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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
大雾天气,一辆货车正在平直的公路上匀速行驶,某时刻,货车司机发现前方$50\;\rm m$远处一辆小汽车正在向前匀速行驶,货车司机立即刹车,刹车后货车运动的$v^{2}-x$图像如图所示,刹车后货车与小汽车的最小距离为$25\;\rm m$,求:
货车刹车后的加速度大小;
$2\\;\\rm m/s^{2}$;
"]]由$v^{2} − v_{0}^{2}=2ax$,结合$v^{2} − x$图像可知,货车刹车后的加速度大小为$a=\dfrac{v_{0}^{2}}{2x}=\dfrac{400}{2 \times 100}\;\rm {m}/{s}^{2}=2\;\rm \text{m}/{s}^{2}$;
小汽车匀速行驶的速度大小;
$10\\;\\rm m/s$;
"]]两车速度相等时,距离最小,则有$v=v_{0} − at$
$\dfrac{v_{0}+v}{2}t-vt=50\;\rm \text{m}-25\;\rm \text{m}$
联立解得$t=5\;\rm s$,$v=10\;\rm m/s$
则小汽车匀速行驶的速度大小为$10\;\rm m/s$;
货车停下时,货车与小汽车的距离。
$50\\;\\rm m$。
"]]货车从开始刹车到停下所用时间为$t'= \dfrac{v_{0}}{a}=10\;\rm \text{s}$
此过程货车通过的位移大小为$x_{货}=\dfrac{v_{0}}{2}t'=100\;\rm \text{m}$
小汽车通过的位移大小为$x_{汽}=vt'=100\;\rm m$
则货车停下时,货车与小汽车的距离为$\Delta x=50{\;\rm m}+x_{汽}−x_{货}=50\;\rm m$。
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