(15)力學(xué)計(jì)算題-2021年高考物理真題模擬試題專項(xiàng)匯編_第1頁(yè)
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()力學(xué)計(jì)算題——2021年高考理真題模擬題專項(xiàng)匯【2021年全國(guó)乙卷,】籃球質(zhì)量為0.60,運(yùn)員使其從距地面高度為1.8處?kù)o止自由落下,反彈高度為hm。使籃球從距地面hm的度由靜止下落,并在開(kāi)始下落的同時(shí)向下拍球,球落地后反彈的高度也為1.5。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)球的作用力為恒力用時(shí)間為t0.20籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變。重力加速度大小取g/s

。不計(jì)空氣阻力。求:()動(dòng)員拍過(guò)程中對(duì)籃球所做的功;()動(dòng)員拍時(shí)對(duì)籃球的作用力的大小?!灸陣?guó)甲卷,】圖,一傾角為θ的光滑斜面上有個(gè)速帶(圖中未完全畫(huà)出減速帶間的距離均為d減帶寬度遠(yuǎn)小于一質(zhì)量為m的動(dòng)力小可視為質(zhì)點(diǎn)從距第一個(gè)減速帶處?kù)o止釋放知車(chē)通過(guò)減速帶損的機(jī)械能與到達(dá)減速帶時(shí)的速度有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn),小車(chē)通過(guò)第個(gè)減速帶后,在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車(chē)通過(guò)第50個(gè)速帶后立刻進(jìn)入與斜面光滑連接的水平地面,繼續(xù)滑行距離s后停下。已知小車(chē)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,力加速度大小為g。()小車(chē)通第個(gè)速帶后,經(jīng)過(guò)每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)能;()小車(chē)通前個(gè)速帶的過(guò)程中在每一個(gè)減速帶上平均損的機(jī)械能;(車(chē)前30個(gè)速帶上平均每一個(gè)損失的機(jī)械能大于之后每一個(gè)減速帶上損失的機(jī)械能,則應(yīng)足么條件?【年?yáng)|卷,】海鷗捕到外殼堅(jiān)硬的鳥(niǎo)蛤(貝類(lèi)動(dòng)物)后,有時(shí)會(huì)飛到空中將它丟下,利用地面的沖擊打碎硬一只海鷗叼著質(zhì)量0.1kg鳥(niǎo)蛤,在H20m的度、以v15m/s的平速度飛行時(shí)嘴巴讓鳥(niǎo)蛤落到水平地面.重力加速度g忽略空氣阻.

(1若鳥(niǎo)蛤與地面的碰撞時(shí)間,起速度可忽略,求碰撞過(guò)程中鳥(niǎo)蛤受到的平均作用力的大小F撞程中不計(jì)重力)()海飛方向正下方的地面上,有一與地面平齊、長(zhǎng)L的巖石,以巖石左端為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如圖所示坐標(biāo)系

.若鷗水平飛行的高度仍為

20m,度大小在之,為保證鳥(niǎo)蛤一定能落到巖石上,求釋放鳥(niǎo)蛤位置的坐范圍.【年山東卷18如圖所示,三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、,放置在水平地上,A緊靠豎直墻壁,一勁度系數(shù)為的彈簧將B連,緊B,開(kāi)始時(shí)彈簧處原長(zhǎng),、、靜止現(xiàn)C施一水平向左、大小為F恒力使B、C一起向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度為零時(shí),立即撤去恒力,一段時(shí)間后A離墻壁,最終三物塊都停止運(yùn)已知A、與面間的滑動(dòng)摩擦力大小均為f,最大靜摩擦等于滑動(dòng)摩擦力,彈簧始終在彈性限度內(nèi)(彈簧的彈性勢(shì)能可表示:Ekx量)

,k為簧的勁度系為簧的形變(1求BC向移動(dòng)的最大距離x和B、C分時(shí)B的動(dòng)能E;(2為保證A能離開(kāi)墻壁,求恒力的最小值

;(3若三物塊都停止時(shí)、間距離為x,B、分到停運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程克服彈簧彈力做的功為W,通過(guò)推導(dǎo)比較W與的大?。唬ǎ〧f,請(qǐng)?jiān)谒o坐標(biāo)系(見(jiàn)答題卡)中,畫(huà)向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度隨移變化的圖像,并在坐標(biāo)軸上標(biāo)出開(kāi)始運(yùn)和停止運(yùn)動(dòng)時(shí)的a、(用f、表示要求推導(dǎo)過(guò).以去時(shí)的置為坐標(biāo)原點(diǎn),平向右為正方.【年廣東卷13】盤(pán)是我國(guó)古老的計(jì)算工具中心帶孔的相同算珠可在算盤(pán)的固定導(dǎo)桿上滑動(dòng)使前算珠需要零。如圖所示平放置的算盤(pán)中有甲乙顆算珠未在歸零位置,甲靠邊框b,、乙相隔s3.5

m乙與邊框a相s2.0

m,

珠與導(dǎo)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)

0.1

?,F(xiàn)用手指將甲以0.4m/s的速撥出,甲、乙碰后甲的速度大小為0.1,向不變,碰撞時(shí)間極短且不計(jì),重力加速度取0

。(1)通計(jì)算,判斷乙算珠能否滑動(dòng)到邊框a;(2)求算珠從撥出到停下所需的時(shí)間?!灸旰颖本?3】圖,一滑雪道由B和BC兩滑道組成,其中AB段角為θ,段平,段和段一段滑圓弧連接。一個(gè)質(zhì)量為2kg的包在滑道頂端處由靜止滑下,若1s后量為48kg的雪者從頂端以1.5初速度、3/s

的加速度勻加速追趕好在坡底光滑圓弧的水平處追上背包并立即將其拎起包滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)為

,重力加速度取g/2,,cos,略空氣阻力及拎包過(guò)程中滑雪者與背包的重心變化。求:()道AB段長(zhǎng)度;()雪者拎背包時(shí)這一瞬間的速度。【年南卷】如圖,豎直平面內(nèi)一足夠長(zhǎng)的光滑傾斜軌道與一長(zhǎng)為L(zhǎng)的平軌道通過(guò)一小段光滑圓弧平滑連接平軌道右下方有一段弧形軌道PQ量為m的物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。以水平軌道末端O點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,

軸的正方向水平向右y軸正方向豎直向下,弧形軌道端標(biāo)

(2

),Q

端在y軸上。重力加速度為。(若A從傾斜軌道上距x軸度為大小

2

的位置由靜止開(kāi)始下滑經(jīng)O點(diǎn)的速度

()A從斜軌道上不同位置由靜止開(kāi)始下滑,經(jīng)過(guò)點(diǎn)落在弧形軌道

上的動(dòng)能均相同,求

的曲線方程(將質(zhì)量為

(λ為數(shù)且

的物B置于O點(diǎn)沿斜軌道由靜止開(kāi)始下滑,與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短A和均落在弧形軌道上,且A落B落的右側(cè),求下滑的初始位置距x軸度的取值范圍。【年浙卷19機(jī)車(chē)禮讓行人是一種文明行為如圖所示質(zhì)量

的汽車(chē)以v36km/h的速度在水平路面上勻速行駛,在離斑馬線s20m處,駕員發(fā)現(xiàn)小朋友排著長(zhǎng)lm的隊(duì)伍從斑馬線一端開(kāi)始通過(guò),立即剎車(chē),最終恰好在斑馬線前。假設(shè)汽車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中所受阻力不變,且忽略駕駛員反應(yīng)時(shí)間。()開(kāi)始剎到汽車(chē)停止所用的時(shí)間和所受阻力的大??;()路面寬Lm,朋友行走的速度0.5m/s,汽車(chē)在斑馬線前等待小朋全部通過(guò)所需的時(shí)間;(假駕駛員以v54km/h超行駛在離斑馬線s20m處即剎車(chē)求車(chē)到斑馬線時(shí)的速度?!灸杲?,】圖所示,水平地面上有一高H0.4m的平面,臺(tái)面上豎直放置傾角

37糙直軌道光滑直軌道之圓周光滑細(xì)管道D和半圓形光滑軌道DEF,們平滑連接,其中管道CD的徑r0.1m、圓心在O點(diǎn)軌道DEF的徑m圓心在O點(diǎn)O、、和F點(diǎn)均處在同一水平線上。小滑塊從軌道AB、距臺(tái)面高為h的點(diǎn)靜止下滑,與靜止在軌道上質(zhì)量的小球發(fā)生彈性碰撞,碰后小球經(jīng)管道、軌F點(diǎn)豎直向下運(yùn)動(dòng),與正下方固定在直桿上的三棱柱G碰,碰后度方向水平向右,大小與碰前相同,最終落在地面上Q點(diǎn)。已知小滑塊與軌道AB間動(dòng)摩擦因數(shù)

,,cos37。

()小滑塊初始高度0.9,小塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度v的大?。唬ǎ┬∏蚰艹烧麄€(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,求h的小值

;()小球恰能過(guò)最高點(diǎn),且三棱柱G的位置上下可調(diào),求落地點(diǎn)與點(diǎn)的水距離的大值x

。10.【年西吉安市質(zhì)檢,13】如圖所示,水平地面上固斜面的傾角

37可視為質(zhì)點(diǎn)的一滑塊從斜面的底端以初速度/s沿面向上運(yùn)動(dòng)且始終沒(méi)有離開(kāi)斜面,已知滑塊與斜面間的動(dòng)擦因數(shù)為0.5,上到底的距離Lm,sin370.6,cos37,力加速度g/s

。求:()塊沿斜上滑的加速度大??;()塊經(jīng)過(guò)點(diǎn)速度大小果以留根式)11.【年西吉安市質(zhì)檢如所示在光滑的水平面上固定左右兩豎直擋板,擋板間距離足夠長(zhǎng)。長(zhǎng)木A的上表面粗糙、左端放著小木(視為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量是B質(zhì)量的倍、的動(dòng)摩擦因數(shù)為。始時(shí),A和一以從側(cè)板處向右運(yùn)動(dòng),設(shè)木板與左右擋板發(fā)生碰撞的間極短碰木板以原速率彈回小木塊始終沒(méi)有脫離木板,重力加速度g。:()板與擋2碰撞前瞬間,木板的速度大小和方向;()板與擋從開(kāi)始到剛要發(fā)生5次碰撞前木板的速度大小;

()木塊始沒(méi)有脫離木板,板長(zhǎng)滿足的條件。12.【2021年省百校聯(lián)考15】如圖所示,為滑雪場(chǎng)的一條長(zhǎng)滑道,BC為平滑道B處與水平滑道平滑連接,滑道的傾角

37度L100m。了測(cè)試滑道的摩擦系數(shù),一質(zhì)量的橇(可視為質(zhì)點(diǎn))從點(diǎn)由靜止開(kāi)始勻加速下滑到B,雪橇最后停止位置距B點(diǎn)。橇與、BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。取g10m/s,sin37cos37,100831.8,:(1雪橇與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2雪橇從A處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止,共經(jīng)歷的時(shí)間(結(jié)果保留兩位小數(shù)13.【2021年省百校聯(lián)考16】如圖所示,半圓形光滑軌道豎固定在桿上,桿長(zhǎng)L,半圓與水平方向相切于B點(diǎn)半徑R,其右側(cè)一定水平距離處固定一個(gè)斜面體斜端地高度h0.8mE端定一輕彈簧簧原長(zhǎng)為DE,,斜面段糙而DE段滑。現(xiàn)將一質(zhì)量為1的物塊(可看作質(zhì)點(diǎn))從圓軌道某處?kù)o止釋放,離開(kāi)最低點(diǎn)B后能落到斜面頂端C處,且速度方向恰平行于斜面,物塊沿斜面下滑壓縮彈簧后又沿斜面向上返回,第一次恰能返回到最高點(diǎn)。斜面傾角力加速度10m/,計(jì)物塊碰撞彈簧的機(jī)械能損失。已,:(1物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大?。唬?小物塊在粗糙斜面CD段能滑行的總路程s。14.【2021年五省百校聯(lián)考18如圖所示水平面上有B兩個(gè)小物均視為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量分別為m,兩者之間有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧(未與AB接離物塊為2L處有一半徑為的定光滑豎直半圓形軌道,半圓形軌道與水平面相切于C點(diǎn)物塊的左邊靜置著一個(gè)斜面體,斜面體斜面、底面均光滑,斜面體高度為2L(部與水平面平滑

連接一刻將壓縮的彈簧放,物塊、B瞬間分離A向運(yùn)動(dòng)恰好能過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)D(處置有口袋,物體過(guò)D后進(jìn)入口袋向平滑地滑上斜面體,在斜面體上上升的最大高度為

L

。已知兩物塊與右水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)B左側(cè)水平面光滑,重力加速度為g算果用、、L表示)(1求釋放前壓縮的彈簧具有的彈性勢(shì)能;(2求斜面體的質(zhì)量;(3求物塊B與斜面體相互作用的過(guò)程中,物塊對(duì)面體做的功(4計(jì)算說(shuō)明物塊最停止位置。15.【年廣東省高州市模擬】如圖所示,固定斜面體的斜面部粗糙,部分光滑,一個(gè)物塊從斜面底端A點(diǎn)大小為的速度沿斜面上滑,最高到達(dá)E點(diǎn),經(jīng)過(guò)D點(diǎn)的速度大小為6m/s,DE。已知斜面的傾角為37°,重力加速度g/s2,,,(結(jié)果可用式或帶根號(hào)()塊在AD段與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);()塊又返到A點(diǎn)速度大小。

答案以及解答:本題考查動(dòng)量定理和動(dòng)能定理的應(yīng)用()球下落上升過(guò)程中,機(jī)械能守恒,則碰地前、后動(dòng)能的比值設(shè)運(yùn)動(dòng)員拍球過(guò)程中對(duì)籃球所做的功為,則W代入數(shù)據(jù)得

k

()運(yùn)動(dòng)員球時(shí)對(duì)籃球作用力為F,籃球的加速度為,則有設(shè)時(shí)間內(nèi)籃球運(yùn)動(dòng)距離為s

mgma1則s2

,又W代入數(shù)據(jù)得

9.0N答案:題考查功能關(guān)系的理解與應(yīng)用。(1由題意可知小車(chē)在光滑斜面上滑行時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有

mg

設(shè)小車(chē)通過(guò)第個(gè)減速后速度為v

第31個(gè)速帶時(shí)的速度為

ad因?yàn)樾≤?chē)通過(guò)第30個(gè)速帶后,在相鄰減速帶間的平均速度均相同,故后面過(guò)減速帶后的速度與到達(dá)下一個(gè)減速帶時(shí)的速度均為vΔ2

;經(jīng)過(guò)每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能為聯(lián)立以上各式解得

mgd

()()知小車(chē)通過(guò)第個(gè)減速帶后的速度為,在水平地面上根據(jù)動(dòng)定理有mv從小車(chē)開(kāi)始下滑到通過(guò)第30個(gè)減速帶,根據(jù)動(dòng)能定理有(L)sinΔ(L)sin聯(lián)立解得總

故在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能為Δ

E(L)sin()題意可可得Lsin

答設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)為t鳥(niǎo)落地前瞬間的速度大小為豎直方向分速度大小為v,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合與分解得

①vgt②v

③在碰撞過(guò)程中,以鳥(niǎo)蛤?yàn)檠芯繉?duì)象,取速度v的向?yàn)檎?,由?dòng)量定理得④聯(lián)立①②③④式代入數(shù)據(jù)得F⑤()釋鳥(niǎo)的初速度為15m/s,擊中巖石左端時(shí),釋放點(diǎn)的x坐為x,中右端時(shí),釋放點(diǎn)的x坐標(biāo)為,得xt

⑥xL⑦聯(lián)立①⑥⑦式,代入數(shù)據(jù)得xx36m⑧若釋放鳥(niǎo)蛤時(shí)的初速度為17m/s,擊中巖石左端時(shí),釋放點(diǎn)的坐標(biāo)為

,擊中右端時(shí),釋放點(diǎn)的x坐為

,得xtx⑩聯(lián)立①⑨⑩式,代入數(shù)據(jù)得x綜上得x坐區(qū)間答從開(kāi)始到B、C向移動(dòng)到最大距離的過(guò)程中以、和簧為研究對(duì)象由功能關(guān)系得fx

①?gòu)椈苫謴?fù)原長(zhǎng)時(shí)BC分從簧最短到、分以B、和簧研究對(duì)象由量

守恒得

kx

fx②聯(lián)立①②式得x

Ffk

③E

F

2

f

2

④()A剛要崗開(kāi)墻時(shí),設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)為,以A為究對(duì)象,由平衡條件得f⑤若剛離開(kāi)墻壁時(shí)B的度恰好等于零種況下恒力為最小值F彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)min到剛離開(kāi)墻的過(guò)程中,以和簧為研究對(duì)象,由能量守恒得E

kx

⑥聯(lián)立①②⑤⑥式

10⑦根據(jù)題意舍去

10

f,得

10

⑧()B、C分離到B停止運(yùn)動(dòng),設(shè)B的程為x,的位移為x,以B為研究對(duì)象,由動(dòng)能定理得fx⑨以為究對(duì)象,由動(dòng)能定理得E⑩出B、運(yùn)動(dòng)關(guān)系得

聯(lián)立⑨式W

()答:本題考查力與運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量和能量的知。()甲、乙珠的質(zhì)量均為,牛頓第二定律得解得甲撥出后的加速度大小am/s

ma

mg甲的初速度vm/s

,設(shè)其與乙碰撞前的速度為v,則甲從撥出到撞到乙時(shí)的過(guò)程中有

解得設(shè)甲、乙碰撞后的速度分別為、mv解得m/s0乙滑動(dòng)至停止運(yùn)動(dòng)的距離解得sm因此乙算珠能滑動(dòng)到邊框。

,且v

,甲、乙碰撞前后動(dòng)量守恒,則有()從撥出撞到乙所用的時(shí)間t

v

碰撞后到停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

v

則甲算珠從撥出到停下所需的時(shí)間t0.2s答:本題考查運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)量守恒的有關(guān)計(jì)。()斜長(zhǎng)為,包量為律有

,在斜面上滑行的加速度為

,由牛頓第二定sin

cos

a解得m/s

kk滑雪者質(zhì)量為48kg

,初速度為1.5m/s

,加速度為am/s,斜面上滑行時(shí)間為,落后時(shí)間

,則背包的滑行時(shí)間為t

,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得L

(t)

L

tt

聯(lián)立解得

ts

t

(舍去)故可得

()包和滑者到達(dá)水平軌道時(shí)的速度為v、v(t)t

,有滑雪者拎起背包的過(guò)程,系統(tǒng)在光滑水平面上外力為零,動(dòng)量守恒,設(shè)共同速度為v,v)解得

答:本題主要考查動(dòng)能定理及碰撞的綜合用。()A由動(dòng)能定理可知mv解得=2()A恰好落在點(diǎn),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得,解得=2從O點(diǎn)到P點(diǎn),由動(dòng)能定理mg

gt

解得E當(dāng)落任意一點(diǎn)M(x)時(shí)E

M

mgL,設(shè)A經(jīng)O點(diǎn)度為v。xt,y

gt

g解得vx,y

Emv4

mgyE聯(lián)立解得曲方程為

y

()A與B碰前速度為v,距x軸h處落,有mgh設(shè)B碰后速度分別為v、,動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可知,

,mv22

mv

解得v

v,故,A與B碰撞后反向運(yùn)動(dòng),v

v,向水平向右當(dāng)再到達(dá)O點(diǎn)時(shí),速度為

動(dòng)定理可知,1mgLmv2由題可知落在B右側(cè),則v

與B都在軌道上,

A

聯(lián)立解得(

31)1

答:本題考查牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律()于剎車(chē)程中汽車(chē)所受阻力不變,汽車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)v

v根據(jù)剎車(chē)時(shí)間t解得t

sv剎車(chē)加速度

vat根據(jù)牛頓第二定律,汽車(chē)所受阻力f解得FNf()朋友過(guò)路的時(shí)間

t

lv汽車(chē)等待時(shí)間s()據(jù)

as解得汽車(chē)到斑馬線時(shí)的速度v5m/s答:本題考查機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律、極值問(wèn)題等。

()滑塊在AB軌上運(yùn)動(dòng)cosvm/

sin

()滑塊與球碰撞后速度互換,小球沿DEF軌道運(yùn)動(dòng)mg1(Rmv2

v

v

0.45()球從E點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)mv(Ryt

gt

(0.5yyx0.810.答案)/s

()m或解析)根據(jù)牛頓第二定律得,mgsin37cos37①②解得m/s()塊上滑勻減速直線運(yùn)動(dòng),有v

L③解得v5/s④由于以滑塊上滑到速度為零時(shí)再向下滑動(dòng)經(jīng)A點(diǎn)?;瑝K上滑到速度為零時(shí)經(jīng)過(guò)的位移,有v滑塊下滑的加速度為a,cos37⑥

as⑤經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度為,

(L)⑦

解得v

m/⑧11.答案),向水平向左()

v()

4v3解析)板與擋板發(fā)生第碰撞后以原速率彈回,此后木板與木塊所受的合外力為零,總動(dòng)量守恒,到第次碰撞前瞬間,二者達(dá)到相同速度.取水平向左為正方向,則有mvm)解得vv,向水平向左。()木板與擋板發(fā)生2碰撞后,二者達(dá)到相同速度,有)v

vv解得v,方向水平向右。3同理,發(fā)生3次撞后,二者達(dá)到相同速度v,mvm)v解得v

vv發(fā)生第次撞,二者達(dá)到相同速度v,有v

v,即為所求。方向水平向右。3()第1次后到2次前瞬間,木塊相對(duì)板問(wèn)右滑動(dòng)L,根據(jù)能量守恒,有mgL解得L

1mvmv243

,第次后到第次碰前瞬間,木塊相對(duì)板向左滑動(dòng)L,有mgL

1(3)vm)v2

,

解得L

4v27

L同理可證第次后到第4碰前瞬間,木塊相對(duì)板向右滑動(dòng)L小木塊始終沒(méi)有脫離木板,板長(zhǎng)應(yīng)滿足LL

4v12.答案)雪橇從A到止位置,由動(dòng)能定理得:mgLsin

cos

L

得0.12()的加速度為

a1

,得

在段的加速度為

a2

,得

1.2m/2對(duì)AB段用動(dòng)能定理,

mv

2B得

1008,可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間

t12

,

vtBavtB26.5sa得

t全程平均速度,解得

t32.70s

也正確)解析:13

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