内容正文:
河北辛集中学2026—2027学年度第一学期第二次阶段考试
高一物理试卷
考试时间:75分钟 总分:100分
一、单选题(共9题,每题4分,共36分)
1. 下列关于物理学史或者物理观念的叙述中,说法正确的是( )
A. 牛顿开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法
B. 当非常小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,这里应用了极限思想
C. 质点、光滑斜面是理想化模型,实际生活中也存在
D. 胡克最早提出弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
2. 甲、乙两物体从同一点、同一方向、同时开始沿直线运动,甲的x-t和乙的v-t图像如图所示(不考虑碰撞),下列说法中正确的是( )
A. 0~2s内甲做匀加速直线运动 B. 2~4s内,乙的加速度不变
C. 第3s内甲、乙两物体速度方向相同 D. 4s末甲乙相遇
3. 一辆列车由等长的车厢连接而成,车厢间的间隙忽略不计.一人站在站台上与第一节车厢的最前端相齐.列车由静止开始做匀加速直线运动,第一节车厢经过他的时间为2 s,从第5节至第16节车厢通过他的时间为( )
A. 4 s B. 5 s C. D. 6 s
4. 如图是一个质量分布均匀的铁球的重力的图示,下列说法正确的是( )
A. 力的图示中重力的作用点在重心上,表示其他部分不受重力
B. 力的图示中重力的方向垂直平面向下,当放在斜面上则垂直斜面向下
C. 根据力的图示可读得铅球重力的大小为
D. 力的图示中标度是唯一的,必须是
5. 关于物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 如图(1)光滑球静止在两夹板之间,则小球一定会受到两夹板的弹力作用
B. 如图(2)用竖直细线将光滑小球吊起,静止在斜面上,则斜面对小球有弹力作用
C. 如图(3)A、B两物体叠放,在水平外力F的作用下共同做匀速直线运动,则A物体受到3个力的作用
D. 如图(4)某人对木块施加一沿粗糙斜面向上的拉力作用,木块保持静止不动,斜面对木块的摩擦力方向可能沿斜面向上
6. 如图所示为一台式弹簧秤,其结构可简化为一根轻质弹簧和一托盘。弹簧在只放托盘不放物体时压缩量为1cm,若放上质量5kg的物体在托盘上时压缩量变为6cm,取重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 托盘质量为2kg
B. 弹簧的劲度系数为1000N/m
C. 弹簧的劲度系数随弹簧的压缩量增加而增大
D. 托盘所受压力是由于托盘发生形变想要恢复原状而产生的
7. 如图所示,小李同学将一重力为G的厚白纸铺在水平桌面上,纸的一部分伸出桌边,在白纸上放一本重力为4G的物理书,再在物理书上放上一瓶重力为3G的墨水瓶。用水平拉力F将白纸从物理书本底下向右迅速抽出(物理书未从桌面滑落),白纸被抽出过程中物理书与墨水瓶没有发生相对滑动,所有接触面间的动摩擦因数均为,则在白纸被抽出过程中,下列描述正确的是( )
A. 桌面对白纸施加的摩擦力方向向右 B. 白纸受到的摩擦力大小为
C. 白纸对物理书的摩擦力大小为 D. 拉力F越大物理书与白纸间的摩擦力越大
8. 如图,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及桌面之间的动摩擦因数都为μ,两物块的质量都是m,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动,则F的大小为( )
A. 5μmg B. 4μmg C. 3μmg D. 2μmg
9. 如图所示,长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面,停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L,则该过程中,木板所受摩擦力f与位移x的关系图线是( )
A. B.
C. D.
二、多选题(共3题,每题4分,共12分)
10. 如图所示,质量均为的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的相同硬直杆匀速上爬和匀速下滑,重力加速度为,猴子与杆之间的动摩擦因数均为。下列说法正确的是( )
A. 杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力 B. 杆对甲的摩擦力方向竖直向上
C. 乙与杆之间的弹力为 D. 甲上爬时抓得越紧,所受摩擦力越大
11. A、B两物体的质量分别为、,用原长为、劲度系数为k的轻弹簧相连接,物体B放在水平面上,A、B都处于静止状态。现对A施加一个竖直向上的力F,缓慢将A提起,直到使B恰好离开地面,重力加速度为g。则( )
A. 开始时弹簧的长度为
B. 开始时弹簧的长度为
C. 这一过程中物体A上移的距离为
D. 这一过程中物体A上移的距离为
12. 小球A从距地面高为H处自由释放,同时小球B从地面以初速度竖直向上抛出,A、B两球在空中相遇。不计空气阻力,已知重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A. A、B恰好在落地时相遇,则
B. 经时间,A、B相遇
C. 若,则A与B相遇在B下降途中
D. 若,则A与B相遇在B上升途中
三、实验题(每空2分,共14分)
13. 某兴趣小组使用如图(a)所示的实验装置测量当地的重力加速度。小艾同学将打点计时器固定在铁架台上,让重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)所用器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、毫米刻度尺、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需__________。
A. 秒表 B. 天平及砝码 C. 8V交流电源 D. 220V交流电源
(2)实验中,下列操作正确的是__________。
A. 安装器材时应将打点计时器安装在竖直面内,并使两个限位孔处于同一竖直线上
B. 释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直,并使重物远离打点计时器
C. 为保证打下第一个点时纸带的速度为零,实验中要确保在释放纸带的同时接通电源
(3)小伊同学得到的一条纸带如图(b)所示,、、、、是打点计时器连续打出的五个点。已知电磁打点计时器所用交流电的频率为50Hz,则打下点点时重物的速度大小为__________m/s,重物下落的加速度大小为__________m/s2.(结果均保留3位有效数字)
14. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图甲所示,则由图线可知:
(1)弹簧的劲度系数为______。
(2)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数,两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块A和B之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案______(填“乙”或“丙”)更合理。
②若两木块A和B的重力分别为和,当木块A被拉动且木块B处于稳定状态时,弹簧测力计a的示数为,弹簧测力计b的示数为,弹簧测力计c的示数为,则两木块A和B间的动摩擦因数为______。
四、解答题(共3题,第15题10分,16题12分,第17题16分,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10kg的木箱,木箱所受的摩擦力F与时间t的关系如图乙所示,g取。求:
(1)当水平推力为15N时,木箱受到的摩擦力;
(2)木箱与地面间的动摩擦因数;
(3)木箱被推动以后,将水平推力减小为5N,直到静止前地面对木箱的摩擦力。
16. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图所示是动力车在刹车过程中位移和时间的比值与之间的关系图像,试求解以下问题:
(1)动力车的初速度大小为多少?
(2)从开始刹车时计时,经过,动力车的位移为多少?
17. 某市开展礼让行人活动,要求在没有信号灯的路口,一旦行人走上人行道,机动车车头便不能越过停止线。如图所示一辆家用轿车长度,正以的速度行驶,车头距停止线的距离为,人行道宽度为。距离人行道为的行人以的速度匀速走向长度为的人行道,停止线到人行道的距离可忽略。
(1)若行人与轿车均未发现对方,均做匀速运动,求两者能否相遇;
(2)若轿车立即以恒定的加速度加速,求是否违反要求;
(3)若轿车以恒定的加速度减速,要保证不违反要求,求加速度的大小需要满足的条件。
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河北辛集中学2026—2027学年度第一学期第二次阶段考试
高一物理试卷
考试时间:75分钟 总分:100分
一、单选题(共9题,每题4分,共36分)
1. 下列关于物理学史或者物理观念的叙述中,说法正确的是( )
A. 牛顿开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法
B. 当非常小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,这里应用了极限思想
C. 质点、光滑斜面是理想化模型,实际生活中也存在
D. 胡克最早提出弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
【答案】B
【解析】
【详解】A.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法,故A错误;
B.瞬时速度的定义为趋近于0时平均速度的极限,该推导过程应用了极限思想,故B正确;
C.质点、光滑斜面是为简化问题构建的理想化模型,忽略了次要因素,实际生活中并不存在,故C错误;
D.胡克最早提出弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故D错误。
故选B。
2. 甲、乙两物体从同一点、同一方向、同时开始沿直线运动,甲的x-t和乙的v-t图像如图所示(不考虑碰撞),下列说法中正确的是( )
A. 0~2s内甲做匀加速直线运动 B. 2~4s内,乙的加速度不变
C. 第3s内甲、乙两物体速度方向相同 D. 4s末甲乙相遇
【答案】B
【解析】
【详解】A.x-t图像的斜率表示速度,0~2s内甲做匀速直线运动,故A错误;
B.v-t图像的斜率表示加速度,2~4s内,乙的加速度不变,故B正确;
C.第3s内,甲的速度方向沿x轴负方向,乙的速度方向沿x轴正方向,故C错误;
D.4s末甲的位移为
v-t图像与t轴所围的面积表示位移,t轴上方的面积表示位移沿正方向,t轴下方的面积表示位移沿负方向,所以4s末乙的位移为
所以4s末甲乙未相遇,故D错误。
故选B。
3. 一辆列车由等长的车厢连接而成,车厢间的间隙忽略不计.一人站在站台上与第一节车厢的最前端相齐.列车由静止开始做匀加速直线运动,第一节车厢经过他的时间为2 s,从第5节至第16节车厢通过他的时间为( )
A. 4 s B. 5 s C. D. 6 s
【答案】A
【解析】
【详解】取车为参考系,把车的运动转化为人做匀加速直线运动.设每节车厢长为L,加速度为a,则人通过第一节车厢的时间,人通过前4节车厢的时间,人通过前16节车厢的时间为,故所求的时间△t=t16-t4=4s.故选A.
【点睛】解决本题的关键在于合理地选择参考系,转化为人做匀加速直线运动,结合位移时间公式进行求解.
4. 如图是一个质量分布均匀的铁球的重力的图示,下列说法正确的是( )
A. 力的图示中重力的作用点在重心上,表示其他部分不受重力
B. 力的图示中重力的方向垂直平面向下,当放在斜面上则垂直斜面向下
C. 根据力的图示可读得铅球重力的大小为
D. 力的图示中标度是唯一的,必须是
【答案】C
【解析】
【详解】A.重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是其他部分不受重力,物体的各个部分都要受到重力,A错误;
B.重力方向竖直向下,当放在斜面上也是竖直向下,B错误;
C.根据力的图示可读得铅球重力的大小为,C正确;
D.力的图示中标度是任意的,D错误。
故选C。
5. 关于物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 如图(1)光滑球静止在两夹板之间,则小球一定会受到两夹板的弹力作用
B. 如图(2)用竖直细线将光滑小球吊起,静止在斜面上,则斜面对小球有弹力作用
C. 如图(3)A、B两物体叠放,在水平外力F的作用下共同做匀速直线运动,则A物体受到3个力的作用
D. 如图(4)某人对木块施加一沿粗糙斜面向上的拉力作用,木块保持静止不动,斜面对木块的摩擦力方向可能沿斜面向上
【答案】D
【解析】
【详解】A.光滑球静止在两夹板之间,只有下板有弹力,故A错误;
B.用竖直细线将光滑小球吊起,搁在斜面上,绳子处于竖直,根据平衡条件知,绳的拉力和重力等大反向,因此斜面对小球没有弹力,故B错误;
C.A、B两物体叠放,在水平外力F的作用下共同做匀速直线运动,由平衡条件可知,A物体重力和支持力平衡,AB间不存在相互作用的摩擦力,故C错误;
D.某人对木块施加一沿粗糙斜面向上的拉力作用,木块保持静止不动,由于不知道拉力与重力沿斜面方向上的分力的大小关系,所以无法确定静摩擦力的大小及方向,斜面对木块的摩擦力方向可能沿斜面向上,也可能沿斜面向下,故D正确;
故选D。
6. 如图所示为一台式弹簧秤,其结构可简化为一根轻质弹簧和一托盘。弹簧在只放托盘不放物体时压缩量为1cm,若放上质量5kg的物体在托盘上时压缩量变为6cm,取重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 托盘质量为2kg
B. 弹簧的劲度系数为1000N/m
C. 弹簧的劲度系数随弹簧的压缩量增加而增大
D. 托盘所受压力是由于托盘发生形变想要恢复原状而产生的
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为
设空托盘质量为,则有
可得,故A错误,B正确;
C.弹簧的劲度系数只由弹簧自身决定,不会随弹簧的压缩量增加而增大,故C错误;
D.托盘所受压力是由于物体发生形变想要恢复原状而产生的,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,小李同学将一重力为G的厚白纸铺在水平桌面上,纸的一部分伸出桌边,在白纸上放一本重力为4G的物理书,再在物理书上放上一瓶重力为3G的墨水瓶。用水平拉力F将白纸从物理书本底下向右迅速抽出(物理书未从桌面滑落),白纸被抽出过程中物理书与墨水瓶没有发生相对滑动,所有接触面间的动摩擦因数均为,则在白纸被抽出过程中,下列描述正确的是( )
A. 桌面对白纸施加的摩擦力方向向右 B. 白纸受到的摩擦力大小为
C. 白纸对物理书的摩擦力大小为 D. 拉力F越大物理书与白纸间的摩擦力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.白纸相对于桌面向右运动,则桌面对白纸施加的摩擦力方向向左,故A错误;
B.白纸受到的摩擦力大小为
故B正确;
C.白纸对物理书的摩擦力大小为
故C错误;
D.将白纸从物理书本底下向右迅速抽出(物理书未从桌面滑落),物理书与白纸间的摩擦力为滑动摩擦力,拉力F增大,摩擦力不变,故D错误。
故选B。
8. 如图,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及桌面之间的动摩擦因数都为μ,两物块的质量都是m,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动,则F的大小为( )
A. 5μmg B. 4μmg C. 3μmg D. 2μmg
【答案】B
【解析】
【详解】对物块Q,设轻绳拉力为T,两物块间的滑动摩擦力为
根据二力平衡,可知
对物块P,受拉力F,Q对P的水平向左滑动摩擦力f’,地面对P的水平向左的滑动摩擦力f地,根据共点力平衡可得
其中
联立,可得
故选B。
9. 如图所示,长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面,停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L,则该过程中,木板所受摩擦力f与位移x的关系图线是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】木板运动的前3L距离内,木板对桌面的压力随x均匀增大,根据,摩擦力随x均匀增大。木板全部滑上桌面后到木板右端离开桌面边缘距离为L,木板对桌面的压力不随x而变化,摩擦力不变。
故选D。
二、多选题(共3题,每题4分,共12分)
10. 如图所示,质量均为的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的相同硬直杆匀速上爬和匀速下滑,重力加速度为,猴子与杆之间的动摩擦因数均为。下列说法正确的是( )
A. 杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力 B. 杆对甲的摩擦力方向竖直向上
C. 乙与杆之间的弹力为 D. 甲上爬时抓得越紧,所受摩擦力越大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.杆对甲的摩擦力是静摩擦力,杆对乙的摩擦力是滑动摩擦力,故A错误;
B.甲匀速上爬,竖直方向受到重力和杆对它的摩擦力作用,二力平衡,则杆对甲的摩擦力方向向上,故B正确;
C.根据二力平衡可知
可得,故C正确;
D.甲所受的摩擦力是静摩擦力,始终等于甲的重力,故D错误。
故选BC。
11. A、B两物体的质量分别为、,用原长为、劲度系数为k的轻弹簧相连接,物体B放在水平面上,A、B都处于静止状态。现对A施加一个竖直向上的力F,缓慢将A提起,直到使B恰好离开地面,重力加速度为g。则( )
A. 开始时弹簧的长度为
B. 开始时弹簧的长度为
C. 这一过程中物体A上移的距离为
D. 这一过程中物体A上移的距离为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.开始时弹簧在物体A的作用下,处于压缩状态,因为A处于平衡状态,弹力与A的重力平衡,由,可得压缩时弹簧形变量为
即开始时弹簧的长度为
故A错误B正确;
CD.缓慢将A提起,直到使B恰好离开地面,则弹簧弹力由压缩产生的弹力变为拉伸产生的弹力,且末状态时弹力大小等于B的重力,B对地面压力为0,由,可得拉伸时弹簧形变量为
即这一过程中物体A上移的距离为
故C错误D正确。
故选BD。
12. 小球A从距地面高为H处自由释放,同时小球B从地面以初速度竖直向上抛出,A、B两球在空中相遇。不计空气阻力,已知重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A. A、B恰好在落地时相遇,则
B. 经时间,A、B相遇
C. 若,则A与B相遇在B下降途中
D. 若,则A与B相遇在B上升途中
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.由于A球做自由落体运动,B球向上做加速度为g的匀减速直线运动,则,
联立可得
则
刚好落地瞬间相遇,对B球
带入数据解得,故AB错误;
CD.若B球正好运动到最高点时相遇,则B速度减为零所用的时间为
A、B的运动恰好对称、位移大小相等,恰好在中间位置相遇,则
联立可得:速度临界值
当时,B球处于下降状态时相遇;
当时,B球处于上升状态时相遇;
若A、B两球落地瞬间相遇,则
解得
即两球能在空中相遇的初速度最小值,则,A与B相遇在B下降途中,故CD正确。
故选CD。
三、实验题(每空2分,共14分)
13. 某兴趣小组使用如图(a)所示的实验装置测量当地的重力加速度。小艾同学将打点计时器固定在铁架台上,让重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)所用器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、毫米刻度尺、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需__________。
A. 秒表 B. 天平及砝码 C. 8V交流电源 D. 220V交流电源
(2)实验中,下列操作正确的是__________。
A. 安装器材时应将打点计时器安装在竖直面内,并使两个限位孔处于同一竖直线上
B. 释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直,并使重物远离打点计时器
C. 为保证打下第一个点时纸带的速度为零,实验中要确保在释放纸带的同时接通电源
(3)小伊同学得到的一条纸带如图(b)所示,、、、、是打点计时器连续打出的五个点。已知电磁打点计时器所用交流电的频率为50Hz,则打下点点时重物的速度大小为__________m/s,重物下落的加速度大小为__________m/s2.(结果均保留3位有效数字)
【答案】(1)C (2)A
(3) ①. 1.48 ②. 9.63
【解析】
【小问1详解】
ABD.重力加速度与物体的质量无关,所以不需要天平和砝码,打点计时器记录时间,故不需要秒表,故ABD错误;
C.电磁打点计时器需接交流电源,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
A.为了减小阻力,安装器材时应将打点计时器安装在竖直面内,并使两个限位孔处于同一竖直线上,故A正确;
B.释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直,并使重物靠近打点计时器,故B错误;
C.实验时应先接通电源,待打点稳定后,再释放纸带,故C错误。
故选A。
【小问3详解】
[1]打点时的速度大小等于、两点间平均速度,即
[2]根据逐差法可得自由落体加速度大小为
14. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候,测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图甲所示,则由图线可知:
(1)弹簧的劲度系数为______。
(2)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数,两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块A和B之间的滑动摩擦力的大小,你认为方案______(填“乙”或“丙”)更合理。
②若两木块A和B的重力分别为和,当木块A被拉动且木块B处于稳定状态时,弹簧测力计a的示数为,弹簧测力计b的示数为,弹簧测力计c的示数为,则两木块A和B间的动摩擦因数为______。
【答案】(1)300 (2) ①. 乙 ②. 0.3##0.30
【解析】
【小问1详解】
弹簧的劲度系数
【小问2详解】
[1]图丙所示的方案中木块A的速度可能变化,拉力与滑动摩擦力不一定相等,测量原理有缺陷。图乙所示的方案中无论木块A的速度如何变化,弹簧测力计a的示数与滑动摩擦力都相等。故图乙所示的方案更合理。
[2]弹簧测力计a测的是两木块间的滑动摩擦力,两木块间的动摩擦因数
四、解答题(共3题,第15题10分,16题12分,第17题16分,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10kg的木箱,木箱所受的摩擦力F与时间t的关系如图乙所示,g取。求:
(1)当水平推力为15N时,木箱受到的摩擦力;
(2)木箱与地面间的动摩擦因数;
(3)木箱被推动以后,将水平推力减小为5N,直到静止前地面对木箱的摩擦力。
【答案】(1)15N;(2)0.2;(3)20N
【解析】
【详解】(1)由图乙可知当F=15N时木箱保持静止,根据平衡条件可知
(2)由图乙可知木箱的滑动摩擦力为20N,所以有
(3)木箱被推动以后,将水平推力减小为5N,物体做减速运动,直到静止前地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力,所以为20N。
16. 为检测某新能源动力车的刹车性能,现在平直公路上做刹车实验,如图所示是动力车在刹车过程中位移和时间的比值与之间的关系图像,试求解以下问题:
(1)动力车的初速度大小为多少?
(2)从开始刹车时计时,经过,动力车的位移为多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设动力车的初速度为,加速度为,以初速度方向为正方向。由图像可知,位移与时间的比值随时间均匀减小,对应匀减速直线运动。
由位移与时间的关系有
整理得
可知图线的纵轴截距表示初速度,故动力车的初速度大小为
【小问2详解】
由第(1)问中的关系式可知,图线斜率等于加速度的一半,有
解得
设动力车从开始刹车到停止的时间为,由速度与时间的关系有
解得
动力车在后停止,因此经过时的位移等于停车位移。设停车位移为,由匀变速直线运动的平均速度公式有
代入得
17. 某市开展礼让行人活动,要求在没有信号灯的路口,一旦行人走上人行道,机动车车头便不能越过停止线。如图所示一辆家用轿车长度,正以的速度行驶,车头距停止线的距离为,人行道宽度为。距离人行道为的行人以的速度匀速走向长度为的人行道,停止线到人行道的距离可忽略。
(1)若行人与轿车均未发现对方,均做匀速运动,求两者能否相遇;
(2)若轿车立即以恒定的加速度加速,求是否违反要求;
(3)若轿车以恒定的加速度减速,要保证不违反要求,求加速度的大小需要满足的条件。
【答案】(1)两者不会相遇;(2)没有违反要求;(3)
【解析】
【详解】(1)从题述时刻到轿车车尾离开人行道所需的时间
行人在这段时间内的位移为
则有
可知,两者不会相遇。
(2)从题述时刻到行人走上人行道所用时间
在内轿车的位移
代入数据得
故没有违反要求。
(3)从题述时刻到行人穿过人行道所用时间
要保证不违反要求,轿车必须在内到达停止线,所以轿车在内速度减小为零时对应的加速度最小
故轿车的加速度大小应满足
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