3.足球比賽中,經(jīng)常使用“邊路突破,下底傳中”的戰(zhàn)術(shù),即攻方隊(duì)員帶球沿邊線前進(jìn),到底線附近進(jìn)行傳中.某足球場長90m、寬60m.攻方前鋒在中線處將足球沿邊線向前踢出,足球的運(yùn)動可視為在地面上做初速度為12m/s的勻減速直線運(yùn)動,加速度大小為2m/s2.試求:
(1)足球從開始做勻減速運(yùn)動到停下來的位移為多大?
(2)足球開始做勻減速直線運(yùn)動的同時,該前鋒隊(duì)員沿邊線向前追趕足球.他的啟動過程可以視為初速度為0,加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動,他能達(dá)到的最大速度為8m/s.該前鋒隊(duì)員至少經(jīng)過多長時間能追上足球?
(3)若該前鋒隊(duì)員追上足球后,又將足球以10m/s的速度沿邊線向前踢出,足球的運(yùn)動仍視為加速度大小為2m/s2的勻減速直線運(yùn)動.與此同時,由于體力的原因,該前鋒隊(duì)員以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動向前追趕足球,通過計(jì)算判斷該前鋒隊(duì)員能否在足球出底線前追上?

分析 (1)根據(jù)速度時間公式求出足球勻減速直線運(yùn)動的時間,從而根據(jù)平均速度公式求出足球的位移.
(2)根據(jù)速度時間公式求出運(yùn)動員達(dá)到最大速度的時間和位移,然后運(yùn)動員做勻速直線運(yùn)動,結(jié)合位移關(guān)系求出追及的時間.
(3)結(jié)合運(yùn)動員和足球的位移關(guān)系,運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式求出前鋒隊(duì)員在底線追上足球時的速度

解答 解:(1)已知足球的初速度為v1=12m/s,加速度大小為${a}_{1}=2m/{s}^{2}$
足球做勻減速運(yùn)動的時間為:${t}_{1}=\frac{{v}_{1}}{{a}_{1}}=\frac{12}{2}s=6s$.
運(yùn)動位移為:${x}_{1}=\frac{{v}_{1}}{2}{t}_{1}=\frac{12}{2}×6m=36m$.
(2)已知前鋒隊(duì)員的加速度為${a}_{2}=2m/{s}^{2}$,最大速度為v2=8m/s,前鋒隊(duì)員做勻加速運(yùn)動達(dá)到最大速度的時間和位移分別為:
${t}_{2}=\frac{{v}_{2}}{{a}_{2}}=\frac{8}{2}s=4s$.
${x}_{2}=\frac{{v}_{2}}{2}{t}_{2}=\frac{8}{2}×4m=16m$.
之后前鋒隊(duì)員做勻速直線運(yùn)動,到足球停止運(yùn)動時,其位移為:
x3=v2(t1-t2)=8×2m=16m.
由于x2+x3<x1,故足球停止運(yùn)動時,前鋒隊(duì)員沒有追上足球,然后前鋒隊(duì)員繼續(xù)以最大速度勻速運(yùn)動追趕足球,由勻速運(yùn)動公式得
x1-(x2+x3)=v2t3,
代入數(shù)據(jù)解得:t3=0.5s.
前鋒隊(duì)員追上足球的時間t=t1+t3=6.5s.
(3)此時足球距底線的距離為:x4=45-x1=9m.
設(shè)前鋒隊(duì)員運(yùn)動到底線的時間為t4,則有x4=v4t4
足球在t4時間內(nèi)發(fā)生的位移為
${x}_{4}={v}_{3}{t}_{4}-\frac{1}{2}{{a}_{1}t}_{4}^{2}$
聯(lián)立以上各式解得:v3=7.5m/s.
答:(1)足球從開始做勻減速運(yùn)動到停下來的位移為36m.
(2)前鋒隊(duì)員至少經(jīng)過6.5s能追上足球.
(3)若該前鋒隊(duì)員恰能在底線追上足球,速度為7.5m/s

點(diǎn)評 解本題考查運(yùn)動學(xué)中的追及問題,關(guān)鍵理清物體的運(yùn)動規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式靈活求解,有時運(yùn)用推論求解會使問題更加簡捷

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.一只小船靜止在水面上,一個人從小船的一端走到另一端,不計(jì)水的阻力,以下說法正確的是( 。
A.人在小船上行走,人對船的沖量比船對人的沖量小,所以人向前運(yùn)動得快,小船后退得慢
B.人在小船上行走時,人的質(zhì)量比船的質(zhì)量小,它們受到的沖量大小是一樣的,所以人向前運(yùn)動得快,船后退得慢
C.當(dāng)人停止走動時,因?yàn)樾〈瑧T性大,所以小船要繼續(xù)后退
D.當(dāng)人停止走動時,因?yàn)樾〈|(zhì)量大,所以小船要繼續(xù)后退

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.要測繪一個標(biāo)有“3V 0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V,并便于操作.已選用的器材有:
電池組(電動勢為4.5V,內(nèi)阻約1Ω)
電流表(量程為0~250mA,內(nèi)阻約5Ω)
電壓表(量程為0~3V,內(nèi)限約3kΩ)
滑動變阻器一個、電鍵一個、導(dǎo)線若干.
①實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖B(填字母代號).

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)處于滑動變阻器左(“最左端”“最右端”)
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖,將實(shí)圖甲中的實(shí)物圖連線補(bǔ)充完整

④實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.小燈泡伏安特性曲線變化的原因是燈泡電阻隨溫度的升高而增大.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.用游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺測量某工件的長度時,示數(shù)如圖所示,則測量結(jié)果應(yīng)該讀作10.40mm.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.某同學(xué)欲采用下列器材研究一個額定電壓為2.5V的小燈泡的伏安特性曲線.
A.直流電源(3V,內(nèi)阻不計(jì));
B.電流表(0~3A,內(nèi)阻約0.03Ω);
C.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻約0.13Ω);
D.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ);
E.電壓表(0~15V,內(nèi)阻約15kΩ);
F.滑動變阻器(0~20Ω,額定電流2A);
G.滑動變阻器(0~1000Ω,額定電流0.5A)
H.開關(guān)、導(dǎo)線等;

(1)為減小測量誤差,電壓表應(yīng)選用,滑動變阻器應(yīng)選用F.(選填代號)
(2)該同學(xué)選擇電流表外接,且要求小燈泡兩端電壓變化范圍盡量大些.請?jiān)趫D1圖虛線框中畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖.
(3)閉合開關(guān),逐次改變滑動變阻器滑片的位置,在下表中記錄與之對應(yīng)的電流表的示數(shù)I、電壓表的示數(shù)U.其中某組電流表、電壓表的示數(shù)如圖2所示.則電流表讀數(shù)為0.24A;電壓表讀數(shù)為1.60V.
(4)某同學(xué)連接電路的實(shí)物圖如圖3所示,請指出他電路接線中的錯誤:分壓電路接錯,電流表錯接成了內(nèi)接法..

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.在某一電場中的A、B兩處分別引入不同的試探電荷q,得到試探電荷所受的電場力隨電荷量變化的關(guān)系如圖示,則A、B兩處電場強(qiáng)度EA、EB的大小關(guān)系是( 。
A.EA>EBB.EA<EB
C.EA=EBD.不能判定EA、EB的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

15.目前實(shí)驗(yàn)室用的打點(diǎn)計(jì)時器有電磁打點(diǎn)計(jì)時器和電火花計(jì)時器兩種,它們所接電源均為頻率為50Hz的交變電流,所以都是每隔0.02s打一個點(diǎn).但前者所接交流電壓為4-6V,后者所接交流電壓為220V.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.用a、b、c、d表示四種單色光,若( 。
①a、b從同種玻璃射向空氣,a的臨界角小于b的臨界角;
②用b、c和d在相同條件下分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn),c的中央亮條紋間距最大
③b、d以相同入射角從空氣射入玻璃三棱鏡中,b光的偏折角大.
則可推斷a、b、c、d可能分別是( 。
A.紫光、藍(lán)光、紅光、橙光B.藍(lán)光、紫光、紅光、橙光
C.紫光、藍(lán)光、橙光、紅光D.紫光、橙光、紅光、藍(lán)光

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

4.如圖是描繪電場中等勢線的實(shí)驗(yàn)裝置,圖中有7個等間距的點(diǎn),其中A、B為金屬電極,當(dāng)電流從標(biāo)有“+”號的接線柱流入靈敏電流計(jì)G時,其指針正向偏轉(zhuǎn),則當(dāng)靈敏電流計(jì)指針不偏時,探針?biāo)佑|的兩點(diǎn)恰是等勢點(diǎn);當(dāng)探針1接在F點(diǎn)時,探針2應(yīng)在F點(diǎn)的正上方或者正下方的某個位置往右移,才能找到等勢點(diǎn).

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同步練習(xí)冊答案