题目
【题文】以36km/h速度行驶的列车开始下坡,在坡路上的加速度等于0.2m/s2,经过30s到达坡底,求坡路的长度和列车到达坡底时的速度.
【题文】以36km/h速度行驶的列车开始下坡,在坡路上的加速度等于0.2m/s2,经过30s到达坡底,求坡路的长度和列车到达坡底时的速度.
题目解答
答案
【答案】x=390m , v=16m/s
解析
考查要点:本题主要考查匀变速直线运动的位移和速度的计算,涉及单位换算和公式的应用。
解题核心思路:
- 单位统一:将初速度从km/h转换为m/s。
- 公式选择:利用匀变速直线运动的位移公式 $x = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$ 和速度公式 $v = v_0 + a t$ 直接计算。
- 代入计算:注意加速度方向与速度方向一致,列车做匀加速运动。
破题关键点:
- 单位转换是基础,需确保所有物理量单位一致。
- 正确区分公式:位移公式包含初速度、时间、加速度的平方项,速度公式则直接关联时间与加速度。
步骤1:单位转换
初速度 $v_0 = 36 \, \text{km/h} = \frac{36}{3.6} \, \text{m/s} = 10 \, \text{m/s}$。
步骤2:计算坡路长度
根据位移公式:
$x = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$
代入 $v_0 = 10 \, \text{m/s}$,$a = 0.2 \, \text{m/s}^2$,$t = 30 \, \text{s}$:
$x = 10 \times 30 + \frac{1}{2} \times 0.2 \times 30^2 = 300 + 90 = 390 \, \text{m}$
步骤3:计算到达坡底的速度
根据速度公式:
$v = v_0 + a t$
代入数据:
$v = 10 + 0.2 \times 30 = 10 + 6 = 16 \, \text{m/s}$