1、简答题 一辆汽车以72km/h的速率在某郊区匀速行驶,当这辆违章超速行驶的汽车刚刚驶过一辆警车时,警车立即从静止以2m/s2的加速度匀加速追去.
(1)警车何时能截获超速汽车?警车截获超速汽车时,警车的速度为多大?
(2)在追上前,警车和汽车何时相距最远?最远距离是多少?
参考答案:(1)已知v汽=72km/h=20m/s,
设经过时间?t?两车相遇,则有
S警=S汽
即12at2=vt
代入数据解得t=20s?
此时警车的速度:v警=at=2×20m/s=40m/s?
(2)在追赶过程中,
当警察的速度小于汽车的速度时,两车之间的距离仍在继续增大;
当警察的速度大于汽车的速度时,甲、乙之间的距离便不断减小;
当v警=v汽时,两车相距最远
即v警=at′=v汽
∴t′=v汽a=202s=10s
即10s末两车之间距离最大
且:△Snax=v汽t′-12at′2=20×10m-12×2×102m=100m
答:20s时警车追上超速汽车,此时警车的速度为40m/s,当10s时,两车相距最远,最远距离为100m.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 甲、乙两车在一条直线上沿相同方向运动,甲在乙前x=56m处,甲以初速度v1=16m/s、加速度大小为a1=2m/s2匀减速刹车,乙以初速度v2=4m/s、加速度大小为a2=1m/s2做匀加速运动,求:
(1)乙车追上甲车前二者间的最大距离;
(2)乙车追上甲车所需时间.
参考答案:(1)在开始阶段甲车在前、乙车在后,且甲车速度比乙车大,两车距离一直增大,设运动时间为?t?时速度相同,设为v,
应用速度公式v=v0+at,有v1-a1t=v2+a2t
代入数据解得t=4s,v=v1-a1t=8m/s.
此后甲车减速、乙车还在加速,两车距离缩短,所以在速度相等时两车距离最大,
最大距离为△x=x+x1-x2=56m+v2-v12-2a1-v2-v222a2=80m.
(2)甲车停下还需时间为t2=0-v-a1=4s,运动位移为x3=0-v2-2a1=16m.
在此时间内乙车位移为x4=vt2+12a2t22=40m.
显然此时乙车还没有追上甲车,此后甲车停止运动,设乙车追上甲车需时间为t1,则有x+0-v12-2a1=v2t1+12a2t12
联立解得t1=12s.
答:(1)乙车追上甲车前二者间的最大距离为80m.
(2)乙车追上甲车所需时间为12s.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,传送带与水平方向成θ=30°角,皮带的AB部分长为L=3.25m,皮带以速度v=2m/s顺时针方向运动,在A端无初速地放上一质量为m=1kg的小物体,小物体与皮带间的动摩擦因数为μ=
,求:
(1)物体从A端到B端所需的时间,
(2)从A到B运动的过程中一共产生多少热量?
参考答案:(1)第一阶段:物体沿传送带向下做匀加速直线运动,则由牛顿第二定律得
? mg?sin30°+μmg?cos30°=ma1,
得加速度为? a1=8?m/s2,
设加速到与传送带同速的时间为t1:v=a1t1
则得t1=0.25?s,
此过程物体的位移为 s1=0.25?m,皮带位移为s1′=vt1=0.5?m.
第二阶段:由于mgsinθ>μFN=μmgcosθ,故物体继续沿传送带向下做匀加速直线运动
则有? mg?sin30°-μmg?cos30°=ma2,
得加速度为 a2=2?m/s2,
此过程通过的位移? s2=(3.25-0.25)m=3?m,
由s2=vt2+12a2t22,解得:t2=1?s,
总时间为t=t1+t2=1.5?s,皮带位移为s2′=vt2=2?m,
(2)从A到B运动的过程中一共产生的热量为? Q=f△s1+f△s2=f(s1′-s1)+f(s2′-s2)=3.75?J.
答:
(1)物体从A端到B端所需的时间是1.5s,
(2)从A到B运动的过程中一共产生3.75J的热量.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 美国“肯尼迪号”航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知“F-Al5”型战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2,起飞速度为50m/s.若该飞机滑行100m时起飞,则弹射系统必须使飞机具有的初速度为( )
A.30m/s
B.10m/s
C.20m/s
D.40m/s
参考答案:设飞机的初速度为v0,已知飞机的加速度a、位移x、末速度v,此题不涉及物体运动的时间,
由匀变速直线运动的位移时间公式:v2-v20=2ax
解得:v0=40m/s
故选:D
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 小球在t=O时刻从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度-时间图象如图所示,则由图可知( )
A.小球下落的最大速度为5m/s
B.小球下落的最大速度为3m/s
C.小球能弹起的最大高度为0.45m
D.小球能弹起的最大高度为1.25m