某汽车先以0.5m/s2的加速度,由静止开始做匀加速直线运动,在20s末改为做匀速直线运动.当匀速运动持续10s后,汽车以-2m/s2的加速度急刹车,求:(1)汽车匀速运动时的速度大小及汽车从开始刹车到停下所用的时间;(2)在下图的坐标中画出汽车运动全过程的v-t图象.(3)求汽车全程通过的总位移大小和汽车全程的平均速度大小.

问题描述:

某汽车先以0.5m/s2的加速度,由静止开始做匀加速直线运动,在20s末改为做匀速直线运动.当匀速运动持续10s后,汽车以-2m/s2的加速度急刹车,求:

(1)汽车匀速运动时的速度大小及汽车从开始刹车到停下所用的时间;
(2)在下图的坐标中画出汽车运动全过程的v-t图象.
(3)求汽车全程通过的总位移大小和汽车全程的平均速度大小.

(1)由题意知汽车匀速运动的速度为匀加速运动的末速度,据速度时间关系有:v=at=0.5×20m/s=10m/s
汽车匀减速运动的初速度为v0=10m/s,加速度a=-2m/s2,所以汽车匀减速运动的时间t=

v−v0
a
0−10
−2
s=5s
(2)由题意作出v-t图象如右图所示;
(3)根据(2)作出的v-t图象可知,汽车在此过程中的总位移
x=S
(10+35)×10
2
m=225m

汽车的平均速度
.
v
x
t
225
35
m/s≈6.43m/s

答:(1)汽车匀速运动时的速度大小为10m/s,汽车从开始刹车到停下所用的时间为5s;
(2)v-t图象如上图;
(3)汽车全程通过的总位移大小为225m和汽车全程的平均速度大小为6.43m/s.
答案解析:(1)根据匀加速运动的速度时间关系求得匀速运动的速度大小,再根据速度时间关系求得停车时间;
(2)根据(1)求得的数据作出v-t图象;
(3)根据图象求得汽车全过程通过的位移大小,根据平均速度定义求得平均速度即可.
考试点:匀变速直线运动的速度与时间的关系;平均速度;匀变速直线运动的图像.

知识点:本题考查了运动学中的刹车问题,是道易错题,注意汽车速度减为零后不再运动,以及知道速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移.