【題目】2014年12月,東北地區(qū)普降大雪,出現(xiàn)近年來少見的寒潮.為了安全行車,某司機在冰雪覆蓋的平直公路上測試汽車的制動性能.當車速v=36km/h時緊急剎車(可認為車輪不轉動),車輪在公路上劃出一道長L=50m的剎車痕跡,取g=10m/s2 . 求
(1)車輪與冰雪路面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)若該車以v=28.8km/h的速度在同樣路面上行駛,突然發(fā)現(xiàn)正前方停著一輛故障車.為避免兩車相撞,司機至少應在距故障車多遠處采取同樣的剎車措施.已知司機剎車反應時間為△t=0.6s.
【答案】
(1)汽車剎車后做勻減速運動,已知v0=36km/h=10m/s,末速度v=0,位移x=50m
根據(jù)勻變速直線運動的速度位移關系有:0﹣102=2a×50
解得a=﹣1m/s2,負號表示加速度的方向與速度方向相反;
汽車剎車后在摩擦力作用下做勻減速運動,故根據(jù)牛頓第二定律有:﹣μmg=ma
車輪與冰雪路面間的動摩擦因數(shù)為:
(2)汽車在以v0′=28.8km/h=8m/s行駛時,在反應時間內的位移為:
x1=v0′△t=8×0.6m=4.8m
剎車后勻減速運動的位移為:
所以汽車剎車的安全距離為:
x=x1+x2=4.8+32m=36.8m
【解析】解答:(1)汽車剎車后做勻減速運動,已知v0=36km/h=10m/s,末速度v=0,位移x=50m 根據(jù)勻變速直線運動的速度位移關系有:0﹣102=2a×50
解得a=﹣1m/s2 , 負號表示加速度的方向與速度方向相反;
汽車剎車后在摩擦力作用下做勻減速運動,故根據(jù)牛頓第二定律有:﹣μmg=ma
車輪與冰雪路面間的動摩擦因數(shù)為: (2)汽車在以v0′=28.8km/h=8m/s行駛時,在反應時間內的位移為:
x1=v0′△t=8×0.6m=4.8m
剎車后勻減速運動的位移為:
所以汽車剎車的安全距離為:
x=x1+x2=4.8+32m=36.8m
答:(1)車輪與路面間的動摩擦因數(shù)為0.1;(2)司機至少應該距障礙車36.8m處開始剎車.
分析:(1)剎車后做勻減速運動,根據(jù)速度位移關系求出剎車時的加速度,由牛頓第二定律求得動摩擦因數(shù);(2)司機在反應時間內做勻速直線運動,剎車后做勻減速運動,分別求出勻速運動的勻減速的位移之和即為安全距離.
【考點精析】本題主要考查了勻變速直線運動的速度、位移、時間的關系的相關知識點,需要掌握速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均為矢量式,應用時應規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,通常選初速度方向為正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值才能正確解答此題.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一物塊從一光滑且足夠長的固定斜面頂端O點無初速釋放后,先后通過P、Q、N三點,已知物塊從P點運動到Q點與從Q點運動到N點所用的時間相等,且PQ長度為3m,QN長度為4m,則由上述數(shù)據(jù)可以求出OP的長度為( 。
A.2m
B. m
C. m
D.3m
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【題目】下列的說法正確的是( )
A.同一電源接入不同的電路,電動勢不會發(fā)生變化
B.電動勢反映了電源把電能轉化為其他形式能量的本領
C.電源短路時,路端電壓最大
D.導體中的電流越大,導體的電阻越小
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【題目】在勻變速直線運動中,下述正確的是( 。
A.相同時間內位移的變化相同
B.相同時間內速度的變化相同
C.相同時間內加速度的變化相同
D.相同位移內速度的變化相同
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【題目】一物體懸掛在細繩下端,由靜止開始沿豎直方向運動,運動過程中物體的機械能E與物體位移S關系的圖像如圖所示,其中過程的圖線為曲線, 過程的圖線為直線,由此可以判斷( )
A. 過程中物體所受拉力是變力,且一定不斷增大
B. 過程中物體的動能一定是不斷減小
C. 過程中物體一定做勻速運動
D. 過程中物體可能做勻加速運動
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【題目】2014年11月22日16時55分,四川省康定縣境內發(fā)生6.3級地震并引發(fā)一處泥石流.一汽車停在小山坡底,突然司機發(fā)現(xiàn)山坡上距坡底240m處的泥石流以8m/s的初速度,0.4m/s2的加速度勻加速傾瀉而下,假設泥石流到達坡底后速率不變,在水平地面上做勻速直線運動,司機的反應時間為1s,汽車啟動后以恒定的加速度一直做勻加速直線運動.其過程簡化為圖所示,求:
(1)泥石流到達坡底的時間和速度大小?
(2)試通過計算說明:汽車的加速度至少多大才能脫離危險?(結果保留三位有效數(shù)字)
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【題目】一運動員穿著飛翔裝備從飛機上跳出后的一段運動過程可近似認為是勻變速直線運動,運動方向與水平方向成53°,運動員的加速度大小為3g/4。已知運動員(包含裝備)的質量為m,則在運動員下落高度為h的過程中,下列說法正確的是( )
A. 運動員勢能的減少量為
B. 運動員動能的增加量為
C. 運動員動能的增加量為
D. 運動員的機械能減少了
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【題目】關于斜拋運動的說法正確的是( )
A.物體拋出后,速度一直增大B.是勻變速曲線運動
C.拋出后先做減速運動,在做加速運動D.斜拋運動的加速度一直減小
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【題目】某高速公路的一個出口路段如圖所示,情景簡化:轎車從出口A進入匝道,先勻減速直線通過下坡路段至B點(通過B點前后速率不變),再勻速率通過水平圓弧路段至C點,最后從C點沿平直路段勻減速到D點停下。已知轎車在A點的速度v0=72km/h,AB長L1=l50m;BC為四分之一水平圓弧段,限速(允許通過的最大速度)v=36 km/h,輪胎與BC段路面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力,CD段為平直路段長L2=50m,重力加速度g取l0m/s2。
(1)若轎車到達B點速度剛好為v =36 km/h,求轎車在AB下坡段加速度的大小;
(2)為保證行車安全,車輪不打滑,求水平圓弧段BC半徑R的最小值;
(3)轎車A點到D點全程的最短時間。
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