4、匀速运动的基本规律应用

  [例7]一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在小转台M上,到轨道的距离MN为d=10m,如所示。转台匀速运动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间为T=60s。光束转动方向如图中箭头所示。当光束与MN的夹角为450时,光束正好射到小车上。如果再经过Δt=2.5s光速又射到小车上,问小车的速度为多少?(结果保留二位数字)

  解析:在Δt内,光束转过角度Δα= Δt/T×3600=150根据题意,有两种可能,光束照到小车时,小车正在从左侧接近N点,第二种可能是小车正在从右侧远离N点。

  接近N点时,在Δt内光束与MN夹角从450变为300,小车走过 Ll,速度应为:V1= L1/Δt=d(tg450-tg300)/Δt=1.7m/s.

   远离 N点时,V2= L2/Δt= d(tg600一tg450)/Δt,

   V2=2.9m/s

[例8]天文观测表明,几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们运动,离我们最远的星体,背离我们运动的速度(成为退行速度)越大。也就是说,宇宙在膨胀,不同星体的退行速度v和星体与我们的距离r成正比,即v=Hr。式中H为一常量,称为哈勃常数,已由天文观察测定。

   为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外做匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远.这一结果与上述天文观测一致。

   由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄t,其计算式为t=    。根据近期观测,哈勃常数H=3×10-2m/(s·ly)(ly表示“光年”:光在一年中行进的距离),由此估算宇宙的年龄约为  Y(Y表示“年”)。

   [解析]根据题目提供的宇宙大爆炸理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外做匀速运动(想象礼花爆炸时的情景),并设想我们就位于中心,那么宇宙的年龄就是星体远离我们的运动时间。

   解:星体远离我们的运动时间就是宇宙的年龄,由匀速运动公式可得:t=r/v,天文观察结果:v=Hr。所以t=

[例9]如图所示,声源S和观察A都沿x轴正方向运动,相对于地面的速率分别为Vs和vA,空气中声音传播的速率为vP,设Vs<vP,v', vA<vP,空气相对于地面没有流动.

 (1)若声源相继发出两个声信号,时间间隔为Δt,请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程,确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt/

  (2)请利用(1)的结果,推导此情形下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式.

解析:(1)设t1、t2为声源发出两个信号的时刻,t1/、t2/为观察者接收到两个信号的时刻,则第一个信号经过时间(t1/-t1)被观察者A接收到,第二个信号经过时间(t2/-t2)被观察者A接收到,且

(t2-t1)=Δt,(t2/-t1/)=Δt/

设声源发出第一个信号时,S、A两点间的距离为L,则两个声信号从声源传播到观察者的过程中,它们运动的距离关系如图所示,可得:

VP(t1/-t1)=L+VA(t1/-t1),

VP(t2/-t2)=L+VA(t2/-t1)-VSΔt,    由以上各式得

(2)设声源发出声波的振动周期为T,则由以上结论观察者接收到声波振动的周期/,由此得观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式

[例10]图为某郊区部分道路图,一歹徒在A地作案后乘车沿AD道路逃窜,警方同时接到报警信息,并立即由B地乘警车沿道路BE拦截。歹徒到达D点后沿DE道路逃窜,警车.恰好在E点追上了歹徒。已知警方与歹徒车辆行驶的速度均为 60 km/h, AC=4 km, BC= 6 km,DE=5 km。则歹徒从A地逃窜至E点被抓获共用时(  B  )

   A. 12min    B. 10min   C. 8min     D. 6min

[解析]∵两者速度相等,且运动时间相等,故s=s 

∴BE=AD+DE,即+DE,代入数据,解方程得  CD= 3 km  t=s/v=10min  

      匀变速直线运动

基础知识  一、匀变速直线运动

 0  424653  424661  424667  424671  424677  424679  424683  424689  424691  424697  424703  424707  424709  424713  424719  424721  424727  424731  424733  424737  424739  424743  424745  424747  424748  424749  424751  424752  424753  424755  424757  424761  424763  424767  424769  424773  424779  424781  424787  424791  424793  424797  424803  424809  424811  424817  424821  424823  424829  424833  424839  424847  447090 

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