1、计算题 (12分)体育老师带领学生做了一个游戏,在跑道上距离出发点50m的直线上放有1枚硬币,游戏规则是学生从出发点起跑把这枚硬币捡起来(捡硬币时,人的速度为0),看谁用的时间最短。已知某同学做加速运动和减速运动的加速度最大值均为a="2" m/s 2,运动的最大速度v不超过8 m/s。求该同学从出发点起跑到捡起这枚硬币所需要的最短时间。
参考答案:10.25s
本题解析:由题意分析,该同学在运动过程中,平均速度越大时间最短。可能先加速,再减速。也可能先加速,再匀速最后减速。
设先加速到8m/s再减速到零时位移为x,则加速时间t= v/a=4s (2分)
在2t时间内的位移为:x=.
.=
=32m (2分)
因为x=32m<50 m,故该同学必然经历先加速,再匀速,最后减速的运动过程。 (2分)
该同学匀速运动的位移为:x′=50 m
本题难度:一般
2、选择题 对于做匀速直线运动的物体,则
A.任意2s内的位移一定等于1s内位移的2倍
B.任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程
C.若两物体的速度相同,则它们的速率必然相同,在相同时间内通过的路程相等
D.若两物体的速率相同,则它们的速度必然相同,在相同时间内的位移相等
参考答案:ABC
本题解析:因为物体做匀速直线运动,所以满足x=vt,故任意2s内的位移一定等于1s内位移的2倍;任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程;若两物体的速度相同,则它们的速度大小即速率必然相同,在相同时间内通过的路程相等;但是若两物体的速率相同,则它们的速度不一定相同。选项ABC正确。
本题难度:一般
3、简答题 MN、PQ为相距L=0.2m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2Ω的定值电阻,其余电阻不计.一质量为m=0.2kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4m/s2,经时间t=1s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1J,g取10m/s2.求:
(1)到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
(2)导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功.
参考答案:(1)导体棒在cd处速度为:v=at=4?m/s,
切割磁感线产生的电动势为:E=BLv=0.8V,
回路感应电流为:I=ER=0.4A,
导体棒在cd处受安培力:F安=BIL=0.08N,
由左手定则可知,安培力方向平行于斜面向上,
由牛顿第二定律得:mgsinθ+F-F安=ma,
解得:F=-0.12N,
则对导体棒施加的作用力大小为0.12N,方向平行导轨平面向上.
(2)ab到cd的距离:x=12at2=2m,
由能量守恒定律可知:mgxsinθ+WF=Q+12mv2,
解得:WF=-0.3J.
答:(1)到达cd位置时,对导体棒施加的作用力是0.12N,方向平行导轨平面向上;
(2)导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功为-0.3J.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 一物体从固定斜面的顶端由静止开始匀加速沿斜面下滑,已知物体在斜面上滑行的最初3s通过的路程为s1,物体在斜面上滑行的最后3s,通过的路程为s2,且s2-s1=6m,已知s1∶s2=3∶7,求斜面的长度?
参考答案:12.5m
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 航空母舰上一般有帮助舰载机起飞的弹射系统,已知舰载机在跑道上加速时的加速度为4.5 m/s2,若该飞机滑行100 m时速度达到50 m/s而起飞,则弹射系统使飞机具有的初速度为 ( )
A.40 m/s
B.30 m/s
C.20 m/s
D.10 m/s