【題目】如圖,甲、乙兩名運動員在訓(xùn)練2×100m接力賽跑。己知甲、乙兩運動員的起跑過程可看成加速度大小為2m/s2的勻加速運動,且經(jīng)加速后都能達(dá)到并保持vm=8m/的速度跑完全程。已知接力區(qū)的長度為L=18m,乙在接力區(qū)前端聽到口令時起跑,在甲乙相遇時完成交接棒,假設(shè)接棒動作不影響運動員的速度大小。

(1)在某次練習(xí)中,甲以vm=8m/s的速度跑到接力區(qū)前端s0=12m處時,向乙發(fā)出起跑口令,求此次練習(xí)中交接棒處離接力區(qū)前端的距離;

(2)為了取得最好成績,需要乙恰好在速度達(dá)到與甲相同時被甲追上,則甲應(yīng)在距離接力區(qū)前端多遠(yuǎn)時對乙發(fā)出起跑口令?他們跑完2×l00m全程的最好成績(從甲起跑開始,至乙到達(dá)終點的總時間)是多少?

(3)若接力區(qū)的長度只有L′=9m,則他們的最好成績又是多少?甲應(yīng)在距離接力區(qū)前端多遠(yuǎn)是對已發(fā)出起跑口令?

【答案】(1)4m (2)16m,27s (3)27.125s,15m

【解析】

甲乙兩人不是從同一地點出發(fā)的,當(dāng)已追上甲時,它們的位移關(guān)系是,由此可以求得需要的時間,進而求乙的位移.當(dāng)兩人的速度相等時,兩車的距離為零,即處于同一位置.結(jié)合位移關(guān)系進行求解.

(1)設(shè)乙起跑后經(jīng)t時間被追上,則

解得t=2s(6s舍)

x=

(2)乙從起跑到加速至最大速度時間為t0,則

這段時間內(nèi)乙的位移,

故乙起跑時,與甲的距離為

這種情況之下,接力棒隨甲運動員從靜止開始加速至最大速度vm后,保持vm做勻速運動,直至到達(dá)終點,加速過程時間為t0=4s,設(shè)勻速運動過程時間為t1,則

其中s2×100m賽跑的總位移,即s=200m。

t=t0+t1=27s

(3)由于L’<x0,故不可能在乙達(dá)到最大速度時完成接棒。為取得最好成績,應(yīng)在接力區(qū)末端即乙跑出L時完成交接棒,設(shè)乙此時的速度為v1,則

解得v1=6m/s

接棒后,乙繼續(xù)加速至最大速度,設(shè)接棒后乙加速的時間為t2,則

全程的時間除了甲的加速時間t0、乙接到棒后加速運動的時間t2外,接力棒均在做勻速運動,設(shè)接力棒勻速運動的總時間為t3,則

t’= t0+ t2+ t3=27.125s

乙起跑時,與甲的距離為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一輛小車靜止在水平地面上,bc是固定在車上的一根水平桿,物塊M穿在桿上,M通過細(xì)線懸吊著小物體m,m在小車的水平底板上,小車未動時細(xì)線恰好在豎直方向上,現(xiàn)使小車如下圖分四次分別以a1、a2a3、a4向右勻加速運動,四種情況下M、m均與車保持相對靜止,且圖(1)和圖(2)中細(xì)線仍處于豎直方向,已知a1a2a3a4=1248,M受到的摩擦力大小依次為Ff1、Ff2、Ff3Ff4,則下列說法正確的是(  )

A. Ff1Ff2=12

B. Ff1Ff2=23

C. Ff3Ff4=12

D. tanα=2tanθ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系,甲、乙同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量, m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。

1實驗時,一定要進行的操作是________。

A用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力

C小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄力傳感器的示數(shù)

D為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。

2甲同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出,已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2結(jié)果保留三位有效數(shù)字

3甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為____________。

A B C D

4乙同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出如圖所示的a-F圖線,該同學(xué)做實驗時存在的問題是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】汽車A在水平冰雪路面上行駛,駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B,立即采取制動措施,但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如圖所示,碰撞后B車向前滑動了4.5 m,A車向前滑動了2.0 m,已知AB的質(zhì)量分別為kgkg,兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為0.10,兩車碰撞時間極短,在碰撞后車輪均沒有滾動,重力加速度大小.

(1)碰撞后的瞬間B車速度的大;

(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明同學(xué)用如圖所示的方法,測量木質(zhì)滑塊與金屬板間的動摩擦因數(shù),將滑塊放置在固定的水平金屬板上,用彈簧測力計拉動滑塊,記錄彈簧測力計的讀數(shù),再結(jié)合事先測出的滑塊的總重力,即可算出兩者之間的動摩擦因數(shù)μ。

(1)下表為物理教科書中給出的幾種材料間的動摩擦因數(shù),請結(jié)合表中的數(shù)據(jù),解釋為何在雨天,汽車剎車時更容易打滑?并說明動摩擦因數(shù)與哪些因素有關(guān)。

(2)在某次實驗中,木質(zhì)滑塊總重力為G=3.92N,小明用彈簧測力計勻速拉動滑塊, 此時彈簧測力計的讀數(shù)如圖14所示,請你算出木質(zhì)滑塊與金屬板間的動摩擦因數(shù)μ的大。ńY(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

(3)第(2)問中的結(jié)果與小明同學(xué)經(jīng)多次測量取平均值得到的結(jié)果基本一致,試將該結(jié)果與圖13中的對應(yīng)數(shù)據(jù)進行比較,并在此基礎(chǔ)上指出小明的測量方法存在的不足。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】設(shè)物體運動的加速度為a、速度為v,位移為x,現(xiàn)有四個不同物體的運動圖象如圖所示,t0時刻物體的速度均為零,則其中物體做單向直線運動的圖象是 ( )

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】滑板運動是青少年喜愛的一項活動。如圖所示,滑板運動員以某一初速度從 A 點水平離開 h=0.8m 髙的平臺,運動員(連同滑板恰好能無碰撞的從 B 點沿圓弧切線進人豎直光滑圓弧軌道,然后 經(jīng) C 點沿固定斜面向上運動至最高點 D。圓弧軌道的半徑為 1m;B、C 為圓弧的兩端點,其連線水平,圓弧對應(yīng)圓心角 θ=106°,斜面與圓弧相切于 C 點。已知滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)為 μ=1/3,g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80,不計空氣阻力,運動員(連同滑板質(zhì)量為 50 kg,可視為質(zhì)點。試求

(1)運動員連同滑板)離開平臺時的初速度 v0;

(2)運動員連同滑板)通過圓弧軌道最底點對軌道的壓力;

(3)運動員連同滑板)在斜面上滑行的最大距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某電場的電場線分布如下圖所示,以下說法正確的是(  )

A. c點場強大于b點場強

B. a點電勢高于b點電勢

C. 若將一試探電荷+qa點釋放,它將沿電場線運動到b

D. 若在d點再固定一點電荷-Q,將一試探電荷+qa移至b的過程中,電勢能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在高出水平地面的光滑平臺上放置一質(zhì)量、由兩種不同材料連接成一體的薄板A,其右段長度且表面光滑,左段表面粗糙。在A最右端放有可視為質(zhì)點的物塊B,其質(zhì)量BA左段間動摩擦因數(shù)。開始時二者均靜止,現(xiàn)對A施加水平向右的恒力,待B脫離AA尚未露出平臺)后,將A取走。B離開平臺后的落地點與平臺右邊緣的水平距離。(取)求:

1B離開平臺時的速度

2B從開始運動到剛脫離A時,B運動的時間ts和位移xB

3A左端的長度l2

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