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高中物理|末速度為0的勻減速運動處理方法

 當以讀書通世事 2018-10-08

末速度為零的勻減速直線運動,初速度不為零,所以無論是速度時間關(guān)系,還是位移時間關(guān)系,還是速度與位移的關(guān)系,都會包含v。這一項。雖然只是多了一項,但是會給我們的計算帶來很多的麻煩,比如下面這道題。

例:一物體以初速度v。=4m/s,加速度a=2m/s2做勻減速直線運動,求最后1s物體發(fā)生的位移。

常規(guī)解法大致有以下四步:

?求出物體速度減為零的時間t?。

?由位移與時間的關(guān)系式求出速度減為零發(fā)生的位移x?。

?由位移與時間的關(guān)系式求出(t?-1)s時間內(nèi)發(fā)生的位移x?。

?根據(jù)△x=x?-x?,求出最后一秒物體發(fā)生的位移。

具體的解法我就不再贅述,通過上面的分析,我們可以看出,這樣做是非常麻煩的。

比較好的解決方法就是,把末速度為0的勻減速直線運動對稱為相同加速度的反向勻加速直線運動。為什么可以這樣對稱呢?下面我們做一個簡要分析。

我把末速度為零的勻減速直線運動的v-t圖象延長,得到如下的圖象。

高中物理|末速度為0的勻減速運動處理方法

從圖象我們可以看出,t0時刻物體的速度減為零,之后黃線為物體做反向勻加速的圖象。關(guān)于t0對稱的任意兩個時刻t?、t?,速度大小相等,t?~t0時間內(nèi)與t0~t?時間內(nèi)發(fā)生的位移大小相等,這就是末速度為0的勻減速直線運動與相同加速度的反向勻加速直線運動的對稱性,我們就可以利用這個對稱性來簡化我們的相關(guān)問題。

用到這個對稱性上面的問題解起來就簡單多了。

高中物理|末速度為0的勻減速運動處理方法

這個對稱性還可以應(yīng)用到物體沿斜面上滑,然后滑到斜面底端的問題。

高中物理|末速度為0的勻減速運動處理方法

在這個問題中,在斜面上的同一位置A,物體上滑經(jīng)過A位置的速度大小與下滑經(jīng)過A位置的速度大小是相等的,從A位置到最高點的時間t?等于從最高點回到這個位置的時間t?',從斜面底端到這個位置的時間t?等于從這個位置到斜面底端的時間t?'。

在豎直上拋運動中我們同樣也可以利用這個對稱性,使我們的問題得到簡化。大家可以自己思考一下這個問題。

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