1、简答题 高速公路上甲乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30m/s,距离s0=100m,t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲乙两车的加速度随时间变化如图所示,取运动方向为正方向.通过计算说明两车在0~9s内会不会相撞?

参考答案:由图象知,甲在前3s内的加速度a甲1=-10m/s2,在3-9s内的加速度a甲2=5m/s2,乙在前3s的加速度a乙1=0,在3-9s内的加速度a乙2=-5m/s2
根据图象分析知:甲前3s内做a甲1=-10m/s2匀减速直线运动,3s后速度减为0后再以a甲2=5m/s2做匀加速直线运动,乙在做匀速直线运动,3s后以a乙2=-5m/s2做匀减速直线运动.
甲车在匀减速过程中的初速度为30m/s,加速度为a甲1=-10m/s2可知3s后甲的速度刚好为0,故位移
x甲1=v+v02t=0+302×3m=45m
乙在前3s内的位移x乙1=vt=30×3m=90m
此时甲乙相距△x=x甲1+s0-x乙1=45+100-90m=55m
从此刻开始,甲做初速度为0加速度为a甲2=5m/s2的匀加速运动,乙做初速度为v0乙=30m/s,加速度a乙2=-5m/s2的匀减速直线运动,此时两车相距△x=55m
因为甲做匀加速运动,乙做匀减速运动,根据运动规律,在甲速度增加到和乙相等时两车末能相撞,则以后就不会相撞:
v甲=a甲2t ①
v乙=v乙0+a乙2t ②
当v甲=v乙时,可得运动时间t=3s
在这一过程中,甲的位移x甲2=12a甲2t2=12×5×32m=22.5m
乙的位移x乙2=v0乙t+12a乙2t2=30×3+12×(-5)×32m=67.5m
因为:x甲2+△x>x乙2
所以两车不会相撞.
答:两车在0-9s时间内不会相撞.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 物体由静止从A点开始沿斜面匀加速下滑,随后在水平面上做匀减速直线运动,最后停止于C点,如图所示.已知AB=4m,BC=6m,整个运动过程用了10s钟.求沿AB、BC运动的加速度a1、a2分别是多少?
参考答案:设B点的速度为v,则AB段和BC段的平均速度都为v2,有:
v2t1+v2t2=xAB+xBC,
解得v=2×(4+6)10m/s=2m/s.
根据v2-v02=2ax得,
AB段的加速度a1=v22xAB=48m/s2=0.5m/s2.
BC段的加速度a2=0-v22xBC=-412m/s2=-13m/s2
故AB段和BC段的加速度分别为:0.5m/s2,-13m/s2.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 一块足够长的白板,位于水平桌面上,处于静止状态,一石墨块(可视为质点)静止在白板上,石墨块与白板间有摩擦,滑动摩擦系数μ=0.1。突然,使白板以恒定的加速度a1=2m/s2做匀加速直线运动,石墨块将在板上划下黑色痕迹,经过时间t=1s,令白板以
m/s2的加速度做匀减速直线运动直至静止。试求白板上黑色痕迹的长度(已知重力加速度为g=10m/s2,不计石墨与板摩擦划痕过程中损失的质量)。
参考答案:解:设石墨块的加速度为a2 ,根据牛顿第二定律,得
=1m/s2 ①
设经历时间t=1s,白板由静止开始加速到速度v1,石墨块则由静止加速到v2,有
?②,
③
由
,故
,石墨块继续受到滑动摩擦力的作用
设再经时间t",白板的速度由v1减小到v1",有
④
石墨块的速度由v2增加到v2",有
⑤
当v1"=v2"后,即
,不再产生新的痕迹,然后两者共同减速运动至停止
设白板的速度从0增加到v1的过程中,白板和石墨块移动的距离分别为s1和s2
?⑥,
⑦
在白板的速度从v1减小到v1"的过程中,白板和石墨块移动的距离分别为s1"和s2"
?⑧,
⑨
传送带上留下的黑色痕迹的长度
⑩
由以上各式得
本题解析:
本题难度:困难
4、简答题 一辆轿车在平直的公路上做匀加速直线运动,某人采用在同一张底片上多次曝光的方法拍摄了一张照片(如图所示).如果拍摄时每隔2s曝光一次,轿车车身总长4.5m,则第一次拍摄时(照片上左边第一个位置)轿车的速度约为多少?(计算结果保留2位有效数字)

参考答案:由x2-x1=aT2,得a=x2-x1T2.
从图中可知:x1=8×1.5m=12.0m,x2=13×1.5m=19.5m
T=2s
代值得:a=1.875m/s2
由x1=v0T+12aT2
得v0=x1T-12aT=4.1m/s
答:轿车的速度约为4.1m/s.
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图,一长为L的长方形木块在水平面上以加速度a做匀加速直线运动.先后经过l、2两点,l、2之间有一定的距离,木块通过l、2两点所用时间分别为t1和t2。
求:小题1:木块经过位置1时的平均速度大小
小题2:木块前端P在l、2之间运动所需时间

参考答案:
小题1:
小题2:
本题解析:


本题难度:一般