設(shè)t =0開始計(jì)時(shí),以T為時(shí)間單位。則 1、1T末、2T末、3T末……瞬時(shí)速度之比為v1∶v2∶v3∶…… = 1∶2∶3∶…… 可由,直接導(dǎo)出 2、第一個(gè)T內(nèi),第二個(gè)T內(nèi),第三個(gè)T內(nèi)……位移之比,sI∶sⅡ∶sⅢ∶……= 1∶3∶5∶……∶(2n-1) 證明:由位移公式得 可見,sI∶sⅡ∶sⅢ∶……= 1∶3∶5∶……∶(2n-1) 即初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移的比等于連續(xù)奇數(shù)的比. 如:一小球以某一初速度沿光滑斜面勻減速上滑,達(dá)頂端時(shí)速度為零,歷時(shí)3s,位移為9 m,求其第1 s內(nèi)的位移. 分析:反過(guò)來(lái)看,物體初速為零,連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移之比為1∶3∶5,可知,以 某初速上滑時(shí)第1 s內(nèi)的位移為總位移的,即位移為5 m. 以上例子還可求出中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即整個(gè)過(guò)程的平均速度,也可求運(yùn)動(dòng)的加速度 (取后一段研究),負(fù)號(hào)表示a與的方向相反. 當(dāng)然還可求出初速度,由得 3、1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)……位移之比s1∶s2∶s3∶……= 12∶22∶32∶…… 可由直接導(dǎo)出 4、通過(guò)連續(xù)相同的位移所用時(shí)間之比 ……=…… 證明:由知通過(guò)第二段相同位移所用時(shí)間 同理 則……=……
例1、一滑塊自靜止開始,從斜面頂端勻加速下滑,第5 s末的速度是6 m/s,試求(1)第4 s末的速度;(2)運(yùn)動(dòng)后7 s內(nèi)的位移;(3)第3 s內(nèi)的位移 分析:物體的初速度v0=0,且加速度恒定,可用推論求解. 解析:(1)因?yàn)?/span>所以,即∝t 故 第4s末的速度 (2)前5 s的位移 由于s ∝t 2 所以 故7 s內(nèi)的位移 (3)利用sI∶sⅢ= 1∶5知 第3s內(nèi)的位移sⅢ=5sI=5×0.6 m=3 m
例2、一物體沿斜面頂端由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),最初3 s內(nèi)的位移為s1 ,最后3s內(nèi)的位移為s2,已知s2-s1=6 m;s1∶s2=3∶7,求斜面的總長(zhǎng). 分析:由題意知,物體做初速度等于零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),相等的時(shí)間間隔為3s。切忌認(rèn)為物體沿斜面運(yùn)動(dòng)了6 s,本題中前3 s的后一段時(shí)間與后3s的前一段時(shí)間是重合的。 解析:由題意知 解得s1=4.5 m s2=10.5 m 由于連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移的比為l∶3∶5∶……∶(2n-1) 故sn=(2n-1)sl 可知10.5 = (2n-1)4.5 解得n = 又因?yàn)?/span>s總 = n2s1 得斜面總長(zhǎng)s總 = ×4.5=12.5 m
例3、一列車由等長(zhǎng)的車廂連接而成. 車廂之間的間隙忽略不計(jì),一人站在站臺(tái)上與第一節(jié)車廂的最前端相齊。當(dāng)列車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí),測(cè)量第一節(jié)車廂通過(guò)他的時(shí)間為2s,則從第5節(jié)至第16節(jié)車廂通過(guò)他的時(shí)間為多少? 分析:此題若以車為研究對(duì)象,由于車不能簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn),不便分析,故取車為參考系,把車的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為人做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 解析:據(jù)通過(guò)連續(xù)相等的位移所用時(shí)間之比為 ……得 所以所求時(shí)間△t=4 s 運(yùn)動(dòng)學(xué)題目的解法多種多樣,但總有一些解法比較簡(jiǎn)單,希望在掌握基本解法的基礎(chǔ)上多考慮一些不同的解題方法。另解如下: 設(shè)每節(jié)車廂長(zhǎng)為s,加速度為a,則人通過(guò)第一節(jié)車廂的時(shí)間 則人通過(guò)前4節(jié)車廂的時(shí)間為 人通過(guò)前16節(jié)車廂的時(shí)間為 故所求時(shí)間。 |
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