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要求摩托車由靜止開始在盡量短的時間內走完一段直道，然后駛入一段半圓形的彎道，但在彎道上行駛時車速不能太快，以免因離心作用而偏出車道。求摩托車在直道上行駛所用的最短時間。有關數據見表格。某同學是這樣解的：要使摩托車所用時間最短，應先由靜止加速到最大速度v₁=40 m/s，然后再減速到v₂=20 m/s，t₁==…；t₂==…；t=t₁+t₂

你認為這位同學的解法是否合理?若合理，請完成計算；若不合理，請說明理由，并用你自己的方法算出正確結果。

啟動加速度a1	4 m/s2
制動加速度a2	8 m/s2
直道最大速度v1	40 m/s
彎道最大速度v2	20 m/s
直道長度s	218 m

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一、單選題：

1．B   2．B．  3．A  4．C  5．D  6．B  

二、多選題：

7．BD   8．ABD   9．AC   10．CD   11．AC

三、填空題：

12．S₁、S₆ ；S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆ ， B ．紙帶運動時受到打點計時器的阻力，測量計數點之間的距離時會有測量誤差．

13．（1）斜槽末端水平， 保持小球水平拋出的初速度相同.（2）保持相鄰痕跡點的水平距離大小相同 .（3）略

四、計算或論述題：

14．Fcos=(mg-Fsin)

F(cos+sin)=mg    ①

F=kx                     ②

聯立解出：k=

15.原題解法不合理。正確解法為：設加速、減速時間分別為t₁、t₂

由題意得：             ①

          ②

代入數據聯立求解得到t₁=9s、t₂=2s 

且途中實際最大速度=36m/s?v₁=40m/s

16．解：（1）設土星質量為M₀,顆粒質量為m,顆粒距土星中心距離為r,線速度為v,

根據牛頓第二定律和萬有引力定律:    ①    解得:.

對于A、B兩顆粒分別有: 和，得:    ②

（2）設顆粒繞土星作圓周運動的周期為T,則:       ③

對于A、B兩顆粒分別有: 和  得:     ④

（3）設地球質量為M,地球半徑為r₀,地球上物體的重力可視為萬有引力,探測器上物體質量為m₀,在地球表面重力為G₀,距土星中心r₀^/=km處的引力為G₀’,根據萬有引力定律:

     ⑤        ⑥

由⑤⑥得： (倍)   ⑦

17．（1）由幾何關系得：A向右移動0.5 m時，球B上升的高度為=0.5 m

拉力F₁做功：=5.0 J

（2）設細繩與豎直方向的夾角為，因繩不可伸長，所以：v_Bcos=v_Asin   

則         v_A1=v_Bcot₁=m/s         

v_A2=v_Bcot₂=m/s         

拉力F₂做功：w ₂=m_Bgh+（ ）    

代入數據解得：          w₂=3.8J   

18．⑴   減速運動，到右端時速度，m/s=2m/s

　包的落地點距B端的水平距離為

s=vt=v＝2×m＝0.6m   

⑵由題意，   ω值的范圍是ω≤10rad/s．   

當ω₁＝40 rad/s時 ，包的落地點距B端的水平距離為s₁==Rωt＝v＝2.4m 

    ⑶見圖

19．（1）由功能關系，      ①

=20m       ②

=20  碰撞次數為20次，最后球停在C點

（2）設剛好球B能做完整的圓周運動，并設其在最高點的速度為v₁，在最低點的速度為v₂

        ③

    ④

      ⑤

聯立③④⑤并代入數據，得L≤0.76m

再由②式得最后停在C點右側20m的地方．