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高中 | 匀变速直线运动的速度位移公式题目答案及解析如下,仅供参考!
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
如图甲所示,质量为$60\;\rm kg$的人骑着一辆质量为$20\;\rm kg$的自行车,以$5\;\rm m/s$的速度在笔直的水平马路上匀速行驶,遇红灯后在距停车线$10\;\rm m$处开始刹车,假设刹车后自行车做匀减速直线运动。
(计算)试问在刹车过程中自行车受到的阻力至少应为 $\;\rm N$;
开始刹车经$10\;\rm m$后刚好停止的过程,可得自行车的加速度大小为$a=\dfrac{v^{2}}{2x}=\dfrac{5^{2}}{2 \times 10}\ \text{m/s}^{\text{2}}=1.25\;\rm \text{m/s}^{\text{2}}$
对于自行车匀减速运动的状态,得刹车过程中自行车受到的阻力至少为$F_{f}=m_{总}a=(60\;\rm kg+20\;\rm kg) \times 1.25\;\rm m/s^{2}=100\;\rm N$
设刹车过程中某时刻自行车的速率为$v$,在由初速度$5\;\rm m/s$减速至$v$的过程中自行车克服阻力做的功为$W$,则如图乙所示的$W-v$图像中正确的是$(\qquad)$
$\\rm A$
"]]自行车由初速度$5\;\rm m/s$减速至$v$的过程中,根据动能定理有$- W=\dfrac{1}{2}m_{总}v^{2}- \dfrac{1}{2}m_{总}v_{0}^{2}$
整理可得$W=\dfrac{1}{2}m_{总}v_{0}^{2}-\dfrac{1}{2}m_{总}v^{2}$
故选:$\rm A$。
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