综合题14.0分
物理

24.在娱乐节目《幸运向前冲》中,有一个关口是跑步跨栏机,它设置是让观众通过一段平台,再冲上反向移动跑步机皮带并通过跨栏,冲到终点。

现有一套跑步跨栏装置,平台长L1=4m,跑步机皮带长L2=32m,跑步机上方设置了一个跨栏(不随皮带移动),跨栏到平台末端距离L3=10m,且皮带以v0=1m/s恒定速率转动,一位挑战者在平台起点从静止开始以a1=2m/s2加速度通过平台冲上跑步机,之后以a2=1m/s2加速度在跑步机上往前冲,在跨栏时不慎跌倒,经过2秒爬起(假设从摔倒至爬起过程中挑战者与皮带始终相对静止),然后又保持原来加速度a2,在跑步机上顺利通过剩余路程,求挑战者全程所需要时间?

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

14s

解析

匀加速通过平台:  通过平台时间:

冲上跑步机初速度:v1=a1t1=4m/s(1分)冲上跑步机至跨栏:

解得t2=2s

摔倒至爬起随跑步机移动距离:x=v0t=1×2m=2m(向左)

取地面为参考系,则挑战者爬起向左减速过程有:v0=a2t3 解得:t3=1s

对地位移为:(向左)

挑战者向右加速冲刺过程有:        解得:t4=7s

挑战者通过全程所需总时间为:t=t1+t2+t+t3+t4=14s。

考查方向

牛顿第二运动定律

解题思路

根据匀变速直线运动的速度位移公式求出挑战者刚冲上跑步机时速度大小.根据位移时间公式求出公式求出挑战者从起动到到达跨栏所用的时间.

挑战者摔倒到爬起的过程中向左做匀速直线运动,爬起后,初速度水平向左,加速度向右,结合位移时间公式求出跑到终点的时间,结合在平台上的时间、运动到跨栏的时间、摔倒的时间,求出通过全程的时间