题目内容
【题目】汽车在平直公路上刹车可视为勻减速直线运动,刹车前的速度为20m/s,刹车时加速度大小为1 m/s2,求:
(1)从开始刹车到汽车位移为150m时所经历的时间?
(2)静止前5s内汽车滑行的距离?
(3)汽车刹车开始30s内滑行的距离?
【答案】(1)10s(2)12.5m(3)200m
【解析】
(1)根据v=v0+at可知,
当v=0时,t=20s;即刹车时间为20s。
根据x=v0t+at2,则
150=20t-×1×t2
可得
t=10s
(2)根据减速到0的过程可视为从0匀加速的逆过程,则静止前5s的位移为
x=at2 =×1×52m=12.5m
(3)根据汽车刹车时间为20s,则20s后汽车静止。由
x=t
得
x=200m。
【题目】橡皮筋在弹性限度内,其伸长量x与所受到的拉力F成正比,即F=kx,其中k为橡皮筋的劲度系数,某物理实验小组利用如图甲所示的实验装置测量橡皮筋的劲度系数,实验步骤如下:
a.将橡皮筋上端固定,使其自然下垂,测出此时橡皮筋的长度L0;
b.在橡皮筋的下端分别挂1个钩码、2个钩码、3个钩码、…,对应的橡皮筋的长度分别记为L1、L2、L3、…
该实验小组测量的数据如下表所示:(每个钩码的质量为50 g,重力加速度g取9.8 m/s2)
钩码个数n | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
橡皮筋长度L/cm | 20.00 | 22.40 | 24.85 | 27.35 | 29.83 | 32.18 | 34.65 | 37.15 |
(1)为了充分利用数据,该小组将测量的数据逐一求差,d1=L4-L0=9.83 cm,d2=L5-L1=9.78 cm,d3=L6-L2=9.80 cm,d4=L7-L3=9.80 cm。根据所得的差值,可以计算出每增加一个钩码时橡皮筋的平均伸长量 ,则用d1、d2、d3、d4可表示为=____;由此计算出橡皮筋的劲度系数k=____N/m。
(2)该小组进一步查阅资料发现,杨氏弹性模量Y也是表征固体材料性质的一个重要物理量。已知固体材料所受到的拉力F与其截面积S之比称为该固体材料的应力,固体材料的伸长量x与其原长L0之比称为该固体材料的应变,应力与应变的比值称为该材料的杨氏弹性模量。根据胡克定律和杨氏弹性模量的定义,可得出杨氏弹性模量Y与劲度系数k之间的关系式为Y=____。
(3)若该小组在实验中使用的是横截面为圆形的橡皮筋,用螺旋测微器测得的橡皮筋横截面的直径d如图乙所示,则d=____mm。