高一物理直线运动经典例题及其详解
(物理)物理直线运动题20套(带答案)及解析

(物理)物理直线运动题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.货车A 正在公路上以20 m/s 的速度匀速行驶,因疲劳驾驶,司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B 时,两车距离仅有75 m .(1)若此时轿车B 立即以2 m/s 2的加速度启动,通过计算判断:如果货车A 司机没有刹车,是否会撞上轿车B ;若不相撞,求两车相距最近的距离;若相撞,求出从货车A 发现轿车B 开始到撞上轿车B 的时间.(2)若货车A 司机发现轿车B 时立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s 2(两车均视为质点),为了避免碰撞,在货车A 刹车的同时,轿车B 立即做匀加速直线运动(不计反应时间),问:轿车B 加速度至少多大才能避免相撞. 【答案】(1)两车会相撞t 1=5 s ;(2)222m/s 0.67m/s 3B a =≈ 【解析】 【详解】(1)当两车速度相等时,A 、B 两车相距最近或相撞. 设经过的时间为t ,则:v A =v B 对B 车v B =at联立可得:t =10 s A 车的位移为:x A =v A t= 200 mB 车的位移为: x B =212at =100 m 因为x B +x 0=175 m<x A所以两车会相撞,设经过时间t 相撞,有:v A t = x o 十212at 代入数据解得:t 1=5 s ,t 2=15 s(舍去).(2)已知A 车的加速度大小a A =2 m/s 2,初速度v 0=20 m/s ,设B 车的加速度为a B ,B 车运动经过时间t ,两车相遇时,两车速度相等, 则有:v A =v 0-a A t v B = a B t 且v A = v B在时间t 内A 车的位移为: x A =v 0t-212A a tB 车的位移为:x B =212B a t 又x B +x 0= x A 联立可得:222m/s 0.67m/s 3B a =≈2.倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D 处平滑连接,斜面上AB 的长度为3L ,BC 、CD 的长度均为3.5L ,BC 部分粗糙,其余部分光滑。
高中物理直线运动题20套(带答案)含解析

高中物理直线运动题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.A 、B 两列火车,在同一轨道上同向行驶, A 车在前,其速度v A =10m/s ,B 车在后,速度v B =30m/s .因大雾能见度很低,B 车在距A 车△s=75m 时才发现前方有A 车,这时B 车立即刹车,但B 车要经过180m 才能够停止.问: (1)B 车刹车后的加速度是多大?(2)若B 车刹车时A 车仍按原速前进,请判断两车是否相撞?若会相撞,将在B 车刹车后何时?若不会相撞,则两车最近距离是多少?(3)若B 车在刹车的同时发出信号,A 车司机经过△t=4s 收到信号后加速前进,则A 车的加速度至少多大才能避免相撞?【答案】(1)22.5m /s ,方向与运动方向相反.(2)6s 两车相撞(3)20.83/A a m s ≥【解析】试题分析:根据速度位移关系公式列式求解;当速度相同时,求解出各自的位移后结合空间距离分析;或者以前车为参考系分析;两车恰好不相撞的临界条件是两部车相遇时速度相同,根据运动学公式列式后联立求解即可.(1)B 车刹车至停下过程中,00,30/,180t B v v v m s S m ====由202BB v a s -=得222.5/2B B v a m s s=-=-故B 车刹车时加速度大小为22.5m /s ,方向与运动方向相反.(2)假设始终不相撞,设经时间t 两车速度相等,则有:A B B v v a t =+, 解得:103082.5A B B v v t s a --===- 此时B 车的位移:2211308 2.5816022B B B s v t a t m =+=⨯-⨯⨯= A 车的位移:10880A A s v t m ==⨯=因1(33333=-+= 设经过时间t 两车相撞,则有212A B B v t s v t a t +∆=+代入数据解得:126,10t s t s ==,故经过6s 两车相撞 (3)设A 车的加速度为A a 时两车不相撞 两车速度相等时:()A A B B v a t t v a t ''+-∆=+ 即:10()30 2.5A a t t t ''+-∆=- 此时B 车的位移:221,30 1.252B B B B s v t a t s t t =+=-''''即:A 车的位移:21()2A A A s v t a t t ''=+-∆要不相撞,两车位移关系要满足B A s s s ≤+∆解得20.83/A a m s ≥2.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为75m ,当落到离地面30m 的位置时开始制动,座舱均匀减速.重力加速度g 取102/m s ,不计空气阻力. (1)求座舱下落的最大速度; (2)求座舱下落的总时间;(3)若座舱中某人用手托着重30N 的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力. 【答案】(1)30m/s (2)5s .(3)75N . 【解析】试题分析:(1)v 2=2gh; v m =30m/s⑵座舱在自由下落阶段所用时间为:2112h gt =t 1=3s 座舱在匀减速下落阶段所用的时间为:t 2=2hv ==2s 所以座舱下落的总时间为:t =t 1+t 2=5s⑶对球,受重力mg 和手的支持力N 作用,在座舱自由下落阶段,根据牛顿第二定律有mg -N =mg 解得:N =0根据牛顿第三定律有:N′=N =0,即球对手的压力为零 在座舱匀减速下落阶段,根据牛顿第二定律有mg -N =ma根据匀变速直线运动规律有:a =2202v h -=-15m/s 2解得:N =75N (2分)根据牛顿第三定律有:N′=N =75N ,即球对手的压力为75N 考点:牛顿第二及第三定律的应用3.如图,AB 是固定在竖直平面内半径R =1.25m 的1/4光滑圆弧轨道,OA 为其水平半径,圆弧轨道的最低处B 无缝对接足够长的水平轨道,将可视为质点的小球从轨道内表面最高点A 由静止释放.已知小球进入水平轨道后所受阻力为其重力的0.2倍,g 取10m/s 2.求:(1)小球经过B 点时的速率;(2)小球刚要到B 点时加速度的大小和方向; (3)小球过B 点后到停止的时间和位移大小.【答案】 (1)5 m/s (2)20m/s 2加速度方向沿B 点半径指向圆心(3)25s 6.25m 【解析】(1)小球从A 点释放滑至B 点,只有重力做功,机械能守恒:mgR=12mv B 2 解得v B =5m/s(2)小环刚要到B 点时,处于圆周运动过程中,222215/20/1.25B v a m s m s R ===加速度方向沿B 点半径指向圆心(3)小环过B 点后继续滑动到停止,可看做匀减速直线运动:0.2mg=ma 2, 解得a 2=2m/s 2222.5Bv t s a == 221 6.252s a t m ==4.质点从静止开始做匀加速直线运动,经4s 后速度达到,然后匀速运动了10s ,接着经5s 匀减速运动后静止求: (1)质点在加速运动阶段的加速度; (2)质点在第16s 末的速度; (3)质点整个运动过程的位移. 【答案】(1)5m/s 2 (2)12m/s (3)290m 【解析】 【分析】根据加速度的定义式得加速和减速运动阶段的加速度,根据匀变速运动的速度和位移公式求解。
物理直线运动专项习题及答案解析

物理直线运动专项习题及答案解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.某人驾驶一辆小型客车以v 0=10m/s 的速度在平直道路上行驶,发现前方s =15m 处有减速带,为了让客车平稳通过减速带,他立刻刹车匀减速前进,到达减速带时速度v =5.0 m/s .已知客车的总质量m =2.0×103 kg.求: (1)客车到达减速带时的动能E k ;(2)客车从开始刹车直至到达减速带过程所用的时间t ; (3)客车减速过程中受到的阻力大小f .【答案】(1)E k =2.5×104J (2)t =2s (3)f =5.0×103N 【解析】 【详解】(1) 客车到达减速带时的功能E k =12mv 2,解得E k =2.5×104 J (2) 客车减速运动的位移02v vs t +=,解得t =2s (3) 设客车减速运动的加速度大小为a ,则v =v 0-at ,f =ma 解得f =5.0×103 N2.如图所示,一圆管放在水平地面上,长为L=0.5m ,圆管的上表面离天花板距离h=2.5m ,在圆管的正上方紧靠天花板放一颗小球,让小球由静止释放,同时给圆管一竖直向上大小为5m/s 的初速度,g 取10m/s .(1)求小球释放后经过多长时间与圆管相遇?(2)试判断在圆管落地前小球能不能穿过圆管?如果不能,小球和圆管落地的时间差多大?如果能,小球穿过圆管的时间多长? 【答案】(1)0.5s (2)0.1s【解析】试题分析:小球自由落体,圆管竖直上抛,以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动;先根据位移时间关系公式求解圆管落地的时间;再根据位移时间关系公式求解该时间内小球的位移(假设小球未落地),比较即可;再以小球为参考系,计算小球穿过圆管的时间.(1)以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动,故相遇时间为: 0 2.50.55/hm t s v m s=== (2)圆管做竖直上抛运动,以向上为正,根据位移时间关系公式,有2012x v t gt =- 带入数据,有2055t t =-,解得:t=1s 或 t=0(舍去); 假设小球未落地,在1s 内小球的位移为22111101522x gt m ==⨯⨯=, 而开始时刻小球离地的高度只有3m ,故在圆管落地前小球能穿过圆管; 再以小球为参考系,则圆管相对小球向上以5m/s 做匀速直线运动, 故小球穿过圆管的时间00.5'0.15/L mt s v m s===3.如图所示,物体A 的质量1kg A m =,静止在光滑水平面上的平板车B ,质量为0.5kg B m =,长为1m L =.某时刻A 以04m/s v =向右的初速度滑上木板B 的上表面,在A 滑上B 的同时,给B 施加一个水平向右的拉力F ,忽略物体A 的大小,已知A 与B 之间的动摩擦因素0.2μ=,取重力加速度210m/s g =.求: (1)若5N F =,物体A 在小车上运动时相对小车滑行的最大距离. (2)如果要使A 不至于从B 上滑落,拉力F 大小应满足的条件.【答案】(1)0.5m (2)1N≤F≤3N【解析】(1)物体A 滑上木板B 以后,作匀减速运动,有μmg=ma A 得a A =μg=2m/s 2木板B 作加速运动,有F+μmg=Ma B , 代入数据解得:a B =14m/s 2 两者速度相同时,有v 0-a A t=a B t , 代入数据解得:t=0.25s A 滑行距离:S A =v 0t-12a A t 2=4×0.25−12×2×116=1516m , B 滑行距离:S B =12a B t 2=12×14×116m=716m . 最大距离:△s=S A -S B =1516−716=0.5m (2)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时,A 、B 具有共同的速度v 1,则:22201122A Bv v v L a a -=+又:011A Bv v v a a -= 代入数据可得:a B =6(m/s 2)由F=m 2a B -μm 1g=1N若F <1N ,则A 滑到B 的右端时,速度仍大于B 的速度,于是将从B 上滑落,所以F 必须大于等于1N .当F 较大时,在A 到达B 的右端之前,就与B 具有相同的速度,之后,A 必须相对B 静止,才不会从B 的左端滑落. 即有:F=(m+m )a ,μm 1g=m 1a 所以:F=3N若F 大于3N ,A 就会相对B 向左滑下. 综上:力F 应满足的条件是:1N≤F≤3N点睛:牛顿定律和运动公式结合是解决力学问题的基本方法,这类问题的基础是分析物体的受力情况和运动情况,难点在于分析临界状态,挖掘隐含的临界条件.4.如图甲所示,质量m=8kg 的物体在水平面上向右做直线运动。
高一必修一物理经典力学典型例题(有答案,含解析)

高一必修一物理经典力学典型例题1.倾角θ=37°的斜面底端与水平传送带平滑接触,传送带BC长L=6 m,始终以v0=6m/s的速度顺时针运动。
一个质量m=1 kg的物块从距斜面底端高度h1=5.4m的A点由静止滑下,物块通过B点时速度的大小不变。
物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2,传送带上表面在距地面一定高度处,g取10m/s2。
(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求物块由A点运动到C点的时间;(2)求物块距斜面底端高度满足什么条件时,将物块静止释放均落到地面上的同一点D。
2.如图,倾斜的传送带向下匀加速运转,传送带与其上的物体保持相对静止。
那么关于传送带与物体间静摩擦力的方向,以下判断正确的是A.物体所受摩擦力为零B.物体所受摩擦力方向沿传送带向上C.物体所受摩擦力方向沿传送带向下D.上述三种情况都有可能出现3.(2018·江西师大附中)如图是工厂流水生产线包装线示意图,质量均为m=2.5 kg、长度均为l=0.36 m的产品在光滑水平工作台AB上紧靠在一起排列成直线(不粘连),以v0=0.6 m/s 的速度向水平传送带运动,设当每个产品有一半长度滑上传送带时,该产品即刻受到恒定摩擦力F f=μmg而做匀加速运动,当产品与传送带间没有相对滑动时,相邻产品首尾间距离保持2l(如图)被依次送入自动包装机C进行包装。
观察到前一个产品速度达到传送带速度时,下一个产品刚好有一半滑上传送带而开始做匀加速运动。
取g=10 m/s2。
试求:(1)传送带的运行速度v;(2)产品与传送带间的动摩擦因数μ:(3)满载工作时与空载时相比,传送带驱动电动机增加的功率∆P;(4)为提高工作效率,工作人员把传送带速度调成v'=2.4 m/s,已知产品送入自动包装机前已匀速运动,求第(3)问中的∆P′?第(3)问中在相当长时间内的等效∆P′′?4.如图所示,传送带AB段是水平的,长20 m,传送带上各点相对地面的速度大小是2 m/s,某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。
高中物理直线运动题20套(带答案)含解析

高中物理直线运动题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.如图所示,质量M=8kg的小车放在光滑水平面上,在小车左端加一水平推力F=8N,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数为0.2,小车足够长.求:(1)小物块刚放上小车时,小物块及小车的加速度各为多大?(2)经多长时间两者达到相同的速度?共同速度是多大?(3)从小物块放上小车开始,经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少?(取g=10m/s2).【答案】(1)2m/s2,0.5m/s2(2)1s,2m/s(3)2.1m【解析】【分析】(1)利用牛顿第二定律求的各自的加速度;(2)根据匀变速直线运动的速度时间公式以及两物体的速度相等列式子求出速度相等时的时间,在将时间代入速度时间的公式求出共同的速度;(3) 根据先求出小物块在达到与小车速度相同时的位移,再求出小物块与小车一体运动时的位移即可.【详解】(1) 根据牛顿第二定律可得小物块的加速度:m/s2小车的加速度:m/s2(2)令两则的速度相等所用时间为t,则有:解得达到共同速度的时间:t=1s共同速度为:m/s(3) 在开始1s内小物块的位移m此时其速度:m/s在接下来的0.5s小物块与小车相对静止,一起做加速运动且加速度:m/s2这0.5s内的位移:m则小物块通过的总位移:m【点睛】本题考查牛顿第二定律的应用,解决本题的关键理清小车和物块在整个过程中的运动情况,然后运用运动学公式求解.同时注意在研究过程中正确选择研究对象进行分析求解.2.为确保行车安全,高速公路不同路段限速不同,若有一段直行连接弯道的路段,如图所示,直行路段AB限速120km/h,弯道处限速60km/h.(1)一小车以120km/h的速度在直行道行驶,要在弯道B处减速至60km/h,已知该车制动的最大加速度为2.5m/s2,求减速过程需要的最短时间;(2)设驾驶员的操作反应时间与车辆的制动反应时间之和为2s(此时间内车辆匀速运动),驾驶员能辨认限速指示牌的距离为x0=100m,求限速指示牌P离弯道B的最小距离.【答案】(1)3.3s(2)125.6m【解析】【详解】(1)120 120km/h m/s3.6v==,6060km/h m/s3.6v==根据速度公式v=v0-at,加速度大小最大为2.5m/s2解得:t=3.3s;(2)反应期间做匀速直线运动,x1=v0t1=66.6m;匀减速的位移:2202v v ax-=解得:x=159m则x'=159+66.6-100m=125.6m.应该在弯道前125.6m距离处设置限速指示牌.3.高速公路上行驶的车辆速度很大,雾天易出现车辆连续相撞的事故。
高一物理匀变速直线运动例题

高一物理匀变速直线运动例题1. 什么是匀变速直线运动匀变速直线运动,听起来是不是有点拗口?其实它就是一种运动状态,简单来说,就是物体在一段时间内加速或减速的运动方式。
比如说,想象你在马路上骑自行车,刚开始你可能慢慢蹬,后来越蹬越快,这就是在做匀变速运动。
这里的“匀”指的是加速度保持不变,所以在这段时间里,你的速度是逐渐变化的,而不是一开始就飞速。
简单来说,匀变速直线运动就是让物体的速度以均匀的方式变化。
2. 匀变速直线运动的基本公式2.1 速度公式我们在学习匀变速直线运动时,首先要知道几个基本公式。
第一个公式就是关于速度的:( v = u + at )。
这里的 ( v ) 是末速度,( u ) 是初速度,( a ) 是加速度,( t ) 是时间。
这个公式就像是数学中的开门大吉,一旦掌握了,你就能轻松解决很多问题。
2.2 位移公式接下来,咱们要聊聊位移公式:( s = ut + frac{1{2at^2 )。
这个公式的意思是,位移( s ) 是由初速度 ( u ) 和加速度 ( a ) 共同决定的。
听起来有点复杂,但其实只要把这些字母代入数值,跟着公式走,结果就会乖乖出来。
3. 例题解析3.1 例题一:小明的自行车咱们来看看一个例子,想象一下,小明骑着他的自行车,起初速度是 0 m/s,随后每秒加速2 m/s²,问他在 5 秒后速度是多少?按照刚才的公式,我们把数据代进去:( v = 0 + 2 times 5 = 10 ) m/s。
哇哦,小明飞起来了,感觉就像风一样,真是爽到不行。
3.2 例题二:火车的旅程再来个稍微复杂一点的例子,假设一列火车起始速度是20 m/s,每秒加速1 m/s²,问它在 10 秒内行驶的距离。
首先算速度:( v = 20 + 1 times 10 = 30 ) m/s。
接下来,代入位移公式:( s = 20 times 10 + frac{1{2 times 1 times 10^2 = 200 + 50 = 250 ) m。
高一物理匀速直线运动试题答案及解析

高一物理匀速直线运动试题答案及解析1.(12分)金属硬杆轨道“ABCDEFGHIP”固定置于竖直平面内,CDE、FGH两半圆形轨道半径分别为、,足够长的PI、AB直轨与水平均成θ=37°,一质量为m的小环套在AB杆上,环与BC、EF、HI水平直杆轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1,其中BC=、EF=、HI=,其他轨道均光滑,轨道拐弯连接处也光滑,环通过连接处时动能损失忽略不计,现环在AB杆上从距B点处的地方无初速释放.已知sin37°=0.6,试求:(1)从释放到第一次到达B所用的时间;(2)第一次过小圆道轨最高点D时,环对轨道的作用力;(3)小环经过D的次数及环最终停在什么位置?【答案】(1);(2);(3)最终停在I处。
【解析】(1)得:(2)从A→D:得:第一次在D处:(假设轨道对环的力是向下的)得:所以环对轨道的作用力是竖直向上的,大小为(3)假设小环第n次向左过D时(n为大于等于1的整数),速度设为由动能定理得:>0n<,所以最多向左第3次通过D点假设小环第k次向左过大圆轨道最高点G时,速度设为由动能定理得:>0k<,所以最多向左第2次通过G点如果环能第2次向右过G点,说明最终环在FE之间,所以要证明是否能第2次能向右过G点,设第2次向右过G点时速度为由动能定理得:即:显然是动能不可能为负的,说明不会第2次向右过G点,也就不可能出现第3次向左过D点。
所以,过D点的次数为3次(2次向左1次向右)当环第2次向左过G点后,环只能在G的左侧做往复运动,最后停在IH轨道上的某处设环在“IH”直轨上的运动路程为得,是3a的7倍,所以小环最终停在I处。
【考点】匀变速直线运动规律,圆周运动,动能定理2.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”定义为,其中和分别表示某段位移内的初速和末速.表示物体做加速运动,表示物体做减速运动.而现在物理学中加速度的定义式为,下列说法正确的是A.若不变,则A与a的关系可以表达为a=AvsB.若且保持不变,则任意位置的速度vs随时间t均匀增大C.若不变,则物体在中间位置处的速度为D.若不变,则物体在中间时刻的速度<【答案】ACD【解析】:当匀速直线运动时,a=Avs故A正确。
高考物理直线运动题20套(带答案)及解析

高考物理直线运动题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试直线运动1.如图所示,一根有一定电阻的直导体棒质量为、长为L,其两端放在位于水平面内间距也为L的光滑平行导轨上,并与之接触良好;棒左侧两导轨之间连接一可控电阻;导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面,时刻,给导体棒一个平行与导轨的初速度,此时可控电阻的阻值为,在棒运动过程中,通过可控电阻的变化使棒中的电流强度保持恒定,不计导轨电阻,导体棒一直在磁场中。
(1)求可控电阻R随时间变化的关系式;(2)若已知棒中电流强度为I,求时间内可控电阻上消耗的平均功率P;(3)若在棒的整个运动过程中将题中的可控电阻改为阻值为的定值电阻,则棒将减速运动位移后停下;而由题干条件,棒将运动位移后停下,求的值。
【答案】(1);(2);(3)【解析】试题分析:(1)因棒中的电流强度保持恒定,故棒做匀减速直线运动,设棒的电阻为,电流为I,其初速度为,加速度大小为,经时间后,棒的速度变为,则有:而,时刻棒中电流为:,经时间后棒中电流为:,由以上各式得:。
(2)因可控电阻R随时间均匀减小,故所求功率为:,由以上各式得:。
(3)将可控电阻改为定值电阻,棒将变减速运动,有:,,而,,由以上各式得,而,由以上各式得,所求。
考点:导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化【名师点睛】解决本题的关键知道分析导体棒受力情况,应用闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律求解,注意对于线性变化的物理量求平均的思路,本题中先后用到平均电动势、平均电阻和平均加速度。
2.如图所示,一木箱静止在长平板车上,某时刻平板车以a = 2.5m/s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动,当速度达到v = 9m/s时改做匀速直线运动,己知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ= 0.225,箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等(g取10m/s2)。
求:(1)车在加速过程中木箱运动的加速度的大小(2)木箱做加速运动的时间和位移的大小(3)要使木箱不从平板车上滑落,木箱开始时距平板车右端的最小距离。
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高一物理直线运动经典题
5 1.物体做竖直上抛运动,取g=10m/s2.若第1s位移大小恰等于所能上升的最大高度的
9倍,求物体的初速度.
2.摩托车的最大行驶速度为25m/s,为使其静止开始做匀加速运动而在2min追上前方1000m处以15m/s的速度匀速行驶的卡车,摩托车至少要以多大的加速度行驶?
3.质点帮匀变速直线运动。
第2s和第7s位移分别为2.4m和3.4m,则其运动加速度?
4.车由静止开始以a=1m/s2的加速度做匀加速直线运动,车后相距s=25m处的人以υ=6m/s的速度匀速运动而追车,问:人能否追上车?
5.小球A自h高处静止释放的同时,小球B从其正下方的地面处竖直向上抛出.欲使两球在B球下落的阶段于空中相遇,则小球B的初速度应满足何种条件?
6.质点做竖直上抛运动,两次经过A点的时间间隔为t1,两次经过A点正上方的B
点的时间间隔为t 2,则A 与B 间距离为__________.
7.质点做匀减速直线运动,第1s 位移为10m ,停止运动前最后1s 位移为2m ,则质点运动的加速度大小为a=________m/s 2,初速度大小为υ0=__________m/s.
9 物体做竖直上抛运动,取g=10m/s+2,若在运动的前5s 通过的路程为65m ,则其初速度大小可能为多少?
10 质点从A 点到B 点做匀变速直线运动,通过的位移为s ,经历的时间为t ,而质点通过A 、B 中点处时的瞬时速度为υ,则当质点做的是匀加速直线运动时,υ______t s ;当质点做的是匀减速直线运动时,υ_______t
s .(填“>”、“=”“<”=)
答案
例1 物体做竖直上抛运动,取g=10m/s 2.若第1s 位移大小恰等于所能上升的最大高度的9
5倍,求物体的初速度. 分析:常会有同学根据题意由基本规律列出形知
0υt -21gt 2=95·g
220υ 的方程来求解,实质上方程左端的0υt -2
1gt 2并不是题目中所说的“位移大小”,而只是“位移”,物理概念不清导致了错误的产生。
解:由题意有
2021gt t -υ=95·g
220υ, 进而解得
01υ=30m/s ,02υ=6m/s ,03υ=4.45m/s
例2.摩托车的最大行驶速度为25m/s ,为使其静止开始做匀加速运动而在2min 追上前方1000m 处以15m/s 的速度匀速行驶的卡车,摩托车至少要以多大的加速度行驶?
解:由运动规律列出方程
a m
2υ+m υ(t -a m
υ)=υt+s.
将相关数据m υ=25m/s ,t=120s ,υ=15m/s ,s=1000m 代入,便可得此例的正确结论 a=16
25m/s 2. 例3 质点帮匀变速直线运动。
第2s 和第7s 位移分别为2.4m 和3.4m ,则其运动加速度a=____________m/s 2.
分析:若机械地运动匀变速直线运动的基本规律,可以列出如下方程
(0υ·2+
21a ·22)-(0υ·1+2
1a ·12)=2.4, (0υ·7+21a ·72)-(0υ·6+21a ·62)=3.4 若能灵活运动推论
△s=aT 2,
并考虑到
s 7-s 6=s 6-s 5=s 5-s 4=s 4-s 3=s 3-s 2=aT 2,
便可直接得到简捷的解合如下.
解: a=2275T s s -=21
54.24.3⨯-m/s 2=0.2m/s 2. 例4.车由静止开始以a=1m/s 2的加速度做匀加速直线运动,车后相距s=25m 处的人以υ=6m/s 的速度匀速运动而追车,问:人能否追上车?
分析:应明确所谓的追及、相遇,其本质就是“不同的物体在同一时刻到达同一位置”.此例可假设经过时间t ,人恰能追上车.于是便可得到关于t 的二次方程进而求解。
解: υt=2
1at 2+s. 而由其判别式△=υ2-2as= -56<0便可知:t 无实根.对应的物理意义实际上就是:人不能追上车.
例5.小球A 自h 高处静止释放的同时,小球B 从其正下方的地面处竖直向上抛出.欲使两球在B 球下落的阶段于空中相遇,则小球B 的初速度应满足何种条件?
分析:选准如下两个临界状态:当小球B 的初速度为υ1时,两球恰好同时着地;当小球B 的初速度为υ2时,两球相遇点恰在B 球上升的最高点处,于是分别列方程求解 解:
h=2
1g(2g 1υ)2, h -g 222υ=21g(g
2υ)2 由此可分别得到
υ1=gh 2
1<υ0<gh 例6.质点做竖直上抛运动,两次经过A 点的时间间隔为t 1,两次经过A 点正上方的B 点的时间间隔为t 2,则A 与B 间距离为__________.
分析:利用竖直上抛运动的“对称特征”可给出简单的解答
解:由竖直上抛运动的“对称”特征可知:质点从最高点自由落至A 、B 两点所经历时间必为21t 1和2
1t 2,于是直接可得
AB =21g(21t 1)2-21g(21t 2)2=8
1g(21t -22t ) 例7.质点做匀减速直线运动,第1s 位移为10m ,停止运动前最后1s 位移为2m ,则质点运动的加速度大小为a=________m/s 2,初速度大小为υ0=__________m/s.
分析:通常的思维顺序可依次列出如下方程
s=υ0t -
2
1at 2, 0=υ0-at , 10=υ0·1-21a ·12,s -2=υ0 (t -1)-21a(t -1)2. 从上述方程组中解得
a= 4m/s 2 , υ0=12m/s.
求解上述方程组是一个很繁琐的过程,若采用逆向思维的方法,把“末速为零的匀减速直线运动”视为“初速战速为零的匀加速直线运动”,则原来的最后1s 便成了1s ,于是
解:由 2=
21a ·12 即可直接得到
a=4m/s 2;
判断出运动总时间为
由此简单得出
例8 如图221m 初速度竖直向上抛出,取与杆的上端等高. 分析:以地面为参照物分析两物体的运动关系将会很复杂,不妨换一个参照物求解.
例9 物体做竖直上抛运动,取g=10m/s+2,若在运动的前5s 通过的路程为65m ,则其初速度大小可能为多少?
分析:如果列出方程
s=υ0t -
2
1gt 2,
并将有关数据s=65m ,t=5s 代入,即求得
υ0=38m/s 。
此例这一解答是错误的,因为在5s ,做竖直上抛运动的物体的运动情况有如下两种可能性:
①前5s 物体仍未到达最高点.在这种情况下,上述方程中的s 确实可以认为是前5s 的路程,但此时υ0应该受到υ0≥50m/s 的制约,因此所解得的结论由于不满足这一制约条件而不能成立.
②前5s 物体已经处于下落阶段,在这种情况下,上述方程中的s 只能理解为物体在前5s 的位移,它应比前5s 的路程d 要小,而此时应用
解:由运动规律可得
d=g 220υ+21g(t -g
0υ)2, 在此基础上把有关数据d=65m ,t=5s 代入后求得
υ0=20m/s 或υ0=30m/s ,
例10 质点从A 点到B 点做匀变速直线运动,通过的位移为s ,经历的时间为t ,而质点通过A 、B 中点处时的瞬时速度为υ,则当质点做的是匀加速直线运动时,υ______t s ;当质点做的是匀减速直线运动时,υ_______t
s .(填“>”、“=”“<”=
考虑到υ是质点通过A 、B 中点时的瞬时速度,因此,图线上纵坐标值为υ的点的前、
后两段线下的“面积”应相等;另外考虑到s/t 实际上是这段时间的平均速度,对于匀变速直线而言,数值上又等于时间中点的瞬时速度。
由此便可以从图中看出,无论质点做的是匀加速直线运动还是匀减速直线运动,均应有υ>
t
s 。