Δx
速度为v=,代入数值得v=6.75m/s。BC段的位移为22cm,即0.22m,所用时间为0.02s,
Δt代入上式得平均速度为11m/s,而AD段的位移为63cm,即0.63m,所用时间为0.08s,代入上式得平均速度为7.88m/s。
12.(8分)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。导学号 96930143
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F 5个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入表中。(要求保留三位有效数字)
数值/(m·s1) -vB vC vD vE vF (2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并在图中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
xn+xn+1解析:(1)据vn=知
2TB点对应的速度
?3.62+4.38?×102vB=m/s=0.400m/s
2×0.10
-
C点对应的速度
?4.38+5.20?×102vC=m/s=0.479m/s
2×0.10
-
D点对应的速度
?5.20+5.99?×102vD=m/s=0.560m/s
2×0.10
-
E点对应的速度
?5.99+6.80?×102vE=m/s=0.640m/s
2×0.10
-
F点对应的速度
?6.80+7.62?×102vF=m/s=0.721m/s
2×0.10
-
如表所示
数值/(m·s1) -vB 0.400 vC 0.479 vD 0.560 vE 0.640 vF 0.721 (2)将计算出的各点速度描在坐标纸上,并将各点用平滑的线连接起来,如图所示。
三、论述、计算题(本题共4小题,共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)在上海的高架道路上,一般限速80km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)匀速经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt,经微型计算机处理后得出该车的速度,若超速,则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,回答下列问题:导学号 96930144
(1)试写出微型计算机计算汽车速度v的表达式。 (2)若L=5m,Δt=0.3s,则照相机会不会工作? L
答案:(1) (2)不会
Δt
L
解析:(1)汽车在Δt时间内的位移为L,所以v=
Δt
L5
(2)将已知数据代入上式v==m/s=60km/h<80km/h
Δt0.3所以照相机不会工作。
14.(11分)如图所示,M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪。步枪枪管中的子弹从初速度为0开始,经过0.002s的时间离开枪管被射出。已知子弹在枪管内的平均速度是600 m/s,射出枪口瞬间的速度是1200m/s,射出过程中枪没有移动。求:导学号 96930145
(1)枪管的长度;
(2)子弹在射出过程中的平均加速度。
答案:(1)1.2m (2)6×105m/s2 方向与子弹的速度方向相同 解析:(1)枪管的长度
l=vt=(600×0.002)m=1.2m; Δv1200-02
(2)a==m/s=6×105m/s2
Δt0.002方向与子弹的速度方向相同。
15.(12分)(南开中学2015~2016学年高一上学期检测)如图所示,一修路工在长s=100m的隧道中,突然发现一列火车出现在离右隧道口200m处,修路工所处的位置恰好在无论向左还是向右均能安全脱离危险的位置,问这个位置离隧道右出口距离是多少?他奔跑的最小速度至少应是火车速度的多少倍?导学号 96930146
答案:40m;0.2
解析:设这个位置离隧道右出口距离为x,火车速度设为v,他奔跑的最小速度设为nv,300100-x
当他向左跑时,根据时间相等列出的方程为:v=,当他向右跑时,根据时间相等
nv200x
列出的方程为:v=,联立解得:x=40m,n=0.2。
nv
16.(13分)上海到南京的列车已迎来第五次大提速,速度达到v1=180km/h。为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯。当列车还有一段距离才能到达公路道口时,道口应亮起红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过。
如果汽车通过道口的速度v2=36km/h,停车线至道口栏木的距离x0=5m,道口宽度x=26m,汽车长l=15m(如图所示),并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动。问:列车离道口的距离L为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?导学号 96930147
答案:230m
解析:为确保行车安全,要求列车驶过距离L的时间内,已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口。
汽车从越过停车线至车尾通过道口,汽车的位移为 x′=l+x0+x=(15+5+26)m=46m
x′46
汽车速度v2=36km/h=10m/s,通过这段位移需要的时间t==s=4.6s
v210
高速列车的速度v1=180km/h=50m/s,所以安全行车的距离为L=v1t=50×4.6m=230m。