例1、一物體以某一速度沖上一光滑斜面,前4s的位移為1.6m,隨后4s的位移為零,那么物體的加速度多大?(設物體做勻變速運動(dòng))
解析:設物體的加速度大小為a,由題意知a的方向沿斜面向下。
解法一:(基本公式法)物體前4s位移1.6m,是減速運動(dòng),所以有:
代入數據
隨后4s位移為零,則物體滑到最高點(diǎn)所用時(shí)間為
所以初速度
由①、②得物體的加速度為
解法二:(推論

物體6s末的速度為

解法三:(推論△x=


例2、一質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運動(dòng),加速度大小為


分析:只要物體的運動(dòng)符合題意的規律,則兩個(gè)過(guò)程的加速度大小必然滿(mǎn)足
靈活巧妙地運用速度圖像,能形象表現物理規律,直觀(guān)再現物理過(guò)程,鮮明表達各物理量間的依賴(lài)關(guān)系,可使復雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,抽象問(wèn)題形象化。
解析:解法一(圖像法):畫(huà)出質(zhì)點(diǎn)的運動(dòng)圖像如圖所示,設圖中A、B兩點(diǎn)對應的速率分別為



由直線(xiàn)斜率關(guān)系
由以上兩式可得
所以質(zhì)點(diǎn)的加速度大小之比為


解法二(運動(dòng)學(xué)公式法)
設質(zhì)點(diǎn)勻加速運動(dòng)的位移為x,t秒末的速度為v,由題意得:在第一個(gè)t時(shí)間內


在第二個(gè)t時(shí)間內,質(zhì)點(diǎn)做初速度為v=


聯(lián)立上述三式得:
例3、兩輛完全相同的汽車(chē),沿水平直路一前一后勻速行駛,速度均為
A. x
B. 2x
C. 3x
D. 4x

解析:兩車(chē)初速度相同,加速度相同,故剎車(chē)時(shí)間相等,剎車(chē)位移也相等,故前車(chē)停下時(shí),后車(chē)開(kāi)始剎車(chē),運動(dòng)過(guò)程如圖所示。
解法一:設剎車(chē)時(shí)間為t,則剎車(chē)位移

后車(chē)運動(dòng)時(shí)間為2t,其位移

故剎車(chē)前兩車(chē)相距至少為

又因為



將


可見(jiàn)△x=2x
解法二:應用平均速度法求解,兩車(chē)恰不相撞的條件是后車(chē)必須在前車(chē)剎車(chē)處開(kāi)始剎車(chē)。而前車(chē)剎車(chē)后行駛距離為

在前車(chē)剎車(chē)過(guò)程中,后車(chē)勻速行駛至前車(chē)剎車(chē)處,

解法三:利用圖像法分析。
如圖所示,甲、乙兩圖線(xiàn)分別為前后兩車(chē)的v-t圖像,前車(chē)剎車(chē)以后,兩車(chē)的位移可由“面積”的數值來(lái)表示,則前車(chē)剎車(chē)時(shí),兩車(chē)間距△x在數值上等于圖中平行四邊形的面積(陰影部分),圖中△Otv0的面積為x,則陰影部分的面積為2x。

答案:B
例4、某物體由靜止開(kāi)始,在第1、3、5、…等奇數秒內做加速度為
分析:函數圖像可以把物理規律簡(jiǎn)潔地表達出來(lái),可以說(shuō)函數圖像是物理學(xué)優(yōu)美的語(yǔ)言。如運動(dòng)學(xué)中的x-t圖像、v-t圖像等都含有豐富的物理信息,借助于圖像解題,過(guò)程往往簡(jiǎn)捷得令人驚詫。
解析:這是一道勻變速和勻速交替進(jìn)行的問(wèn)題,由于在v-t圖像上可求出運動(dòng)物體在一段時(shí)間的位移及對應的該段時(shí)間,故可用v-t圖求解本題。
作出物體在各奇數秒內、偶數秒內的v-t圖像,如圖所示,由于速度圖線(xiàn)所包圍的面積等于運動(dòng)物體位移大小,從圖可知,相鄰的偶數秒內和奇數秒內的面積之差為一恒量。已知相鄰的偶數秒和奇數秒之間的時(shí)間差△t=1s,故這一恒量為:


物體在第1秒內的位移為:
所以物體在第n秒內的位移是一個(gè)以

n秒內的位移:
依題意有:
n=8時(shí),
在8s至9s中加速運動(dòng),位移:

∴
答案:8.5s
例5、觀(guān)察者站在列車(chē)第一節車(chē)廂前端一側地面上,列車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運動(dòng),測得第一節車(chē)廂通過(guò)他用了5s,列車(chē)全部通過(guò)他共用20s,這列車(chē)一共有幾節車(chē)廂組成(車(chē)廂等長(cháng)且不計車(chē)廂間距離)
解析:第一節車(chē)廂通過(guò)用t,第一節車(chē)廂長(cháng)

解法一:根據初速為零的物體經(jīng)歷連續相等的位移所需時(shí)間比為:
因為每節車(chē)廂長(cháng)度相等,所以當每節車(chē)廂依次通過(guò)觀(guān)察者時(shí)所需時(shí)間比應為:



代入數據
解法二:(變相鄰相等位移為相鄰相等時(shí)間,利用初速為零的勻變速直線(xiàn)運動(dòng)連續相同時(shí)間位移比為1:3:5:…來(lái)求解)
由于第一節車(chē)廂通過(guò)觀(guān)察者歷時(shí)5s,全部車(chē)廂通過(guò)觀(guān)察者歷時(shí)20s,現在把總時(shí)間20s分為4等份,每份為5s,由于第一個(gè)5s有一節車(chē)廂通過(guò),所以第二個(gè)、第三個(gè)、第四個(gè)5s內應分別有3節、5節、7節等長(cháng)的車(chē)廂通過(guò),即20s內有16節車(chē)廂通過(guò),列車(chē)共有16節車(chē)廂。
答案:16節
總結:解法一中利用了題目中比例關(guān)系條件,便于計算,解法二則利用了更深層次的隱含條件,將該問(wèn)題變換為相鄰相等時(shí)間的問(wèn)題使問(wèn)題更為簡(jiǎn)化。所以我們在解物理題時(shí)一定要挖掘題目中的隱含條件,從而使問(wèn)題簡(jiǎn)化。另外,在使用比例關(guān)系時(shí),一定要事先確定勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的初速度是不是零。
例6、如圖所示是某同學(xué)測量勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的加速度時(shí),從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分,他以每5個(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計數點(diǎn),圖上注明了他對各個(gè)計數點(diǎn)間距離的測量結果。(單位:cm)

(I)為了驗證小車(chē)的運動(dòng)是勻變速運動(dòng),請進(jìn)行下列計算,填入表內。(單位:cm)

各位移差與平均值最多相差________cm,即各位移差與平均值最多相差________%。由此可得出結論:小車(chē)在________的位移之差在________范圍內相等,所以小車(chē)的運動(dòng)是________。
(2)根據








解析:(1)





(2)采用逐差法,即


聯(lián)系客服