1、计算题 甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶,甲车的速度是8 m/s,后面乙车的速度是16 m/s。甲车突然以大小为2 m/s2的加速度刹车,乙车也同时刹车。若开始刹车时两车相距8 m,则乙车加速度至少为多大时才能避免两车相撞?
参考答案:解:设甲车初速度v1,加速度大小a1;乙车初速度v2,加速度大小a2,则由匀变速运动得
v甲=v1-a1t=8 m/s-2 m/s2t ①
v乙=v2-a2t=16 m/s-a2t ②
作出甲、乙从开始刹车起的v-t图象,如图所示

t1时刻二者速度相同,只要阴影三角形的“面积”数值小于或等于8 m,两车就不会相撞
即
即
(16 m/s-8 m/s)t1≤8
所以t1≤2 s ③
又8 m/s-2 m/s2t1=16 m/s-a2t1 ④
由③④得a2≥6 m/s2,即乙车加速度至少6 m/s2,两车才能避免相撞
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球,小球从抛出点上升到最高点的时刻为t1,下落到抛出点的时刻为t2.若空气阻力的大小恒定,则在下图中能正确表示被抛出物体的速率v随时间t的变化关系的图线是

参考答案:C
本题解析:以向上运动为正方向,在小球上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力,即
,所以小球做匀减速直线运动,在小球下降过程中受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力即
,所以小球做匀加速直线运动,且下降过程中的加速度小于上升过程中的加速度,因为空气阻力做功的原因当小球下落到原来的位置时,小球的速度将小于抛出时的速度,由于本题画出的是速率图像,指的是速度大小,故选C
点评:难度较小,注意运动过程中阻力方向的判断,图像为速率图像,不是速度图像
本题难度:一般
3、计算题 2008年12月26日,我国海军“171海口”号、“169武汉”号导弹驱逐舰和“微山湖”号补给舰为履行国际义务,奉命赴亚丁湾索马里海域开始对过往船只执行护航任务。
某日清晨,海面上有薄雾,一艘某国的货轮正在匀速行驶,到达A处时,船长突然发现后侧面不远处有海盗的快艇正在向他们靠近,并预计还有40 min就会追上货船,于是立即向在C处海域执行任务的我国某驱逐舰发出求援信号,我官兵立即推算出40 min后的货船位置应在D处,马上调好航向,沿CD直线方向从静止出发恰好在40 min内到达D处,如图甲所示,驱逐舰运动的速度、时间图象如图乙所示,求:
(1)驱逐舰走的航线CD的长度;
(2)假设该驱逐舰以最大速度航行时轮机输出的总功率为2.5×103 kW,则舰船受海水的阻力有多大?
(3)假设舰体受海水的阻力不变,舰体质量为7 000 t,则在第36 min时,轮机通过涡轮对海水的推力为多大?方向如何?

参考答案:解:(1)由图象知驱逐舰先匀加速再匀速最后匀减速直线运动,加速段:
m/s2
①

×(15×60)2 m=9×103 m ②
匀速阶段:s2=vt2=20×(35-15)×60 m=2.4×104 m ③
减速阶段:
·
×(40-35)×60 m=3×103 m ④
则航线CD长度为s=s1+s2+s3=36 km ⑤
(2)最大速度匀速行驶时,轮机动力与海水对舰身阻力平衡,即F-f阻=0 ⑥
又P=Fv ⑦
所以f阻=
N=1.25×105 N ⑧
(3)设此时轮机的动力为F,第36分钟匀减速的加速度
m/s2=
m/s2 ⑨
由F-f阻=ma ⑩
得F=-3.42×105N,负号表示涡轮机动力方向向后与运动方向相反,帮助舰船减速
由牛顿第三定律知,涡轮对海水的推力应向前,与前进方向相同,大小为F"=3.42×105 N
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图4所示。下列表述正确的是
?
A.在0—1s内,合外力做正功

B.在0—2s内,合外力总是做负功

C.在1—2s内,合外力不做功

D.在0—3s内,合外力总是做正功