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1、计算题 汽车的加速性能用车的速度从0到100 km/h(按30 m/s估算)的加速时间来表示,这个时间越短,汽车启动时的加速性能就越好。下表列出了两种汽车的性能指标。
现让甲、乙两车在同一条平直公路上同向行驶,乙车在前,甲车在后,两车相距85 m。甲车先启动,经过一段时间t0乙车再启动。若两车从静止启动后均以各自的最大加速度匀加速运动,在乙车开出8 s时两车相遇,则
(1)t0应该满足的条件是什么?在此条件下,两车相遇时甲车
行驶的路程是多少?
(2)以乙车
刚刚启动时为t=0时刻,在同一个坐标系内画出甲、乙两车从乙车启动到两车相遇过程中的v-t图像。

参考答案:解:(1)首先确定两车相遇前各自的运动情况,是都在匀加速运动,还是一个匀加速运动一个匀速运动,还是都在匀速运动
甲车的加速度为a1=
=2.5 m/s2
加速到速度最大时所需时间t1=
=16 s
乙车的加速度为a2=
=5 m/s2
加速到速度最大时所需时间t2=
=10 s
乙车开动8 s时两车相遇,相遇时乙车发生的位移x2=
a2t2=160 m
甲车发生的位移应为x1=x2+x0=245 m
甲车由速度为零加速到最大速度发生的位移x=
=320 m
因为x>x1,所以两车相遇时两车都是处于加速阶段,故有
a1(t0+t)2=x0+
a2t2
解得t0=6 s,两车相遇时甲车行驶的路程是x1=
a1(t0+t)2=245 m
(2)当乙车刚启动时,甲车的速度v1=a1t0=15 m/s
两车相遇时甲车的速度v2=a1(t0+t)=35 m/s
则v-t图像如图所示

本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 一个滑雪人与滑板的质量m=75kg,以2m/s的初速度沿山坡匀加速下滑,山坡的倾角θ=37°,滑板与山坡的动摩擦因数为μ=0.1,他在t=5s的时间内滑下的距离s=60m.求滑雪人受到空气的平均阻力的大小.(sin37°=0.6?cos37°=0.8?g取10m/s2)
参考答案:设滑雪的人下滑的加速度大小为a,根据运动学公式s=v0t+12at2
得:a=2(S-v0t)t2
解得:a=4.0m/s2
对滑雪板及人受力分析,受重力、支持力摩擦力,设滑雪板及人受到的阻力为f,沿斜面方向由牛顿第二定律得:
mgsinθ-f=ma
即:f=mgsinθ-ma=75×10×0.6-75×4=150N
答:滑雪人受到空气的平均阻力的大小为150N.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,在光滑水平面AB上,水平恒力F推动质量为m="1" kg的物体从A点由静止开始做匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变,最高能到达C点,用速度传感器测量物体的瞬时速度,表中记录了部分测量数据),求:

t(s)
| 0.0
| 0.2
| 0.4
| …
| 2.2
| 2.4
| 2.6
| …
|
v(m/s)
| 0.0
| 0.4
| 0.8
| …
| 3.0
| 2.0
| 1.0
| …
|
(1)恒力F的大小.
(2)斜面的倾角
.
(3)t="2.1" s时物体的速度.
参考答案:(1) 2 N(2) 30°(3) 3.5 m/s.
本题解析:(1)物体从A到B过程中:a1=? ="2" m/s2①
则F=ma1="2" N?②
(2)物体从B到C过程中a2=? ="5" m/s?③
由牛顿第二定律可知mgsin
?=ma2④
代入数据解得sinα=1/2,α=30°⑤
(3)设B点的速度为vB,从v="0.8" m/s到B点过程中
vB=v+a1t1?⑥
从B点到v="3" m/s过程vB=v+a2t2 ?⑦
t1+t2="1.8" s?⑧
解得t1="1.6s" t2="0.2" s vB="4" m/s?⑨
所以,当t="2" s时物体刚好达到B点
当t="2.1" s时v=vB-a2(t-2)?⑩
v="3.5" m/s.
点评:本题难度中等,分析本题时要注意多过程问题的分析,把整体的过程分为独立存在的几段过程,分析受力和运动过程,根据相应的知识求解,这样就把一个复杂的多过程问题拆分成了几个简答的小过程处理,难度大大降低
本题难度:一般
4、简答题
(1)物块加速度的大小?(2)物块和地面之间的动摩擦因数?(重力加速度为9.8m/s2)
参考答案:
(1)
? (2)0.1
本题解析:

本题难度:简单
5、简答题 质量M=3×106kg的列车,在恒定的额定功率下,沿平直的轨道由静止开始出发,在运动的过程中受到的阻力大小f1恒定.列车达到最大行驶速度v=72km/h后,某时刻司机发现前方S=2km处的轨道旁山体塌方,便立即紧急刹车,这时由于刹车所附加的制动力恒为f2=2×105?N,结果列车正好到达轨道毁坏处停下.求:
(1)列车刹车时加速度a的大小;
(2)列车在正常行驶过程中所受的阻力f1的大小;
(3)列车的额定功率P.
参考答案:(1)列车最大速度v=72km/h=20m/s,
列车刹车后做匀减速运动,知道静止,
由匀变速运动的速度位移公式可得,
加速度a=v22s=2022×2000=0.1m/s2;
(2)列车刹车后,在水平方向受二力作用,
由牛顿第二定律得:f1+f2=ma,
则f1=ma-f2=3×106×0.1?N-2×105?N=1×105?N;
(3)列车达到最大速度时,牵引力等于阻力F=f1,
机车额定功率P=Fv=f1?v=1×105×20=2×106W;
答:(1)列车刹车时加速度a的大小为0.1m/s2;
(2)列车在正常行驶过程中所受的阻力f1的大小为1×105N;
(3)列车的额定功率为2×106W.
本题解析:
本题难度:一般