高中物理竞赛辅导教材讲义(高一适用)[1] - 图文(2)

2020-06-21 14:03

这样,从救生圈从A处掉落到船掉头追上累计用时:0.5+0.5=1小时

1小时的时间救生圈随河水漂流的距离=v河水*t=5*3600=18000米=18km

答:追上时的地方离A处18km

2、平面上有两直线夹角为θ(θ<90°),若它们各以垂直于自身大小为v1和v2的速度在该平面上作如图所示的匀速运动,试求交点相对于纸面的速率和相对于每一直线的速率。

第二题:

经过时间t以后,交点的竖直位移是v2t,水平位移是v2t/tanα+v1t/sinα。 2 合位移是s=t√(v2)^2+(v2/tanα+v1/sinα)^2。 下面算根号里边的部分: (v2)^2+(v2/tanα)^2=(v2/sinα)^2,

所以根号里边的部分等于(v1/sinα)^2+(v2/sinα)^2+[2v1v2cosα/(sinα)^2], 所以交点速度v=s/t=√(v1/sinα)^2+(v2/sinα)^2+[2v1v2cosα/(sinα)^2]。 先算相对于L2的速度:

因为L2是水平的,交点的水平位移是v2t/tanα+v1t/sinα,

所以v2’=v1/sinα+v2/tanα=(v1+v2cosα)/sinα,根据对称性,交换一下v1和v2, 就是v1‘=v1/tanα+v2/sinα=(v1cosα+v2)/sinα。

O θ v2 1 v1 3、如图所示,一辆汽车以速度v1在雨中行驶,雨滴落下的速率v2与竖直方向偏前θ角,求车后一捆行李不会被雨淋湿的条件。

v1 H 行李 L v2 θ2 1. 如图,一辆汽车以速度v1在雨中行驶。已知雨滴落下的速度v与竖直方向偏前θ角。求车后的一行李不被淋湿的条件。 L v1-v2sinθL≥v2cosθH

H 4、如图所示,AA1和BB1是两根光滑的细直杆,并排固定于天花板上,绳的一端拴在B点,另一端拴在套于AA1杆中的珠子D上,另有一珠子C穿过绳及杆BB1以速度v1匀速下落,而珠子D以一定速度沿杆上升,当图中角度为α时,珠子D上升的速度v2是多大?

6

A B C α D A1

v1 B1

纸上

5、有A、B两艘船在大海中航行,A船航向正东,船速15km/h,B船航向正北,船速20km/h。A船正午通过某一灯塔,B船下午两点也通过同一灯塔。问:什么时候A、B两船相距最近?最近距离是多少?

设灯塔点为O,由斜边大于直角边可得,在12:00前,AB40的。

设当A经过灯塔h小时候,AB相隔最近,S = 15h*15h + (20*2-20*h)*(20*2-20*h)的平方根。 现在就是求S的最小值了。最后解的h=1.28小时,S=24。

也就是当A进过灯塔1.28小时候,即在13时16分48秒时,AB相隔最近,相隔24千米。 没有画图软件,就不给出图形了,自己画一个就可以了

6、一个半径为R的半圆柱体沿体沿水平方向向右做匀加速运动,在半圆柱体上搁置一竖直杆,此杆只能沿竖直方向运动(沿图所示),当半圆柱体的速度为v时,杆与半圆柱体接触点P与柱心连线(竖直方向)的夹角为θ,求此时竖直杆的速度和加速度。

R θ v 设竖直杆运动的速度为V1,方向竖直向上,由于弹力方向沿OP方向,所以V0、V1在OP方向的投影相等,解得V1=V0.tgθ.

P

7、在宽度为d的街上,有一连串汽车以速度u鱼贯驶过,已知汽车的宽度为b,相邻两车间的间距为a。如图所示,一行人想用尽可能小的速度沿一直线穿过此街,试求此人过街所需的时间。

b a d 走一个斜线,假设穿过车队时间为t,平行街道与车同向的速度为v1,垂直车道方向v2.

7

则(u-v1)t=a.同时v2*t=b。则v1=u-(a/b)*v2

合速度v=根号下v1平方+v2平方,将上式带进去得到v与v2的表达式 对v2求导,导数等于0时v2=abu/(a^2+b^2),则v1=b^2*u/(a^2+b^2)。 可得合速度v=bu/根号(a^2+b^2)。方向是与街道夹角为A,tanA=v2/v1=a/b.

8、一架飞机以相对于空气为v的速率从A向正北方向飞向B,A与B相距为L。假定空气相对于地速率为u,且方向偏离南北方向有一角度θ,求飞机在A、B间往返一次所需时间为多少?并就所得结果,对u和θ进行讨论。

A-B 对地速度:v+ucosθ ∴to=L/(v+ucosθ )

同样 B-A t1=L/(v-ucosθ ) ∴t=to+t1=2Lv/(v2-u2cos2θ ) 若 u>v 且 θ=0 t<0 既不能返回 若 u=v 且

θ=0 t=∞ 既不能返回

若 u0 返回时间=2Lv/(v2-u2cos2θ ) 若 θ=90o t=2L/v-------(和无风一样) 若 θ为任意角 需讨论v<=>vcosθ三种情况

第七讲:匀变速直线运动

【知识要点】

速度公式:vt?v0?at ① 位移公式:s?v0t?12at ② 22推论公式:vt2?v0?2as ③

平均速度:v?

sv0?vt? ④ t28

上述各式,要注意用正、负号表示矢量的方向。一般情况下规定初速度v0方向为正方向,a、vt、s等矢量与正方向相同则为正,与正方向相反则为负。

利用匀变速直线运动规律求解运动学问题,在熟悉题意的基础上,首先要分清物体的运动过程及各过程的运动性质,要注意每一个过程加速度必须恒定。找出各过程的共同点及两过程转折点的速度、再根据已知量和待求量选择合适的规律、公式求解,尽管公式都是现成的,但选择最简单的公式却有很多技巧,解题中要注意一题多解,举一反三,以达到熟练运用运动学规律的目的。

【例题1】一小球自屋檐自由下落,在△t=0.2s内通过窗口,窗高h=2m,g=10m/s2,不计空气阻力,求窗顶到屋檐的距离。

【例题2】一气球从地面以10m/s的速度匀速竖直上升,4s末一小石块从气球上吊篮的底部自由落下,不计空气阻力,取g=10m/s2,求石块离开气球后在空气中运行的平均速度和平均速率。

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【例题3】一物体由静止开始以加速度a1匀加速运动,经过一段时间后加速度突然反向,且大小变为a2,经过相同时间恰好回到出发点,速度大小为5m/s,求物体加速度改变时速度的大小和

【例题4】一架直升飞机,从地面匀加速飞行到高H的天空,若加速度a与每秒钟耗油量的关系式为Y=ka+β(k>0,β>0),求飞机上升到H高空的最小耗油量Q和所对应的加速度。

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a1的值 a2


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