题目内容
【题目】近几年,国家取消了7座及以下小车在法定长假期间的高速公路收费,给自驾出行带来了很大的实惠,但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力,因此交管部门规定,上述车辆通过收费站口时,在专用车道上可以不停车拿(交)卡而直接减速通过.若某车减速前的速度为v0=20m/s,靠近站口时以大小为a1=5 m/s2的加速度匀减速,通过收费站口时的速度为vt=8 m/s,然后立即以a2=4 m/s2的匀加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道).试问:
(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速?
(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,运动的时间是多少?
(3)在(1)(2)问题中,该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少?
【答案】(1)33.6m (2)5.4s (3)1.62s
【解析】
(1)设该车初速度方向为正方向,该车进入站口前做匀减速直线运动,设距离收费站x1处开始制动,则有:vt2-v02=- 2a1x1 ①
解得:x1=33.6 m. ②
该车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段,前后两段位移分别为x1和x2,时间为t1和t2,则
减速阶段:vt=v0 - a1t1 ③
解得:t1=2.4 s ④
加速阶段:t2==3 s ⑤
则加速和减速的总时间为:t=t1+t2=5.4 s. ⑥
(3)在加速阶段:x2=t2=42 m ⑦
则总位移:x=x1+x2=75.6 m ⑧
若不减速所需要时间:t′==3.78 s ⑨
车因减速和加速过站而耽误的时间:Δt=t-t′=1.62 s. ⑩
【题目】在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图1所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220V、50Hz交流电源.他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如表:
对应点 | B | C | D | E | F |
速度(m/s) | 0.141 | 0.180 | 0.218 | 0.262 | 0.301 |
(1)设电火花计时器的周期为T,计算vF的公式为vF= ;
(2)根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图2所示的坐标系中合理选择好标度,作出v﹣t图象,利用该图象求物体的加速度a= m/s2;(保留两位有效数字)
(3)当时电网中交变电流的频率变为60Hz电压变为210V,但该同学并不知道,那么做实验的这个同学测得的物体加速度的测量值与实际值相比 (选填:“偏大”、“偏小”或“不变”).