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1、简答题 滑雪是一项既浪漫又刺激的体育运动.在一次滑雪运动中,运动员从山坡上自由滑下,最后停在一水平的运动场地上.这一运动过程可简化为如图所示的物理模型.物体从斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在水平面上.设物体与斜面间以及水平面间的动摩擦因数都为μ,μ=0.2,斜面倾角θ=37°物体经过水平面上的某一点P时的速度vp=30m/s,从A到P滑动时间t=17s,(重力加速度g=10m/s2,sinθ=0.6),求:斜面AB的长度S.
参考答案:设物体在斜面上滑动时加速度大小为a1、所用时间为t1,在水平面上滑动时加速度大小为a2,
则根据牛顿第二定律有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma1
得:a1=g(sinθ-μcosθ)
μmg=ma2
得:a2=μg
又:vp=a1t1-a2(t-t1)
解得:t1=10s
故斜面的长度为:s=12a1t12
代入解出:S=220m
答:斜面AB的长度S是220m.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 以20m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为4m/s2,求:
(1)汽车在3s末的速度大小.
(2)汽车在6秒内通过的距离.
参考答案:
(1)汽车从刹车到停止运动所经历的时间为
t0=204s=5s>3s
所以,汽车在刹车后3s末的速度根据速度公式v=v0+at有:
v=20m/s-4m/s2×3s=8m/s.
(2)汽车只能运动5s,汽车在刹车后6s内通过的距离即为前5s内的位移:
x=vot+12at2=20×5-12×4×52m=50m.
答:(1)汽车在3s末的速度大小v=8m/s;(2)汽车在6秒内通过的距离x=50m.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 一列动车从静止开始,以5m/s2加速度做匀加速直线运动,20s后以其末速度做匀速直线运动,又经过一段时间后,又以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,最后停止运动,全部运动中列车的位移为50Km,求:
(1)列车20s末的速度;
(2)列车在匀减速运动过程中的位移;
(3)列车匀速直线运动行驶的时间.
参考答案:(1)物体的初速度为零,根据公式v=v0+at有:
vt=at=5m/s2×20s=100m/s
故列车20s末的速度为:v=100m/s.
(2)减速阶段的位移为:
x2=v2t2a=10022×2=2500m
故汽车在匀减速运动过程中的位移:s=2500m.
(3)列车加速阶段的位移为:
x1=12at2=1000m
所以汽车匀速阶段的位移为:x=s-x1-x2=46500m
所以匀速阶段时间为:
t=xv=46500m100m/s=465s
故列车匀速直线运动行驶的时间:t=465s.
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 A、B两列火车,在同一轨道上,同向行驶.A车在前,速度vA=10米/秒;B车在后,速度vB=30米/秒;B距A车500米处,才发现前方有A车,B车立即刹车,但要经过1800米才能停止.若B车在刹车时发出信号,A车司机经t1=2秒后收到信号并立即做匀加速运动,求A车的加速度至少多大,才能避免两车相撞?
参考答案:令A车的加速度为a,则根据题意B车初速度为30m/s,刹车1800m才能停下,根据匀变速直线运动的规律可以求出B车刹车时的加速度
aB=0-3022×1800m/s2=-0.25m/s2
根据追击条件,当两车速度相等时所经历的时间为t,则有:
vB0+aBt=vA0+a(t-2)①
不发生碰撞条件是:
vB0t+12aBt2≤vA0(t-2)+12a(t-2)2+500? ②
代入数据可解得:t=49.23?s?aA=0.163?m/s2
答:求A车的加速度至少为aA=0.163?m/s2,才能避免两车相撞.
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 矿井里的升降机,由静止开始匀加速上升,经过5s后速度达到4m/s,以这个速度匀速上升20s,然后匀减速上升,经过4s停在井口.
(1)以竖直向上为正方向,作出升降机运动的v-t图象;
(2)求矿井的深度.
参考答案:(1)根据题意可知升降机的运动情况为:升降机从静止开始先作匀加速直线运动,上升5s速度达到4m/s;接着做速度为4m/s的匀速直线运动,运动时间为20s;最后做匀减速直线运动,初速度为4m/s,运动时间为4s.
根据升降机的运动情况,v-t图象如下

(2)根据v-t图象所围的面积表示位移可得
矿井的深度为x=12×(29+20)×4m=98m
答:(1)升降机运动的v-t图象如图所示;
(2)求矿井的深度为98m.
本题解析:
本题难度:一般