题目内容

14.赛车完成长5km赛道的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段.一次比赛中,某赛车用30s跑完全程.已知赛车在加速阶段的第2s内通过的距离为30m,求:
(1)赛车加速度大小
(2)赛车最大速度的大小.

分析 (1)根据匀变速直线运动的位移时间关系,由第2s内的位移求得运动员的加速度.
(2)由加速时间得到加速的位移,并求得匀速的位移,两者之和等于5000m,联立解得匀速运动的速度即最大速度.

解答 解:(1)设赛车在匀加速阶段的加速度为a,根据匀加速运动的位移时间关系x=$\frac{1}{2}$at2,可得第2s内的位移为:
△x=$\frac{1}{2}$at2-$\frac{1}{2}$a(t-1)2;
代入数据有:30=$\frac{1}{2}$×a×(22-12) 
可解得加速度为:a=20m/s2
(2)令匀加速时间为t′,匀速运动的速度为30-t′,则由位移关系可得:
S=$\frac{1}{2}at{′}^{2}$+at′•(30-t′)
代入得:5000=$\frac{1}{2}×20×t{′}^{2}$+20t′(30-t′)
解得:t′=10s(另一值不合题意舍去).
故最大速度为:v=at′=200m/s
答:(1)赛车加速度大小是20m/s2.
(2)赛车最大速度的大小是200m/s.

点评 掌握匀变速直线运动的位移时间关系是正确解题的关键,注意能根据物理情景列出位移方程并能求解即可.

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