新高考物理一轮复习重难点过关训练专题01 运动的描述(含解析)
展开专题01 运动的描述
1.了解质点和位移的概念,知道把物体看成质点的条件.
2.了解参考系的作用,会在实例中选择合适的参考系.
3.掌握速度、加速度,体会比值定义法和极限思想.
考点一 质点、参考系和位移
1.质点
(1)质点是用来代替物体的具有质量的点,质点是一种理想化模型.
(2)把物体看作质点的条件:物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计.
2.参考系
在描述物体运动时,用来作为参考的物体,通常以地面为参考系.
3.路程和位移
(1)路程是物体运动轨迹的长度,它是标量.
(2)位移是由初位置指向末位置的有向线段,它是矢量.
(3)在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程.
1.时间和时刻的对比
意义
时间轴表示
对应的物理量
通常的说法
时刻
一段时间的始末, 一瞬间,有先后, 无长短
轴上一点
位置、瞬时速度、瞬时加速 度
第几秒初、 第几秒末
时间
两时刻之间的间隔,有长短
轴上一段
位移、平均速度、速度变化 量
几秒、第几 秒、前几秒、 后几秒
2.位移和路程的对比
位移
路程
方向
方向是由初位置指向末位置,是矢量
没有方向,是标量
大小
物体初位置与末位置间的直线距离,
与物体所走路径无关
物体实际运动轨迹的长度,
与物体所走路径有关
运算法则
平行四边形法则
代数运算加法
联系
一般情况下:路程大于或等于位移的大小;只有当物体做单向直线运动时,物体的位移大小才等于路程
【典例1】(2022·北京海淀·模拟预测)在北京冬奥会比赛项目中,下列说法正确的是( )
A.研究图甲中冰壶运动员的推壶技术时,冰壶可以看成质点
B.研究图乙中自由滑雪运动员的落地动作时,运动员可以看成质点
C.研究图丙中短道速滑1000米的运动轨迹时,运动员可以看成质点
D.研究图丁中花样滑冰双人滑旋转时,女运动员身体各部分的速度可视为相同
【答案】C
【解析】A.在研究冰壶运动员的推壶技术时,需要注意与冰壶的接触位置,冰壶的大小和形状不可忽略,不可看成质点,A错误;
B.在研究自由滑雪运动员的落地动作时,运动员的形状不可忽略,不能看成质点,B错误;
C.短道速滑1000米的运动轨迹时,运动员可以看成质点,C正确;
D.花样滑冰双人滑旋转时,女运动员身体各部分的运动状态不同,速度不可视为相同,D错误。
故选C。
【典例2】(2020·辽宁·辽师大附中高三阶段练习)如图所示,是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方法表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是( )
A.大地 B.太阳 C.滑板运动员 D.步行的人
【答案】C
【解析】由于运动员和摄影师以相同的速度运动,故以运动员作为参考系,摄影师是静止的,所以运动员的图片是清晰的,但由于背景相对于运动员是运动的,所以背景相对于摄像机也是运动的,所以拍摄的背景是模糊的。故在“追拍法”中摄影师选择的参考系是运动员。
故选C。
【典例3】(2022·浙江·高三专题练习)在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图所示。下面说法正确的是( )
A.地球在金星与太阳之间
B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零
D.以金星为参考系,可以认为太阳是运动的
【答案】D
【解析】A.金星通过太阳和地球之间时,我们才能看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色,选项A错误;
B.因为观测“金星凌日”时太阳的大小对所研究的问题起着至关重要的作用,所以不能将太阳看成质点,选项B错误;
C.金星绕太阳一周,起点与终点重合,位移为零,选项C错误;
D.金星相对于太阳的空间位置发生了变化,所以以金星为参考系,太阳是运动的,选项D正确。
故选D。
考点二 平均速度 瞬时速度
1.平均速度:物体发生的位移与发生这段位移所用时间之比,即=,是矢量,其方向就是对应位移的方向.
2.瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度,是矢量,其方向是物体在这一时刻的运动方向或运动轨迹的切线方向.
3.速率:瞬时速度的大小,是标量.
4.平均速率:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值,不一定(填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小.
1.平均速度和瞬时速度的区别与联系
(1)区别:平均速度表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度,瞬时速度表示物体在某一时刻或某一位置运动的快慢程度.
(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度,公式v=中,当Δt→0时v是瞬时速度.
2.瞬时速度、速率、平均速度和平均速率的对比
瞬时速度
速率
平均速度
平均速率
物理意义
在某一时刻或某一位置时
物体的速度
瞬时速度的大小
某一段时间或某一段位移内运动的快慢和方向
物体的路程与所用时间的比值
对运动的描述
精确的描述物体在某一时刻或某一位置时的运动
精确描述物体运动
的快慢
粗略描述物体运动的快慢和方向
仅表示物体运动快慢
矢、标性
矢量
标量
矢量
标量
3.=是平均速度的定义式,适用于所有的运动,求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”;而=只适用于匀变速直线运动.
4.用极限法求瞬时速度
由平均速度=可知,当Δt→0时,平均速度就可以认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量.
【典例4】(2021·浙江·绍兴市柯桥区教师发展中心二模)浙江国际赛车场位于绍兴柯桥南部、柯岩——鉴湖旅游度假区中心位置,依山而建,赛道全长3.25公里,赛道共16个弯有车手曾在这里创下最佳速圈纪录成绩1分33秒,下列说法正确的是( )
A.分析赛车的运动路线时赛车不能看做质点
B.赛道全长指的是赛车比赛的位移
C.最佳速圈记录1分33秒指的是时间间隔
D.完成最佳速圈纪录的平均速度约为39m/s
【答案】C
【解析】A.分析赛车的运动路线时可以忽略赛车的形状和大小,因此赛车可以看做质点,故A错误;
B.赛道全长指的是赛车比赛的路程,故B错误;
C.最佳速圈记录1分33秒指的是时间间隔,故C正确;
D.完成最佳速圈纪录的平均速率约为39m/s,故D错误。
故选C。
【典例5】(2019·浙江·高三阶段练习)我国“十五”期间在许多省市都建成了高铁,在某些路段上,火车的时速高达240km/h;为进一步探测月球,我国于2010年10月发射了“嫦娥二号”卫星,发射过程中,“嫦娥二号”卫星与火箭分离时的速度为10.2km/s.对于上述两个速度的判断,下列哪个说法正确?( )
A.火车的速度是平速度,卫星的速度是瞬时速度
B.火车的速度是瞬时速度,卫星的速度是平均速度
C.两者都是瞬时速度
D.两者都是平均速度
【答案】C
【解析】在某些路段上,火车的时速高达240km/h,此时的速度是瞬时速度,嫦娥二号”卫星与火箭分离时的速度为10.2km/s,此速度对应一个位置,是瞬时速度,故C正确,ABD错误
考点三 加速度
1.物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量.
2.定义:物体速度的变化量和发生这一变化所用时间之比.
定义式:a=,单位:m/s2.
3.方向:与Δv的方向一致,由合力的方向决定,而与v0、v的方向无关(填“有关”或“无关”),是矢量.
1.速度、速度的变化量和加速度的对比
比较项目
速度
速度的变化量
加速度
物理意义
描述物体运动的快慢和方向
描述物体速度的改变
描述物体速度的变化快慢
公式
v=
Δv=v-v0
a==
决定因素
匀变速直线运动中,由v=v0+at知v的大小由v0、a、t决定
由Δv=aΔt知Δv由a与Δt决定
由a=知,a由F、m决定,与v、Δv、Δt无关
2.对加速度大小和方向的进一步理解
【典例6】(2022·北京海淀·模拟预测)下面关于加速度的描述中正确的有( )
A.加速度描述了物体速度变化的多少
B.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化量
C.当加速度增大时,物体位移一定增大
D.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动
【答案】B
【解析】A.加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,故A错误;
B.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化量,故B正确;
C.加速度增大,位移不一定增大,如物体做往返运动时,位移在减小,即两者之间没有必然的联系,故C错误;
D.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做加速度减小的加速运动,故D错误。
故选B。
【典例7】(2021·河南·高三阶段练习)在一次蹦床比赛中,运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s,那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为( )
A.2.0 m/s2,竖直向下
B.8.0 m/s2,竖直向上
C.10.0 m/s2,竖直向下
D.18 m/s2,竖直向上
【答案】D
【解析】规定竖直向下为正方向,v1方向与正方向相同,v2方向与正方向相反,根据加速度定义式得a= m/s2=-18 m/s2,负号表示与正方向相反,即加速度方向竖直向上.故选D.
【典例8】(多选)一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小到零,那么该物体的运动情况可能是( )
A.速度不断增大,到加速度为零时,速度达到最大,而后做匀速直线运动
B.速度不断减小,到加速度为零时,物体做匀减速直线运动,而后物体运动停止
C.速度不断减小到零,然后向相反方向做加速运动,而后物体做匀速直线运动
D.速度不断减小,到加速度为零时速度减小到最小,而后物体做匀速直线运动
【答案】ACD
【解析】如图线①,如果物体的初速度与加速度方向相同,在加速度逐渐减小的过程中,物体速度不断增大,当加速度为零时,速度达到最大,以后做匀速运动,选项A正确;如图线②,如果物体的初速度与加速度反向,在加速度逐渐减小的过程中,物体速度也逐渐减小,当加速度为零时,物体的速度没减速至零,则以后以较小的速度匀速运动;如图线③,如果速度减为零,而加速度没减为零,则物体将反向加速,加速度减为零后,做匀速直线运动.综上所述,可知选项C、D正确,B错误.
一、单选题
1.(2022·浙江省象山中学高三阶段练习)如图是北京冬奥会中我国优秀运动员们在比赛中的身姿,下列研究的问题中可以把运动员视为质点的是( )
A.研究钢架雪车运动员的快慢
B.研究自由式滑雪运动员的空中姿态
C.研究单板滑雪运动员的空中转体
D.研究花样滑冰运动员的花样动作
【答案】A
【解析】A. 研究钢架雪车运动员的快慢时,钢架雪车运动员的形状大小对研究的过程来说可以忽略不计,所以可以看成质点,A正确;
B. 研究自由式滑雪运动员的空中姿态,运动员的形状不能忽略,不可以将运动员看成质点,B错误;
C. 研究单板滑雪运动员的空中转体,要研究运动员的动作,不可以将运动员看成质点,C错误;
D. 研究花样滑冰运动员的花样动作时,要观看运动员的动作,不可以将运动员看成质点,D错误;
故选A。
2.(2022·浙江·高三开学考试)据悉,北京时间2021年10月16日0时23分,神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射,约582秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送人太空,发射取得圆满成功。飞船将在距近地点高度200km,远地点高度356km的轨道上运行,与空间站处于同一个平面。它飞行一圈约为42185km,用时约90分钟,平均7.81km/s。对于这段消息的解读正确的是( )
A.文中的16日0时23分是时间间隔
B.文中的42185km是飞船运行一周的位移
C.文中的7.81km/s是平均速率
D.发射过程中,以航天员翟志刚为参考系,火箭是加速上升的
【答案】C
【解析】A.文中的16日0时23分是时刻,A错误;
B.文中的42185km是飞船运行一周的路程,B错误;
C.文中的7.81km/s是平均速率,C正确;
D.发射过程中,以航天员翟志刚为参考系,火箭是静止,D错误。
故选C。
3.(2022·浙江·模拟预测)关于下列四幅图,说法正确的是( )
A.图甲中,电动车限速20km/h,指的是平均速度大小
B.图乙中,研究子弹前进过程中的旋转情况可以把子弹看成质点
C.图丙中,某运动员奥运会百米跑的成绩是10s,则他的平均速度大小一定为10m/s
D.图丁中,京沪高速铁路列车匀速拐弯时加速度为零
【答案】C
【详解】A.图甲中,电动车限速20km/h,指的是瞬时速度大小,故A错误;
B.图乙中,研究子弹前进过程中的旋转情况,子弹的大小形状不能忽略,不能看成质点,故B错误;
C.图丙中,某运动员奥运会百米跑的成绩是10s,则他的平均速度大小为
故C正确;
D.图丁中,京沪高速铁路列车匀速拐弯时一定有向心加速度,加速度不为零,故D错误。
故选C。
4.(2022·广东·高三学业考试)下表是D3111次动车从宁德站运行至福州南站的时刻表,则( )
车次
出发站
开车时间
到达站
到达时间
用时
里程
D3111
宁德
12:13
福州南
12:48
35分
A.表中“35分”表示时刻
B.该动车从宁德至福州南的位移为
C.研究动车从宁德到福州南全程的时间,可以把动车视为质点
D.可以根据表中数据求出该动车从宁德至福州南的平均速度
【答案】C
【解析】A.表中“35分”表示时间,A错误;
B.该动车从宁德至福州南的路程为,B错误;
C.研究动车从宁德到福州南全程的时间,可以把动车视为质点,C正确;
D.由于不知道该动车从宁德至福州南行驶的位移,所以不能由表中数据求出该动车从宁德至福州南的平均速度,D错误。
故选C。
5.(2022·陕西西安·高三期末)北京时间2021年8月8日,东京奥运会圆满结束。中国奥运代表团经过16天的拼搏,拿到了38金、32银、18铜的成绩,位居奖牌榜第二位,创造了奥运历史上第二好成绩。下列关于某些奥运比赛项目的说法正确的是( )
A.在足球比赛中研究如何才能踢出香蕉球时,可以把足球看成质点
B.中国选手苏炳添在100米决赛中以9.98秒取得了第六名的好成绩,9.98秒是时间间隔
C.在跳水比赛中,如果以运动员为参考系,该运动员下方的水面一定是上升的
D.400米比赛中,运动员的位移为零,平均速度为零,平均速率也为零
【答案】B
【解析】A.在足球比赛中研究如何才能踢出香蕉球时不能忽略足球的大小形状,不可以把足球看成质点,故A错误;
B.中国选手苏炳添在100米决赛中以9.98秒取得了第六名的好成绩,9.98秒是时间间隔,故B正确;
C.在跳水比赛中,如果以运动员为参考系,在运动员上升过程中,该运动员下方的水面是下降的,故C错误;
D.400米比赛中,运动员的位移为零,平均速度为零,路程不等于零,平均速率也不等于零,故D错误。
故选B。
6.(2022·上海市复兴高级中学二模)“加速度的变化率”可以表示加速度随时间变化的快慢。汽车加速度的变化率越小,乘客舒适感越好。某轿车由静止启动,前3s内加速度随时间的变化关系如图所示,则( )
A.2s~3s内轿车做匀速运动
B.第3s末,轿车速度达到10m/s
C.加速度变化率的单位为m2/s3
D.乘客感觉0~2s内比2s~3s内更舒适
【答案】B
【解析】A.由图像知2s~3s内,加速度不变,轿车做匀加速运动,故A错误;
B.a-t图像围成的面积表示速度的变化量,0~3s内图像的面积为
因初速度为0,即第3s末,轿车速度达到10m/s,故B正确;
C.加速度变化率为加速度的变化量除以时间t,单位为,时间单位为s,故加速度变化率的单位为,故C错误;
D.由图像知0~2s内的加速度变化率为
而2s~3s内加速度变化率为0,由题知加速度变化率越小乘客感觉越舒适,即2s~3s内乘客感觉更舒适,故D错误。
故选B。
7.(2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习)如图所示为某次导航的行驶信息。关于图片的数据,下列说法正确的是( )
A.“5.6km导航里程”指的是位移 B.“00∶14”指的是时刻
C.“60km/h最快速度”指的是瞬时速度 D.“23km/h平均速度”是矢量
【答案】C
【解析】A.由图中给出的轨迹,可以看出5.6公里为路程,故A错误;
B.00∶14为运动过程中的时间,故B错误;
C.60km/h为运动过程中的最快速度,即瞬时速度,故C正确;
D.23km/h指的是平均速率,没有方向,故D错误。
故选C。
8.(2022·山东·济南市历城第二中学高三开学考试)扔皮球是儿童经常玩的游戏。若把皮球视为质点,皮球两次投中同一点的过程可以简化为如图所示的两个过程,一次从点水平抛出,另一次从点正下方地面上的点斜向上抛出,其轨迹的最高点和点等高,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.皮球两次运动的位移的大小相等
B.皮球两次运动的时间相等
C.皮球两次运动落地前瞬间重力的功率相等
D.皮球两次运动落地前瞬间的速率相等
【答案】C
【解析】A.从P到M的位移为由P指向M的有向线段,从Q到M的位移为由Q指向M的有向线段,两者大小不等,故A错误;
B.设P离地面高度为h,从Q点抛出的小球做斜抛运动,根据对称性,其从Q到最高点和从最高点到M的过程时间、水平位移、速率大小都相等,其从最高点到M的过程与从P点抛出到M的过程都是平抛运动,由
知时间相等,所以从P点抛出到M点与从Q抛出到M点两种情况的时间之比为1:2,故B错误;
C.由B中分析可知,从Q抛出的小球从最高点到M点与从P抛出到M点,由竖直方向都自由落体运动,落地时竖直方向分速度,由
可知落地时两者竖直方向分速度相等,由重力功率公式
知落地前瞬间两球重力功率相等,故C正确;
D.两球落地前竖直方向速度相等,但水平方向分速度不等,水平方向是匀速运动
全过程两次时间之比是1:2,所以两球水平速度之比为2:1,合成后可知两球落地前瞬间速率不等,故D错误。
故选C。
9.(2022·重庆·高三阶段练习)在国道312线的许多路段都有交通管理部门设置的限速标志,如图所示,这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时( )
A.必须以这一速度行驶
B.瞬时速度大小不得超过这一规定数值
C.平均速度大小不得超过这一规定数值
D.汽车上的速度计指示值,有时还是可以超过这一规定值的
【答案】B
【解析】小汽车上被红线划过,表示禁止,旁边的40表示40km/h,这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时瞬时速度不能超过40km/h,在行驶的任何时间都不能超过该数值,行驶速度低于或者等于40km/h都是允许的。
故选B。
10.(2021·安徽六安·高三阶段练习)一辆汽车在平直的公路上以a=5m/s2的加速度做匀加速直线运动。则下列说法中正确的是( )
A.第2s末的速度为第1s末速度的5倍
B.第3s末的速度比第1s末的速度大5m/s
C.第1s末的速度与第4s末速度的平均值等于第2s末的速度
D.第ns内的位移比第()s内的位移多5m
【答案】D
【解析】A.由公式
得
则任意1s末的速度均比这1s初的速度大5m/s,并不是5倍的关系,A错误;
B.由速度公式可知,第3s末的速度比第1s末的速度大10m/s,B错误;
C.对于匀变速直线运动,某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度,第1s末的速度与第4s末速度的平均值等于第2.5s末的速度,C错误;
D.由匀变速直线运动的推论
可知任意相邻相等时间间隔内的位移差均为常量,且当时,,D正确。
故选D。
二、填空题
11.(2022·全国·高三课时练习)下列所说的速度中,表示平均速度的是________,表示瞬时速度的是________。
①百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线;
②经提速后列车的速度达到350km/h;
③由于堵车,车在隧道内的速度仅为1.2m/s;
④返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中;
⑤子弹以800m/s的速度撞击在墙上。
【答案】 ②③##③② ①④⑤##①⑤④##④①⑤##④⑤①##⑤①④##⑤④①
【解析】[1]平均速度与位移和时间相对应,表示平均速度是②经提速后列车的速度达到350km/h;③由于堵车,车在隧道内的速度仅为1.2m/s;
[2]瞬时速度与位置和时刻相对应,表示瞬时速度的是①百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线;④返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中;⑤子弹以800m/s的速度撞击在墙上。
12.(2020·上海市建平中学高三阶段练习)为了减少交通事故,近年来我国加大了对道路的限速监控。目前,限速监控的方式有两种:一种是“定点测速”,即监测汽车经过某位置的速度;另一种是“区间测速”,即监测汽车在某一区间行驶的速度。如果超过了该路段的最高限速,即被判为超速。如图所示,高速路上某一区间测速的区间长度为66km,全程限速100km/h,一辆汽车通过监测起点和终点的速度分别为95km/h和90km/h,通过测速区间的时间为30min。根据以上信息,可判断此车_________(选填“超速”或“不超速”),理由是________。
【答案】 超速 平均速率为132km/h,超过100km/h
【解析】[1][2]全程平均速率为
所以超速了。
三、解答题
13.(2022·全国·高三专题练习)在高中物理中,为描述物体位置的变化引入了一个叫位移的物理量,它定义为某物体运动过程中,其初位置到末位置的直线距离叫位移大小,从初位置指向末位置的方向为位移的方向.在军训时,小明同学从足球场中央A点出发,先向正南方向正步走s1=8m,然后向左转沿正东方向正步走s2=6m,到达B点.求:
(1)小明从A点到B点经过的路程s3;
(2)小明从A点到B点发生的位移大小s4;试运用合理的方式描述该位移的方向.
【答案】(1)14m (2)10m 方向南偏东37°
【解析】(1)路程是物体轨迹的长度,所以小明从A点到B点经过的路程
.
(2)小明的运动如图所示:
小明从A点到B点发生的位移大小为
,
方向为南偏东37°.
14.(2022·江苏·模拟预测)质点从静止开始做匀加速直线运动,经6s后速度达到30m/s,然后匀速运动了10s,接着经5s匀减速运动后静止。求:
(1)质点在加速运动阶段和减速阶段的加速度的大小?
(2)质点在整个过程的平均速度是多少?
【答案】(1)5m/s2,6m/s2;(2)22.14m/s
【解析】(1)根据加速度的定义式得匀加速阶段的加速度大小为
匀减速阶段加速度的大小为
(2)匀加速运动的位移
匀速运动的位移
匀减速运动的位移
所以质点在整个过程的平均速度是
15.(2021·甘肃·舟曲县第一中学高三阶段练习)登山运动时,张捷用100min由宿营地X爬到山顶Y,在山道上通过的路程是2400m,相对于X升高了1200m,如图所示。
(1)由X到Y的位移大小是多少?
(2)爬山的平均速率是多大?
(3)计算他爬山的平均速度的大小;
【答案】(1)2000m,方向由X指向Y;(2)0.4m/s;(3)0.33m/s
【解析】(1)位移等于首末位移的距离,总位移为
方向由X指向Y;
(2)平均速率为
(3)平均速度为
16.(2022·全国·高三专题练习)有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为500g(g取10 m/s2),以醒世人,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险,那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,将会达到这一数值。试问:
(1)一辆以54 km/h的速度行驶的货车与一辆以36km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞,摩托车驾驶员被以与碰撞前货车相同的速度撞飞,碰撞时间为2.5×10-3 s,摩托车驾驶员是否有生命危险?
(2)为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车急刹车后到完全静止所需时间分别为3s、2s,货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少?
【答案】(1)有生命危险;(2)1∶1.
【解析】(1)已知v1=36 km/h=10 m/s ,v2=-54 km/h=-15 m/s。
两车碰撞过程中,取摩托车的初速度方向为正方向,摩托车的速度变化量
Δv=v2-v1=-15 m/s-10 m/s=-25 m/s
两车相碰撞时摩托车驾驶员的加速度大小为
1000g>500g,因此摩托车驾驶员有生命危险。
(2)设货车、摩托车的加速度大小分别为a1、a2,根据加速度定义得
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