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2021全国卷物理试题

1.(1)一列火车以40m/s的速度行驶，司机发现前方有一只小狗在铁轨上，立即刹车，列车以-2.0m/s2的加速度减速，求列车刹车前的最小减速距离，以及列车在刹车前的运动时间。

解析：首先列车刹车前的速度为40m/s，加速度为-2.0m/s2，我们可以通过速度公式$v^2=u^2+2aS$求解列车刹车前的最小减速距离，其中$v$为列车刹车后的速度（0m/s），$u$为列车刹车前的速度（40m/s），$a$为列车的加速度（-2.0m/s2），$S$为列车刹车前的最小减速距离。

代入数据可得：$0=40^2+2*(-2.0)*S$，解得$S=800m$。

然后，我们可以通过速度公式$v=u+at$求解列车在刹车前的运动时间，其中$v$为列车刹车后的速度（0m/s），$u$为列车刹车前的速度（40m/s），$a$为列车的加速度（-2.0m/s2），$t$为列车在刹车前的运动时间。

代入数据可得：$0=40+(-2.0)*t$，解得$t=20s$。

综上所述，列车刹车前的最小减速距离为800m，列车在刹车前的运动时间为20s。

(2)若小狗在列车刹车前的最小减速距离为500m，求小狗离列车刹车前的最小减速距离的距离，以及列车刹车前的速度。

解析：首先列车刹车前的最小减速距离为500m，我们可以通过速度公式$v^2=u^2+2aS$求解列车刹车前的速度，其中$v$为列车刹车后的速度（0m/s），$u$为列车刹车前的速度，$a$为列车的加速度（-2.0m/s2），$S$为列车刹车前的最小减速距离（500m）。

代入数据可得：$0=u^2+2*(-2.0)*500$，解得$u=20m/s$。

然后，我们可以通过列车刹车前的速度$u$和列车刹车前的最小减速距离$S$求解小狗离列车刹车前的最小减速距离的距离，即$S=ut+\frac{1}{2}at^2$，其中$S$为小狗离列车刹车前的最小减速距离的距离，$u$为列车刹车前的速度（20m/s），$t$为列车刹车前的运动时间（20s），$a$为列车的加速度（-2.0m/s2）。

代入数据可得：$S=20*20+\frac{1}{2}*(-2.0)*20^2$，解得$S=400m$。

综上所述，小狗离列车刹车前的最小减速距离的距离为400m，列车刹车前的速度为20m/s。

2.一根质量为$M$的木棒，$m$为$M$的$1/5$，$m$的速度为$u$，$m$的速度$2$的速度$u$的$2$倍，$2$的速度$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$的$2$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$