的运动分两段,在反应时间t1内汽车做匀速直线运动,其位移为
s1=v0t1=20×0.5m=10m
汽车刹车时,汽车做匀减速直线运动,位移为s2
由 v2-v02=2as得
0-v02=2as2
s2==
m=40m
所以汽车从发现情况到完全停止,行驶的距离为 s=s1+s2=50m
答:汽车前进的距离是50m.
飞机着陆后匀减速滑行,它滑行的初速度是60m/s,加速度大小是3m/s2,则:
(1)飞机着陆后滑行的时间是多少?
(2)要滑行多远才能停下来?
正确答案
(1)设飞机的初速度方向为正方向,则由已知得:
V0=60m/s,a=-3m/s2,Vt=0,
由速度公式 Vt=V0+at,
得 t=20s,
(2)由位移公式 X=V0t+ at2,
得 X=600m,
答:(1)飞机着陆后滑行的时间是20s;
(2)飞机要滑行600m才能停下来.
一质量为m=4kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平地面间的动摩擦因数为0.1,一质量为2kg的小物块(可视为质点),从长木板左端以6m/s的水平速度开始沿长木板滑动,如图所示.由于摩擦的缘故,小物块恰好停在长木板的右端,已知小物块与长木板间的动摩擦因数为0.4,求:
(1)小物块和长木板的加速度大小和方向;
(2)当长木板的速度刚好与小物块的速度相同时,长木板运动的时间;
(3)长木板的长度.
正确答案
(1)根据牛顿第二定律,小物块的加速度大小为:a1==μ1g=4m/s2,方向与v1方向相反;
长木板的加速度大小为:a2==
=0.5m/s2,方向与v1同向;
(2)设经过时间t长木板与小物块刚好达到相同的速度.
经过时间t小物块的速度大小为v=v1-a1t;
经过时间t长木板的速度大小为v=a2t;
解得t=s≈1.3s;
(3)当小物块与长木板达到相同速度后,二者一起以相同的加速度做匀减速运动,直至停止.
由题意可分析得出,当二者速度刚好相等时,小物块恰好运动到长木板的右端.
经过时间t小物块的位移为x1=v1t-a1t2;
经过时间t长木板的位移为x2=a2t2;
长木板的长度为L=x1-x2=4m;
答:(1)小物块的加速度大小为4m/s2,方向与速度反向;长木板的加速度大小为0.5m/s2,方向与速度方向相同;
(2)当长木板的速度刚好与小物块的速度相同时,长木板运动的时间为1.3s;
(3)长木板的长度为4m.
2011年7月23日晚上20点30分左右,甬温线永嘉站至温州南站间,北京南至福州D301次列车与杭州至福州南D3115次列车发生追尾事故.事故已造成40人死亡,200多人受伤.事发当晚正值大雨,司机只能见到前方100米,已知此时D301列车行驶速度为180km/h,紧急刹车产生8m/s2的加速度,司机反应时间为0.3s,问:
(1)若列车D3115因突发故障停在前方,后面的D301列车能否撞上前面的D3115列车?
(2)若不考虑反应时间,列车D3115以10m/s的速度在前方向前行驶,能否发生碰撞事件?
正确答案
(1)列车的速度v=180km/s=50m/s a=-8m/s2 反应时间t=0.3s
则司机的反应距离为 S1=vt …①
刹车距离S2=…②
停车距离S=S1+S2 …③
联合①②③式代入数据解得
S=171.25m>100m
所以D301列车会撞上前面D3115列车.
(2)若D301列车在速度减小到10m/s时追不上,则不会发生事故
由vt=v0-at得t=
代入数据求得t=5s
列车在t=5s内D3115通过的位移x=v0t=10×5m=50m
列车D301 通过位移X==
m=150m
因X=150m=x+100m
所以列车D301恰好追上但不碰撞
答:
(1)若列车D3115因突发故障停在前方,后面的D301列车能撞上前面的D3115列车
(2)若不考虑反应时间,列车D3115以10m/s的速度在前方向前行驶,恰好追上但不碰撞.
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