内容正文:
江苏省仪征中学、江苏省江都中学、江苏省高邮中学
2026—2027学年度第一学期高一10月份联合测试物理试卷
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共40分.每个题目只有一个选项符合要求,选对得4分,选错得0分.
1. 物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态,为了准确反映物体位置变化的快慢和方向,物理学中引入一个物理量进行定量描述,这个物理量是( )
A. 时间 B. 速度 C. 位移 D. 加速度
2. 如图所示为某班主任老师跟学生在操场一起跑操时手机软件的记录界面。平均配速是指完成每公里路程所用的时间。下列说法正确的是( )
1.20公里
运动时间
00:08:25
平均配速
7′03″
热量
79千卡
A. 跑操过程不能把老师当作质点
B. 跑操过程的路程为1.2 km
C. 图中“00:08:25”为时刻
D. 跑操过程的平均速度大小约为2.4 m/s
3. 在巴黎奥运会上,郑钦文获得女单网球冠军,为中国网球赢得了历史性的突破。如图所示。郑钦文比赛过程中,正确的说法是( )
A. 网球所受重力的方向垂直于地面
B. 网球的重心在网球上
C. 球拍对球的弹力是因为球拍发生了弹性形变而产生的
D. 网球落地后弹起的方向就是地面对球的弹力方向
4. 如图所示是甲、乙两辆汽车在平直公路上从同一地点同时开始沿同一直线运动的图像,图线甲是一条倾斜的直线,图线乙是起点过原点、为顶点开口向下的抛物线,则下列说法正确的是( )
A. 甲的速度大小为
B. 内乙的速度总比甲的速度大
C. 内乙的平均速度大小为
D. 内两汽车均作单向直线运动
5. 一汽车在平直公路上做刹车实验,时刻起运动位移与速度的关系式为,下列分析正确的是( )
A. 上述过程的加速度大小为
B. 刹车过程中5 s内的位移为18.75 m
C. 时刻的初速度为20 m/s
D. 刹车过程第二秒内位移为6.25 m
6. 2021年东京奥运会上,我国运动员全红婵获得10米跳台冠军。从全红婵离开跳台开始计时,取竖直向下为正方向,不考虑空气阻力和水平方向的运动,其速度随时间变化的图像简化为如图所示,则全红婵( )
A. 在时刻运动到最高点
B. 在时间内的加速度先减小后增大
C. 在时间内的平均速度大小为
D. 在时间内的平均速度大小为
7. 如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳完成扣篮后,离地后重心上升的最大高度为。把上升高度从低到高均匀分成四份,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员在上升的每一个中的速度变化量相等
B. 上升第一个所用的时间与第四个所用的时间之比为
C. 上升完第三个的速率与起跳时的速率之比为
D. 上升完第三个的速度与整个上升过程中的平均速度不相等
8. 一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动,车头经过站台上三个立柱A、B、C,对应时刻分别为t1、t2、t3,其x-t 图像如图所示下列说法正确的是( )
A.
B. 车头经过立柱B的速度不等于
C. 车头经过立柱A的速度为
D. 车头经过立柱A、B过程中的平均速度为
9. “测量反应时间”的实验如下:甲同学握住直尺上端,并使直尺保持竖直静止状态。乙同学将拇指和食指对准在40.0cm刻度处;实验时甲同学突然自由释放直尺,乙同学经反应后夹住直尺。重力加速度取,下列判断正确的是( )
A. 若乙同学夹住在20.0cm刻度处,则其反应时间为0.02s
B. 每次测量的反应时间与乙同学初始对准的刻度有关
C. 若把尺的长度刻度值改为反应时间值,则数值分布也是均匀的
D. 若甲同学放开直尺时使直尺具有向下的初速度,则测得的反应时间偏大
10. 蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表演杂技的竞技运动,属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。蹦床运动中,在弹性网上安装一个压力传感器,利用传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力,并由计算机作出压力时间(F-t)图像,如图所示。运动员在空中运动时可视为质点,不计空气阻力,则可求得运动员在0~6.9s时间内跃起的最大高度为(g=10m/s2)( )
A. 7.2m B. 5.0m C. 1.8m D. 1.5m
11. 带传感器的A、B两个小车同时从同一位置沿同一方向运动,通过计算机进行数据处理,得到了它们的图像如图中A、B直线所示。已知两个小车可视为质点,小车在发动机作用下加速,在摩擦阻力作用下减速。下列说法中正确的是( )
A. A、B两个小车均做匀减速直线运动
B. B小车的加速度大小为
C. A、B两个小车在2s时相遇
D. 相遇前两个小车间的最大距离为4m
二、非选择题:本题共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某探究小组利用如图甲所示装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验,实验中所用交流电的频率为,请回答以下问题:
(1)图甲中选用的是__________;
A. 电磁打点计时器 B. 电火花计时器
(2)纸带穿过打点计时器时的操作,正确的是__________;
A. B.
(3)为研究小车运动性质,该小组选取了一条清晰的纸带,如图乙所示,每隔相同的时间取一个计数点。1、2、4、5计数点对应的小车速度已描在图丙中,请你继续完成以下问题:
①实验中应选用图乙中__________(选填“”或“”)段的平均速度表示计数点3对应的小车速度,其大小__________;(计算结果保留两位有效数字)
②在图丙中拟合小车运动的图线______,求出其加速度大小__________;(计算结果保留三位有效数字)
(4)实验中,发现某条纸带后半段点迹间距变小,如图丁所示,分析导致该现象的可能原因之一是__________。
13. 汽车的加速、减速性能是衡量汽车性能的一项重要指标,一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶。
(1)若汽车以大小为1.5 m/s2的加速度加速,求第9 s初汽车的速度大小;
(2)若汽车以大小为1.5 m/s2的加速度刹车,求刹车12 s时的位移大小。
14. 在很多游乐场中,都有一种叫“跳楼机”的大型游戏机,如图所示。跳楼机能把乘客带入一定高度后,从静止开始下落做自由落体运动,达到最大速度后,由装置控制做匀速直线运动,匀速时间,匀速后立刻在装置作用下又开始做匀减速下降了,到距离地面处速度刚好减为零,减速阶段加速度大小都设定为一般人能较长时间承受的值。某同学在参加这一娱乐活动时,用手机里的加速度传感器记录了匀减速下落过程加速度大小为,求:
(1)下落过程中的最大速度的大小。
(2)游戏机开始下落时距离地面高度。
15. 如图所示,汽车A和B(均可视为质点)在平直的公路上同向行驶。某时刻开始计时A、B两车同向行驶,A车运动的图像如图乙所示,B车运动的图像如图丙所示。求:
(1)求B汽车减速阶段加速度的大小;
(2)如甲图所示,A车在后,B车在前沿两平行车道行驶,此时两车相距,求A与B并排行驶需要的时间;
(3)如丁图所示,B车在后,A车在前沿同一车道行驶,此时两车相距,通过计算判断B车能否与A车相撞?若能相撞,指出相撞地点;若不能相撞,求出B与A间的最小距离。
16. 如图所示,竖直固定的足够长直圆管内有一静止薄圆盘,圆盘与管的上端口距离为0.8m。一个小球从管的上端口由静止下落,并撞在圆盘中心,碰撞时间极短,碰后瞬间小球与圆盘速度大小均为碰撞前瞬间小球速度大小的一半,小球的速度方向相反,碰后圆盘在管中向下匀速滑动。小球在管内运动时与管壁不接触,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球与圆盘第一次碰撞前瞬间的速度大小;
(2)小球与圆盘第一次碰撞与第二次碰撞的时间间隔;
(3)小球与圆盘第二次碰撞前,小球与圆盘间的最远距离。
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江苏省仪征中学、江苏省江都中学、江苏省高邮中学
2026—2027学年度第一学期高一10月份联合测试物理试卷
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共40分.每个题目只有一个选项符合要求,选对得4分,选错得0分.
1. 物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态,为了准确反映物体位置变化的快慢和方向,物理学中引入一个物理量进行定量描述,这个物理量是( )
A. 时间 B. 速度 C. 位移 D. 加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.时间是描述过程持续长短的标量,不涉及方向,无法直接反映位置变化的快慢和方向,A错误;
B.速度是位移随时间的变化率(),既有大小(快慢)又有方向(矢量),能准确描述物体位置变化的快慢和方向,B正确;
C.位移是描述位置变化的矢量,但仅表示初末位置的差异,未体现变化的快慢,C错误;
D.加速度是速度变化的快慢,描述速度如何变化,而非直接描述位置变化,D错误。
故选B。
2. 如图所示为某班主任老师跟学生在操场一起跑操时手机软件的记录界面。平均配速是指完成每公里路程所用的时间。下列说法正确的是( )
1.20公里
运动时间
00:08:25
平均配速
7′03″
热量
79千卡
A. 跑操过程不能把老师当作质点
B. 跑操过程的路程为1.2 km
C. 图中“00:08:25”为时刻
D. 跑操过程的平均速度大小约为2.4 m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.当物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时,可以把物体看作质点。研究跑操过程中老师的整体运动时,老师的大小和形状可以忽略,因此可以把老师看作质点,故A错误;
B.路程是物体运动轨迹的总长度。记录界面中的“1.20公里”表示本次跑操的路程,即,故B正确;
C.时刻表示某一瞬间,时间间隔表示运动持续的时长。图中“00:08:25”表示本次跑操持续了8分25秒,即所用时间,属于时间间隔,故C错误;
D.设跑操全过程的位移大小为,则平均速度的大小为。题目没有给出初、末位置,无法确定位移大小,也就不能确定平均速度的大小。平均速率等于路程与所用时间的比值,记为,由定义式
但不是平均速度,故D错误。
故选B。
3. 在巴黎奥运会上,郑钦文获得女单网球冠军,为中国网球赢得了历史性的突破。如图所示。郑钦文比赛过程中,正确的说法是( )
A. 网球所受重力的方向垂直于地面
B. 网球的重心在网球上
C. 球拍对球的弹力是因为球拍发生了弹性形变而产生的
D. 网球落地后弹起的方向就是地面对球的弹力方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.网球所受重力的方向垂直于水平面向下,地面不一定水平,故A错误;
B.网球的重心在网球的中心,不在网球上,故B错误;
C.弹力都是因为施力物体发生形变产生的弹力,即球拍发生了弹性形变而产生了对球的弹力,故C正确;
D.地面对球的弹力方向垂直地面向上,而网球落地后弹起的方向可以是斜向上,两者的方向可以不相同,故D错误。
故选C。
4. 如图所示是甲、乙两辆汽车在平直公路上从同一地点同时开始沿同一直线运动的图像,图线甲是一条倾斜的直线,图线乙是起点过原点、为顶点开口向下的抛物线,则下列说法正确的是( )
A. 甲的速度大小为
B. 内乙的速度总比甲的速度大
C. 内乙的平均速度大小为
D. 内两汽车均作单向直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像切线斜率表示速度,甲的速度大小,故A错误;
B.图像斜率表示速度,由图可知时刻乙的速度变为0,故在内乙的速度先大于甲的速度,后小于甲的速度,故B错误;
C.内乙的平均速度为,故C正确;
D.内,甲一直向正方向运动,乙先向正方向运动后反向运动,选项D错误。
故选C。
5. 一汽车在平直公路上做刹车实验,时刻起运动位移与速度的关系式为,下列分析正确的是( )
A. 上述过程的加速度大小为
B. 刹车过程中5 s内的位移为18.75 m
C. 时刻的初速度为20 m/s
D. 刹车过程第二秒内位移为6.25 m
【答案】D
【解析】
【详解】AC.取汽车初速度方向为正方向,用表示汽车的加速度,用表示初速度。由匀变速直线运动的速度与位移关系,整理得
与题给关系对比系数,有,。解得,,加速度大小为,故AC错误;
B.设停车时间为,汽车停止时速度为零,由速度与时间关系得
代入前述结果,得
汽车停止后保持静止,所以内的位移等于停车位移。将代入题给关系,得停车位移,故B错误;
D.第二秒内指第末至第末,此时汽车尚未停止。由位移与时间关系,前的位移为
前的位移为
所以第二秒内的位移为,故D正确。
故选D。
6. 2021年东京奥运会上,我国运动员全红婵获得10米跳台冠军。从全红婵离开跳台开始计时,取竖直向下为正方向,不考虑空气阻力和水平方向的运动,其速度随时间变化的图像简化为如图所示,则全红婵( )
A. 在时刻运动到最高点
B. 在时间内的加速度先减小后增大
C. 在时间内的平均速度大小为
D. 在时间内的平均速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.从全红婵离开跳台开始计时,取竖直向下为正方向,由图像可读出时间内向上做匀减速直线运动,时间内向下做匀加速直线运动,时间内向下做加速度减小的变减速直线运动,故应在时刻运动到最高点,故A错误;
B.的斜率表示加速度,在时间内的图像斜率恒定为负值,即为加速度大小恒定,方向向下,故B错误;
C.在时间内做匀变速直线运动,平均速度等于初末速度的一半,则大小为
故C正确;
D.在时间内向下做加速度减小的变减速直线运动,其位移小于相同时间内做匀减速直线运动的位移,则有
故D错误;
故选C。
7. 如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳完成扣篮后,离地后重心上升的最大高度为。把上升高度从低到高均匀分成四份,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员在上升的每一个中的速度变化量相等
B. 上升第一个所用的时间与第四个所用的时间之比为
C. 上升完第三个的速率与起跳时的速率之比为
D. 上升完第三个的速度与整个上升过程中的平均速度不相等
【答案】C
【解析】
【详解】AB.运动员向上做匀减速直线运动,根据逆向思维法可知,运动员向下做初速度为零的匀加速直线运动,从上到下,相等位移内时间之比为
根据可知,运动员在上升的每一个中的速度变化量不相等,上升第一个所用的时间与第四个所用的时间之比为,故AB错误;
CD.由于前三个与第四个的位移之比为3:1,所以运动员上升前三个与第四个所用时间相等,由于中间时刻的瞬时速度等于平均速度,则上升完第三个的速度与整个上升过程中的平均速度相等,上升完第三个的速率与起跳时的速率之比为,故C正确,D错误。
故选C。
8. 一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动,车头经过站台上三个立柱A、B、C,对应时刻分别为t1、t2、t3,其x-t 图像如图所示下列说法正确的是( )
A.
B. 车头经过立柱B的速度不等于
C. 车头经过立柱A的速度为
D. 车头经过立柱A、B过程中的平均速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.对初速度为零的匀加速直线运动,由可知,通过x0、2x0、3x0所用时间之比为
而动车做的是匀减速直线运动,不满足这样的比值规律,故A错误;
B.车头从立柱A到立柱C的平均速度为
立柱B位于A、C的中点,根据匀变速直线运动推论可知,一段时间内中点位移的瞬时速度大于中点时刻的瞬时速度,而中点时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,故车头经过B柱时的速度大于,故B正确;
C.为动车在时间内的平均速度,即为该过程中间时刻的瞬时速度,由于动车做的是匀减速直线运动,则其经过立柱A的速度小于,故C错误;
D.车头经过立柱A、B的平均速度为,故D错误。
故选B。
9. “测量反应时间”的实验如下:甲同学握住直尺上端,并使直尺保持竖直静止状态。乙同学将拇指和食指对准在40.0cm刻度处;实验时甲同学突然自由释放直尺,乙同学经反应后夹住直尺。重力加速度取,下列判断正确的是( )
A. 若乙同学夹住在20.0cm刻度处,则其反应时间为0.02s
B. 每次测量的反应时间与乙同学初始对准的刻度有关
C. 若把尺的长度刻度值改为反应时间值,则数值分布也是均匀的
D. 若甲同学放开直尺时使直尺具有向下的初速度,则测得的反应时间偏大
【答案】D
【解析】
【详解】A.若乙同学夹住在20.0cm刻度处,则直尺下落距离为
根据自由落体运动公式可得
解得其反应时间为,故A错误;
B.根据可知,反应时间只由直尺下落高度h决定,h是夹住刻度与初始对准刻度的差值,与初始对准刻度本身无关,故B错误;
C.根据可知,与h不是线性关系,故把尺的长度刻度值改为反应时间值,数值分布是不均匀的,故C错误;
D.若释放时有向下初速度,则下落相同高度所用的实际时间比自由落体运动对应的时间小,所以利用自由落体运动测得的反应时间偏大,故D正确。
故选D。
10. 蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表演杂技的竞技运动,属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。蹦床运动中,在弹性网上安装一个压力传感器,利用传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力,并由计算机作出压力时间(F-t)图像,如图所示。运动员在空中运动时可视为质点,不计空气阻力,则可求得运动员在0~6.9s时间内跃起的最大高度为(g=10m/s2)( )
A. 7.2m B. 5.0m C. 1.8m D. 1.5m
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知运动员在空中的最长时间为
运动员做竖直上抛运动,跃起的最大高度为
故选B。
11. 带传感器的A、B两个小车同时从同一位置沿同一方向运动,通过计算机进行数据处理,得到了它们的图像如图中A、B直线所示。已知两个小车可视为质点,小车在发动机作用下加速,在摩擦阻力作用下减速。下列说法中正确的是( )
A. A、B两个小车均做匀减速直线运动
B. B小车的加速度大小为
C. A、B两个小车在2s时相遇
D. 相遇前两个小车间的最大距离为4m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图像可知A、B两个小车的为直线,所以有
整理有
所以A小车的位移
B小车的位移
结合匀变速直线运动的位移时间关系
可知,,,
所以A小车做匀减速直线运动,B小车做匀加速直线运动,故AB错误;
C.A、B两个小车相遇时有
即
解得
但此时
由题意可知小车A在阻力作用下减速运动,最终速度为0,所以
解得,故C错误。
D.当A、B两个小车速度相等时距离最大,所以有
即
解得
此时,故D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某探究小组利用如图甲所示装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验,实验中所用交流电的频率为,请回答以下问题:
(1)图甲中选用的是__________;
A. 电磁打点计时器 B. 电火花计时器
(2)纸带穿过打点计时器时的操作,正确的是__________;
A. B.
(3)为研究小车运动性质,该小组选取了一条清晰的纸带,如图乙所示,每隔相同的时间取一个计数点。1、2、4、5计数点对应的小车速度已描在图丙中,请你继续完成以下问题:
①实验中应选用图乙中__________(选填“”或“”)段的平均速度表示计数点3对应的小车速度,其大小__________;(计算结果保留两位有效数字)
②在图丙中拟合小车运动的图线______,求出其加速度大小__________;(计算结果保留三位有效数字)
(4)实验中,发现某条纸带后半段点迹间距变小,如图丁所示,分析导致该现象的可能原因之一是__________。
【答案】(1)B (2)A
(3) ①. ②. ##0.72##0.73##0.75##0.76 ③. ④.
(4)连接槽码与小车的细线太长,导致小车后半段运动时,槽码已落地。
【解析】
【小问1详解】
电火花计时器接220V交流电,有插头,故图甲中选用的是电火花计时器,故选B。
【小问2详解】
为了保证点迹清晰和正常打点,纸带需要从墨粉纸盘下面穿过,故选A。
【小问3详解】
[1]段的时间间隔更短,该段的平均速度更接近计数点3对应的小车速度。
[2]实验中所用交流电的频率为,段的时间间隔为
则
[3]如图所示
[4]根据图线的斜率表示加速度,图像斜率为
可知加速度大小为
【小问4详解】
连接槽码与小车的细线太长,导致小车后半段运动时,槽码已落地。
13. 汽车的加速、减速性能是衡量汽车性能的一项重要指标,一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶。
(1)若汽车以大小为1.5 m/s2的加速度加速,求第9 s初汽车的速度大小;
(2)若汽车以大小为1.5 m/s2的加速度刹车,求刹车12 s时的位移大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
匀加速直线运动速度公式应用第9s初对应运动时间为(第秒初等价于第秒末),已知初速度,加速度,由匀变速直线运动速度公式,代入数据得
【小问2详解】
汽车刹车加速度,设刹车到速度减为0的时间为,末速度,由速度公式代入解得
说明汽车10s即停止运动,刹车12s的位移等于10s内的位移。由平均速度位移公式
代入数据得
14. 在很多游乐场中,都有一种叫“跳楼机”的大型游戏机,如图所示。跳楼机能把乘客带入一定高度后,从静止开始下落做自由落体运动,达到最大速度后,由装置控制做匀速直线运动,匀速时间,匀速后立刻在装置作用下又开始做匀减速下降了,到距离地面处速度刚好减为零,减速阶段加速度大小都设定为一般人能较长时间承受的值。某同学在参加这一娱乐活动时,用手机里的加速度传感器记录了匀减速下落过程加速度大小为,求:
(1)下落过程中的最大速度的大小。
(2)游戏机开始下落时距离地面高度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
取竖直向下为正方向。游戏机先自由落体,再匀速下降,最后匀减速下降,因此匀减速阶段的初速度就是最大速度。该阶段的加速度方向向上,大小为,下降位移为,末速度为零,由匀变速直线运动的速度与位移关系得
解得最大速度
【小问2详解】
设自由落体阶段的下降位移为,匀速阶段的下降位移为。自由落体阶段从静止开始,末速度为第(1)问求得的最大速度,加速度方向向下,大小为,由速度与位移关系得
解得自由落体阶段的下降位移
匀速阶段的速度保持为,持续时间为,由匀速直线运动规律得
停止时仍距地面,故开始下落时距地面的高度为
15. 如图所示,汽车A和B(均可视为质点)在平直的公路上同向行驶。某时刻开始计时A、B两车同向行驶,A车运动的图像如图乙所示,B车运动的图像如图丙所示。求:
(1)求B汽车减速阶段加速度的大小;
(2)如甲图所示,A车在后,B车在前沿两平行车道行驶,此时两车相距,求A与B并排行驶需要的时间;
(3)如丁图所示,B车在后,A车在前沿同一车道行驶,此时两车相距,通过计算判断B车能否与A车相撞?若能相撞,指出相撞地点;若不能相撞,求出B与A间的最小距离。
【答案】(1)
(2)
(3)不能相撞,最小距离为
【解析】
【小问1详解】
取两车行驶方向为正方向。设车初速度为,匀速运动结束时刻为,停止时刻为。图丙是车的图像,倾斜直线段的斜率表示减速阶段的加速度,因此
所以减速阶段加速度的大小为。
【小问2详解】
图乙是车的图像,图线为过原点的直线,斜率表示速度,故车做匀速直线运动,其速度为
图丙中图线与时间轴所围面积表示车的位移。设两车从各自初始位置出发的位移分别为和,在车停止时,由矩形和三角形面积可得
此时车的位移为
停车前,车的速度先大于、后小于车的速度,两车间距先增大后减小;停车时两车间距为
初始间距与停车时的间距均大于0,可知停车前两车未并排。停车后车保持静止,设从开始计时到两车并排的时间为,由两车位置相同有
解得
【小问3详解】
此时车在后,车在前。当车速度大于车速度时,两车间距减小;当车速度小于车速度时,间距增大,且车停车后间距继续增大。因此只需检验两车速度相等时的间距是否大于0。设两车速度相等的时刻为,由匀变速直线运动的速度公式有
解得
此时车的位移为
由图丙相应矩形和梯形的面积,车在此期间的位移为
故两车的最小间距为
最小间距大于0,所以车不能与车相撞。
16. 如图所示,竖直固定的足够长直圆管内有一静止薄圆盘,圆盘与管的上端口距离为0.8m。一个小球从管的上端口由静止下落,并撞在圆盘中心,碰撞时间极短,碰后瞬间小球与圆盘速度大小均为碰撞前瞬间小球速度大小的一半,小球的速度方向相反,碰后圆盘在管中向下匀速滑动。小球在管内运动时与管壁不接触,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球与圆盘第一次碰撞前瞬间的速度大小;
(2)小球与圆盘第一次碰撞与第二次碰撞的时间间隔;
(3)小球与圆盘第二次碰撞前,小球与圆盘间的最远距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设第一次碰撞前小球的速度大小为v,由自由落体运动公式可得
解得
【小问2详解】
设小球与圆盘第一次碰撞与第二次碰撞的时间间隔为。此过程中小球与圆盘的位移相同,已知碰后瞬间小球与圆盘速度大小均为碰撞前瞬间小球速度大小的一半,小球的速度方向相反,取向下为正,对圆盘有
对小球有
联立解得
【小问3详解】
小球与圆盘第二次碰撞前,当小球与圆盘速度相等时两者距离最远。设第一次碰撞后,经时间两者速度相等,则有
解得
则小球与圆盘间的最远距离为
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