题目内容

9.小强是学校的升旗手,他每次升旗都做到了在庄严的《义勇军进行曲》响起时开始升旗,当国歌结束时恰好庄严的五星红旗升到了高高的旗杆顶端.已知国歌从响起到结束的时间是48s,旗杆高度是19m,红旗从离地面1.4m处开始升起.若设小明升旗时先拉动绳子使红旗向上匀加速运动,然后使红旗做匀速运动,最后使红旗做匀减速运动,减速时加速度大小与开始升起时的加速度大小相等,红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零.其中匀速运动时间持续40s.求:
(1)红旗匀速运动的速度大小;
(2)红旗向上做匀加速运动时加速度的大小.

分析 根据旗杆高度是19m和红旗从离地面1.4m处开始升起,得出红旗上升的位移大小.由于红旗匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等,根据对称性得知这两个过程的时间相等,确定出各自运动的时间,用位移公式分别得出三个运动过程的位移表达式,求出匀速运动的速度,再求解匀加速运动的加速度大小.

解答 解:(1)设红旗匀速运动的速度大小为v.由题得到红旗上升的位移大小x=19m-1.4m=17.6m.由题红旗匀加速运动和匀减速运动的加速度大小相等,根据对称性得知这两个过程的时间相等,红旗匀加速和匀减速运动的时间均为:
t2=$\frac{48-40}{2}$s=4s,
则有:$\frac{v}{2}{t}_{2}+vt+\frac{v}{2}{t}_{2}=x$
代入数据得:v=0.4m/s
(2)设红旗向上做匀加速运动时加速度的大小为a,
由v=at2,得:a=$\frac{v}{{t}_{2}}=\frac{0.4}{4}=0.1m/{s}^{2}$
答:(1)红旗匀速运动的速度大小为0.4m/s;
(2)红旗向上做匀加速运动时加速度的大小为0.1m/s2.

点评 本题涉及三个运动过程,三个过程之间基本的联系是速度,前一过程的末速度等于后一过程的初速度,研究三个之间的关系是解题的关键.

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