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ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示,汽车以v=15m/s的速度行驶,如果过人工收费通道,需要在收费站中心线处减速至0,经过t0=20s缴费后,再加速至15m/s行驶;如果过ETC通道,需要在中心线前方x0=10m处减速至v’=5m/s,匀速到达中心线后,再加速至15m/s行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为a=1m/s2,现有一学习小组的同学将两种情况下汽车的速度时间图象绘制成如图所示(无数据),希望对你的解题有所帮助.根据上述信息,请你计算下列问题.

(1)如果汽车过人工收费通道,从收费前减速开始,到收费后加速结束,总共通过的路程和所需的时间是多少?

(2)如果汽车过ETC通道,汽车通过第(1)问路程所需要的时间是多少?汽车通过ETC通道比人工收费通道节约多长时间?

 

(1)225m,50s (2)23s,27s 【解析】 (1)汽车通过人工收费通道时,速度减为零的时间: , 位移: , 速度从零加速到原来速度经历的时间 t2=t1=15s, 位移 x2=x1=112.5m, 总时间 t=t0+2t1=50s; 从减速到恢复正常行驶过程的总路程,即位移大小: x=x1+x2=225m (2)设汽车通过ETC通道时,从速度v减速到,行驶的位移为s1,时间为t1′,从速度v′加速到v行驶的位移为s2,时间为t2′ 运动时间满足: , 解得: t1′=t2′=10s, 运动位移满足: 解得 s1=s2=100m, 匀速直线运动的时间 , 通过剩余位移用时间 , 解得 t4=1s, 汽车通过第(1)问路程所需要的时间是: t′=t1′+t2′+t3′+t4=23s 汽车通过ETC通道比人工收费通道节约时间为: 。  
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考点分析:
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如图所示,质量为M=2.5kg的一只长方体铁箱在水平拉力F作用下沿水平地面向右匀加速运动,铁箱与水平地面间的动摩擦因数为μ1=0.30。这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上,木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为μ2=0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2。求:

(1)木块对铁箱的压力的大小,

(2)水平拉力F的大小。

 

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如图所示,光滑斜面上有一个重力为70N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知绳子与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角为37°,整个装置处于静止状态。求绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。(sin37°0.6cos37°0.8)

 

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某同学利用无人机玩投弹游戏。无人机以v0=2m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h=20m,空气阻力忽略不计,g10m/s2

1)计算小球在空中下落的时间。

2)计算小球释放点与落地点之间的水平距离。

 

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某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系:

(1)下列做法正确的是________(填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度,平衡木块所受到的摩擦阻力时,不应该将纸带拴在木块上

C.实验时,要先接通打点计时器的电源再放开木块

D.通过增减木块上的砝码改变研究对象的质量时,要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量.(远大于”“远小于近似等于”)

(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图所示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为mm,由图可知,m_____m (“>”“<”“=”)

 

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(1)电火花计时器是一种使用______(填交流直流)电的计时仪器,工作电压为220V,打点周期0.02s。在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在____上,还要检查墨粉纸盘是否夹在纸带之间。

(2)如图所示,为一次使用电火花计时器记录小车运动情况的纸带,图中ABCDEFG为相邻的计数点,相邻计数点间有四个计时点未画出。则利用纸带上的数据可求出小车的加速度大小是________m/s2(保留一位有效数字)

 

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