题目内容

15.一小球在桌面上从静止开始做匀加速运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号.如图所示,位置1恰为小球刚开始运动的瞬间,摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s,则小球在位置4时的瞬时速度约为0.09m/s,小球从位置1到位置6的运动过程中的平均速度为0.075m/s,在该过程中的加速度大约为0.030m/s2.

分析 小球做的匀加速直线运动,根据高速摄影机在同一底片上多次曝光的时间间隔相同,由匀变速直线运动的规律△x=aT2求解加速度.
中间时刻的速度等于该段时间内的中点时刻的速度求解瞬时速度.

解答 解:小球做的匀加速直线运动,
由于时间的间隔相同,所以4点瞬时速度的大小为3和5之间的平均速度的大小,
所以V4=$\frac{{s}_{35}}{{t}_{35}}$=$\frac{(24-6)cm}{2×1s}$=9cm/s=0.09m/s;
小球从1位置到6位置的运动过程中的平均速度$\overline{v}$=$\frac{{s}_{16}}{{t}_{16}}$=$\frac{(37.5-0)cm}{5×1s}$=7.5cm/s=0.075 m/s;
由匀变速直线运动的规律△s=at2
可知,采用逐差法求解:a=$\frac{{s}_{46}-{s}_{24}}{4{t}^{2}}$=$\frac{(37.5-13.5)cm-(13.5-1.5)cm}{4×(1s)^{2}}$=3.0cm/s2=0.030m/s2.
故答案为:0.09;0.075; 0.030.

点评 该题处理方法类似于打点计时器的问题求解方法.对于运动学方面的一些推论或结论,往往给我们提供了一些解题方法,在今后的学习过程当中要注意积累,并能灵活的运用.

练习册系列答案
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