運(yùn)動(dòng)學(xué)典型題_第1頁(yè)
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追擊相遇問題:甲乙兩運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練交接棒的過程中發(fā)現(xiàn):甲經(jīng)短距離加速后能保持的速度跑完全程;乙從起跑后到接棒前的運(yùn)動(dòng)是勻加速的。為了確定乙起跑的時(shí)機(jī),需在接力區(qū)前適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置標(biāo)記。在某次練習(xí)中,甲在接力區(qū)前處作了標(biāo)記,并以的速度跑到此標(biāo)記時(shí)向乙發(fā)出起跑口令。乙在接力區(qū)的前端聽口令時(shí)起跑,并恰好在速度達(dá)到與甲相同時(shí)被甲追上,完成交接棒。已知接力區(qū)的長(zhǎng)度為。求:⑴此次練習(xí)中乙在接棒前的加速度。⑵在完成交接棒時(shí)乙離接力區(qū)末端的距離。2.甲、乙兩汽車在一條平直的單行道上乙前甲后同向勻速行駛.甲、乙兩車的速度分別為和,當(dāng)兩車距離接近到250m時(shí)兩車同時(shí)剎車,已知兩車剎車時(shí)的加速度大小分別為和,問甲車是否會(huì)撞上乙車?A、B兩列火車在同一軌道上同向行駛,A在前,速度為vA=10m/s,B在后,速度為vB=30m/s,因大霧能見度低,B車在距A車500m時(shí),才發(fā)現(xiàn)前方有A車,這時(shí)B車立即剎車,但要經(jīng)過1800mB車才能停下,問:車若要仍按原速前進(jìn),兩車是否相撞?試說明理由。如果輛車相遇而不相撞(并排行駛),問B車剎車的同A車勻速行駛的情況下,輛車相遇的次出以及每次相遇的時(shí)間。B在剎車時(shí)發(fā)出信號(hào),A車司機(jī)在收到信號(hào)1.5s后加速前進(jìn),A車加速度為多大時(shí),才能避免事故發(fā)生?(不計(jì)信號(hào)從A傳到B的時(shí)間)L=20ml=1ml=1mAB圖1-5-34.A、B兩棒均長(zhǎng)1m,A棒懸掛于天花板上,B棒與A棒在一條豎直線上,直立在地面,A棒的下端與B棒的上端之間相距20m,如圖1-5-3所示,某時(shí)刻燒斷懸掛A棒的繩子,同時(shí)將B棒以L=20ml=1ml=1mAB圖1-5-3(1)A、B兩棒出發(fā)后何時(shí)相遇?(2)A、B兩棒相遇后,交錯(cuò)而過需用多少時(shí)間?5.在地面上以初速度2V0豎直上拋一物體A后,又以初速V0同地點(diǎn)豎直上拋另一物體B,若要使兩物體能在空中相遇,則兩物體拋出的時(shí)間間隔必須滿足什么條件?(不計(jì)空氣阻力)6.甲、乙、丙三輛車行駛在平直公路上,車速分別為6m/s、8m/s、9m/s.當(dāng)甲、乙、丙三車依次相距5m時(shí),乙車駕駛員發(fā)現(xiàn)甲車開始以1m/s2的加速度做減速運(yùn)動(dòng),于是乙也立即做減速運(yùn)動(dòng),丙車駕駛員也同樣處理.如圖2-15所示.直到三車都停下來時(shí)均未發(fā)生撞車事故.求丙車減速運(yùn)動(dòng)的加速度至少應(yīng)為多大?aa3v3丙a2v2乙a1v1甲5m5m圖2-15錯(cuò)車問題:1.一輛長(zhǎng)為12m的客車沿平直公路以8.0m/s的速度勻速向北行駛,一輛長(zhǎng)為10m的貨車由靜止開始以2.0m/s2的加速度由北向南勻加速行駛,已知貨車剛啟動(dòng)時(shí)兩車相距180m,求兩車錯(cuò)車所用的時(shí)間.2.在一條平直公路上有一輛長(zhǎng)L0=1.5m的電動(dòng)自行車正以v=3m/s的速度向前行駛,在其車尾后方s0=16.5m遠(yuǎn)處的另一條車道上有一輛場(chǎng)L=6.5m的公共汽車正以v0=10m/s的速度同向行駛而來,由于公共汽車要在前方50m處的站點(diǎn)停車上下旅客,便在此時(shí)開始剎車使之做勻減速運(yùn)動(dòng),結(jié)果車頭恰好停在站點(diǎn)處。不考慮公共汽車的再次啟動(dòng),求輛車錯(cuò)車的時(shí)間。圖像問題1.一物體做加速直線運(yùn)動(dòng),依次通過A、B、C三點(diǎn),AB=BC。物體在AB段加速度為a1,在BC段加速度為a2,且物體在B點(diǎn)的速度為,則A.a(chǎn)1>a2B.a(chǎn)1=a2C.a(chǎn)1<a2D.不能確定2.汽車由甲地從靜止出發(fā)沿平直公路駛向乙地停下。在這段時(shí)間內(nèi),汽車可做勻速運(yùn)動(dòng),也可做加速度為勻變速運(yùn)動(dòng)。已知甲、乙兩地相距S,那么要使汽車從甲地到乙地所用時(shí)間最短,汽車應(yīng)如何運(yùn)動(dòng)?最短時(shí)間為多少?3.兩物體甲和乙在同一直線上運(yùn)動(dòng),它們?cè)?~0.4s時(shí)間內(nèi)的v-t圖象如圖所示。若僅在兩物體之間存在相互作用,則物體甲與乙的質(zhì)量之比和圖中時(shí)間t1分別為A.和0.30sB.3和0.30sC.和0.28sD.3和0.28s4.一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng),通過坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),其-t的圖象如圖所示,則A.質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為0.5m/sB.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為0.5m/s2C.質(zhì)點(diǎn)在1s末速度為1.5m/sD.質(zhì)點(diǎn)在第1s內(nèi)的平均速度0.75m/s5.一個(gè)物體以初速度v0沿著光滑斜面向上運(yùn)動(dòng),其速度v隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖所示,在連續(xù)兩段時(shí)間m和n內(nèi)對(duì)應(yīng)的面積均為S,則經(jīng)過b時(shí)刻速度vb的大小為B.C.D.物體以速度V勻速通過直線上的A、B兩點(diǎn)間,所需時(shí)為t,現(xiàn)在物體由A點(diǎn)靜止出發(fā),先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(加速度為a1)到某一最大速度Vm后立即作勻減速直線運(yùn)動(dòng)(加速度為a2)至B點(diǎn)停下,歷時(shí)仍為t,則物體的()

A.Vm只能為2V,無論a1、a2為何值B.Vm可為許多值,與a1、a2的大小有關(guān)

C.a(chǎn)1、a2值必須是一定的D.a(chǎn)1、a2必須滿足7.甲、乙兩物體從同一地點(diǎn)開始沿同一方向運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示,圖中

,兩段曲線均為圓弧,則(

)A.兩物體在

時(shí)刻加速度相同B.兩物體在

時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向均改變 C.兩物體在時(shí)刻相距最遠(yuǎn),時(shí)刻相遇D.

時(shí)間內(nèi)甲物體的平均速度大于乙物體的平均速度Vvaa’V1V2l1l1l2l2Vvaa’V1V2l1l1l2l2圖79.一只小老鼠從洞口爬出后沿一直線運(yùn)動(dòng),其速度大小與其離開洞口的距離成反比,當(dāng)其到達(dá)洞口為d1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1,若B點(diǎn)離洞口的距離為d2,(d2>d1),求老鼠有A運(yùn)動(dòng)至B都需的時(shí)間。其他問題1.圖14(a)是在高速公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖,測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào),根據(jù)發(fā)出和接收到的時(shí)間差,測(cè)出汽車的速度。圖14(b)中是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào),n1、n2分別是由汽車反射回來的信號(hào)。設(shè)測(cè)速儀勻速掃描,p1、、p2之間的時(shí)間間隔Δt=1.0s,超聲波在空氣中傳播的速度是V=340m./s,若汽車是勻速行駛的,則根據(jù)圖14(b)可知,汽車在接收到p1、、p2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是m,汽車的速度是_____________m/s0012345P1P2n1n2AB圖14a圖14b2.在正常情況下,火車以54km/h的速度勻速開過一個(gè)小站.現(xiàn)因需要,必須在這一小站停留,火車將要到達(dá)小站時(shí),以-0.5m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),停留2分鐘后,又以0.3m/s2的加速度出小站,一直到恢復(fù)原來的速度.求因列車停靠小站而延誤的時(shí)間.3.調(diào)節(jié)水龍頭,讓水一滴滴流出,在下方放一盤子,調(diào)節(jié)盤子高度,使一滴水滴碰到盤子時(shí),恰有另一滴水滴開始下落,而空中還有一滴正在下落中的水滴,測(cè)出水龍頭到盤子的距離為h,從第一滴開始下落時(shí)計(jì)時(shí),到第n滴水滴落在盤子中,共用去時(shí)間t,則此時(shí)第(n+1)滴水滴與盤子的距離為多少?當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹槎嗌伲?.A、B兩站相距s,將其分成n段,汽車無初速由A站出發(fā),分n段向B站做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第一段的加速度為a.當(dāng)汽車到達(dá)每一等份的末端時(shí),其加速度增加,求汽車到達(dá)B站時(shí)的速度.在民航和火車站可以看到用于對(duì)行李進(jìn)行安全檢查的水平傳送帶。當(dāng)旅客把行李放到傳送帶上時(shí),傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開始做勻加速運(yùn)動(dòng)。隨后它們保持相對(duì)靜止,行李隨傳送帶一起前進(jìn)。設(shè)傳送帶勻速前進(jìn)的速度為0.25m/s,把質(zhì)量為5kg的木箱靜止放到傳送帶上,由于滑動(dòng)摩擦力的作用,木箱以6m/s2的加速度前進(jìn),那么這個(gè)木箱放在傳送帶上后,傳送帶上將留下一段多長(zhǎng)的摩擦痕跡?因數(shù)為a0v03.如圖所示,皮帶輪帶動(dòng)傳送帶沿逆時(shí)針方向以速度v0=2m/s勻速運(yùn)動(dòng),兩皮帶輪之間的距離L=3.2m,皮帶繃緊與水平方向的夾角θ=37°。將一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊無初速地從上端放到傳送帶上,已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,物塊在皮帶上滑過時(shí)能在皮帶上留下白色痕跡。求物體從下端離開傳送帶后,傳送帶上留下的痕跡的長(zhǎng)度。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)

答案解析:追及相遇問題:SOtAB2V0/g4V0/g6V0/gΔt圖104.解:(1)設(shè)經(jīng)過時(shí)間t兩棒開始相遇,此時(shí)A棒下落的位移為:

B棒的上升位移為:又

解得:t=即從運(yùn)動(dòng)開始經(jīng)0.5s兩棒開始相遇

(2)以A棒為參考系,B相對(duì)于A的加速度為a相SOtAB2V0/g4V0/g6V0/gΔt圖105.分析與解:如按通常情況,可依據(jù)題意用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)列方程求解,這是比較麻煩的。如換換思路,依據(jù)s=V0t-gt2/2作s-t圖象,則可使解題過程大大簡(jiǎn)化。如圖10所示,顯然,兩條圖線的相交點(diǎn)表示A、B相遇時(shí)刻,縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)位移SA=SB。由圖10可直接看出Δt滿足關(guān)系式時(shí),B可在空中相遇。6.(1)乙與甲兩車剛不相碰時(shí),甲車還未停止,故為避免乙車與甲車相碰,乙車減速運(yùn)動(dòng)的加速度至少應(yīng)為:,①其中a1=1m/s2,v1=6m/s,v2=8m/s,s=5m代入①式得1.4m/s2,(2)丙車與乙車相碰前,乙車已停止,故為避免丙車與乙車相碰,丙車減速運(yùn)動(dòng)的加速度至少應(yīng)為:a3,②其中a2=1.4m/s2,v2=8m/s,v3=9m/s,s=5m代入②式得1.45m/s2所以丙車減速運(yùn)動(dòng)的加速度至少應(yīng)為1.45m/s2。圖像問題:2.解析:根據(jù)v-t圖象的斜率、截距、圖線與t軸間的面積所對(duì)應(yīng)的物理意義,結(jié)合幾何知識(shí)分析求解.根據(jù)v-t圖象如圖所示,四邊形OABC的面積表示甲乙兩地距離s,OA、BC線的斜率表示汽車加速、減速的加速度a1、a2,OC線段表示汽車從甲地到乙地所用時(shí)間t,要使t最短,s、a1、a2不變,須使BC沿t軸負(fù)向平移,AB沿v軸正向平移,得到三角形OA'C',即汽車先加速運(yùn)動(dòng),后減速運(yùn)動(dòng),中間無勻速運(yùn)動(dòng)的過程,行駛的時(shí)間最短。設(shè)加速時(shí)間為t1,減速時(shí)間為t2,最大速度為v,由分析可知,故,所以最短時(shí)間為。答案:先加速運(yùn)動(dòng),后減速運(yùn)動(dòng),中間無勻速運(yùn)動(dòng)Vvt1t2toVvmaa/圖88.分析與解:首先由機(jī)械能守恒可以確定拐角處V1>V2,而兩小球到達(dá)出口時(shí)的速率V相等。又由題意可知兩球經(jīng)歷的總路程s相等。由牛頓第二定律,小球的加速度大小a=gsinα,小球a第一階段的加速度跟小球a/第二階段的加速度大小相同(設(shè)為a1);小球a第二階段的加速度跟小球a/第一階段的加速度大小相同(設(shè)為a2),根據(jù)圖中管的傾斜程度,顯然有a1>a2。根據(jù)這些物理量大小的分析,在同一個(gè)V-t圖象中兩球速度曲線下所圍的面積應(yīng)該相同,且末狀態(tài)速度大小也相同(縱坐標(biāo)相同)。開始時(shí)a球曲線的斜率大。由于兩球兩階段加速度對(duì)應(yīng)相等,如果同時(shí)到達(dá)(經(jīng)歷時(shí)間為t1)則必然有s1>Vvt1t2toVvmaa/圖8其他問題:1.分析與解:本題由閱讀圖14(b)后,無法讓人在大腦中直接形成測(cè)速儀發(fā)射和接受超聲波以及兩個(gè)超聲波在傳播過程中量值關(guān)系形象的物理圖象。只有仔細(xì)地分析圖14(b)各符號(hào)的要素,深刻地思考才會(huì)在大腦中形成測(cè)速儀在P1時(shí)刻發(fā)出的超聲波,經(jīng)汽車反射后經(jīng)過t1=0.4S接收到信號(hào),在P2時(shí)刻發(fā)出的超聲波,經(jīng)汽車反射后經(jīng)過t2=0.3S接收到信號(hào)的形象的物理情景圖象。根據(jù)這些信息很容易給出如下解答:汽車在接收到p1、、p2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是:S=V(t1-t2)/2=17m,汽車通過這一位移所用的時(shí)間t=Δt-(t1-t2)/2=0.95S.所以汽車的速度是.8.在正常情況下,火車以54km/h的速度勻速開過一個(gè)小站.現(xiàn)因需要,必須在這一小站停留,火車將要到達(dá)小站時(shí),以-0.5m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng),停留2分鐘后,又以0.3m/s2的加速度出小站,一直到恢復(fù)原來的速度.求因列車??啃≌径诱`的時(shí)間.2.解答設(shè)火車勻速運(yùn)動(dòng)的速度為,進(jìn)小站做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為,位移為,時(shí)間為,出小站做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為,位移為,時(shí)間為,由=54km/h=15m/s,m=225m,s=30s,m=375m,s=50s,火車因進(jìn)小站在減速、停留、加速過程中共用時(shí)(30+120+50)s=200s,如正常情況下,這一過程只需用時(shí):s=40s,所以因列車??啃≌径诱`的時(shí)間為160shh/4圖153.hh/4圖15,所以求得:此時(shí)第(n+1)滴水滴與盤子的距離為,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=.4.解答設(shè)第一段的末速,有,設(shè)第二段的末速,有,設(shè)第三段的末速,有,到達(dá)B站時(shí)的速度為,所以汽車到達(dá)B站時(shí)的速度為。劃痕問題:2.答案:l=.解析:根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知,煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),煤塊的加速度a小于傳送

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