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206358. (2024•西工大附中•二模) 一质量为m=2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中,司机突然发现前方100m处有一警示牌,立即刹车。刹车过程中,汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图(a)中的图线。图(a)中,0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略,汽车仍保持匀速行驶),t1=0.8s;t1~t2时间段为刹车系统的启动时间,t2=1.3s;从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作,直至汽车停止。已知从t2时刻开始,汽车第1s内的位移为24m,第4s内的位移为1m。
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(1)在图(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线;
(2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小;
(3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功;从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离约为多少(以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度)?
共享时间:2024-03-23 难度:3
[考点]
匀变速直线运动中的平均速度的应用(平均速度的推论),牛顿第二定律的简单应用,动量定理的内容和应用,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)v﹣t图象如图所示;

(2)设刹车前汽车匀速行驶的速度大小为v1,则t1时刻的速度也为v1,t2时刻的速度为v2,在t2时刻以后汽车做匀减速运动,设其加速度大小为a,取Δt=1s,设汽车在t2+(n﹣1)Δt~t2+nΔt内的位移为sn,n=1、2、3…。
若汽车在t2+3Δt~t2+4Δt时间内未停止,设它在t2+3Δt时刻的速度为v3,在t2+4Δt时刻的速度为v4,根据运动学公式有:
s1﹣s4=3a(Δt)2   ①
s1=v2Δt﹣    ②
v4=v2﹣4aΔt   ③
联立①②③式,代入数据解得:v4=﹣m/s   ④
这说明在t2+4Δt时刻前,汽车已经停止。因此,①式子不成立;
由于在t2+3Δt~t2+4Δt时间内汽车停止,根据运动学公式可得:
v3=v2﹣3aΔt   ⑤
2as4   ⑥
联立②⑤⑥式,代入数据解得a=8m/s2,v2=28m/s   ⑦
或者a=m/s2,v2=29.76m/s   ⑧
但⑧式子情境下,v3<0,不合题意,舍去;
(3)设汽车的刹车系统稳定工作时,汽车所受阻力大小为f1,根据牛顿第二定律可得:
f1=ma   ⑨
在t1~t2时间内,阻力对汽车冲量的大小为I=  ⑩
根据动量定理可得:I=mv1﹣mv2
根据动能定理,在t1~t2时间内,汽车克服阻力做的功为W=
联立⑦⑨⑩⑪⑫式,代入数据可得:
v1=30m/s,
W=1.16×105J;
从司机发出警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离s约为:
s=v1t1+(v1+v2)(t2﹣t1)+
联立⑦⑬⑮,代入数据解得s=87.5m。
答:(1)从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v﹣t图线如图所示。
(2)t2时刻汽车的速度大小28m/s,此后的加速度大小为8m/s2
(3)刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为30m/s,t1~t2时间内汽车克服阻力做的功为1.16×105J;从司机发现警示牌到汽车停止,汽车行驶的距离约为87.5m。
[点评]
本题考查了"匀变速直线运动中的平均速度的应用(平均速度的推论),牛顿第二定律的简单应用,动量定理的内容和应用,",属于"典型题",熟悉题型是解题的关键。
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162324. (2023•西光中学•高一上期中) 德优题库如图所示,平直公路上一辆汽车以大小v1=20m/s的速度匀速行驶,汽车行至A点时,一人为搭车,从C点沿CB方向开始正对公路匀加速跑去,经过一段时间后司机发现此人后立即刹车,汽车以大小a1=4m/s2的加速度匀减速行驶,结果车和人同时到达B点,且汽车到达B点时的速度恰好为0。已知A、B两点间的距离x1=90m此人匀加速奔跑的加速度大小a2=2m/s2,所能达到的最大速度v2=6m/s,达到最大速度后匀速奔跑,汽车与人均视为质点。求:
(1)汽车刚开始刹车时到A点的距离L1
(2)汽车从A点运动到B点的时间t;
(3)B、C两点间的距离x2
共享时间:2023-11-29 难度:1 相似度:1.25
159214. (2023•陕西实验高级中学•高一上一月) 小华沿平直街道跑步,先以大小v1=3m/s的速度跑了x1=60m,发现钥匙掉了,他立即以大小v2=4m/s的速度反向跑了x2=20m找到钥匙。求:
(1)小华在整个过程中通过的路程s;
(2)小华在整个过程中的平均速度大小v。
共享时间:2023-10-22 难度:1 相似度:1.25
206245. (2024•西安一中•十模) 德优题库如图,在光滑水平面上放着质量M=4.5kg、长度L=4m的薄木板。一质量m=1kg的小物体放在木板的最右端,小物体和木板之间的动摩擦因数μ=0.1,开始时木板和小物体均静止。今对木板施加一水平向右的恒定拉力F,g取10m/s2
(1)若要使小物体不从木板上掉下来,求F的最大值;
(2)若F=10N,当小物体滑动到木板中点时撤去F,求拉力F对木板的冲量大小及撤去F后木板和小物体间因摩擦产生的热量。
共享时间:2024-07-05 难度:4 相似度:1
162204. (2024•师大附中•高一下期中) 德优题库如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A→B的长度L=16m。试计算物块从A运动到B,机械能减少了多少J?
共享时间:2024-05-19 难度:2 相似度:0.75
160522. (2016•师大附中•八模) 如图所示,质量为m的小物块放在长直水平面上,用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上.t=0时刻,圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动,转动中角速度满足ω=β1t(β1为已知常数),物块和地面之间动摩擦因数为μ.求:
(1)物块做何种运动?请说明理由.
(2)物块运动中受到的拉力.
(3)从开始运动至t=t1时刻,电动机做了多少功?
(4)若当圆筒角速度达到ω0时,使其减速转动,并以此时刻为t=0,且角速度满足ω=ω0﹣β2t(式中ω0、β2均为已知),则减速多长时间后小物块停止运动?

共享时间:2016-06-13 难度:2 相似度:0.75
160554. (2016•西安中学•一模) 德优题库在一次救援中,一辆汽车停在一倾角为37°的小山坡坡底,突然司机发现在距坡底48m的山坡处一巨石以8m/s的初速度加速滚下,巨石和山坡间的动摩擦因数为0.5,巨石到达坡底后速率不变,在水平面的运动可以近似看成加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动;司机发现险情后经过2s汽车才启动起来,并以0.5m/s2的加速度一直做匀加速直线运动(如图所示).求:
(1)巨石到达坡底时间和速率分别是多少?
(2)汽车司机能否安全脱险?
共享时间:2016-03-02 难度:2 相似度:0.75
162517. (2024•西安八十五中•高一下期中) 德优题库如图所示,轻质细绳穿过内壁和端口均光滑的空心管,一端连有小球(可视为质点),另一端与装有足球的网袋连接。转动竖直放置的空心管,使小球在水平面内做匀速圆周运动,足球能静止在空中且未与空心管接触。已知小球的质量m=300g,装有足球的网袋总质量M=500g,小球到空心管管口部分细绳的长度L=0.24m,取重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)连接小球的细绳与竖直方向的夹角θ的余弦值cosθ;
(2)小球做匀速圆周运动所需的向心力大小F
(3)小球的线速度大小v。
共享时间:2024-05-22 难度:2 相似度:0.75
162443. (2024•莲湖区•高一下期中) 德优题库如图所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一根轻绳穿过小孔,一端连接质量m=2kg的小球A,另一端连接质量M=12kg的重物B,小球A沿半径r=0.15m的圆做匀速圆周运动。取g=10m/s2.求:
(1)当小球A做匀速圆周运动的角速度ω=10rad/s时,重物B所受地面的支持力大小F;
(2)当重物B所受地面的支持力为零时,小球A做匀速圆周运动的线速度大小v。
共享时间:2024-05-22 难度:2 相似度:0.75
160871. (2015•西安中学•三模) 德优题库如图所示,质量为m的小物块放在长直水平面上,用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上.t=0时刻,圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动,转动中角速度满足ω=β1t(β1为已知常数),物块和地面之间动摩擦因数为μ.求:
(1)物块做何种运动?请说明理由;
(2)物块运动中受到的拉力;
(3)从开始运动至t=t1时刻,电动机做了多少功?
共享时间:2015-04-02 难度:2 相似度:0.75
160939. (2025•铁一中学•高二上期末) 德优题库连续刹车时,刹车片和刹车盘产生大量热量,温度升高很快,刹车效率迅速降低,容易造成刹车失灵.为了避免刹车失灵造成的危害,高速公路在一些连续下坡路段设置用砂石铺成的紧急避险车道,如图所示.现将某次汽车避险过程简化如下:一辆货车在倾角为30°的长直下坡路上以20m/s的速度匀速行驶,突然刹车失灵开始加速,此时汽车所受阻力为车重的0.4倍(发动机关闭),加速前进15s后冲上了倾角为53°的避险车道,在避险车道上运动17.5m后停下.将货车的加速、减速过程视为匀变速直线运动,求汽车:(sin53°=0.8,g=10m/s2).
(1)冲上避险车道时速度的大小;
(2)在避险车道上所受摩擦阻力是车重的多少倍?
共享时间:2025-02-14 难度:2 相似度:0.75
162203. (2024•师大附中•高一下期中) 德优题库如图所示,一条轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球a和b,用手托住球b,当绳刚好被拉紧时,球b离地面的高度为h,球a静止于地面。已知球a的质量为m,球b的质量为3m,重力加速度为g,定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计。若无初速度释放球b,在球b下落过程中,求:
(1)绳子拉力的大小?
(2)球b的机械能的变化量?
(3)球a的机械能的变化量?
(4)球a能上升的最大高度为多少?
共享时间:2024-05-19 难度:2 相似度:0.75
161606. (2023•铁一中学•高二下期末) 如图甲所示,一质量m=5kg的粗细均匀的圆木棒竖直放置,在外力作用下保持静止状态,下端距水平弹性地面的高度为H=5.25m,与地面相碰的物体会以原速率弹回,木棒上有一质量为2m的弹性小环。若t=0时刻,小环从木棒上某处以竖直向上v0=4m/s的初速度向上滑动,并对小环施加竖直向上的如图乙所示的外力F,与此同时撤去作用在木棒上的外力。当木棒第一次与弹性地面相碰时,撤去施加在小环上的外力。已知木棒与小环间的滑动摩擦力f=1.2mg,小环可以看作质点,且整个过程中小环不会从木棒上端滑出,取g=10m/s2,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)当小环和木棒最初开始运动时的加速度的大小;
(2)木棒第一次与弹性材料碰撞时的速度的大小;
(3)若木棒恰好与地面第4次碰撞时弹性小环从木棒底端滑落,求小环开始运动时距木棒下端的距离l(结果可以用分数表示)。
德优题库
共享时间:2023-07-11 难度:2 相似度:0.75
160807. (2015•师大附中•四模) 2014年9月17日,西安北至南昌西高铁动车组开通运营,全程长为1799公里,运行7小时58分钟,较目前普速列车运行时间缩短12个小时左右.目前我国高铁常使用的自动闭塞法行车,自动闭塞法是通过信号机将行车区间划分为若干个闭塞分区,每个闭塞分区的首端设有信号灯,如图所示,列车向右行驶,当前一闭塞区有列车B停车时信号灯显示红色(表示此闭塞区有车辆停车),后一个闭塞分区显示黄色(表示要求车辆制动减速),其它闭塞分区显示绿色(表示车辆可以正常运行).假设列车A制动时所受总阻力为重力的0.1倍,不考虑反应时间.(g取10m/s2)求:
德优题库
(1)如果信号系统发生故障,列车A的运行速度是30m/s,司机看到停在路轨上的列车B才开始刹车,要使列车不发生追尾,则列车A司机可视距离不得少于多少?
(2)如果信号系统正常,司机可视距离取列车A司机的可视距离,列车设计运行速度为252km/h,当司机看到黄灯开始制动,到红灯处停车,则每个闭塞分区至少多长?
共享时间:2015-04-16 难度:2 相似度:0.75
161180. (2024•铁一中学•高一上期末) 德优题库如图(a)所示,长为L的圆管竖直放置,质量M=4kg,顶端塞有质量为m=2kg的弹性小球(小球直径恰好等于圆管内径)。t=0时,让管从静止自由下落,t=1.0s时落地,落地后管立刻以与落地时大小相等的速率竖直弹起,第一次弹起后管上升过程的速度—时间图像如图(b)所示(以竖直向下为正方向),之后管每次落地后,总以与落地时相等的速率竖直弹起。已知小球始终没有从管中滑出,球与管之间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力,不计空气阻力及圆管与地面碰撞的时间,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)由图(b)求圆管第一次弹起后的加速度大小;
(2)球和管间的滑动摩擦力的大小;
(3)管从第一次落地到第二次落地所用的时间。(结果保留两位有效数字)
共享时间:2024-02-24 难度:2 相似度:0.75
160823. (2015•西安中学•一模) 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的恒定升力F=28N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升,设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m,求飞行器所受阻力Ff的大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力,求飞行器能达到的最大高度h.
共享时间:2015-03-10 难度:2 相似度:0.75

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2024-03-23

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