题目内容

17.一质点用100s的时间沿着一个半径是100m的圆形跑道运动1圈,快慢恒定,求:当走完$\frac{1}{4}$周时,它的平均速度和平均速率.

分析 由题意利用几何关系可求得对应的位移和路程,再由平均速度等于位移与时间的比值;平均速率等于路程与时间的比值求解.

解答 解:跑完$\frac{1}{4}$周时,质点的位移为x=100$\sqrt{2}$m;路程为s=$\frac{1}{4}×2πR$=50πm;
平均速度$\overline{v}$=$\frac{x}{t}$=$\frac{100\sqrt{2}}{\frac{100}{4}}$=4$\sqrt{2}$m/s;
平均速率v=$\frac{s}{t}$=$\frac{50π}{\frac{100}{4}}$=2πm/s;
答:平均速度为4$\sqrt{2}$m/s;平均速率为2πm/s

点评 本题考查路程及位移、平均速度与平均速率的定义,注意路程、平均速率为标量;而位移、平均速度为矢量

练习册系列答案
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4.某同学用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数.实验过程如下:

(1)用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d.在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门,将光电门与数字计时器(图中未画出)连接.
(2)用滑块把弹簧压缩到某一位置,测量出滑块到光电门的距离x.释放滑块,测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t,则此时滑块的速度v=$\frac{d}{t}$.
(3)通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m,仍用滑块将弹簧压缩到(2)中的位置,重复(2)的操作,得出一系列滑块质量m与它通过光电门时的速度v的值.根据这些数值,作出v2-$\frac{1}{m}$图象如图乙所示.已知当地的重力加速度为g.由图象可知,滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=$\frac{b}{2gx}$.继续分析这个图象,还能求出的物理量是每次弹簧被压缩时具有的弹性势能.
(4)另一位同学认为,如果桌面足够长,即使没有光电门和数字计时器,也可完成测量.他的设想是:让滑块在桌面滑行直至停止,测出滑块的滑行距离x;改变滑块质量,仍将弹簧压缩到相同程度,多次重复测量,得出一系列的m和x数据,通过处理这些数据即可测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数.你认为,他的这个方案不能(选填“能”或“不能”)完成测量任务.理由是两次实验时滑块的质量分别为m1和m2,滑行的距离分别为x1和x2,由能量守恒有μm1gx1=μm2gx2,可见,不能得出动摩擦因数..

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