3. 我们在“研究小车的运动规律”的实验中,有位同学打出的纸带如图所示:
在纸带上从点迹清晰的某 点开始取一个起点并记为0,然后每隔4个点取一个计数点,分别记为1、2、3、4、5,测出相邻的两个计数点间的距离分别为xo1=10mm、x12=14mm、x23=18mm、x34=22mm、x45=26mm。
[问题探究1]:看看相邻的两个计数点间的距离有什么规律?
点拔: 相邻的两个计数点间的距离之差为:
x12-xo1=14mm -10mm=4mm
x23-x12=18mm -14mm=4mm
x34-x23=22mm -18mm=4mm
x45-x34=26mm -22mm=4mm
相邻的两个计数点间的距离之差都为4mm,是一个定值。
[问题探究2]:你能证明这个结论吗?试一试。这个定值等于什么?
[方法1]:公式法
设第一个T时间的初速度为v0、末速度为v1、位移为x1,第二个T时间的末速度为v2、位移为xⅡ,位移之差为△x,则
x1=,xⅡ=
△x = xⅡ -x1 =- =
又
所以△x =T2 定值
[方法2]:图象法:如图所示,后面一个T时间内的位移与前面一个T时间内的位移之差在图象上就等于每个阴影矩形的面积。每个阴影矩形的长为T,高为T(就是在T时间内速度的变化),因此每个阴影矩形的面积为T2.
即△x=T2
点拔:对公式△x =T2的理解:
(1)△x是做匀变速直线运动的物体在相邻相等时间内的位移之差。
(2)是匀变速直线运动的加速度,匀加速>0,匀减速<0;T是每个相等的时间间隔。
2. 一辆汽车自静止开始以恒定加速度沿直线加速到速度为40m/s,然后立即匀减速到停止,在此全过程中通过700m,问汽车运动共经历了多长时间?
[解析]:汽车分匀加速和匀减速两段运动,两段运动的联系1:加速过程的末速度就是减速过程的初速度。匀加速过程知道:初速度V0=0、末速度 Vt =40 m/s,匀减速运动的已知:初速度Vt=40 m/s、末速度 Vt’ =0;联系2:两段位移之和=700m; 联系3:总时间为两段时间之和。因为不知道加速度a,可选用包括V0、Vt、x、t四个量的公式, 求解:
①
②
=700 ③
∴ =35s
本题还可以用V-t图象求解。如图所示,V-t图线所围面积(三角形面积)表示物体这段时间通过的位移,求三角形面积, S=40t/2=700 ∴t=35S
点评:解决匀变速直线运动的问题,可用公式法,也可用图象求解,用图象法求解有时会更直接、简单。
1. 一辆公交汽车进站停车做匀减速直线运动,初速度为20m/s,加速度大小为4m/s2,求(1)汽车从开始减速起2s内的位移?(2)汽车从开始减速起6s内的位移是多少?
[解析]:汽车做匀减速直线运动,以初速度v0方向为正方向加速度为负,即a=-4m/s2。又知v0=20m/s、t=2s,由位移公式x==20m/s×2s +×(-4 m/s2)×(2s)2 = 32m。
[问题探究]:汽车从开始减速起6s内的位移是多少?
有个同学这样来求,你如何评价?
x==20m/s×6s +×(-4 m/s2)×(6s)2 = 48m。即汽车在6秒内的位移为48m。
点拔:像汽车刹车、火车进站、飞机着陆等实际的减速直线运动,在速度减为零后将停止运动,要注意物体做减速运动的总时间。此题中汽车刹车总时间为=s = 5s<6s,5s后汽车已停下, 汽车在6秒内的位移就等于5s内的位移,即x==20m/s×5s +×(-4 m/s2)×(5s)2 = 50m。
[问题探究]:这时求汽车在5秒内的位移还有什么方法?
点拔:方法1:5s末汽车已停下,末速度为零,x==m=50m。
方法2:
v平=(v0+v)/2 v=v0+at x=vot+at2/2 v2-v02 = 2 a s
5、A球处塔顶自由落下,当1m时,B球自距离塔顶7m处开始自由下落,两球恰好同时落地,求塔高为多少?
4、从某一高塔自由落下一石子,落地前最后一秒下落的高度为塔高的7/16,求塔高。
3、关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A. 物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
B. 在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动
C. 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D. 不同物体做自由落体时其速度变化的快慢是不相同的
2、甲物体的重力比乙物体的重力大5倍,甲从H m高处自由落下,乙从2H m高处同时自由落下.以下几种说法中正确的是( )
A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速率比乙大
B.下落l s末,它们的速度相等
C.各自下落l m它们的速度相等
D.下落过程中甲的加速度比乙大
1、一位观察者测出,悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3s.如果不考虑空气阻力,悬崖有多高?实际上是有阻力的,因此实际高度比计算值大些还是小些?为什么?
3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。
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