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1、简答题 一个物体做匀加速直线运动,第1s内的位移是6m,第2s内的位移是10m,求该物体的初速度和加速度的大小.
参考答案:物体做匀加速直线运动,第1s内的位移是x1=6m,第2s内的位移是x2=10m,由x2-x1=aT2,得
? a=x2-x1T2=10-612m/s2=4m/s2.
由x1=v0t+12at2得,v0=x1t-12at=61-12×4×1(m/s)=4m/s
答:该物体的初速度是4m/s,加速度是4m/s2.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 如图所示,在2010年10月1日国庆阅兵演习中,某直升飞机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,接上级命令,要求该机10时58分由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,10时58分50秒到达B位置,然后就进入BC段的匀速受阅区,10时59分40秒准时通过C位置,已知SBC=10km ,直升飞机在BC段的速度为?m/s,AB段的距离为?km
参考答案:200m/s? 5km
本题解析:(1)BC段,t=50s, v=
=
m/s=200m/s
(2)tAB=50s
a=
=
m/s2=4m/s2
xAB=
a
=
×4×502m=5000m.
本题难度:简单
3、简答题 电动机通过一质量不计的绳子从静止开始吊起质量为8kg的物体,在前2s内绳的拉力恒定,此后电动机一直以最大的输出功率工作,物体被提升到90m高度时恰开始以15m/s的速度匀速上升.如图所示为上述过程的v-t图.试求:
(1)前2s内绳的拉力大小为多少?
(2)电动机的最大输出功率为多少?
(3)物体从静止开始被提升90m所需时间为多少?
参考答案:(1)前2s内匀加速直线运动,a=△v△t=102?m/s2=5?m/s2
根据牛顿第二定律,有:ma=Fm-mg
解得Fm=ma+mg=(8×5+8×10)N=120N?
(2)2s时刻电动机功率最大?Pm=Fmv1=120×10W=1200W?
(3)前2秒位移:s1=12v1t1=12×10×2m=10m;
前90m过程,根据动能定理,有:12mv22-0=Fms1+Pt2-mgs,
带入数据:12×8×152=120×10+1200×(t-2)-8×10×90,
解得t=7.75s?
答:(1)前2s内绳的拉力大小为120N;
(2)电动机的最大输出功率为1200W;
(3)物体从静止开始被提升90m所需时间为7.75s.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (16分)一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动,加速度大小为3 m/s2,4 s后改做匀速直线运动,快到下一站时关闭发动机以大小为2 m/s2的加速度做匀减速直线运动。
(1)求汽车匀速运动时的速度?
(2)求汽车在关闭发动机后到停止时所用的时间?
(3)若两站间的距离为1260 m,汽车匀速运动的时间为多少?
参考答案:(1)12 m/s(2)6 s(3)100 s
本题解析:(1)汽车匀速运动时的速度为汽车做匀加速直线运动的末速度,取汽车运动的方向为正方向,则
v0=0,a=3 m/s2,t=4 s,由匀变速直线运动的规律vt=v0+at,? ……3分
代入数据得:vt=(0+3×4)m/s=12 m/s。? ……1分
故汽车匀速运动时的速度大小为12m/s,方向与汽车的运动方向相同。
(2)汽车在关闭发动机后做匀减速直线运动,根据题意此过程中有:v0=12 m/s,a=-2 m/s2,由匀变速直线运动规律:vt=v0+at。? ……3分
可得,当汽车停止运动时所经历的时间,由t=
,
代入数据可得:t=
=6 s。? ……1分
(3)加速过程的位移:x1=
at2 1=24 m; ? ……2分
匀减速运动过程的位移为:x3=
t3=36 m; ? ……2分
匀速过程的位移为:x2=1260-x1-x3=vt2。? ……2分
所以t2=100 s。? ……2分
点评:解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式和速度位移公式,知道关闭发动机,汽车速度为零后不再运动.
本题难度:一般
5、简答题 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊组成的斜面,机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来.若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0m,构成斜面的气囊长度为5.0m,要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0s,则乘客下滑的加速度至少为多大?气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?(g取10m/s2)
参考答案:人下滑时做匀加速直线运动,最长时间为0.2s,
由s=12at2 ?
解得:a=2.5 m/s2
所以加速度最小为2.5 m/s2
设斜面与水平方向夹角为θ,根据题意得:sinθ=45=0.8,cosθ=35=0.6,则
根据牛顿第二定律得:a=mgsinθ-μmgcosθ?m=gsinθ-μgcosθ
解得:μ=0.92?
答:乘客下滑的加速度至少为2.5 m/s2 ,气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过0.92.
本题解析:
本题难度:一般