15.(14分)在竖直的井底,将一物块以11 m/s的速度竖直地向上抛出,物块冲过井口时被人接住,在被人接住前1 s内物块的位移是4 m,位移方向向上,不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)物块从抛出到被人接住所经历的时间;
(2)此竖直井的深度.
解析:(1)设人接住物块前1 s时刻速度为v,
则有:h′=vt′-gt′2
即4 m=v×1 m-×10×12 m
解得v=9 m/s.
则物块从抛出到被人接住所用总时间为
t=+t′=s+1 s=1.2 s.
(2)竖直井的深度为
h=v0t-gt2=11×1.2 m-×10×1.22 m=6 m.
答案:(1)1.2 s (2)6 m
14.(12分)因测试需要,一辆汽车在某雷达测速区沿平直路面从静止开始匀加速一段时间后,又接着做匀减速运动直到最后停止.下表中给出了雷达测出的各个时刻对应的汽车速度数值.求:
时刻/s |
0 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
7.0 |
8.0 |
9.0 |
10.0 |
速度/ (m·s-1) |
0 |
3.0 |
6.0 |
9.0 |
12.0 |
10.0 |
8.0 |
6.0 |
4.0 |
2.0 |
0 |
(1)汽车在匀加速和匀减速两阶段的加速度a1、a2分别是多少?
(2)汽车在该区域行驶的总位移x是多少?
解析:(1)由表数据:a1== m/s2=3 m/s2
a2== m/s2=-2 m/s2
“-”表示与车前进方向相反
(2)由表可知匀加速的最大速度是v=12 m/s
匀加速的位移x1==24 m
匀减速的位移x2==36 m
总位移x=x1+x2=60 m.
答案:(1)3 m/s2 -2 m/s2 (2)60 m
13.(10分)如图12所示,公路上一辆汽车以v1=10 m/s的速度
匀速行驶,汽车行至A点时,一人为搭车,从距公路30 m的
C处开始以v2=3 m/s的速度正对公路匀速跑去,司机见状途
中刹车,汽车做匀减速运动,结果车和人同时到达B点,已知
AB=80 m,问:汽车在距A多远处开始刹车,刹车后汽车的加速度有多大?
解析:人从C到B用时t=s=10 s,这一时间内汽车由A到B且停在B点,设车从A经t1,开始刹车.
v1t1+(t-t1)=x
代入数据解得:t1=6 s
所以x1=v1t1=60 m,
a==m/s2=2.5 m/s2.
答案:60 m 2.5 m/s2
0.605(0.598-0.615)
0.210(0.209-0.215)
12.02(12.01-12.02)
5.40(5.38-5.40)
12.(9分)在“探究速度随时间的变化规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图11所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中.
图11
距离 |
d1 |
d2 |
d3 |
测量值/cm |
|
|
|
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2=________m/s.
根据表格中的数据求出小车的加速度是a=________m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
解析:由图可以读出:
d1=1.20 cm,d2=5.40 cm,d3=12.02 cm,
由题意知T0= s=0.02 s
T=5T0=0.1 s,v2==0.210 m/s
v4==0.331 m/s
再由v4-v2=a·2T得:
a==0.605 m/s2.
答案:1.20(1.18-1.20)
11.(9分)如图9所示为用打点计时器记录小车运动情况的装置,开始时小车在水平玻璃板上匀速运动,后来在薄布面上做匀减速运动,所打出的纸带如图10所示(附有刻度尺),纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s.
图9
图10
从纸带上记录的点迹情况可知,A、E两点迹之间的距离为__________cm,小车在玻璃板上做匀速运动的速度大小为__________m/s;小车在布面上运动的加速度大小为________m/s2.
解析:A、E两点的刻度分别为xA=13.20 cm,xE=6.00 cm,AE=xA-xE=7.20 cm(答案在7.19-7.21间均正确),匀速运动的速度为v==0.90 m/s(答案在0.89 m/s-0.91 m/s均正确).
F点以后做减速运动,相邻T内的位移差为Δx=0.2 cm.由Δx=aT2得:a==m/s2=5.0 m/s2(答案在4.9 m/s2-5.1 m/s2间均正确).
答案:7.19-7.21 0.89-0.91 4.9-5.1
10.一只气球以10 m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球6 m处有一小石子以20 m/s的初速度竖直上抛,若g取10 m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A.石子一定能追上气球
B.石子一定追不上气球
C.若气球上升速度等于9 m/s,其余条件不变,则石子在抛出后1 s末追上气球
D.若气球上升速度等于7 m/s,其余条件不变,则石子在到达最高点时追上气球
解析:以气球为参考系,石子的初速度为10 m/s,石子做匀减速运动,当速度减为零时,石子与气球之间的距离缩短了5 m,还有1 m,石子追不上气球,故A错,B对;若气球上升速度等于9 m/s,其余条件不变,1 s末石子与气球之间的距离恰好缩短了6 m,石子能追上气球,所以C对;若气球上升速度等于7 m/s<9 m/s,石子会在1 s内追上气球,而石子要在2 s末才会到达最高点,故D错.
答案:BC
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