在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:
计数点序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
计数点对应 的时刻(s) |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
通过计数点 的速度(cm/s) |
44.0 |
62.0 |
81.0 |
100.0 |
110.0 |
168.0 |
为了计算加速度,合理的方法是( )
A.根据任意两计数点的速度用公式a=Δv/Δt算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图像,量出其倾角,由公式a=tanα求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图像,由图像上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
如图1-5-13所示,小球以6 m/s的速度由足够长的斜面底部沿着斜面向上滑.已知小球在斜面上运动的加速度大小为2 m/s2,则小球的速度大小何时达到3 m/s?(小球在光滑斜面上运动时,加速度的大小、方向都不改变)
【解析】:小球先沿斜面向上做匀减速直线运动,速度由6 m/s逐渐减小到零,然后又反向做匀加速直线运动.取沿斜面向上的方向为正方向,则v0=6 m/s,a=-2 m/s2,小球的速度大小为3 m/s有两种情况:向上滑时v1=3 m/s,向下滑时v2=-3 m/s.由公式v=v0+at得t=,所以t1== s=1.5 s,t2== s=4.5 s.
A、B是做匀变速直线运动的两个物体的速度图像,如图1-5-12所示.
(1)A、B各做什么运动?求其加速度.
(2)两图像交点的意义.
(3)求1 s末A、B的速度.
(4)求6 s末A、B的速度.
【解析】:(1)A物体沿规定的正方向做匀加速直线运动,加速度大小a1==m/s2=1 m/s2,方向沿规定的正方向;B物体前4 s沿规定方向做匀减速直线运动,4 s后沿反方向做匀加速直线运动,加速度大小= m/s2=2 m/s2,方向与初速度方向相反.
(2)两图像交点表示在该时刻两物体速度相等.
(3)1 s末A物体的速度大小为3 m/s,和初速度方向相同;B物体的速度大小为6 m/s,和初速度方向相同.
(4)6 s末A物体的速度大小为8 m/s,和初速度方向相同;B物体的速度大小为4 m/s,和初速度方向相反.
汽车在平直路面紧急刹车时,加速度的大小是6 m/s2,如果必须在2 s内停下来,汽车的行驶速度最高不能超过多少?如果汽车以最高允许速度行驶,必须在1.5 s内停下来,汽车在刹车的过程中加速度至少多大?
【解析】:由题意知a=-6 m/s2,t=2 s,vt=0 m/s,
由vt=v0+at得
v0=vt-at=0 m/s-(-6 m/s2)×2 s=12 m/s=43.2 km/h[所以汽车的速度不能超过43.2 km/h.
根据vt=v0+at,有
a′===-8 m/s2
所以汽车刹车做匀减速运动的加速度至少为8 m/s2.
图1-5-11
质点做直线运动的v-t图像如图1-5-11所示,则下列说法中正确的是( )
A.6 s内物体做匀变速直线运动
B.2~4 s内物体做匀变速直线运动
C.3 s末物体的速度为零,且改变运动方向
D.2 s末物体的速度大小是4 m/s
.一小球在斜面上从静止开始匀加速滚下,进入水平面后又做匀减速直线运动,直至停止,在下图中所示的v-t图像哪个可以反映小球这一整个运动过程(v为小球运动的速率)( )
图1-5-10
【解析】:选C.A、B的最后阶段表示的是匀速运动,所以A、B错;D中最后阶段表示匀加速直线运动,所以只有C对.