如图1-6-9所示是做直线运动的物体M在0~5 s的x-t图像,求:
(1)前3 s的平均速度;
(2)全程的平均速度;
(3)最后1 s的速度.
【解析】:(1)前3 s的位移为
Δx1=15 m-5 m=10 m
平均速度为:1== m/s=3.3 m/s.
(2)全程的位移:Δx=0-5 m=-5 m
平均速度为:==- m/s=-1 m/s.
(3)最后1 s的速度为v2= m/s=-15 m/s.
一辆汽车在平直公路上做初速度为v0的匀减速直线运动,下列说法正确的是( )
A.速度随时间增大而增大,位移随时间增大而减小
B.速度和位移都随时间增大而减小
C.速度随时间增大而减小,位移随时间的增大而增大
D.速度和位移都随时间增大而增大
【解析】:选C.匀减速直线运动即速度随时间均匀减小的运动,但位移随时间增大而增大.
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.