Question

18．若列车进站过程可简化为匀减速直线运动，列车的初速度v₀=50m/s，末速度v_t=0，运动时间t=400s，
（1）求列车运动的加速度a．
（2）求此过程列车的位移s
（3）设列车质量m=1.0×10⁵kg，求列车所受合外力F．

Answer 1

分析 （1）根据速度时间公式求出列车运动的加速度．
（2）根据匀变速直线运动的平均速度公式求出列车的位移．
（3）根据牛顿第二定律求出列车的合外力．

解答 解：（1）根据匀变速直线运动的速度时间公式得：
a=$\frac{{v}_{t}-{v}_{0}}{t}$=$\frac{0-50}{100}$=-0.5m/s²
（2）根据匀变速直线运动的平均速度公式得：
x=$\overline{v}t$=$\frac{{v}_{0}+{v}_{t}}{2}t$=$\frac{50+0}{2}×100$=2500m；
（3）根据牛顿第二定律得：
F_合=ma=1.0×10⁵×0.5N=5×10⁴N
答：（1）求列车运动的加速度a为-0.5m/s²
（2）求此过程列车的位移s为2500m
（3）列车所受合外力F为5×10⁴N

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，注意各物理量的矢量性．