短跑運動員完成100m賽跑的過程可簡化為勻加速運動和勻減速運動兩個階段。一次比賽中,某運動員用11.00s跑完全程。已知運動員在加速階段的第2s內(nèi)通過的距離為7.5m,求該運動員的加速度及在加速階段通過的距離。
10m
解析試題分析:根據(jù)題意,在第1s和第2s內(nèi)運動員都做勻加速運動。設(shè)運動員在勻加速階段的加速度為a,在第1s和第2s內(nèi)通過的位移分別為和,由運動學(xué)規(guī)律得
1
2
式中。聯(lián)立12兩式并代入已知條件,得
3
設(shè)運動員做勻加速運動的時間為,勻速運動時間為,勻速運動的速度為v;跑完全程的時間為t,全程的距離為s。依題意及運動學(xué)規(guī)律,得
4
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6
設(shè)加速階段通過的距離為s',則
7
聯(lián)立34567式,并代入數(shù)據(jù)得
考點:勻變速直線運動的規(guī)律及其應(yīng)用
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
研究小車勻變速直線運動的實驗裝置如圖(a)所示其中斜面傾角θ可調(diào),打點計時器的工作頻率為50Hz,紙帶上計數(shù)點的間距如圖(b)所示,其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出。
①圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計數(shù)點的時間間隔T= s
②計數(shù)點5對應(yīng)的瞬時速度大小計算式為v5= 。
③為了充分利用記錄數(shù)據(jù),減小誤差,小車加速度大小的計算式應(yīng)為a=
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分)一般來說,正常人從距地面1.5m高處跳下,落地時速度較小,經(jīng)過腿部的緩
沖,這個速度對人是安全的,稱為安全著地速度。如果人從高空跳下,必須使用降落傘才能安全著陸,其原因是,張開的降落傘受到空氣對傘向上的阻力作用。經(jīng)過大量實驗和理論研究表明,空氣對降落傘的阻力f與空氣密度ρ、降落傘的迎風(fēng)面積S、降落傘相對空氣速度v、阻力系數(shù)c有關(guān)(由傘的形狀、結(jié)構(gòu)、材料等決定),其表達(dá)式是f=cρSv2。根據(jù)以上信息,解決下列問題。(取g=10m/s2)
(1)在忽略空氣阻力的情況下,計算人從1.5m高處跳下著地時的速度大。ㄓ嬎銜r人可視為質(zhì)點);
(2)在某次高塔跳傘訓(xùn)練中,運動員使用的是有排氣孔的降落傘,其阻力系數(shù)c=0.90,空氣密度取ρ=1.25kg/m3。降落傘、運動員總質(zhì)量m="80kg,張開降落傘后達(dá)到勻速下降時,要求人能安全著地,降落傘的迎風(fēng)面積S至少是多大?"
(3)跳傘運動員和降落傘的總質(zhì)量m=80kg,從跳傘塔上跳下,在下落過程中,經(jīng)歷了張開降落傘前自由下落、張開降落傘后減速下落和勻速下落直至落地三個階段。如圖是通過固定在跳傘運動員身上的速度傳感器繪制出的從張開降落傘開始做減速運動至達(dá)到勻速運動時的v-t圖像。根據(jù)圖像估算運動員做減速運動的過程中,空氣阻力對降落傘做的功。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)自由式滑雪空中技巧是一項有極大觀賞性的運動,其場地由①出發(fā)區(qū)、②助滑坡、③過渡區(qū)(由兩段不同半徑的圓弧平滑相連,其中CDE孤的為半徑3m,DE孤的圓心角60º)、④ 跳臺(高度可選)組成。比賽時運動員由A點進(jìn)入助滑區(qū)做勻加速直線運動,經(jīng)過渡區(qū)后沿跳臺的斜坡勻減速滑至跳臺F處飛出,運動員的空中動作一般在54km/h到68km/h的速度下才能成功完成,不計摩擦和空氣阻力,取g=10m/s2,求:
(1) 某運動員選擇由A點無初速滑下,測得他在②、④兩段運動時間之比為t1:t2=3:1,,且已知,則運動員在這兩坡段運動平均速度之比及加速度之比各為多少?
(2) 另一質(zhì)量60kg的運動員,選擇高h(yuǎn) =" 4" m的跳臺,他要成功完成動作,在過渡區(qū)最低點D處至少要承受多大的支持力。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)研究表明,一般人的剎車反應(yīng)時間(即圖甲中“反應(yīng)過程”所用時間)t0=0.4s,但飲酒會導(dǎo)致反應(yīng)時間延長。在某次試驗中,志愿者少量飲酒后駕車以v0=72km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛,從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止,行駛距離L=39m。減速過程中汽車位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示,此過程可視為勻變速直線運動。取重力加速度的大小g=10m/s2。求:
(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間;
(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時間比一般人增加了多少;
(3)減速過程汽車對志愿者作用力的大小與志愿者重力大小的比值。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)某次燃放“爆竹”過程中,質(zhì)量M=0.3kg(內(nèi)含炸藥的質(zhì)量可以忽略不計)的“爆竹”從地面上以初速度v0 =30m/s豎直向上騰空而起。到達(dá)最高點時炸裂為沿水平方向相反飛行的兩塊,其中A塊質(zhì)量m=0.2kg,其炸裂瞬間的速度大小是另一塊的一半。按環(huán)保和安全要求,兩塊都能落到以發(fā)射點為圓心、半徑R=60m的圓周內(nèi)。空氣阻力不計,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)“爆竹”能夠到達(dá)的最大高度;
(2)A塊的最大落地速度;
(3)整個過程中,“爆竹”釋放化學(xué)能的最大值。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(14分)如圖所示,充電后的平行板電容器水平放置,電容為C,極板間的距離為d,上板正中有一小孔。質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落,穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計,極板間電場可視為勻強(qiáng)電場,重力加速度為g)。求:
(1)小球到達(dá)小孔處的速度;
(2)極板間電場強(qiáng)度的大小和電容器所帶電荷量;
(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,傾角θ=30°的光滑斜面的下端與水平地面平滑連接(可認(rèn)為物體在連接處速率不變)。一個質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點),從距地面h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物體沿斜面下滑的加速度a的大。
(2)物體下滑到達(dá)斜面底端A時速度vA的大;
(3)物體在水平地面上滑行的時間t。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(9分)相隔一定距離的A、B兩球,質(zhì)量相等,假定它們之間存在著恒定的斥力作用.原來兩球被按住,處在靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)突然松開,同時給A球以初速度v0,使之沿兩球連線射向B球,B球初速度為零.若兩球間的距離從最小值(兩球未接觸)到剛恢復(fù)到原始值所經(jīng)歷的時間為t0,求B球在斥力作用下的加速度.
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