2017-2018年河南省郑州一中高一(上)期中物理试卷和参考答案

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2017-2018学年河南省郑州一中高一(上)期中物理试卷
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分,其中1-8题为单选题,9-12题为多选题.
1.(4分)关于运动的描述,下列说法正确的是()
A.子弹击中标靶时的速度为300m/s是指子弹的平均速度
B.中国共产党第十九次全国代表大会开幕会已于2017年10月18日上午9:00在人民大会堂顺利举行,2017年10月18日上午9:00表示时刻
C.“神州十号”飞船绕地球一周,位移和路程都为零
D.一列火车在雨中自东向西行驶,车内乘客观察到雨滴以一定的速度竖直下落,那么车外站在月台的人看到的雨滴也是竖直落下的
2.(4分)关于物体运动的速度和加速度的关系,下列说法正确的是()A.加速度就是增加的速度
B.速度越大,加速度也越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也一定保持不变
D.速度变化越快,加速度一定越大
3.(4分)杭新景高速公路限速120km/h,一般也要求速度不小于80km/h.冬天大雾天气的时候高速公路经常封道,否则会造成非常严重的车祸.如果某人大雾天开车在高速上行驶,设能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为30m,该人的反应为0.5s,汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5m/s2,为安全行驶,汽车行驶的最大速度是()
A.10m/s B.15m/s C.m/s D.20m/s
4.(4分)一个物体沿着斜面从静止滑下做匀变速直线运动,已知它前2s内的位移为3m,则它在第四个2s内的位移是()
A.14m B.21m C.24m D.48m
5.(4分)某人用手表估测火车的加速度,先观测3分钟,发现火车前进540米,隔3分钟后,又观测1分钟,发现火车前进360米,若火车在这7分钟内做匀加速直线运动,则火车的加速度为()
A.0.03m/s2B.0.01m/s2C.0.5m/s2D.0.6m/s2
第1页(共17页)
6.(4分)沿同一直线运动的甲、乙两物体,其位移一时间图象分别如图中直线a和抛物线b所示,其中t1、t2时刻图象有两个交点,由图可知(
时刻图象有两个交点,由图可知( )
A.乙物体做曲线运动
B.在t2时刻,乙物体的速度小于甲物体的速度
C.在t1~t2这段时间内两物体的平均速度相等
D.在t 1~t2这段时间内乙物体的运动方向未改变
7.(4分)某物体的运动的v﹣t图象如图所示,则下列说法正确的是(
图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物体在第1s末运动方向发生改变
B.物体在第2s内、第3s内的加速度是相同的
C.物体在第2s末返回出发点
D.物体在第5s时离出发点最远,且最大位移为0.5m
8.(4分)下列关于重力和重心的说法正确的是(
分)下列关于重力和重心的说法正确的是( )
A.重力的方向是指向地心
B.物体挂在弹簧秤下,弹簧秤的示数一定等于物体的重力
C.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上
D.用细线将重物悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上9.(4分)下列关于物理学史和物理研究方向的叙述中,正确的是(分)下列关于物理学史和物理研究方向的叙述中,正确的是( )A.用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法
B.利用v﹣t图象推导匀变速直线运动位移公式的方法是理想模型法
C.伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律
D .瞬时速度是运动时间△t→0时的平均速度,该定义利用了极限法
10.(4分)从水平地面竖直向上抛出一物体,物体在空中运动,到最后又落回地面,在不计空气阻力的条件下,以下判断正确的是(地面,在不计空气阻力的条件下,以下判断正确的是( )
A .物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度相同
B .物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度方向相反
C .物体上升过程经历的时间等于物体下落过程经历的时间
D .物体上升过程经历的时间小于物体下落过程经历的时间
11.(4分)如图所示,A 、B 两物体的重力分别是G A =3N ,G B =4N .A 用细线悬挂在顶板上,B 放在水平面上,A 、B 间轻弹簧中的弹力F=2N ,则细线中的张力T 及B 对地面的压力N 的可能值分别是(的可能值分别是( )
A .7N 和0N 
B .1N 和2N 
C .1N 和6N 
D .2N 和5N
12.(4分)质点做直线运动的位移x 与时间t 的关系为x=5t +t 2(各物理量均采
用国际单位制单位),则该质点(,则该质点( )
A .第1s 内的位移是5m
B .前2s 内的平均速度是7m/s
C .任意相邻的1s 内位移差都是1m
D .任意1s 内的速度增量都是2m/s
二、实验题:本题共2小题,共12分.
13.(6分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图
甲所示,a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a 、
b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,图乙中图乙中MN 是水平桌面,Q 是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,让滑块d 从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5×10﹣2s 和1.0×10﹣2s ,小滑块d 的宽度为0.5cm ,两个光电门之间的距离L=1m ,现可测出滑块通过光电门1的速度v 1= m/s ,滑块通过光电门2的速度v 2= m/s ,滑块运动的加速度a= m/s 2.(

果均保留两位有效数字)
14.(6分)某同学在研究“匀变速直线运动”的实验时,将打点计时器接到频率为f=50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出),s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm.s6=7.64cm,则打点计时器在打B点时小车的速度v8=m/s,写出你认为能尽量减小误差的计算此匀变速直线运动加速度的计算式a=
,加速度的大小是 m/s2.(有效结果均保留两位有(用s1、s2…及f表示),加速度的大小是
效数字)
三、计算题:本题共4小题,共40分.
15.(8分)如图所示,物体A重30N,物体B重20N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=35N时,才能将A匀速拉出,求:(1)接触面间的动摩擦因数μ;
(2)细绳对B的拉力.
16.(10分)飞机着陆以后以6m/s2的加速度以匀减速直线运动,若其着陆速度为60m/s,求:
(1)它着陆后12s内滑行的距离;
(2)静止前5s内飞机滑行的距离.
17.(10分)电影《战狼2》在火爆上映,再次点燃了中国观众的民族情节和爱国主义的热情,为了更深刻的展现出军人形象,演员吴京曾在某特战部队生活、
训练了18个月.在某次夜晚演习训练中,飞机在220m高处超低空水平飞行,吴京离开飞机后先自由下落,运动一段时间后立即打开降落伞,展伞后吴京以2.5m/s2的平均加速度匀减速下降,为了安全要求,吴京落地的速度不能超过5m/s
(g=10m/s 2
),敌方地面探照灯每隔15s扫描一次,分析吴京能否利用探照灯的
照射间隔安全着陆.
18.(12分)2017年3月23日,2018世界杯亚洲区预选赛十二强赛中,主场作战的中国队凭借于大宝的一记头球射门,以1:0击败老对手韩国队,整个国家都沉浸在胜利的喜悦当中,在该场足球比赛当中,多次使用“边路突破、下底传中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底线附近进行传中,已知足球场长90m、宽60m,于大宝在中线处将足球沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地
面上做初速度为12m/s的匀减速直线运动,加速度大小为2m/s 2
,试求:
(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移有多大?
(2)足球从开始做匀减速运动的同时,于大宝沿边线向前追赶足球,他的启动
过程可视为初速度为0,加速度为2m/s 2
的匀加速直线运动,他能达到的最大速
度为8m/s,于大宝至少经过多长时间能追上足球?
(3)若于大宝追上足球后,又将足球以速度v沿边线向前踢出,足球的运动仍
视为加速度大小为2m/s 2
的匀减速直线运动,与此同时,由于体力的原因,于大
宝以6m/s的速度做匀速直线运动向前追赶足球,若于大宝恰能在底线追上足球,则v多大?
2017-2018学年河南省郑州一中高一(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分,其中1-8题为单选题,9-12题为多选题.
1.(4分)关于运动的描述,下列说法正确的是(
分)关于运动的描述,下列说法正确的是( )
A.子弹击中标靶时的速度为300m/s是指子弹的平均速度
B.中国共产党第十九次全国代表大会开幕会已于2017年10月18日上午9:00
在人民大会堂顺利举行,2017年10月18日上午9:00表示时刻
C.“神州十号”飞船绕地球一周,位移和路程都为零
D.一列火车在雨中自东向西行驶,车内乘客观察到雨滴以一定的速度竖直下落,那么车外站在月台的人看到的雨滴也是竖直落下的
【解答】解:A、子弹击中标靶时的速度为300m/s,表示通过某一位置的速度,是瞬时速度,故A错误。

B、2017年10月18日上午9:00是时间轴上的一个点,表示时刻,故B正确。

C、“神舟十号”飞船绕地球飞行一周,位移为零,路程不为零,故C错误。

D、一列火车在雨中自东向西行驶,车内乘客观察到雨滴以一定的速度竖直下落,
知雨滴在水平方向和车具有相同的速度,所以在月台上人看到雨滴是斜向西下落,故D错误。

故选:B。

2.(4分)关于物体运动的速度和加速度的关系,下列说法正确的是(分)关于物体运动的速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.加速度就是增加的速度
B.速度越大,加速度也越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也一定保持不变
D.速度变化越快,加速度一定越大
【解答】解:A、加速度大小等于单位时间内速度的变化量,不是增加的速度,故A错误;
B.速度大,加速度不一定大。

比如比较大的速度做匀速直线运动,速度虽然很
大,但加速度很小,为0,故B错误;
C.加速度的方向不变,速度的方向可能改变,比如平抛匀速运动,加速度方向不变,速度方向时刻改变,故C错误。

D.加速度是反映速度变化快慢的物理量。

加速度大,速度变化快,故D正确;故选:D。

3.(4分)杭新景高速公路限速120km/h,一般也要求速度不小于80km/h.冬天大雾天气的时候高速公路经常封道,否则会造成非常严重的车祸.如果某人大雾天开车在高速上行驶,设能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)为30m,该人的反应为0.5s,汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5m/s2,为安全行驶,汽车行驶的最大速度是( )
安全行驶,汽车行驶的最大速度是(
A.10m/s B.15m/s C.m/s D.20m/s
【解答】解:设汽车的初速度为v0,则在反应时间里汽车的位移为x1=v0t反=0.5v0,汽车做匀减速直线运动的时间:
t==
根据匀变速直线运动的平均速度公式=
汽车做匀减速直线运动的位移=
因为能见度为30m,所以有保证安全的前提下满足:x1+x≤30当取最大速度时取等号即:
可解得:v0=15m/s(v0=﹣20m/s不合题意舍去)
故选:B。

4.(4分)一个物体沿着斜面从静止滑下做匀变速直线运动,已知它前2s内的
内的位移是( )
位移为3m,则它在第四个2s内的位移是(
A.14m B.21m C.24m D.48m
【解答】解:物体做初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间内,物体
位移之比为:x1:x2:x3:x4=1:3:5:7。

所以:,故:x4=7×x1=21m。

故选:B。

5.(4分)某人用手表估测火车的加速度,先观测3分钟,发现火车前进540米,隔3分钟后,又观测1分钟,发现火车前进360米,若火车在这7分钟内做匀加速直线运动,则火车的加速度为( )
速直线运动,则火车的加速度为(
A.0.03m/s2B.0.01m/s2C.0.5m/s2D.0.6m/s2
【解答】解:第一个3分钟内中间时刻的瞬时速度,1分钟内
中间时刻的瞬时速度,两个时刻之间的时间间隔为300s,所以a==.故B正确,A、C、D错误。

故选:B。

6.(4分)沿同一直线运动的甲、乙两物体,其位移一时间图象分别如图中直线a和抛物线b所示,其中t1、t2时刻图象有两个交点,由图可知(
时刻图象有两个交点,由图可知( )
A.乙物体做曲线运动
B.在t2时刻,乙物体的速度小于甲物体的速度
C.在t1~t2这段时间内两物体的平均速度相等
D.在t1~t2这段时间内乙物体的运动方向未改变
【解答】解:A、位移﹣时间图象只能表示直线运动的规律,乙物体做直线运动,故A错误。

B、根据图象的斜率表示速度,斜率绝对值大小表示速度大小,则在t2时刻,乙
物体的速度大于甲物体的速度。

故B错误。

C、在t1~t2这段时间内两物体的位移相等,时间相等,则平均速度相等,故C 正确。

D、t 1~t2
这段时间内b图线切线斜率由负变为正,说明乙物体的运动方向由负
变为正,故D错误。

故选:C。

7.(4分)某物体的运动的v﹣t图象如图所示,则下列说法正确的是(
图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物体在第1s末运动方向发生改变
B.物体在第2s内、第3s内的加速度是相同的
C.物体在第2s末返回出发点
D.物体在第5s时离出发点最远,且最大位移为0.5m
【解答】解:A.由图象可知:物体在前2s内速度都为正,运动方向发生改变,故A错误;
B.物体在第2s内、第3s内图象的斜率相同,所以加速度是相同的,故B正确;
C.物体在4s末图象与时间轴围成的面积为零,此时回到出发点,故C错误;
D.物体在2s末和6s末位移最大,最大位移为0.5m,故D错误。

故选:B。

8.(4分)下列关于重力和重心的说法正确的是(
分)下列关于重力和重心的说法正确的是( )
A.重力的方向是指向地心
B.物体挂在弹簧秤下,弹簧秤的示数一定等于物体的重力
C.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上
D.用细线将重物悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
【解答】解:A、重力的方向总是竖直向下,不是指向地心,也不是垂直地面,故A错误;
B、物体挂在弹簧秤下处于平衡状态时,弹簧秤的示数一定等于物体的重力。

故B错误;
C、物体的重心可以在物体内,也可能在物体外,比如均匀圆环,故C错误;
D、根据平衡条件可知,用细线将重物悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上,故D正确。

故选:D。

9.(4分)下列关于物理学史和物理研究方向的叙述中,正确的是(分)下列关于物理学史和物理研究方向的叙述中,正确的是( )A.用质点来代替实际物体的研究方法叫微元法
B.利用v﹣t图象推导匀变速直线运动位移公式的方法是理想模型法
C.伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律
D.瞬时速度是运动时间△t→0时的平均速度,该定义利用了极限法
【解答】解:A、用质点来代替实际物体的研究方法叫理想模型法,故A错误;
B、利用v﹣t图象推导匀变速直线运动位移公式的方法是微元法,故B错误;
C、伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律,故C正确;
D、瞬时速度是运动时间△t→0时的平均速度,该定义利用了极限法,故D正确。

故选:CD。

10.(4分)从水平地面竖直向上抛出一物体,物体在空中运动,到最后又落回地面,在不计空气阻力的条件下,以下判断正确的是( )
地面,在不计空气阻力的条件下,以下判断正确的是(
A.物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度相同
B.物体上升阶段的加速度与物体下落阶段的加速度方向相反
C.物体上升过程经历的时间等于物体下落过程经历的时间
D.物体上升过程经历的时间小于物体下落过程经历的时间
【解答】解:A、竖直上抛运动在上升过程和下降过程的加速度均为g,方向竖直向下,故A正确,B错误。

C、上升过程做加速度为g的匀减速直线运动,下降过程做自由落体运动,两个
运动对称,则运动的时间相等,故C正确,D错误。

故选:AC。

11.(4分)如图所示,A、B两物体的重力分别是G A
=3N,G
B
=4N.A用细线悬挂
在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧中的弹力F=2N,则细线中的张力T 及B对地面的压力N的可能值分别是(
的可能值分别是( )
A.7N和0N B.1N和2N C.1N和6N D.2N和5N
【解答】解:当弹簧处于伸长状态,以A为研究对象,由平衡条件得到,细线对A的拉力F=G A+F弹=3N+2N=5N.对B研究可得,地面对B的支持力为F N=G B﹣F弹=4N﹣2N=2N,则B对地面的压力大小等于2N。

当弹簧处于压缩状态,以A为研究对象,由平衡条件得到,细线对A的拉力F=G A ﹣F弹=3N﹣2N=1N.对B研究可得,地面对B的支持力为F N=G B+F弹=4N+2N=6N,则B对地面的压力大小等于6N,因此只有选项C正确。

故选:C。

12.(4分)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位),则该质点(
,则该质点( )
A.第1s内的位移是5m
B.前2s内的平均速度是7m/s
C.任意相邻的1s内位移差都是1m
D.任意1s内的速度增量都是2m/s
【解答】解:质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t 2
,根据匀变速直
线运动的位移时间关系公式x=v0t+,可得质点的初速度
,可得质点的初速度 v0=5m/s,加速度a=2m/s2。

A、将t=1s代入,求得x=6m,所以第1秒的位移是6m,故A错误;
B、由x=5t+t2可得前2s内的平均速度为
内的平均速度为 ===5+t=5+2=7(m/s),故B
正确。

C 、任意相邻的1s 内位移差:△x=aT 2=2×12
m=2m ,故C 错误。

D 、任意1s 内的速度增量:△v=at=2×1m/s=2m/s ,故D 正确。

故选:BD 。

二、实验题:本题共2小题,共12分.
13.(6分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a 、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,图乙中图乙中MN 是水平桌面,Q 是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,让滑块d 从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.5×10﹣
2s 和1.0×10﹣
2s ,小滑块d 的宽度为0.5cm ,
两个光电门之间的距离L=1m ,现可测出滑块通过光电门1的速度v 1= 0.20 m/s ,滑块通过光电门2的速度v 2= 0.50 m/s ,滑块运动的加速度a= 0.11 m/s 2

(结果均保留两位有效数字)
【解答】解:根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知,滑块通过光电门1的速度为:
=
滑块通过光电门2的速度为:

滑块的加速度为: a=
=0.11m/s 2

故答案为:0.20,0.50,0.11.
14.(6分)某同学在研究“匀变速直线运动”的实验时,将打点计时器接到频率为f=50Hz 的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个
计数点间还有4个点,图中未画出),
s 1=3.59cm ,s 2=4.41cm ,s 3=5.19cm ,s 4=5.97cm ,
s 5=6.78cm .s 6=7.64cm ,则打点计时器在打B 点时小车的速度v 8= 0.56 m/s ,
写出你认为能尽量减小误差的计算此匀变速直线运动加速度的计算式a=
(用s 1、s 2…及f 表示),加速度的大小是加速度的大小是 0.80
m/s 2

(有效结果均保留两位有效数字)
【解答】解:B 点的瞬时速度等于AC 段的平均速度,则有:
m/s=0.56m/s .
T=,根据△x=aT 2
,运用逐差法得:
a=
=.
代入数据解得:a=0.80m/s 2
. 故答案为:0.56,,0.80.
三、计算题:本题共4小题,共40分.
15.(8分)如图所示,物体A 重30N ,物体B 重20N ,A 与B 、A 与地面的动摩擦因数相同,物体B 用细绳系住,当水平力F=35N 时,才能将A 匀速拉出,求: (1)接触面间的动摩擦因数μ; (2)细绳对B 的拉力.
【解答】解:(1)以A物体为研究对象,其受力情况如图所示.物体B对A的压力为:F N2=G B
地面对A的支持力为:F N1=G A+G B
所以A受B的滑动摩擦力为:F f2
=μF N2
=μG
B
A受地面的摩擦力为:F f1=μF N1=μ(G A+G B)
又由题意得:F=F f1+F f2=μ(G A+2G B)
将F=35N,G A=30N,G B=20N代入解得:μ=0.5.
(2)以B物体为研究对象,根据平衡条件得:
T=μG B=0.5×20N=10N
答:(1)接触面间的动摩擦因数μ为0.5.
(2)细绳对B的拉力是10N.
16.(10分)飞机着陆以后以6m/s2的加速度以匀减速直线运动,若其着陆速度为60m/s,求:
(1)它着陆后12s内滑行的距离;
(2)静止前5s内飞机滑行的距离.
【解答】解:(1)设飞机着陆到停止运动的时间为t,则
t==
着陆10s后飞机停止运动,12s内位移等于10s位移
故着陆后12s内滑行的距离为x==m=300m
(2)用逆向思维的方式可知,
用逆向思维的方式可知,静止前
静止前5s内飞机滑行的距离的逆过程为初速度为0的匀加速直线运动,则:
x=m
即静止前5s内飞机滑行的距离是75m.
答:(1)飞机着陆后12s 内滑行的距离为300m . (2)静止前5s 内飞机滑行的距离是75m .
17.(10分)电影《战狼2》在火爆上映,再次点燃了中国观众的民族情节和爱国主义的热情,为了更深刻的展现出军人形象,演员吴京曾在某特战部队生活、训练了18个月.在某次夜晚演习训练中,飞机在220m 高处超低空水平飞行,吴京离开飞机后先自由下落,运动一段时间后立即打开降落伞,展伞后吴京以
2.5m/s 2
的平均加速度匀减速下降,
为了安全要求,吴京落地的速度不能超过5m/s (g=10m/s 2
),敌方地面探照灯每隔15s 扫描一次,分析吴京能否利用探照灯的照射间隔安全着陆.
【解答】解:展伞时离地h ,
自由落体运动的过程中:2g (H ﹣h )=v 12
2×10×(220﹣h )=v 12
…①
匀减速运动的过程中:v 12﹣v 22
=2ah 
v 12
﹣52
=2×2.5×h…②
联立①②式解得:h=175m v 1=30m/s 自由下落的时间为:t 1===3s 减速的时间为:t 2=
=
=10s
t=t 1+t 2=3s +10s=13s <15s ,所以能安全着陆 答:吴京能利用探照灯的照射间隔安全着陆.
18.(12分)2017年3月23日,2018世界杯亚洲区预选赛十二强赛中,主场作战的中国队凭借于大宝的一记头球射门,以1:0击败老对手韩国队,整个国家都沉浸在胜利的喜悦当中,在该场足球比赛当中,多次使用“边路突破、下底传
中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底线附近进行传中,已知足球场长90m 、宽60m ,于大宝在中线处将足球沿边线向前踢出,足球的运动可视为在地面上做初速度为12m/s 的匀减速直线运动,加速度大小为2m/s 2
,试求: (1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移有多大?
(2)足球从开始做匀减速运动的同时,于大宝沿边线向前追赶足球,他的启动过程可视为初速度为0,加速度为2m/s 2
的匀加速直线运动,他能达到的最大速度为8m/s ,于大宝至少经过多长时间能追上足球?
(3)若于大宝追上足球后,又将足球以速度v 沿边线向前踢出,足球的运动仍视为加速度大小为2m/s 2
的匀减速直线运动,与此同时,由于体力的原因,于大宝以6m/s 的速度做匀速直线运动向前追赶足球,若于大宝恰能在底线追上足球,则v 多大?
【解答】解:(1)已知足球的初速度为:v 1=12 m/s ,加速度大小为:a 1=2 m/s 2
足球做匀减速运动的时间为:s ,由
,得:x 1=36 m
(2)已知该前锋队员的加速度为a 2=2 m/s 2
,最大速度为v 2=8 m/s ,前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为:
=4 s ,
得:x 2=16 m
之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为:
x 3=v 2(t 1﹣t 2)=8×2 m=16 m
由于x 2+x 3<x 1,故足球停止运动时,前锋队员没有追上足球,前锋队员没有追上足球,然后前锋队员继续然后前锋队员继续
以最大速度匀速运动追赶足球,由匀速运动公式得:x 1﹣(x 2+x 3)=v 2t 3
代入数据解得:t 3=0.5 s
前锋队员追上足球的时间t=t 1+t 3=6.5 s
(3)此时足球距底线的距离为:x4=45﹣x1=9 m
设前锋队员运动到底线的时间为t4,则有x4=v4t4
足球在t4时间内发生的位移为x4=v3t4﹣a1t42
联立以上各式解得:v=v3=7.5 m/s
答:(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为36m.(2)前锋队员至少经过6.5s能追上足球.
(3)若该前锋队员恰能在底线追上足球,速度为7.5m/s。

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