1、简答题 以18m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6m/s2.求(1)汽车在刹车2s末的速度;(2)汽车在刹车6s末的速度;(3)刹车6s内的位移.
参考答案:(1)汽车刹车到停止所需的时间t0=0-v0a=-18-6s=3s>2s
则2s末的速度v=v0+at=18-6×2m/s=6m/s
故汽车刹车2s末的速度为6m/s.
(2)6s>3s,知6s末的速度为零.
(3)刹车6s内的位移等于3s内的位移.
x=v0t0+12at02=18×3-12×6×9m=27m
故刹车6s内的位移为27m.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 质量为m=1.0kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M=3.0kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0m.开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=12N,如下图所示,经一段时间后撤去F.为使小滑块不掉下木板,试求:用水平恒力F作用的最长时间.(g取10m/s2)
参考答案:撤去F前后木板先加速后减速.设加速过程的位移为x1,加速度为a1,加速运动的时间为t1;减速过程的位移为x2,加速度为a2,减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得
撤力前:F-μ(m+M)g=Ma1
解得a1=43?m/s2?
撤力后:μ(m+M)g=Ma2
解得a2=83?m/s2?
又x1=12a1t12,x2=12a2t22
为使小滑块不从木板上掉下,应满足x1+x2≤L
又a1t1=a2t2
由以上各式可解得t1≤1?s
即作用的最长时间为1s.
答:用水平恒力F作用的最长时间是1s.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 在平直的公路上以72km/h的速度行驶的汽车,因发现前方有危险而进行紧急刹车,已知刹车过程中的加速度大小为5m/s2,则刹车后6.0s时间内汽车的位移为( )
A.30m
B.50m
C.40m
D.60m
参考答案:设汽车由刹车开始至停止运动所用的时间为t,选初速度的方向为正方向,由于汽车做匀减速直线运动,初速度为:v0=72km/h=20m/s,加速度为:a=-5m/s2
则由v=v0+at得:
t=v-v0a=0-205s=4s
故则刹车后6.0s时间内汽车的位移为:
x=-v202a=-4002×(-5)m=40m
故ABD错误,C正确,
故选:C
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论,正确的是( )
A.车速越大,它的惯性越大
B.质量越大,它的惯性越大
C.车速越大,刹车后滑行的路程越长
D.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大
参考答案:BC
本题解析:据题意,物体的惯性大小与质量有关,故A选项错误而B选项正确;据
可知,路面情况相同情况下,汽车在路面上滑行过程中做匀减速直线运动,则车速越大车子位移越大,故C选项正确。车子惯性与车速和滑行路程无关,故D选项错误。
本题难度:简单
5、填空题 汽车以20m/s的速度在平直的公路上做匀速直线运动,由于前方有故障,司机紧急刹车,若汽车轮胎与地面的动摩擦因数为0.5,则汽车刹车时的最大加速度大小为______m/s2,若以最大加速度刹车,则汽车在6s内的位移是______m.
参考答案:由题意知汽车在摩擦力作用下产生加速度,根据牛顿第二定律有:
f=μmg=ma
所以汽车的加速度为:a=μg=0.5×10m/s2=5m/s2
即汽车刹车时的最大加速度大小为5m/s2;
汽车以此加速度刹车时,根据速度时间关系知,汽车停车时间为:
t=v0a=205s=4s
故汽车刹车后6s内的位移等于汽车刹车后停车的位移,故有:
x=v02t=202×4m=40m
故答案为:5,40
本题解析:
本题难度:简单