1、计算题 汽车以15m/s的速度行驶,遇到紧急刹车,经过3s停下来。求:
(1)汽车刹车时的加速度。
(2)汽车刹车过程中行驶的位移。
参考答案:(1)-5m/s2
(2)22.5m
本题解析:略
本题难度:简单
2、简答题 如图所示的传送带,其水平部分AB长SAB=3.2m,BC部分与水平面夹角θ为37°,长度SBC=22m,一小物体P与传送带的动摩擦因数?=0.25,皮带沿A至B方向运行,速率恒为v=12m/s,若把物体P无初速度的放在A点处,它将被传送带送到C点(B处为一小曲面,不改变速度的大小,只改变速度的方向),且物体P不脱离传送带.求
(1)物体到达B点的速度;
(2)物体刚进入传送带BC部分的加速度;
(3)物体从A点运动到C点所用的时间?
(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
参考答案:(1)物体放于传送带上A点后,物块受力图如答图a所示.先在传送带上做匀加速运动(相对地面),直到与传送带速度相同为止,此过程物体的加速度为a1,则有:μmg=ma1,a1=μg=2.5m/s2
做匀加速运动的时间是:t1=va1=122.5s=4.8s
这段时间内物体对地的位移是s1=v2?t1=122×4.8m=28.8m
∵s1=28.8m>SAB=3.2m
∴从A到B物体一直做匀加速运动,设达到B点的速度为vB,则v2B=2a1SAB
代入解得:vB=4m/s,所用时间为t1=vBa1=42.5s=1.6s
(2)物块在传送带的BC之间,受力情况如图b

,
由于μ=0.25<tan37°=0.75,A在BC段将沿倾斜部分加速下滑,此时A受到的为滑动摩擦力,大小为 μmgcos37°,方向沿传送带向上,
? 由牛顿第二定律:mgsin37°-μmgcos37°=ma2
a2=g(sin37°-μcos37°)=4m/s2
(3)物体在传送带的倾斜BC部分,以加速度a2向下匀加速运动,
由运动学公式SBC=vBt2+12a2t22
其中SBC=22m,vB=4m/s
解得t2=2
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 工厂中有一个组装工件的装置,由左侧的水平转台(转台转轴位于M点,旋转方向如图)和右侧的水平传送带构成,俯视图如图。需要组装的工件由两部分待组装件构成,一部分待组装件由O处的机器臂(图中未画出)粘在转台上的A点或者B点,然后随转台一起匀速旋转到组装点P,恰好能与传送带传送过来的另一部分待组装件组装,组装完成后,掉落到P点下方的海绵箱中。P点的每次组装过程均耗时0.5s,组装过程中转台不旋转,P点组装的同时,O处会粘上新的待组装件,耗时也为0.5s,转台转动时0.5s可以旋转半圈。右侧的传送带始终匀速运动,带上的待组装件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.15,传送带上的待组装件由另一条机械臂(图中未画出)每隔3s放置一次,每次放置3个,并且保证传送带的最左端(紧邻P处)放置一个,放置之后立即与转台上的待组装件开始组装,刚放在传送带上的待组装件初速度都可以认为是0。试分析:

(1)为保证传送带上的待组装件在达到组装点P点之前一直处于匀加速直线运动的状态,则传送带的速度不能低于多少?
(2)在满足上一问的情况下,八个小时内,该装置可以组装多少个工件?
(3)机械臂每次放在传送带上的三个待组装件,刚放上传送带时,相邻的待组装件的间距分别是多少?
参考答案:(1)大于等于
;(2)
个;(3)0.75m和2.25m
本题解析:(1)设到达P点时的速度为
,则
?①
?②
?③
由①、②、③可得
?④
(2)由题意可知,改组装装置3s组装3个工作,即1个一秒,所以8小时可以组装
个?⑤
(3)由题意可知,中间代组装件经过1s的匀加速直线运动到达P点,
发生的位移
?⑥
由题意可知,中间代组装件经过2s的匀加速直线运动到达P点,
发生的位移
?⑦
机械襞每次放在传送带上的三个待组装件,刚放上传送带时,
相邻的待组装件的间距离分别为0.75m和2.25m?⑧
①、②、③、④、⑧各1分,⑥、⑦各2分,⑤4分共13分
本题难度:一般
4、简答题 在平直的高速公路上,一辆汽车正以28m/s的速度匀速行驶,因前方出现紧急情况,司机立即刹车,直到汽车停下.已知汽车的质量为3.0×103kg,刹车时汽车所受的阻力大小为2.4×104N,求:
(1)刹车时汽车的加速度大小;
(2)从开始刹车到最终停下,汽车运动的时间;
(3)从开始刹车到最终停下,汽车前进的距离.
参考答案:(1)根据牛顿第二定律得
? F阻=ma
得a=F阻m=2.4×1043.0×103m/s2=8m/s2?
(2)由v=v0-at得
从开始刹车到最终停下,汽车运动的时间t=v-v0-a=0-28-8s=3.5s
从开始刹车到最终停下,汽车前进的距离为
? x=v2t=282×3.5m=49m?
答:
(1)刹车时汽车的加速度大小为8m/s2;
(2)从开始刹车到最终停下,汽车运动的时间为3.5s;
(3)从开始刹车到最终停下,汽车前进的距离49m.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 一电梯启动时匀加速上升,加速度为1.2m/s2,制动后匀减速上升,加速度为-1m/s2,电梯上升的最大速度为6m/s,则电梯启动后加速的时间不超过______s;电梯到达51m顶层的最短时间为______?s.
参考答案:电梯经历先加速、后匀速、再减速的运动过程.
设加速时加速度a1,时间t1;减速加速度a3,时间t3,最大速度为v,则匀速时的速度为最大速度v,这样时间才能最短.
匀加速运动的时间t1=v-0a1=61.2s=5s,
匀减速运动的时间t3=0-va3=0-6-1s=6s
匀加速运动的位移x1=.vt1=v2t1=62×5m=15m
匀速运动的位移x2=vt2=6t2
匀减速运动的位移x3=.vt3=v2t3=62×6m=18m
总位移x=x1+x2+x3
代入数据51=15+6t2+18
解得t2=3s
所以总时间即最短时间为t=t1+t2+t3=5s+3s+6s=14s.
故答案为:5,14.
本题解析:
本题难度:一般