题目内容

1.汽车遇紧急情况刹车,经过1.5s停止,刹车距离为9m,若汽车刹车后做匀减速运动,则汽车刚开始刹车的速度大小为12m/s,汽车停止前,最后1s的位移是4m.

分析 汽车刹车后做匀减速运动,已知时间、位移和末速度,根据公式x=$\overline{v}$t=$\frac{{v}_{0}+v}{2}t$求初速度,即汽车刚开始刹车的速度.
运用逆向思维,将汽车的运动看成沿相反方向的初速度为零的匀加速直线运动,由公式x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$求出加速度,再求最后1s的位移.

解答 解:设汽车刚开始刹车的速度大小为v0.已知时间t=1.5s,位移x=9m,末速度v=0,由x=$\overline{v}$t=$\frac{{v}_{0}+v}{2}t$得:
v0=$\frac{2x}{t}$=$\frac{2×9}{1.5}$=12m/s
汽车刹车过程的逆运动是初速度为零的匀加速直线运动,由x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得:
a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$=$\frac{2×9}{1.{5}^{2}}$=8m/s2
则汽车停止前,最后1s的位移是:x1=$\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}×8×{1}^{2}$m=4m
故答案为:12,4.

点评 求解汽车最后1s内的位移时,采用逆向思维解决比较方便,只需结合位移时间公式即可求解,也可以结合v-t图象求解.

练习册系列答案
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13.采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示:

现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤.
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有(多选)CD.
A.天平           B.秒表       C.刻度尺         D.220V交流电源
(2)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=$\sqrt{2gh}$计算出瞬时速度v.
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v,并通过h=$\frac{v^2}{2g}$计算出高度h.
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v.
以上方案中只有一种正确,正确的是D.(填入相应的字母)
(3)甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带,如图2所示.选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E,测出A点与起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2.已知重锤的质量为m,打点计时器所接交流电的频率为f,当地的重力加速度为g.从起始点O开始到打下C点的过程中,重锤重力势能的减小量为△EP=mg(s0+s1),重锤动能的增加量为△EK=$\frac{{m{{({s_1}+{s_2})}^2}{f^2}}}{32}$.在误差充许的范围内,如果△EP=△EK,则可验证机械能守恒.
(4)乙同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到起始点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v.各计数点对应的数据见表:
计数点1234567
h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777
v/(m•s-11.942.332.733.133.50
v2/(m2•s-23.765.437.459.8012.25
他在如图3所示的坐标中,描点作出v2-h图线.由图线可知,重锤下落的加速度g′=9.75m/s2(保留三位有效数字);若当地的重力加速度g=9.80m/s2,如果在误差允许的范围内g′=g或9.80,则可验证机械能守恒.

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