小明同学乘坐杭温线“和谐号”动车组，发现车厢内有速率显示屏。当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间，他记录了不同时刻的速率，部分数据

题文

（16分）小明同学乘坐杭温线“和谐号”动车组，发现车厢内有速率显示屏。当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间，他记录了不同时刻的速率，部分数据列于表格中。已知动车组的总质量M=2.0×10⁵kg，假设动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1倍，取g=10m/s²。在小明同学记录动车组速率这段时间内
t/s
v/m·s^-1
0
30
100
40
300
50
400
50
500
60
550
70
600
80
求：
（1）动车组的加速度值；
（2）动车组牵引力的最大值；
（3）动车组位移的大小。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）第一阶段加速度为

；第二阶段加速度为

（2）

（3）

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解析

（1）通过记录表格可以看出，动车组有两个时间段处于加速状态，设加速度分别为a₁、a₂，
由


代入数据后得：


 


 
（2）

 



当加速度大时，牵引力也大，
代入数据得：


 
(3)第一次加速运动经历的时间

s   


m 
第二次加速运动时间为

s    


m  
匀速运动时间为

s 


m                                                     


    
点评：此类题型属于常见的用牛顿运动定律解决实际问题：先通过求出加速度，然后利用相关的匀变速直线运动公式求出物体的位移。

考点

据考高分专家说，试题“（16分）小明同学乘坐杭温线“和谐号”动.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。

匀变速直线运动

定义：
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动，即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。

特点：
a=恒量。

匀变速直线运动规律(基本公式)：
速度公式：v=

位移公式：x=
速度平方公式：
位移公式：x=
速度平方公式：

位移—平均速度关系式：x=

匀变速直线运动的几个重要推论：

1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：S_Ⅱ－S_Ⅰ＝S_Ⅲ－S_Ⅱ＝…＝S_N－S_N－1＝ΔS＝
   

   匀变速直线运动的几个重要推论：

   1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量，即：S_Ⅱ－S_Ⅰ＝S_Ⅲ－S_Ⅱ＝…＝S_N－S_N－1＝ΔS＝
      (此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论：S_n＋m－S_n＝
      ，其中S_n、S_n＋m分别表示第n段和第(n＋m)段相等时间内的位移，T为相等时间间隔。
   2. 某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即。
   3. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v₀和末速度v平方和一半的平方根，即v_s/2＝，其中S_n、S_n＋m分别表示第n段和第(n＋m)段相等时间内的位移，T为相等时间间隔。
   4. 某段时间内的平均速度，等于该段时间的中间时刻的瞬时速度，即。
   5. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v₀和末速度v平方和一半的平方根，即v_s/2＝
      。

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