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如图所示为两个足球运动员练习助攻进球的过程,其中BP在一条直线上,假设甲运动员在B处将足球以10m/s的速度沿直线BP的方向踢出,足球沿着地面向P处做匀减速直线运动,足球运动的加速

题目详情
如图所示为两个足球运动员练习助攻进球的过程,其中BP在一条直线上,假设甲运动员在B处将足球以10m/s的速度沿直线BP的方向踢出,足球沿着地面向P处做匀减速直线运动,足球运动的加速度大小为1m/s2,在A位置的乙运动员发现甲运动员将足球踢出去后,经过1s的反应时间后,开始匀加速向BP连线上的C处奔去,乙运动员的最大速度为8m/s,已知B、C两点间的距离为50m,A、C两点间的距离为56m.
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(1)乙运动员以多大的加速度做匀加速运动,才能与足球同时运动到C位置?
(2)乙运动员运动到C处后以一定的速度将足球沿CP方向踢出,已知足球从C向P做匀减速运动,足球运动的加速度大小仍然为1m/s2,假设足球过P点就能进球门,C点到P点的距离为9.5m,守门员看到运动员在C处将足球沿CP方向踢出后,能够到达P处扑球的时间为1s,那么乙运动员在C处给足球的速度至少多大,足球才能射进球门?
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答案和解析
(1)对足球:BC=v0t-
1
2
at2,即:50=10t-
1
2
×1×t2,解得:t=10s,
乙运动员的运动时间:t=t-1=9s,
乙运动员的最大速度为8m/s,乙运动员应先加速后匀速到达C处,设加速的时间为t′,则位移:AC=
v乙max
2
t′+v乙max(t-t′),
即:56=
8
2
×t′+8×(9-t′),
解得:t′=4s,
乙加速结束的速度:v乙max=at′,
解得:a=
v乙max
t′
=
8
4
m/s2=2m/s2
(2)由题意可知,足球从C到P的运动时间为1s,足球的位移:CP=vt-
1
2
at2
即:9.5=v×1-
1
2
×1×12
解得:v=10m/s;
答:(1)乙运动员以2m/s2的加速度做匀加速运动,才能与足球同时运动到C位置.
(2)乙运动员在C处给足球的速度至少为10m/s,足球才能射进球门.