高中 | 匀变速直线运动的速度位移公式 题目答案及解析

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必修1

第二章 匀变速直线运动的研究

2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系

匀变速直线运动的速度位移公式

子弹穿透力试验中,将相同的多块厚木板相互靠近固定在水平面上,试验员将子弹水平射向木板,通过观察子弹停下的位置获得相应数据。若子弹与木板间的阻力大小恒定,且子弹沿直线运动,某次射击后发现刚好击穿$2$层木板。下列分析正确的是$(\qquad)$

  

["

若仅将子弹的质量增加$1$倍,刚好打穿$4$层木板

","

若仅将子弹的射入速度提升$1$倍,刚好打穿$4$层木板

","

若仅改变子弹形状使相互间阻力减小,可以增加打穿木板的数量,同时减少发热量

","

子弹击穿第一块木板时速率降为初速率的一半

"]
[["A"]]

$\rm A$.设子弹与木板见的阻力为$f$,每层木板的厚度为$d$,刚好击穿$2$层木板时由牛顿第二定律可知$a=\dfrac{f}{m}$

$v^{2}=4ad$

当子弹的质量增加$1$倍时$a{'}=\dfrac{f}{2m}$

子弹运动的位移为$v^{2}=2a{^\prime}x$

$x=\dfrac{v^{2}}{2a{'}}=4d$

所以刚好击穿$4$层木板,故$\rm A$正确;

$\rm B$.仅将子弹的射入速度提升$1$倍后,由$x=\dfrac{v^{2}}{2a}$

可知刚好打穿$8$层木板,故$\rm B$错误;

$\rm C$.仅改变子弹形状使相互间阻力减小,子弹的加速度减小,从而得出打穿木板的数量,根据动能定理$\dfrac{1}{2}mv^{2}=Q$

可知产生的热量不变,故$\rm C$错误;

$\rm D$.根据$v_{1}^{2}-v^{2}=-2ad$

$v_{1}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}v$

$\rm D$错误。

故选:$\rm A$

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