(12分)上海到南京的列车已迎来第五次大提速,速度达到v1=180km/h。为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯。当列车还有一段距离才能到达公路道口时,道口应亮起红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过。如果汽车通过道口的速度v2=36km/h,停车线至道口栏木的距离x0=5m,道口宽度x=26m,汽车长l=15m(如图所示),并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动。问:列车离道口的距离L为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?
(14分)伟航同学向大家表演“遥控飞机穿隧洞”。这一过程简化为如下运动模型:水平路面上卡车载着长 L=6m 的水泥管,遥控飞机(可视为质点)以初速度v1=1m/s,加速度 a1=2m/s2进入水泥管做匀加速直线运动。求:
(1)若卡车静止在水平路面上,则遥控飞机穿过水泥管所用时间t为多少?
(2)若卡车此时以v2=4m/s的初速度,大小为4m/s2的加速度a2与遥控飞机迎面刹车,则遥控飞机穿过水泥管所用时间t'多少?(计算结果可用根号表示)
(12分)如图所示为某高楼电梯上升的速度-时间图像,试求:
(1)在t1=5s、t2=8s时刻的速度;
(2)求出各段的加速度;
(3)画出电梯上升的加速度-时间图像.
(6分)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个计时点(图中没有画出),打点计时器接周期为T=0. 02 s的交流电源。经过测量得:d1=3.62 cm,d2=9. 24 cm, d3 =16. 85cm, d4=26. 46 cm, d5=38. 06 cm, d6=51. 67 cm.
(1)打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为____m/s,加速度大小为______ m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值 _______(填“大于”、“等于”或“小于”)实际值。
(8分)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题:
(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 (填“线性”或“非线性”)关系。
(2)由图(b)可知,a-m图线不经过原点,可能的原因是 。
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 ,钩码的质量应满足的条件是 。
一辆汽车从车站以初速度为零匀加速直线开出,一段时间之后,司机发现一乘客未上车,便立即刹车做匀减速运动.从启动到停止一共经历t=10s,前进了15m,在此过程中,汽车的最大速度为()
A.1.5 m/s B.3m/s C.4 m/s D.无法确定