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8.猎豹是目前世界上在陆地奔跑速度最快的动物,但不能维持长时间高速奔跑,否则会因身体过热而危及生命.猎豹在一次追击猎物时(如图),经4s速度由静止达到最大,然后匀速运动保持了4s仍没追上猎物,为保护自己它放弃了这次行动,以3m/s2的加速度减速,经10s停下,设此次追捕猎豹始终沿直线运动.
求:(1)猎豹奔跑的最大速度可达多少km/h?
(2)猎豹加速时的平均加速度多大?
(3)猎豹追捕猎物的路程?

分析 根据速度时间公式求出猎豹的最大速度,结合速度时间公式求出猎豹加速时的平均加速度.根据猎豹匀加速、匀速和匀减速运动的位移求出猎豹追捕猎物的路程.

解答 解:(1)猎豹奔跑的最大速度vm=a2t3=3×10m/s=30m/s=108km/h.
(2)猎豹加速时的平均加速度${a}_{1}=\frac{{v}_{m}}{{t}_{1}}=\frac{30}{4}m/{s}^{2}=7.5m/{s}^{2}$.
(3)猎豹加速的位移${x}_{1}=\frac{{v}_{m}}{2}{t}_{1}=\frac{30}{2}×4m=60m$,匀速运动的位移x2=vmt2=30×4m=120m,减速运动的位移${x}_{3}=\frac{{v}_{m}}{2}{t}_{3}=\frac{30}{2}×10m=150m$,
则x=x1+x2+x3=60+120+150m=330m.
答:(1)猎豹奔跑的最大速度可达108km/h;
(2)猎豹加速时的平均加速度为7.5m/s2;
(3)猎豹追捕猎物的路程为330m.

点评 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,有时运用推论求解会使问题更加简捷.

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