5、在輕繩的兩端各栓一個小球,一人用手拿者上端的小球站在3層樓陽臺上,放手后讓小球自由下落,兩小球相繼落地的時間差為T,如果站在4層樓的陽臺上,同樣放手讓小球自由下落,則兩小球相繼落地時間差將 ( )
A 不變 B 變大 C 變小 D 無法判斷
解析:兩小球都是自由落體運動,可在一v-t圖象中作出速度隨時間的關(guān)系曲線,如圖所示,設(shè)人在3樓陽臺上釋放小球后,兩球落地時間差為△t1,圖中陰影部分面積為△h,若人在4樓陽臺上釋放小球后,兩球落地時間差△t2,要保證陰影部分面積也是△h;從圖中可以看出一定有△t2〈△t1
答案:C
4、汽車甲沿著平直的公路以速度v0做勻速直線運動,當(dāng)它路過某處的同時,該處有一輛汽車乙開始做初速度為零的勻加速運動去追趕甲車,根據(jù)上述的已知條件( )
A. 可求出乙車追上甲車時乙車的速度
B. 可求出乙車追上甲車時乙車所走的路程
C. 可求出乙車從開始起動到追上甲車時所用的時間
D. 不能求出上述三者中任何一個
分析:題中涉及到2個相關(guān)物體運動問題,分析出2個物體各作什么運動,并盡力找到兩者相關(guān)的物理條件是解決這類問題的關(guān)鍵,通?梢詮奈灰脐P(guān)系、速度關(guān)系或者時間關(guān)系等方面去分析。
解析:根據(jù)題意,從汽車乙開始追趕汽車甲直到追上,兩者運動距離相等,即s甲=
=s乙=s,經(jīng)歷時間t甲=t乙=t.
那么,根據(jù)勻速直線運動公式對甲應(yīng)有:
根據(jù)勻加速直線運動公式對乙有:,及
由前2式相除可得at=2v0,代入后式得vt=2v0,這就說明根據(jù)已知條件可求出乙車追上甲車時乙車的速度應(yīng)為2v0。因a不知,無法求出路程和時間,如果我們采取作v-t圖線的方法,則上述結(jié)論就比較容易通過圖線看出。圖中當(dāng)乙車追上甲車時,路程應(yīng)相等,即從圖中圖線上看面積s甲和s乙,顯然三角形高vt等于長方形高v0的2倍,由于加速度a未知,乙圖斜率不定,a越小,t越大,s也越大,也就是追趕時間和路程就越大。
答案:A
3、汽車原來以速度v勻速行駛,剎車后加速度大小為a,做勻減速運動,則t秒后其位移為( )
A B C D 無法確定
解析:汽車初速度為v,以加速度a作勻減速運動。速度減到零后停止運動,設(shè)其運動的時間t,=。當(dāng)t≤t,時,汽車的位移為s=;如果t>t,,汽車在t,時已停止運動,其位移只能用公式v2=2as計算,s=
答案:D
2、 一個物體在做初速度為零的勻加速直線運動,已知它在第一個△t時間內(nèi)的位移為s,若 △t未知,則可求出 ( )
A. 第一個△t時間內(nèi)的平均速度
B. 第n個△t時間內(nèi)的位移
C. n△t時間的位移
D. 物體的加速度
解析:因=,而△t未知,所以不能求出,故A錯.因有,(2n-1)s,故B正確;又s∝t2 所以=n2,所以sn=n2s,故C正確;因a=,盡管△s=sn-sn-1可求,但△t未知,所以A求不出,D錯.
答案:B、C
1、 下列關(guān)于所描述的運動中,可能的是 ( )
A 速度變化很大,加速度很小
B 速度變化的方向為正,加速度方向為負(fù)
C 速度變化越來越快,加速度越來越小
D 速度越來越大,加速度越來越小
解析:由a=△v/△t知,即使△v很大,如果△t足夠長,a可以很小,故A正確。速度變化的方向即△v的方向,與a方向一定相同,故B錯。加速度是描述速度變化快慢的物理量,速度變化快,加速度一定大。故C錯。加速度的大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的改變量,與速度大小無關(guān),故D正確。
答案:A、D
例題1.一物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小為4m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s,在這1s內(nèi)該物體的 ( )
A.位移的大小可能小于4m
B.位移的大小可能大于10m
C.加速度的大小可能小于4m/s
D.加速度的大小可能大于10m/s
析:同向時
反向時
式中負(fù)號表示方向跟規(guī)定正方向相反
答案:A、D
例題2:兩木塊自左向右運動,現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光,記錄下木快每次曝光時的位置,如圖所示,連續(xù)兩次曝光的時間間隔是相等的,由圖可知 ( )
A 在時刻t2以及時刻t5兩木塊速度相同
B 在時刻t1兩木塊速度相同
C 在時刻t3和時刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同
D 在時刻t4和時刻t5之間某瞬間兩木塊速度相同
解析:首先由圖看出:上邊那個物體相鄰相等時間內(nèi)的位移之差為恒量,可以判定其做勻變速直線運動;下邊那個物體很明顯地是做勻速直線運動。由于t2及t3時刻兩物體位置相同,說明這段時間內(nèi)它們的位移相等,因此其中間時刻的即時速度相等,這個中間時刻顯然在t3、t4之間
答案:C
例題3 一跳水運動員從離水面10m高的平臺上躍起,舉雙臂直立身體離開臺面,此時中心位于從手到腳全長的中點,躍起后重心升高0.45m達到最高點,落水時身體豎直,手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計)從離開跳臺到手觸水面,他可用于完成空中動作的時間是多少?(g取10m/s2結(jié)果保留兩位數(shù)字)
解析:根據(jù)題意計算時,可以把運動員的全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點,且忽略其水平方向的運動,因此運動員做的是豎直上拋運動,由可求出剛離開臺面時的速度,由題意知整個過程運動員的位移為-10m(以向上為正方向),由得:
-10=3t-5t2
解得:t≈1.7s
思考:把整個過程分為上升階段和下降階段來解,可以嗎?
例題4.如圖所示,有若干相同的小鋼球,從斜面上的某一位置每隔0.1s釋放一顆,在連續(xù)釋放若干顆鋼球后對斜面上正在滾動的若干小球攝下照片如圖,測得AB=15cm,BC=20cm,試求:
(1) 拍照時B球的速度;
(2) A球上面還有幾顆正在滾動的鋼球
解析:拍攝得到的小球的照片中,A、B、C、D…各小球的位置,正是首先釋放的某球每隔0.1s所在的位置.這樣就把本題轉(zhuǎn)換成一個物體在斜面上做初速度為零的勻加速運動的問題了。求拍攝時B球的速度就是求首先釋放的那個球運動到B處的速度;求A球上面還有幾個正在滾動的小球變換為首先釋放的那個小球運動到A處經(jīng)過了幾個時間間隔(0.1s)
(1)A、B、C、D四個小球的運動時間相差△T=0.1s
VB==m/s=1.75m/s
(2)由△s=a△T2得:
a=m/s2==5m/s2
例5:火車A以速度v1勻速行駛,司機發(fā)現(xiàn)正前方同一軌道上相距s處有另一火車B沿同方向以速度v2(對地,且v2〈v1〉做勻速運動,A車司機立即以加速度(絕對值)a緊急剎車,為使兩車不相撞,a應(yīng)滿足什么條件?
分析:后車剎車做勻減速運動,當(dāng)后車運動到與前車車尾即將相遇時,如后車車速已降到等于甚至小于前車車速,則兩車就不會相撞,故取s后=s+s前和v后≤v前求解
解法一:取取上述分析過程的臨界狀態(tài),則有
v1t-a0t2=s+v2t
v1-a0t = v2
a0 =
所以當(dāng)a≥ 時,兩車便不會相撞。
法二:如果后車追上前車恰好發(fā)生相撞,則
v1t-at2 = s +v2t
上式整理后可寫成有關(guān)t的一元二次方程,即
at2+(v2-v1)t+s = 0
取判別式△〈0,則t無實數(shù)解,即不存在發(fā)生兩車相撞時間t!鳌0,則有
(v2-v1)2≥4(a)s
得a≤
為避免兩車相撞,故a≥
法三:運用v-t圖象進行分析,設(shè)從某時刻起后車開始以絕對值為a的加速度開始剎車,取該時刻為t=0,則A、B兩車的v-t圖線如圖所示。圖中由v1 、v2、C三點組成的三角形面積值即為A、B兩車位移之差(s后-s前)=s,tanθ即為后車A減速的加速度絕對值a0。因此有
(v1-v2)=s
所以 tanθ=a0=
若兩車不相撞需a≥a0=
21. (I)證: 三棱柱中,
又平面,且平面, 平面
(II)證: 三棱柱中, 中
是等腰三角形 ,E是等腰底邊的中點,
又依條件知 且
由①,②,③得平面EDB
(III)解: 平面, 且不平行,故延長,ED后必相交, 設(shè)交點為E,連接EF,如下圖是所求的二面角
依條件易證明 為中點, A為中點
即 又平面EFB, 是所求的二面角的平面角 , E為等腰直角三角形底邊中點,
故所求的二面角的大小為
22 證明 (1)當(dāng)n=1時,42×1+1+31+2=91能被13整除
(2)假設(shè)當(dāng)n=k時,42k+1+3k+2能被13整除,則當(dāng)n=k+1時,
42(k+1)+1+3k+3=42k+1·42+3k+2·3-42k+1·3+42k+1·3
=42k+1·13+3·(42k+1+3k+2?)
∵42k+1·13能被13整除,42k+1+3k+2能被13整除
∴當(dāng)n=k+1時也成立
由①②知,當(dāng)n∈N*時,42n+1+3n+2能被13整除
20. 解:(I)設(shè)“甲隊以3:0獲勝”為事件A,則
(II)設(shè)“甲隊獲得總冠軍”為事件B,
則事件B包括以下結(jié)果:3:0;3:1;3:2三種情況
若以3:0勝,則;
若以3:1勝,則
若以3:2勝,則
所以,甲隊獲得總冠軍的概率為
19. 解:(Ⅰ)證明:CD//C1B1,又BD=BC=B1C1,∴ 四邊形BDB1C1是平行四邊形,
∴BC1//DB1.又DB1平面AB1D,BC1平面AB1D,∴直線BC1//平面AB1D.
(Ⅱ)解:過B作BE⊥AD于E,連結(jié)EB1,∵B1B⊥平面ABD,∴B1E⊥AD ,
∴∠B1EB是二面角B1-AD-B的平面角,∵BD=BC=AB,∴E是AD的中點, 在Rt△B1BE中, ∴∠B1EB=60°。即二面角B1-AD-B的大小為60°
21、直三棱柱ABC-A1B1C1中,,E是A1C的中點,且交AC于D,。(I)證明:平面;(II)證明:平面;
(III)求平面與平面EDB所成的二面角的大小(僅考慮平面角為銳角的情況)。
22 用數(shù)學(xué)歸納法證明4+3n+2能被13整除,其中n∈N*
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