1. 三.动物世界的运动学

动物世界的运动学涉及各种生物的行走、奔跑、爬行等运动方式。通过研究动物的步态、步距、步频等参数,可以了解它们的运动规律,为仿生机器人等领域提供设计灵感,同时也揭示了生物对环境的适应性和生存策略。

(1) 如图所示,是根据传统的“龟兔赛跑”的故事所画的位移一时间图像,看图回答:

(1)哪一条图线表示乌龟的运动,哪一条图线表示兔子的运动?

(2)兔子什么时候,什么地方开始睡觉?

(3)在什么时间乌龟悄悄地爬过兔子身旁?

(4)兔子睡了多长时间?

(5)兔子醒来时乌龟在什么地方?

(6)乌龟和兔子到达终点相差多少时间?

(2) 有一实心木块,体积为abc(a > b > c),如图所示,有蚂蚁(可视为质点)在木块表面自A点运动到B点,求:

(1)蚂蚁爬行的最短路程

(2)蚂蚁的位移大小。

(3) 猎豹是一种广泛生活在非洲大草原上的的大型猫科肉食性动物,捕猎时能达到最大时速108km。在一次捕猎过程中,猎豹发现它的正前方200m的地方有一只羚羊,开始以加速度a1 = 7.5m/s2加速至最大时速追击羚羊,羚羊在3s后察觉有天敌追击自己,就以加速度a2 = 5m/s2加速至最大时速90km向正前方逃跑。现为了简便处理不考虑现实中猎豹和羚羊存在的转弯动作,两者均可看作质点且只做直线运动。

(1)求猎豹在其加速过程中所用的时间和位移;

(2)求猎豹开始追击羚羊捕猎后第8s末,猎豹与羚羊之间的距离;

(3)若猎豹以最大时速追捕猎物的生理极限时间为20s,后精疲力尽以5m/s2做减速运动,羚羊一直按照最高时速逃跑,根据所学知识计算分析本次猎豹是否能捕猎成功。

【考点】
位移与路程; 运动学 S-t 图象; 追及相遇问题;
【答案】

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