v?vt和v?v0?at有v1?2sts11?a解得??at?v1或s??at2?v1t t2t22s?t图线如图所示 ts1s11(3)由??at?v1可知,?t图线斜率绝对值为a即k?a?2,解得a=2
2t2t2(2)
12(新课标理综第24题).(13分)
甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。
解析:设汽车甲在第一段时间间隔末(时间t0)的速度为v,第一段时间间隔内行驶的路程
为
s1,加速度为a,在第二段时间间隔内行驶的路程为s2。由运动学公式得
v?at0 ① s1?1212at0 ② s2?vt0?(2a)t0 ③ 22?设乙车在时间t0的速度为v?,在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为s1、s2。同样有v??(2a)t0 ④ s1???112?2(2a)t0 ⑤ s2?v?t0?at0 ⑥ 22??设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s?,则有s?s1?s2 ⑦ s??s1?s2 ⑧ 联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶的总路程之比为13(2011四川第23题).(16分)
随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守
交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。
(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?
(2)若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,设
相互作用0.1 s后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?
22
?解析?(1)货车刹车时的初速是v0=15vm/s ,末速是0,加速度分别是2.5m/s和5m/s,
2v0根据位移推论式得 S?
2as5? ⑨ s?7代入数据解得: 超载 S?45m 不超载 S?22.5m (2)货车与轿车相撞时的速度为
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v?2v0?2aS?225?2?2.5?25?10m/s
相撞时动量守恒,有 Mv?(M?m)V得 V?9.8m/s 对轿车根据动量定理有 ft?mV 解得 f?9.8?104N
14(上海第31题).(12 分)如图,质量m?2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m。用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0?2s拉至B处。(已知cos37??0.8,
sin37??0.6。取g?10m/s2)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;
(2)用大小为30N,与水平方向成37°的力斜 向上拉此 物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求 该力作用的最短时间t。
解析:答案.(12分) (1)物体做匀加速运动
L?12at0 (1分) 2∴a?2L2?20??10(m/s2) (1分) 22t02由牛顿第二定律
F?f?ma (1分)
f?30?2?10?10(N) (1分)
∴??f10??0.5 (1分) mg2?10(2)设F作用的最短时间为t,小车先以大小为a的加速度匀加速t秒,撤去外力后, 以大小为a',的加速度匀减速t'秒到达B处,速度恰为0,由牛顿定律
Fcos37???(mg?Fsina37?)?ma (1分)
∴
a?F(cos37???sin37?)30?(0.8?0.5?0.6)??g??0.5?10?11.5(m/s2)(1分)
m2fa'???g?5(m/s2) (1分)
m由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,因此有 at?a't' (1分)
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∴t'?a11.5t?t?2.3t (1分) a'511L?at2?a't'2 (1分)
22∴t?2L2?20??1.03(s) (1分) 22a?2.3a'11.5?2.3?5(2)另解:设力F作用的最短时间为t,相应的位移为s,物体到达B处速度恰为0,由动能定理
[Fcos37???(mg?Fsin37?)]s??mg(L?s)?0 (2分)
∴s??mgL0.5?2?10?F(cos37???sin37?)?2030?(0.8?0.5?0.6)?6.06(m) (1分)
由牛顿定律
Fcos37???(mg?Fsin37?)?ma (1分)
∴a?F(cos37???sin37?)??g?30?(0.8?0.5?0.6)?0.5?10?11.5(m/s2m2)分) ∵s?12at2 (1分) t?2s2a??6.0611.5?1.03(s) (1分)
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