18.(2012·泰州联考)现有甲、乙两辆汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10 m/s.当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5 s).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍,乙车紧急刹车制动力为车重的0.5倍,求:
(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15 m,他采取上述措施能否避免闯红灯?
(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?
解析:(1)根据牛顿第二定律可得,
甲车紧急刹车的加速度为
a1=Ff1/m1=4 m/s2
乙车紧急刹车的加速度为
a2=Ff2/m2=5 m/s2
则甲车停下来所需时间
t1=v0/a1=2.5 s
位移x=v/2a1=12.5 m<15 m,甲车司机能避免闯红灯.
(2)设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离x0,在乙车刹车t2时间两车恰好相遇,则有:
v0-a1(t2+0.5)=v0-a2t2
v0t2-a2t=v0(0.5+t2)-a1(0.5+t2)2+x0
代入数据解方程可得:
t2=2 s,x0=2.5 m.
答案:(1)能 (2)2.5 m
17.(2012·湖南邵东一中月考)下图是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分安全距离表格.
车速(km/h) |
反应距离(m) |
刹车距离(m) |
停车距离(m) |
40 |
10 |
10 |
20 |
60 |
15 |
22.5 |
37.5 |
80 |
A=( ) |
B=( ) |
C=( ) |
请根据该图表计算
(1)如果驾驶员的反应时间一定,求表格中A的数据;
(2)如果路面情况相同,求表格中B的数据;
(3)如果路面情况相同,一名喝了酒的驾驶员发现前面50 m处有一队学生正在横穿马路,此时他的车速为72 km/h,而他的反应时间比正常时慢了0.1 s,请问他能在50 m内停下来吗?
解析:(1)反应时间为t==0.9 s A=20 m.
(2)加速度a== m/s2 B==40 m
(3)司机的反应距离为
x1=vt=20×(0.9+0.1) m=20 m
司机的刹车距离为x2== m=32.4 m.
x=x1+x2=52.4 m,52.4 m>50 m,故不能在50 m内停下来.
答案: (1)20 m (2)40 m (3)不能
16.(2012·丽水联考)某人站在十层楼的平台边缘处,以v0=20 m/s的初速度竖直向上抛出一石子,求抛出后石子运动到距抛出点15 m处所需的时间(不计空气阻力,取g=10 m/s2.)
解析:考虑到位移是矢量,对应15 m的距离有正、负两个位移,一个在抛出点的上方,另一个在抛出点的下方,根据竖直上抛运动的位移公式 ,有
x=v0t-gt2
将x=15 m和x=-15 m分别代入上式,即
15=20t-×10t2
解得t1=1 s和t2=3
s,
-15=20t-×10t2
解得t3=(2+) s和t4=(2-) s(不合题意舍去)
所以石子距抛出点15 m处所需的时间为1
s、3
s或(2+) s
答案:1 s、3 s或(2+) s
三、论述、计算题
15.在某城市的一条道路上,规定车辆行驶速度不得超过40 km/h.在一次交通事故中,肇事车是一
辆卡车,量得这辆卡车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为9 m,已知该卡车紧急刹车时的加速度大小是8 m/s2.
(1)判断该车是否超速;
(2)求刹车时间;
(3)求刹车过程中的平均速度.
解析:(1)刹车前卡车的速度
v== m/s=12 m/s>40 km/h.
故该车超速.
(2)刹车过程所用时间
t== s=1.5 s
(3)平均速度==6 m/s
答案:(1)是 (2)1.5 s (3)6 m/s
14.(2011·高考广东理综)如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点.加速度大小用a表示.
(1)OD间的距离为________cm.
(2)如图乙是根据实验数据绘出的x-t2图线(x为各计数点至同一起点的距离),斜率表示__________________,其大小为________m/s2(保留三位有效数字).
解析:由于物体做的是匀变速直线运动,所以其从某一点开始运动的位移x=v0t+at2,由于x-t2图线是一条倾斜直线,因此v0=0,则x=t2,这样,我们就可以知道x-t2图的斜率为,通过图线可求得斜率为0.464.
答案:(1)1.20 (2)加速度的一半 0.464
二、实验题
13.如图是用打点计时器打出的4条纸带A、B、C、D,某同学在每条纸带上取了连续的4个点,并用刻度尺测出了相邻两个点间距离.其中一条纸带是用重锤做的“测自由落体运动加速度”实验时打出的,则该纸带是(所用交流电频率为50 Hz)( )
解析:A、B两纸带表示的物体不是做匀加速直线运动,C纸带对应的加速度aC= m/s2=12 m/s2,
D纸带对应的加速度aD===9.75 m/s2,
因此只有D纸带是用重锤做的“测自由落体运动加速度”实验时打出的.
答案:D
12.(2012·祁东育英月考)甲、乙两车在同一水平道路上,一前一后相距S=6 m,乙车在前,甲车在后,某时刻两车同时开始运动,两车运动的过程如图所示,则下列表述正确的是( )
A.当t=4 s时两车相遇
B.当t=4 s时两车间的距离最大
C.两车有两次相遇
D.两车有三次相遇
解析:前4 s内x甲=(8+16)×4=48 m,
x乙=(8+12)×4=40 m,
故4
s时甲在乙前方2 m,所以4
s以前相遇了一次;4~8
s内x′甲=2×4+(4+8)×2=20
m,x′乙=(4+8)×4=24 m,
即8 s时乙在甲前方2 m处,
因此4~8 s内相遇了一次,8 s以后甲一定还会追上乙,因此一定会相遇三次.
4 s时甲、乙两车相距2 m,距离比一开始相距6 m还要小,只有D答案正确.
答案:D
第Ⅱ卷(非选择题,共62分)
11.(2012·银川一中月考)在水平面上有a、b两点,相距20 cm,一质点以恒定的加速度沿a向b做直线运动,经过0.2 s的时间先后通过a、b两点,则该质点通过a、b中点时的速度大小为( )
A.若加速度的方向由a向b,则大于1 m/s,若加速度的方向由b向a,则小于1 m/s
B.若加速度的方向由a向b,则小于1 m/s;若加速度的方向由b向a,则大于1 m/s
C.无论加速度的方向如何,均大于1 m/s
D.无论加速度的方向如何,均小于1 m/s
解析:== m/s=1 m/s,
中间时刻的速度vt/2=1 m/s
vx/2= ,vt/2=,
v-v=-2
=>0,
所以中间位置的速度一定大于1 m/s.
答案:C
10.(2012·衡阳八中月考)一个小石子从离地面某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺量出轨迹的长度.如图所示.已知拍摄时用的曝光时间为1/1 000 s,则小石子出发点离A点约为( )
A.6.5 m B.10 m
C.20 m D.45 m
解析:本题考查自由落体运动的基本规律.AB长度为L=0.02 m,小石子从A到B用时0.001 s,根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段运动的平均速度,即经过AB的中间时刻的瞬时速度v=20 m/s ,小石子从静止开始下落到该处的高度为h,则v2=2gh,解得h=20 m,由于A点离AB的中间时刻的位置很小,故小石子出发点离A点距离约为20 m.
答案:C
9.(2012·衡阳八中月考)沿直线作匀变速直线运动的质点在第一个0.5秒内的平均速度比它在第一个1.5秒内的平均速度大2.45 m/s,以质点的运动方向为正方向,则该质点的加速度为( )
A.+2.45 m/s2 B.-2.5 m/s2
C.+4.90 m/s2 D.-4.90 m/s2
解析:由平均速度等于中间时刻的瞬时速度和v:v0+at可得v0.75=v0.25+at,
v0.25=v0.75+2.45,t=0.5 s,
a=-4.90 m/s2.
答案:D
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