(2)将重锤换成较大质量的重锤或者换用电火花打点计时器或采用频闪照相法
三、计算题(本题共4小题,共40分)
13. (8分)跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后做自由落体运动,当距离地面125 m时打开降落伞,伞张开后运动员就以14.3 m/s2的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为5 m/s,问:
(1)运动员离开飞机时距地面高度为多少?
(2)离开飞机后,经过多少时间才能到达地面?(g取10 m/s2)。 解析:(1)运动员打开伞后做匀减速运动,
2有v2-v21=-2ax2,
其中x2=125 m,v2=5 m/s,a=14.3 m/s2, 则v1=60 m/s,
v21运动员自由下落距离为x1==180 m。
2g离开飞机时距地面的高度为x=x1+x2=305 m。 v1
(2)自由落体运动的时间为t1=g=6 s, v2-v1
打开伞后运动的时间为t2=≈3.85 s,
-a运动员离开飞机后运动的时间为t=t1+t2=9.85 s。 答案:(1)305 m (2)9.85 s
14. (8分)斜面长度为4 m,一个尺寸可以忽略不计的滑块以不同的初速度v0从斜面顶端沿斜面下滑时,其下滑距离x与初速度二次
2方v0的关系图象(即x-v20图象)如图所示。
(1)求滑块下滑的加速度大小;
(2)若滑块下滑的初速度为5.0 m/s,则滑块沿斜面下滑的时间为多长?
解析:(1)由
v20=2ax
1
推知,图线“斜率”为,所以滑块下滑的
2a
加速度大小a=2 m/s2
2
(2)由v0=2ax可知,当滑块的初速度为4 m/s时,滑块刚好滑到
1
斜面最低点,设滑块在斜面上的滑动时间为t,则x=v0t-at2,即:
21
4=5t-×2t2,解得t=1 s。
2
答案:(1)2 m/s2 (2)1 s
15. (12分)[2015·西安模拟]A、B两辆汽车在平直的公路上同向行驶。当A车的速度为20 m/s、B车的速度为4 m/s且B车在A车前84 m处时,B车开始以2 m/s2的加速度做匀加速运动,经过6 s后,B车加速度突然变为零,A车一直做匀速运动,求两车经过多长时间相遇?
解析:设A车的速度为vA,B车开始时的速度为vB,加速行驶时间为t,开始时两车的距离为x,两车经过时间t0相遇,则A车的位移xA=vAt0
对B车加速过程的末速度
v′B=vB+at
12
加速位移xB1=vBt+at
2解得xB1=60 m
则xB1+x=60 m+84 m>20×6 m,所以在B车加速过程中,两车未相遇,即t0>t。
B车匀速运动过程的位移 xB2=v′B(t0-t) 又有xA=xB1+xB2+x 解得t0=12 s 答案:12 s
16. (12分)[2013·课标全国卷Ⅰ]水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动;B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小。
解析:设B车的速度大小为v。如图,标记R在时刻t通过点
K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G。由运动学公式,H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为
1
yA=2l+at2①
2xB=vt②
在开始运动时,R到A和B的距离之比为2∶1,即 OE∶OF=2∶1
由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之比都为2∶1。因此,在时刻t有
HK∶KG=2∶1③
由于△FGH∽△IGK,根据对应边成比例有 HG∶KG=xB∶(xB-l)④ HG∶KG=(yA+l)∶(2l)⑤ 由③④⑤式得 3xB=l⑥
2yA=5l⑦
联立①②⑥⑦式得 v=
1
6al⑧ 41
6al 4
答案: