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1、计算题 (16分)目前我国动车组列车常使用自动闭塞法行车,自动闭塞是通过信号机将行车区间划分为若干个闭塞分区,每个闭塞分区的首端设有信号灯,当闭塞分区有车辆占用或钢轨折断时信号灯显示红色(停车),后一个闭塞分区显示黄色(制动减速),其它闭塞分区显示绿色(正常运行)。假设动车制动时所受总阻力为重力的0.1倍,动车司机可视距离为450m,不考虑反应时间。(g取10m/s2)求:
(1)如果有车停在路轨而信号系统发生故障,司机看到停在路轨上的车才开始刹车,要使动车不发生追尾,则动车运行速度不得超过多少;
(2)如果动车设计运行速度为252km/h,则
①动车的制动距离;
②正常情况下,要使动车不发生追尾,每个闭塞分区至少多长。
参考答案:(1)
(2)①
②2000m
本题解析:(1)动车紧急制动时,加速度大小为
?(2分)
如果信号故障,要使动车不发生追尾,则动车制动距离不得大于可视距离,由运动学公式
?(3分)
代入数据得
?(2分)
(2) ①当运行速度为v2=252km/h=70m/s时,
制动距离
?(3分)
代入数据得
?(3分)
②信号正常,当司机看到黄灯开始制动,到红灯处停车。每个闭塞分区的最小长度为
?(3分)
点评:难度中等,两汽车能否追上的临界条件是两汽车的速度相同,分别求得汽车的位移,做差可求得两汽车的距离
本题难度:一般
2、简答题 如图,一块质量为M=2kg,长L=1m的匀质木板放在足够长的光滑水平桌面上,初始时速度为零.板的最左端放置一个质量m=1kg的小物块,小物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2,小物块上连接一根足够长的水平轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮(细绳与滑轮间的摩擦不计,木板与滑轮之间距离足够长,g=10m/s2).
(1)若木板被固定,某人以恒力F=4N向下拉绳,则小木块滑离木板所需要的时间是多少?
(2)若木板不固定,某人仍以恒力F=4N向下拉绳,则小木块滑离木板所需要的时间是多少?
(3)若人以恒定速度v1=1m/s向下匀速拉绳,同时给木板一个v2=0.5m/s水平向左的初速度,则木块滑离木板所用的时间又是多少?
参考答案:(1)对小物块受力分析,由牛顿第二定律得:m受到的合力F合=μmg=ma
可得:a=2m/s2
运动学公式s=12at21?
?可得t1=ls
(2)对小物块、木板受力分析,由牛顿第二定律得:
对m:F-μmg=ma1,
对M:μmg=Ma2?
可得:a1=2m/s2,a2=1m/s2
物块的位移s1=12a1t2,木板的位移s2=12a2t2
m相对于M向右运动,
所以s1-s2=L?
由以上三式可得t=
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 (14分)为把货箱送到高处,搭成如图所示的传动装置,先用机械杆把货箱推至皮带底端,然后经传送带把货箱送至预定位置。A处每隔1秒就有静止的质量
的货物(可视为质点)被机械杆向左推出,机械杆对货物的推力F为恒力,大小为
,与水平面间夹角
,行至B点时撤掉F,因水平面与皮带间有转角,货物经B点时速度会突减一半,传送带若不转动,货物到达顶端的C点时速度恰好为零,C点处的工人立刻将货物搬走。已知AB的长度L=16m,货物与水平面间的动摩擦因数
,传送带BC的长度
,动传送带与水平面间倾角
,(
)试求:
?
(1)传送带与货箱之间的动摩擦因数
;
(2)为了加快货物的传送速度,C点处的工人转身去开动传送带开关,使传送带立刻获得
的速度逆时针转动,传送带开始动转时恰好有一货箱到达了C点,工人却未能及时将其搬走而造成与下一个货箱在传送带上相撞。求这两个货物箱在传送带上相撞的位置到C点的距离
。
参考答案:(1)
?(2)
本题解析:(1)设货箱在AB段运动的加速度为
,刚到B点的速度为
,在BC段运动的加速度为
AB段根据牛顿第二定律水平方向
,
竖直方向
根据匀变速直线运动规律 
设货物进入皮带时速度为
,由题意知 

在皮带上受力分析可知沿皮带方向
解得?
?
(2)皮带未转时,货箱从B点至C点用时为
,即当货箱1从C点沿斜面向下滑时,正好有货箱2从B点沿斜面向上滑动。货箱2达到与皮带速度相同前加速度为
,货箱1运动加速度为
,时间为
,位移分别为
,
.



?
?
,故货箱1与货箱2还相距0.5
。
接下货箱1按原状态继续沿斜面匀加速,货箱2将以不同于原加速度沿斜面向上匀减速,设加速度为
,再经
两物体相碰。


两货箱相碰的位置与C点距离
?
解得?
本题难度:一般
4、计算题 (9分)在同一水平面上,一辆小车从静止开始以a=1 m/s2的加速度前进.有一人在车后与车相距x0=25 m处,同时开始以v0=6 m/s的速度匀速追车,人与车前进方向相同,则人能否追上车?若追不上,求人与车的最小距离.
参考答案:7m
本题解析:当人与车间距最近时,即人与车速度相等时,所需时间:
此时车的位置:
此时人的位置:
即
,故人追不上车;
人与车的最小距离:
本题难度:一般
5、填空题 汽车以
的速度行驶,刹车后的加速度大小为
,则它向前滑行了
后的瞬时速度为 ?
参考答案:
本题解析:汽车静止时的位移为:
即它向前滑行了
后汽车没有静止,故再根据公式
可得速度为
点评:做本题的时候一定要注意判断汽车静止的位移和给出的位移比较
本题难度:简单