题目内容
15.物体做匀加速直线运动,连续通过A、B、C三点的速度为vA、vB、vC,而且AB与BC间距相等,物体通过AC段时间中间时刻的速度为v,下列说法正确的是( )A. | vB=$\frac{{v}_{A+{V}_{C}}}{2}$ | B. | v=$\frac{{v}_{A+}{v}_{C}}{2}$ | C. | vA<vB<v<vC | D. | vA<v<vB<vC |
分析 根据匀变速直线运动的速度位移公式求出中间位置的速度,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C中间时刻的速度,通过数学方法比较大小.
解答 解:根据速度位移公式得,${{v}_{B}}^{2}-{{v}_{A}}^{2}=2a\frac{x}{2}$,${{v}_{C}}^{2}-{{v}_{B}}^{2}=2a\frac{x}{2}$,联立两式解得${v}_{B}=\sqrt{\frac{{{v}_{A}}^{2}+{{v}_{C}}^{2}}{2}}$,故A错误.
根据平均速度推论知,中间时刻的瞬时速度v=$\frac{{v}_{A}+{v}_{C}}{2}$,故B正确.
根据数学作差法知,${{v}_{B}}^{2}-{v}^{2}=\frac{{{v}_{A}}^{2}+{{v}_{C}}^{2}}{2}-$$\frac{{{v}_{A}}^{2}+{{v}_{C}}^{2}+2{v}_{A}{v}_{C}}{4}$=$\frac{({v}_{A}-{v}_{C})^{2}}{4}>0$,可知vB>v,因为物体做匀加速直线运动,则vA<v<vB<vC.故D正确,C错误.
故选:BD.
点评 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,对于比较中间时刻的瞬时速度和中间位置的速度,也可以结合速度时间图线进行求解.
练习册系列答案
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3.如图所示,a、b、c表示点电荷的电场中三个等势面,它们的电势分别为φa=12V,φb=10V,φc=4V.一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后,仅受电场力作用而运动,已知它经过等势面b时的速率为vb,则它经过等势面c时的速率为( )
A. | 2vb | B. | 4vb | C. | $\sqrt{2}$vb | D. | $\frac{3}{2}$vb |