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运动学计算题专题训练
2025-09-25 14:13:52 责编:小OO
文档
1、在一次低空跳伞训练中,当直升机悬停在离地面224m高处时,伞兵离开飞机做自由落体运动.运动一段时间后,打开降落伞,展伞后伞兵以12.5m/s2的加速度匀减速下降.为了伞兵的安全,要求伞兵落地速度最大不得超过5m/s,求:(取g=10m/s2)

(1)伞兵展伞时,离地面的高度至少为多少?

(2)伞兵在空中的最短时间为多少?

2、一列火车从车站出发做匀加速直线运动,加速度为0.5m/s2,此时恰好有一辆自行车(可视为质点)从火车头旁边驶过,自行车速度v0=8m/s,火车长l=336m.

(1)火车追上自行车以前落后于自行车的最大距离是多少?

(2)火车用多少时间可追上自行车?

(3)再过多长时间可超过自行车?

3、小明同学乘坐京石“和谐号”动车,发现车厢内有速率显示屏,当动车在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间,他记录了不同时刻的速率,进行换算后数据列于表格中,在这段时间内,求:

(1)动车两次加速的加速度大小;

(2)动车位移的大小。

4、做匀加速直线运动的物体途中依次经过A、B、C三点,已知AB=BC=,AB段和BC段的平均速度分别为v1=3m/s、v2=6m/s,则

(1)物体经B点时的瞬时速度vB为多大?

(2)若物体运动的加速度a=2m/s2,试求AC的距离L。

5、短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段,一次比赛中,某运动用11.00s跑完全程,已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m,求:(1)该运动员的加速度;    (2)该运动员在加速阶段通过的距离.

6、甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动,加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内,两辆汽车的加速度大小不变,汽车乙的加速度大小是甲的两倍;在接下来的相同时间间隔内,汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍,汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。

7、如图所示,在高速公路某处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度.若汽车距测速仪355m时刻测速仪发出超声波,同时汽车由于紧急情况而急刹车,当测速接收到反射回来的超声波信号时,汽车恰好停止,此时汽车距测速仪335m,已知声速为340m/s.

(1)求汽车刹车过程中的加速度;

(2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h,则该汽车刹车前的行驶速度是否合法?

8、(10分)“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质,测定时,在平直跑道上,受试者以站立式起跑,姿势站立在起点终点线前,当听到“跑”的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时,受试者到达折返线处时,用手触摸折返线处的物体(如木箱),再转身跑回起点终点线,当胸部到达起点终点线的垂直面时,测试员停表,所用时间即为“10米折返跑”的成绩。如图所示,设受试者起跑的加速度为4m/s2,运动过程的最大速度为4m/s,快到折返线处时需减速到零,减速的加速度为8m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线,求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒?

 

9、在一个倾斜的长冰道上方,一群孩子排成队,每隔1s有一个小孩从某一起始线开始往下滑。一游客对着冰道上的孩子拍下一张照片,如图所示,照片上有甲、乙、丙、丁四个孩子。他根据照片与实物的比例推算出乙与甲、乙与丙两孩子间的距离分别为12.5m和17.5m,请你据此求解下列问题。(取g=10m/s2)

(1)若不考虑一切阻力,小孩下滑的加速度是多少?

(2)拍照时,最下面的小孩丁的速度是多大?

(3)拍照时,在小孩甲上面的冰道上正在下滑的小孩子有几个?

10、一辆客车在平直公路上以30m/s的速度行驶,突然发现正前方46m处有一货车正以20m/s的速度沿同一方向匀速行驶,于是客车司机刹车,以2m/s2的加速度做匀减速直线运动,又知客车司机的反应时间为0.6s(司机从发现货车到采取制动措施经历的时间).问此后的过程中客车能否会撞到货车上?

11、A、B两汽车相距14m,沿同一直线同向运动,A车在后,B车在前.B车以5m/s的速度匀速,A车从静止开始以2m/s2的加速度加速.求:

(1)何时两车相距最远?最远距离为多少?

(2)经多长时间两车相遇?

(3)若A、B两辆车相距2m,沿同一直线同向运动,B车在前做初速度为零,加速度为a1是匀加速直线运动,A车在后面做初速度为2m/s,加速度a2的匀加速直线运动,讨论a1与a1满足什么条件时两车相遇一次?

12、一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h 以内.问:

(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?

(2)判定警车在加速阶段能否追上货车?(要求通过计算说明)

(3)警车发动后要多长时间才能追上货车?

13、2013年8月7日,中国海警编队依法对一艘非法进入中国领海船只进行维权执法。在执法过程中,发现非法船只位于图1中的A处,预计在80s的时间内将到达图1的C处,海警执法人员立即调整好航向,沿直线BC由静止出发恰好在运动了80s后到达C处,而此时该非法船只也恰好到达C处,我国海警立即对该非法船只进行了驱赶。非法船只一直做匀速直线运动且AC与BC距离相等,我国海警船运动的v-t图像如图2所示。

(1)B、C间的距离是多少?

(2)若海警船加速与减速过程的加速度大小不变,海警船从B处由静止开始若以最短时间准确停在C处,求需要加速的时间。

14、A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s,B车在后,速度vB=30m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车x0=75m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能停下来.

(1)B车刹车时A仍按原速率行驶,两车是否会相撞?

若B车在刹车的同时发出信号,A车司机经过△t=4s收到信号后加速前进,则A车的加速度至少多大才能避免相撞?

15、A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s,B车在后,速度vB=30m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车x0=75m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能停下来.

(1)B车刹车时A仍按原速率行驶,两车是否会相撞?

(2)若B车在刹车的同时发出信号,A车司机经过△t=4s收到信号后加速前进,则A车的加速度至少多大才能避免相撞?

一、计算题

1、解:(1)设伞兵展伞时,离地面的高度至少为h,此时速度为v0

则有:v2﹣v02=﹣2ah,

又v02=2g(224﹣h)

联立并代入数据解得:v0=50 m/s

h=99 m,

(2)设伞兵在空中的最短时间为t,

则有:v0=gt1,

t1=s=5 s,

t2==3.6 s,

故所求时间为:t=t1+t2=(5+3.6)s=8.6 s

答:(1)伞兵展伞时,离地面的高度至少为99m

(2)伞兵在空中的最短时间为8.6s

2、解:(1)当火车速度等于v0时,二车相距最远:v0=at1

得: s

最大距离=m

(2)设火车追上自行车的时间是,追上时位移相等,则:

代入数据解得: s

(3)追上时火车的速度:v=at2=0.5×32=16m/s

设再过t3时间超过自行车,则

代入数据解得t3=24s

答:(1)火车追上自行车以前落后于自行车的最大距离是m;(2)火车用32s时间可追上自行车;(3)再过24s时间可超过自行车.

3、(1)第一次加速的加速度大小为:.

第二次加速的加速度大小为:.

(2)第一次加速的时间为:,

第二次加速的时间为:,

则匀速运动的时间为:,

第一次加速的位移为:,

第二次加速的位移为:,

匀速运动的位移为:,

则有:

4、答案:(1)5m/s. (5分)   (2) 12m(5分)

5、解:(1)根据题意,在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a,在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2,

由运动学规律得 (2分)              (2分)    

t0=1s         联立解得   a=5m/s2(1分)

(2)设运动员做匀加速运动的时间为t1,匀速运动的时间为t2,匀速运动的速度为v1,跑完全程的时间为t,全程的距离为s,依题决及运动学规律,得

t=t1+t2  (1分)          v=at1  (2分)         (2分)

设加速阶段通过的距离为s′, 则 (1分)  求得s′=10m(1分)

6、解:设汽车甲在第一段时间间隔末(时刻)的速度为,第一段时间间隔内行驶的路程为S1,中速度为a;在第二段时间间隔内行驶的路程为S2,由运动学公式得

  ①(1分)    ②(2分)      ③(2分)

设汽车乙在时间的速度为,在第一、二段时间间隔内和驶的路程分别为。

同样有  ④(1分)    ⑤(1分)   ⑥(1分)

设甲、乙两车行驶的总路程分别为,则有   ⑦(1分)  ⑧(1分)

联立以上各式解得,甲、乙两车各自行驶的总路程之比为     ⑨(2分)

7、【答案】(1);(2)则该汽车刹车前的行驶速度合法

【命题立意】本题旨在考查匀变速直线运动的位移与时间的关系。

【解析】(1)根据题意,超声波和汽车运动过程的示意图,如图所示:

超声波从B发出到A与被A反射到被B接收所需的时间相等,在整个这段时间内汽车的位移为:,初速度为零的匀变速直线运动,在开始相等时间内的位移之比为:,所以,,则超声波被A接收时,AB的位移,所以超声波从B发出到被A接收所需的时间,

则:

根据得:

(2)由A车刹车过程中的位移:

解得刹车前的速度:

车速在规定范围内,是合法的。

答:(1)汽车刹车过程中的加速度为;

(2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在,则该汽车刹车前的行驶速度合法。 

8、

9、 (1)图中乙、甲相当于丙在1s前、2s前所处的位置,故

    (3分)

        (1分)

解得:a=5m/s2 (2分)

(2)图中乙的速度   

v2==15m/s                  (3分)

所以丁的速度为  

 v4=v2+a×2T=25m/s              (2分)

(3)乙已下滑的时间为

t2==3s                              (3分)

故甲上面正在下滑的小孩有1个。                                 (1分)

(用其他方法求,答案正确的同样得分)

10、解:v1=30m/s    v2=20m/s

客车开始减速时两车相距

△x=46﹣△t(v1﹣v2)=40m…①

客车匀减速至与货车速度相同,经历时间t,有

v2=v1﹣at…②

客车位移  x1=v1t﹣at2=125m…③

货车位移  x2=v2t=100m…④

因x1<x2+△x,故不会撞上.

答:此后的过程中客车不会撞到货车上.

11、解:(1)设t1时两车速度相等,此时两车相距最远,有:vB=at1

t1=,

则最远距离为:△x=x0+vBt1﹣at12=m=20.25m

(2)设t2时两车相遇有:

有:xA=xB+x0

即:at22=vBt2+x0

代入数据解得:t2=7s

(3)对A:x1=v0t+aAt2

对B:x2=aBt2

相遇:x1=x2+x0

即:v0t+aAt2=aBt2+x0

(aA﹣aB)t2+v0t﹣x0=0

代入数值:(aA﹣aB)t2+2t﹣2=0

当4+4(aA﹣aB)=0时,该方程只有一解,即相遇一次,可知aA﹣aB=﹣1时,相遇一次.

答:(1)经过2.5s时相距最远,最远距离为20.25m.

(2)经过7s时间相遇.

(3)当aA﹣aB=﹣1时,相遇一次.

12、解析:(l)警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时.它们的距离最大,设警车发动后经过t1时间两车的速度相等.则:

 所以两车间的最大距离

(2)警车达到最大速度所用的时间为

此过程中

因为’>,故此时警车尚未赶上货车 

(3)警车刚达到最大速度时两车距离,

警车达到最大速度后做匀速运动,设再经过△t时间追赶上货车.

则:   

所以警车发动后要经过才能追上货车  

13、解析:(1) (4分)

(2)加速时: (2分)

减速时: (2分)

要使所需时间最短,必有先加速再减速 则有: (2分)

  (2分)   解得:  (1分)

14、解:(1)B车刹车的加速度大小为:

两车速度相同时:=8s

在这段时间内两车的位移分别为:

xA=vAt0=80m  

因为xB>xA+x0,则两车会相撞.

设A车司机收到信号后以加速度aA加速前进,两车恰相遇不相撞应满足速度关系:

vA=vB 即:30﹣2.5t=10+aA(t﹣4)

位移关系sB=sA+x0 即:30t﹣×2.5t2=75+10×4+10(t﹣4)+

解得:

答:(1)A车若按原速前进时,两车会相撞;

A车的加速度至少为0.83m/s2才能避免相撞事故.

15、解:(1)B车刹车的加速度大小为:

两车速度相同时: =8s

在这段时间内两车的位移分别为:

xA=vAt0=80m  

因为xB>xA+x0,则两车会相撞.

(2)设A车司机收到信号后以加速度aA加速前进,两车恰相遇不相撞应满足速度关系:

vA=vB 即:30﹣2.5t=10+aA(t﹣4)

位移关系sB=sA+x0 即:30t﹣×2.5t2=75+10×4+10(t﹣4)+

解得:

答:(1)A车若按原速前进时,两车会相撞;

(2)A车的加速度至少为0.83m/s2才能避免相撞事故.下载本文

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