11.(2010·山东青岛市一检)“神州六号”返回舱运动的v-t图象如图9中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线交于横轴一点B,其坐标为(5,0),CD是曲线AD的渐近线,假如返回舱总质量为M=3 000 kg,g=10 m/s2,求:
图9
(1)返回舱在这一阶段是怎样运动的?
(2)在初始时刻v=150 m/s,此时它受到的阻力是多大?
(3)试估算返回舱从打开降落伞到着地的总时间(可不考虑反冲发动机点火后至地面的时间).
解析 (1)从v-t图象可知返回舱在这一阶段做的是加速度越来越小(AD曲线各点切线的斜率绝对值越来越小)的减速运动.
(2)因为AB是曲线AD在A点的切线,所以其斜率绝对值大小就是A点在这一时刻加速度的大小,即
a= m/s2=30 m/s2
设降落伞打开初始时刻返回舱所受的阻力为Ff,根据牛顿第二定律,有:Ff-Mg=Ma
得Ff=M(g+a)=3 000×(10+30) N=1.2×105 N
(3)从图中估算得50 s内返回舱下落了
h=30×10×5 m=1 500 m
返回舱最后做匀速运动的时间为
t′== s=1 850 s
返回舱从打开降落伞到着地需要的总时间约为
t总=t+t′=(50+1 850) s=1 900 s
答案 (1)加速度减小的减速运动 (2)1.2×105 N
(3)1 900 s
10.(2010·江苏海安模拟)一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以v=10 m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5 s后警车发动起来,并以2.5 m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90 km/h以内.问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)判定警车在加速阶级能否追上货车.(要求通过计算说明)
(3)警车发动后要多长时间才能追上货车?
解析 (1)警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时,它们的距离最大,设警车发动后经过t1时间两车的速度相等.则t1= s=4 s
x货=(5.5+4)×10 m=95 m
x警=at=×2.5×42 m=20 m;所以两车间的最大距离Δx=x货-x警=75 m.
(2)vm=90 km/h=25 m/s,当警车刚达到最大速度时,运动时间t2= s=10 s
x货′=(5.5+10)×10 m=155 m
x警′=at=×2.5×102 m=125 m
因为x货′>x警′,故此时警车尚未赶上货车.
(3)警车刚达到最大速度时两车距离Δx′=x货′-x警′=30 m,警车达到最大速度后做匀速运动,设再经过Δt时间追赶上货车.则:Δt==2 s
所以警车发动后要经过t=t2+Δt=12 s才能追上货车.
答案 (1)75 m (2)见解析 (3)12 s
9.(2009·东北师大附中)两辆汽车a、b在两条平行的直车道上行驶.t=0时两车都在同一地点,此时开始运动.它们的v-t图象如图8所示.关于两车的运动情况,下列说法正确的是 ( )
图8
A.两辆车在前10 s内,b车在前,a车在后,距离越来越大
B.a车先追上b车,后b车又追上a车
C.a车与b车间的距离先增大后减小再增大,但a车始终没有追上b车
D.a车先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,再做匀速直线运动,b车做匀速直线运动
解析 v-t图象中,两图线的第一个交点代表两车共速,此时两车相距最远,之后a的速度大于b的速度,二者距离又靠近,第二次速度相等时,二者相距最近,之后又远离,图象中a的面积始终小于b的面积,所以a车始终没有追上b车,选项C、D项正确.
答案 CD
8.(2010·陕西宝鸡调研)某跳伞运动训练研究所,让一名跳伞运动员
从悬停在高空的直升机中跳下,研究人员利用运动员随身携带的仪器记
录下了他的运动情况,通过分析数据,定性画出了运动员从跳离飞机到
落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v-t图象如图7所示,则对运动
员的运动,下列说法正确的是 ( ) 图7
A.0-15 s末都做加速度逐渐减小的加速运动
B.0-10 s末做自由落体运动,15 s末开始做匀速直线运动
C.10 s末打开降落伞,以后做匀减速运动至15 s末
D.10 s末-15 s末加速度方向竖直向上,加速度的大小在逐渐减小
解析 在v-t图象中,图线的斜率代表加速度.从图象中可以看出,0-10 s内,加速度方向向下,图线的斜率越来越小,故不是自由落体运动,是变加速直线运动,10 s末速度达到最大值;10 s末打开降落伞,加速度方向向上,物体做加速度逐渐减小的减速运动,15 s末加速度为零,速度达到稳定值,以后将做匀速直线运动.故选项D正确.
答案 D
7.(2009·福建福州质检)甲、乙两车某时刻由同一地
点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,
得到两车的位移-时间(x-t)图象如图6所示,则下列说法
正确的是 ( )
A.t1时刻乙车从后面追上甲车 图6
B.t1时刻两车相距最远
C.t1时刻两车的速度刚好相等
D.0到t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度
解析 位移-时间图象的纵坐标表示的是相对原点的位置坐标,所以t1时刻甲、乙在同一位置,故A对,B错;位移-时间图象的斜率表示速度,t1时刻甲的斜率小于乙的斜率,故C错;平均速度等于位移与时间的比,0到t1时间内甲、乙位移相同,时间也相同,所以平均速度相同,故D项错.
答案 A
6.(2010·山东淄博期中)图5为一质点做直线运动的速
度-时间图象,下列说法正确的是 ( )
A.整个过程中,CE段的加速度最大
B.整个过程中,BC段的加速度最大
C.整个过程中,D点所表示的状态离出发点最远
D.BC段所表示的运动通过的路程是34 m 图5
解析 在速度-时间图象中,斜率代表加速度,CE段的斜率最大,故该段的加速度最大,故选项A项正确;在D点,运动方向发生改变,故D点所表示的状态离出发点最远,选项C正确;在速度-时间图象中,图象与横轴所围的面积表示位移大小,故xBC= m=34 m,选项D项正确.
答案 ACD
5.(2008·山东·17)质量为1 500 kg 的汽车在平直的公路上运动,
v-t图象如图4所示.由此可求 ( )
A.前25 s内汽车的平均速度
B.前10 s内汽车的加速度
C.前10 s内汽车所受的阻力 图4
D.15-25 s内合外力对汽车所做的功
解析 由v-t图象的斜率表示加速度大小,这样由牛顿第二定律可求出合力,由v-t图象与坐标轴所围面积表示位移大小,位移除以相应时间就求出平均速度大小,由力和位移可求出合外力的功.
答案 ABD
4.(2008·广东·10)某人骑自行车在平直道路上行进,图3中的实线
记录了自行车开始一段时间内的v-t图象.某同学为了简化计算,用
虚线作近似处理,下列说法正确的是 ( )
A.在t1时刻,虚线反映的加速度比实际的大
B.在0-t1时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大 图3
C.在t1-t2时间内,由虚线计算出的位移比实际的大
D.在t3-t4时间内,虚线反映的是匀速直线运动
解析 速度-时间图象中的斜率表示加速度,选项A项错误.纵轴表示速度,在0-t1时间内虚线的平均速度比实际大,选项B正确.图线与轴所围面积表示位移,虚线所围面积小于实线,选项C错误.在t3-t4时间内,虚线是水平的,速度不变,选项D项正确.
答案 BD
3.(2009·广东·3)某物体运动的速度图象如图2.根据图象可知 ( )
A.0-2 s内的加速度为1 m/s2
B.0-5 s内的位移为10 m
C.第1 s末与第3 s末的速度方向相同
D.第1 s末与第5 s末加速度方向相同 图2
解析 0-2 s内的加速度a== m/s2=1 m/s2,A对;0-5 s内的位移x= m=7 m,B错;第1 s末与第3 s末的速度均为正值,方向相同,C对;第1 s末的加速度方向为正,第5 s末的加速度方向为负,D错.
答案 AC
2.(2009·山东·17)某物体做直线运动的v-t图象如图1所示,据此判断下列(F表示物体所受合力,x表示物体的位移)四个选项中正确的是 ( )
图1
解析 根据v-t图象0-2 s与6 s-8 s两段时间内加速度相同,合力方向相同;2 s-6 s内加速度方向未变,合力方向不变.但0-2 s内的合力与2 s-6 s内的合力方向相反,因此选项B正确.0-4 s内物体位移不断增大,4 s末达到最大值,且反向运动,8 s末返回出发点,故C、D错.
答案 B
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