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如图,在长直公路上有A、B、C三个点,xAB=146m,xBC=119m,B处为...

如图,在长直公路上有ABC三个点,xAB=146m,xBC=119m,B处为一个受信号灯管控的节点,信号灯每T=10s一次在红灯和绿灯之间转换,亮红灯时车辆不准通过,亮绿灯时车辆准许以不超过v1=10m/s的速度通过,ABC全路段的行驶速度均不得超过v2=20m/s.现有一辆特种汽车,这种汽车在水平道路上行驶时,只有匀速、匀加速、匀减速三个模式可供转换,且在匀加速和匀减速过程中的加速度大小均被设定为a=1.0m/s2,匀速行驶的速度大小可在0至v3=25m/s之间选择.当t=0时,绿灯正好亮起,此时汽车停在A处,欲驶往C处,要求汽车尽早安全到达且停在C处.本题中汽车可视为质点.则:

(1)汽车应该在什么时刻通过B节点?通过B节点时的速度大小应该是多少?

(2)汽车最早在什么时刻到达且停在C处.

 

(1)20s 10m/s. (2)36s 【解析】试题分析:(1)先考虑从A到B的最快时间:若全加速:代入数据得: 超出了B处v1=10m/s的限制,且到达B处时是红灯,所以此法不可以. (2分) 若先加速至v,再减速至v1=10m/s: 则加速时的位移为:可得(1分) 那么再从v减速至v1=10m/s时的位移为:可得(1分) 由位移间的关系: 代入数据得v=14m/s,既未超v2=20m/s,也未超v3=25m/s, 所需时间为则:,其中,,代入数据得, 此时B处还是红灯.所以通过B节点的最早时刻应该是=18s+2s=20s, (2分) 且此时的速度大小应该是vB=10m/s. (1分) (2)以前问为基础,当=20s时汽车以vB=10m/s安全通过B节点后,设先加速到v′,再减速至零刚好安全停在C处:从vB加速至时的位移为: 则有可得(1分) 从再减速至零刚好安全停在C处位移为: 则有可得(1分) 位移间关系:代入数据得:得v′=13m/s,既未超v2=20m/s,也未超v3=25m/s. 所需要时间为则:其中 (2分) 代入数据得:此时(1分) 考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系、速度与时间的关系. 【名师点睛】解决本题的关键理清汽车的运动规律,结合匀变速直线运动的运动学公式灵活求解,注意在计算时要考虑速度是否超速(1)先判断出全加速时不可以通过B节点,通过先加速后减小至10m/s到达B节点,结合位移关系,运用速度位移公式求出加速的末速度,判断出未超过最大速度,结合速度时间公式求出A到B的时间,通过信号灯的周期得出通过B节点的时间,得知通过B节点的速度. (2)从B点出发,当汽车先加速,然后做减速运动,抓住总位移的大小求出最大速度,判断是否超速,再结合速度时间公式求出BC段的时间,得出总时间的大小.  
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如图所示,三根不可伸长的相同的轻绳,一端系在半径为R0的环1上,彼此间距相等.绳穿过半径为R0的第3个圆环,另一端用同样方式系在半径为2R0的圆环2上.环1固定在水平面上,整个系统处于平衡.试求第2个环中心与第3个环中心的距离.(三个环都是用同种金属线制作的,摩擦不计)

 

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如图所示,两根长度相同间距为R的直木棍ABCD相互平行,固定在同一水平面上,一个重力为G,半径为R的圆柱工件架于两木棍之间,工件与木棍之间滑动摩擦因数为,在水平向右的推力作用下恰好向右匀速运动.求水平向右的推力大小?

 

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某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示. 倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关K,电磁铁吸住第1个小球. 手动敲击弹性金属片M,M与触头瞬间分开, 第1 个小球开始下落,M迅速恢复,电磁铁又吸住第2个小球. 当第1 个小球撞击M时,M与触头分开,第2 个小球开始下落……. 这样,就可测出多个小球下落的总时间.

(1)在实验中,下列做法正确的有__________.

(A)电路中的电源只能选用交流电源

(B)实验前应将M调整到电磁铁的正下方

(C)用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度

(D)手动敲击M的同时按下秒表开始计时

(2)实验测得小球下落的高度H=1.980 m,10个小球下落的总时间T=6.5s. 可求出重力加速度g=________m/s2. (结果保留两位有效数字)

(3)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间磁性才消失,因此,每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差,这导致实验误差.为此,他分别取高度H1H2,测量n个小球下落的总时间T1T2,用此法________(选填“能”或“不能”)消除△t对本实验的影响。请利用本小题提供的物理量求得重力加速度的表达式:g=___________

 

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在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的交变电流的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,用刻度尺测得三个计数点1、3、5跟计数点0间的距离分别是x1=1.10cm;x2=5.10cm;x3=11.50cm.请回答下列问题:

(1)小车通过计数点“2”的瞬时速度v2=______m/s;

(2)小车运动的加速度是a=______m/s2

 

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