5.(福建卷)质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10m/s2,则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为
A.18m B.54m C.72m D.198m
[命题特点]本题属于多过程问题,综合考查静摩擦力、滑动摩擦力、牛顿运动定律、匀速直线运动和匀变速直线运动,需要考生准确分析出物体在每一段时间内的运动性质。 K^S*5U.C#O
[解析]拉力只有大于最大静摩擦力时,物体才会由静止开始运动
0-3s时:F=fmax,物体保持静止,s1=0;
3-6s时:F>fmax,物体由静止开始做匀加速直线运动
v=at=6m/s
6-9s时:F=f,物体做匀速直线运动
s3=vt=6×3=18m
9-12s时:F>f,物体以6m/s为初速度,以2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动
所以0-12s内物体的位移为:s=s1+s2+s3+s4=54m,B正确。
[答案]B
[启示]多过程问题能体现考生的判断力,组合题能综合考查学生多方面的知识,这类题目复习中应引起重视。
4.(天津卷)3.质点做直线运动的v-t图像如图所示,规定向右为正方向,则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为
A.0.25m/s 向右
B.0.25m/s 向左
C.1m/s 向右
D.1m/s 向左
[答案]B
3.(上海物理)18.如图为质量相等的两个质点在同一直线上运动的图像,由图可知
(A)在时刻两个质点在同一位置
(B)在时刻两个质点速度相等
(C)在时间内质点比质点位移大
(D)在时间内合外力对两个质点做功相等
[答案]BCD
[解析]首先,B正确;根据位移由图像中面积表示,在时间内质点B比质点A位移大,C正确而A错误;根据动能定理,合外力对质点做功等于动能的变化,D正确;本题选BCD。
本题考查图象的理解和动能定理。对D,如果根据W=Fs则难判断。
难度:中等。
2.(新课标卷)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69s和l9.30s.假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑l00m时最大速率的96%.求:
(1)加速所用时间和达到的最大速率。
(2)起跑后做匀加速运动的加速度。(结果保留两位小数)
[解析](1)加速所用时间t和达到的最大速率v,
,
联立解得:,
(2)起跑后做匀加速运动的加速度a,
,解得:
1.(全国卷1)汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0 ~60s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示。
⑴画出汽车在0~60s内的v-t图线;
⑵求在这60s内汽车行驶的路程。
[答案]⑴速度图像如图。⑵900m
[解析]由加速度图像可知前10s汽车匀加速,后20s汽车匀减速恰好停止,因为图像的面积表示速度的变化,此两段的面积相等。最大速度为20m/s。所以速度图像为图。然后利用速度图像的面积求出位移。
⑵汽车运动的面积为匀加速、匀速、匀减速三段的位移之和。
m。
11.(2010·广东省凤凰中学高三模拟)A、B两辆汽车在笔直公路上同向行驶,当B车在A车前84m处时,B车速度为4m/s,且正以某加速度匀加速运动,经过一段时间后,B车加速度突然变为零,此时B车的速度为12m/s,A车一直以20m/s的速度在后头追赶,经过12s后,A车追上B车,问B车的加速时间是多少?
[解析]设B车加速时的加速度为a,加速时间为t,由题意有
vB+at=vB’
vAt0=vBt+at2/2+vB’(t0-t)+x0
联立并代数数据可得
t=6s,a=2m/s2
10.(2010·内蒙古赤峰市高三4月统一考试)“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质.如图所示,测定时,在平直跑道上受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时。受试者到达折返线处时,用手触摸折返线处的物体(如木箱),再转身跑向起点终点线,当胸部到达起点终点10 m线的垂直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”成绩.设受试者起跑的加速度为4 m/s2,运动过程巾的最大速度为4 m/s,快到达折返线处时需减速到零,减速时的加速度为8 m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线.则该受试者“l0米折返跑”的成绩为多少秒?
[解析]作v – t 图象如图所示。
设在加速阶段所用时间为t1,位移为s1,则有:
在减速阶段所用时间为t2,位移为s2,则有:
则在匀速阶段所用时间
在返回阶段,加速过程所用时间与t1相同,位移也与s1相同,在匀速阶段所用时间
因此,受试者的成绩
9.(2010·陕西西安4月月考)在我国国庆阅兵式中,某直升机在地面上空某高度A位置处于静止待命状态,要求该机10时56分40秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的匀速受阅区,11时准时通过C位置,如图所示。已知sAB =5 km,sBC =10 km,问:
(1)直升机在BC段的速度大小是多少?
(2)在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小是多少?
[解析](1)设BC段飞机做匀速直线运动的速度大小为v,运动时间为t2,在AB段飞机做匀加速直线运动时间为t1,加速度大小为a。对于AB段,由平均速度的关系得到:
(v+0)/2=sAB/t1
对于BC段,由匀速直线运动的速度公式有:
v=sBC/t2
根据飞机10时56分40秒由A出发,11时准时通过C位置,则:
t1+t2=200 s
联立①②③,代入数据解得:
v=100 m/s
(2)在AB段,由v12-v02=2as
得:a=v2/2sAB=1 m/s2
8.(2010·皖南八校高三联考)近年,植被的严重破坏导致我国北方“沙尘暴”频发,现将沙尘上扬后的情况简化如下;风速竖直向上,设为v,沙尘颗粒上扬后悬浮在空中(视为静止),此时风对沙尘的作用力等效于沙尘以速度v在静止的空气中运动时所受到的阻力f,且式中为一系数,A为沙尘颗粒的截面积,为空气密度。已知,地面空气密度kg/m3,沙尘颗粒为球形,密度kg/m3,半径R=0.24mm,(球的体积公式为),重力加速度g取10m/s2,且不考虑重力加速度随高度的变化。
(1)求发生沙尘暴时地面附近的最小风速(方向向上);
(2)若空气密度随高度h变化的关系为m-1,为地面空气密度,当竖直向上的风速为5m/s时,求沙尘扬起后悬浮的最大高度。
[解析](1)沙尘悬浮时受力平衡:
由题意知:
联立以上四式得:
代入数据解得:
(2)设最大高度为h,沙尘悬浮时受力平衡:
由题意知:
联立各式并代入数据,解得m
7.( 2010·上海市黄浦区4月模拟)如图所示,在穹形支架上,现将用一根不可伸长的光滑轻绳通过滑轮悬挂一个重力为G的重物。将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢向C点靠近。则绳中拉力大小变化变化情况是( )。
A.先变小后变大 B.先变小后不变
C.先变大后不变 D.先变大后变小
[答案]A
[解析]两侧绳子上的拉力总是相等的,将绳子拉力合成,构成的平行四边形是菱形,因为物体总处于平衡状态,菱形的对角线不变,等于物体的重力,随着两侧绳子夹角的增大,绳子拉力先变小后变大.
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