假设某战机起飞前从静止开始以加速度a做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需时间为t,则起飞前的运动距离为( )
A.vt B.
C.2vt D.at2
【解析】:选BD.由x= t,=得x=,B项正确;由x=v0t+at2知D项正确.
某质点的位移随时间变化规律的关系是x=4t+2t2,x与t的单位分别为m和s,则质点的初速度与加速度分别为( )
A.4 m/s与2 m/s2 B.0与4 m/s2
C.4 m/s与4 m/s2 D.4 m/s与0
【解析】:选C.采取比较系数法可知v0=4 m/s,a=4 m/s2.
汽车由静止开始做匀加速直线运动,经1 s速度达到3 m/s,则( )
A.在这1 s内汽车的平均速度是3 m/s
B.在这1 s内汽车的平均速度是1.5 m/s
C.汽车再向前行驶1 s,通过的位移是3 m
D.汽车的加速度是3 m/s2
【解析】:选BD.汽车由静止开始做匀加速直线运动,则1 s内的平均速度为== m/s=1.5 m/s,A错误,B正确;汽车再向前行驶1 s通过的位移是x=vt+at2=(3×1+×3×12)m=4.5 m,C错;a== m/s2=3 m/s2,D正确.
(12分)一重为G的小球,套于竖直放置的半径为R的光滑大圆环上,一劲度系数为k,自然长度L(L<2R)的轻质弹簧,其上端固定在大圆环的最高点,下端与小球相连,如图4-19所示,不考虑一切摩擦.求小球静止时弹簧与竖直方向的夹角.(静止时弹簧不竖直)
图4-19
【解析】:如图所示,连接BC,设弹簧与竖直方向夹角为θ,△ABC为直角三角形,AB=2Rcosθ,弹簧弹力大小为F弹=k(2Rcosθ-L).小球受力情况如图所示,球受三力作用:重力G、弹力F弹、支持力N,球沿切线方向的合力为0,则
F弹sinθ=Gsin2θ
∴k(2Rcosθ-L)sinθ=G·2sinθcosθ
整理可得:cosθ=
所以θ=arccos.
(10分)如图所示,质量分布不均匀的直细杆AB长1 m,将它的两端用两根细绳拴住吊在两竖直墙上,当AB在水平方向平衡时,细绳AC与竖直方向的夹角为θ1=60°,细绳BD与竖直方向的夹角为θ2=30°.求AB杆的重心距B端的距离.
图4-18
【解析】:以AB杆为研究对象,受力分析如图所示,AC绳的拉力为F1,BD绳的拉力为F2.F1、F2的作用线交于E点,则重力G的作用线必过E点.过E点作竖直线交AB杆于O点,O点即为AB杆重心的位置.
由几何关系可知
=·sin30°=·sin30°·sin30°
==0.25 m.
即细杆的重心距B端0.25 m.
(9分)风筝是借助于均匀的风对其的作用力和牵线对其的拉力,才得以在空中处于平衡状态的.如图所示,若风筝平面与水平方向成30°,与牵线成53°,风筝的质量为300 g,求风对风筝的作用力的大小.(设风对风筝的作用力与风筝平面相垂直)
图4-17
【解析】:风筝平衡时受力分析如图所示.取AB方向为x轴、F方向为y轴,建立直角坐标系,将重力mg和拉力FT正交分解,即能求出风力F的大小.
在x方向上有:Tcos53°=mgsin30°
在y方向上有:F=Tsin53°+mgcos30°
联立解得F=(2+1.5)N≈4.6 N.