题目内容

【题目】北京时间2016年5月14日,国际田联钻石联赛上海站的比赛在上海体育场拉开帷幕,在男子4×100米接力的比赛中,谢震业、苏炳添、张培萌和陈时伟组成的中国队以38秒71的成绩打破赛会纪录夺冠.如图所示,这是某一次接力训练中.已知甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持10m/s的速度跑完全程.设乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的,加速度大小为3m/s2 . 乙在接力区前端听到口令时起跑,在甲、乙相遇时完成交接棒.在某次练习中,甲以v=10m/s的速度跑到接力区前端s0=14.0m处向乙发出起跑口令.已知接力区的长度为L=20m.求:

(1)此次练习中交接棒处离接力区前端(即乙出发的位置)的距离.
(2)为了达到理想成绩,需要乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,则甲应在接力区前端多远时对乙发出起跑口令?
(3)在(2)中,棒经过接力区的时间是多少?

【答案】
(1)解:设乙加速到交接棒时运动时间为t,则在甲追击乙过程中有:

代入数据得:

t1=2s

t2=4.67s (不符合乙加速最长时间 ,实际舍去)

此次练习中交接棒处离接力区前端的距离为:

答:此次练习中交接棒处离接力区前端(即乙出发的位置)的距离为6m.


(2)解:乙加速时间为:

设甲在距离接力区前端为s时对乙发出起跑口令,则在甲追击乙过程中有:

代入数据得:s=16.7m

答:为了达到理想成绩,需要乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,则甲应在接力区前端16.7m时对乙发出起跑口令


(3)解:棒在(2)过程以v=10m/s速度的运动,所以有:

答:在(2)中,棒经过接力区的时间是2s


【解析】(1)甲乙两人不是从同一地点出发的,当乙追上甲时,它们的位移关系 ,由此可以求得需要的时间,进而求乙的位移.(2)当两人的速度相等时,两车的距离为零,即处于同一位置.结合位移关系进行求解.(3)棒经过接力区是匀速运动,结合位移求出时间
【考点精析】关于本题考查的匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系,需要了解速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值才能得出正确答案.

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