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初速度为0的匀加速直线运动的重要比例关系
(答题时间:20分钟)
1. 汽车刹车后做匀减速直线运动,经3s后停止运动,那么,在这连续的三个1s内汽车通过的位移之比为( )
A.1:3:5 B.5:3:1 C.1:2:3 D.3:2:1
2. 如图所示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动,依次经a、b、c、d到达最高点e。已知ab=bd=6 m,bc=1 m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s,设小球经b、c时的速度分别为vb、vc,则( )
A. vb= m/s B. vc=3 m/s C. de=3 m D. 从d到e所用时间为2 s
3. 一列车由等长的车厢组成(车厢间的间隙忽略不计)。一人站在站台上与第1节车厢的最前端对齐,当列车由静止开始做匀加速直线运动,测量第1节车厢通过他的时间为2s,则从第5节至第16节车厢通过他的时间多长?
4. 一个滑雪的人,从85m长的山坡上匀加速滑下,初速度为1.8m/s,末速度为5.0m/s,他通过这段山坡需要多长时间?
5. 一辆小车做匀变速直线运动,历时5s,已知前3s的位移是7.2m,后3s的位移是16.8m,求小车的初速度、加速度和5s内的位移。
6. 屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿,问:
(1)此屋檐离地面多高?
(2)滴水的时间间隔是多少?
1. B 解析:汽车刹车后做匀减速直线运动,最后停止,根据逆向思维,可以看做是初速度为0的匀加速直线运动,再由连续相等时间内的位移之比为1:3:5,所以选B。
2. B 解析:小球沿斜面向上做匀减速直线运动,因Tac=Tcd,故c点为a到d的中间时刻,故vc== m/s=3 m/s,故B正确;因ac=ab+bc=7 m,cd=bd-bc=5 m,由Δx=ac-cd=aT2得:a=0.5 m/s2,由vb2-vc2=2a·bc可得,vb= m/s,A错误;由vc=aTec得Tec==6 s,则Tde=Tec-Tcd=4 s;de=ec-cd=4 m,故C、D均错误。故选B。
3. 解析:由tⅠ:tⅡ:tⅢ: …:tn=…得:
……
则:…=1: …
=
=1:2
∴…4s
4. 解:解法一:利用公式v=v0+at和x=v0t+at2求解。
由公式v=v0+at,得at=v-v0。
代入x=v0t+at2,有x=v0t+
故t==s=25s。
解法二:利用公式v2-v=2ax和v=v0+at求解
由公式v2-v=2ax,得加速度a==
m/s2=0.128m/s2。
由公式v=v0+at,得需要的时间t==s=25s。
解法三:根据公式x=·t,
得t==s=25s。
5. 解:如图所示,设初速度为v0,加速度为a,5s内位移为s,将整个过程按t=1s等分。
有sⅣ-sⅠ=3at2 ①
sⅤ-sⅡ=3at2 ②
①+②得sⅣ+sⅤ-(sⅠ+sⅡ)=6at2
sⅤ+sⅣ+sⅢ-(sⅠ+sⅡ+sⅢ)=6at2 ③
因sⅤ+sⅣ+sⅢ=16.8m
sⅠ+sⅡ+sⅢ=7.2m
t=1s代入③得 16.8m-7.2m=6a
a=1.6m/s2
因sⅠ+sⅡ+sⅢ=7.2m
sⅠ+sⅡ+sⅢ=v0t+at2
其中t=3s,解得v0=0
因sⅠ:sⅡ:sⅢ:sⅣ:sⅤ=1:3:5:7:9
所以(sⅠ+sⅡ+sⅢ) :s=(1+3+5) : (1+3+5+7+9)=9:25
即s=7.2×m=20m。
6. 解:如果将这5滴水的运动等效为一滴水的自由落体,并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段,设时间间隔为T,则这一滴水在0时刻,1T s末、2T s末、3T s末、4T s末所处的位置,分别对应图示第5滴水、第4滴水、第3滴水、第2滴水、第1滴水所处的位置,据此可作出解答。
利用基本规律求解。
设屋檐离地面高为s,滴水间隔为T.由位移公式得:
第2滴水的位移①
第3滴水的位移②
又:s2-s3=1 m③
联立①②③三式,解得:T=0.2 s
所以=3.2 m。
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