题目内容

14.在校运动会400m决赛中,一名运动员在到达终点前进人了冲刺阶段,最后赶超了前面一名运动员获得第一名.若运动员冲刺时的初速度为7m/s,并以0.5m/s2的加速度匀加速冲刺了6s.则:
(1)运动员加速冲刺的末速度为多少?
(2)运动员加速后,将保持这个速度到达终点.已知他开始加速时距终点56m,那么,这个冲刺加速过程将使他的成绩提高了多少?
(3)在这个运动员开始加速时,另一个运动员在他前面5m处,并一直以7m/s的速度匀速前进.当这个运动员到达终点时,超过那名运动员多远?

分析 (1)根据匀变速直线运动的速度时间公式求出运动员加速冲刺的末速度大小.
(2)根据运动学公式分别求出不加速和加速运动经历的时间,从而得出加速过程提高的成绩.
(3)根据运动员在这段时间内的位移,得出超越的距离.

解答 解:(1)根据速度时间公式得运动员加速冲刺的末速度为:v=v0+at=7+0.5×6m/s=10m/s.
(2)如果不加速,所用时间为:${t}_{1}=\frac{x}{{v}_{0}}=\frac{56}{7}s=8s$,
加速过程的位移为:${x}_{1}={v}_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^{2}=7×6+\frac{1}{2}×0.5×36m$=51m,
加速之后剩余路程所用的时间为:${t}_{2}=\frac{{x}_{0}-{x}_{1}}{v}=\frac{56-51}{10}s=0.5s$.
所以成绩提高了:△t=t1-t-t2=8-6-0.5s=1.5s.
(3)在t+t2的时间内,另一名运动员前进的距离为:s=v0(t1+t2)=7×(6+0.5)m=45.5m,
则该运动员被超越的距离为:△s=56-5-45.5m=5.5m.
答:(1)运动员加速冲刺的末速度为10m/s;
(2)这个冲刺加速过程将使他的成绩提高了1.5s;
(3)当这个运动员到达终点时,超过那名运动员5.5m.

点评 解决问题的关键理清运动员在整个过程中的运动规律,结合速度时间公式、位移时间公式灵活求解,难度中等.

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