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精英家教网如图所示,物体从光滑斜面的顶端A点由静止开始匀加速下滑,经过B点后进入粗糙的水平面做匀减速运动(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0.2s通过速度传感器测量物体的速度,下表给出了部分测量数据(g=10m/s2).
t(s) 0 0.2 0.4 … 1.2 1.4 …
v(m/s) 0 1.0 2.0 … 1.1 0.7 …
求:(1)在水平面上匀减速运动的加速度?
(2)从开始运动到停止所用的总时间?
(3)斜面的长度L?
分析:(1)由表格读出物体在斜面上运动的速度与对应的时间,由速度公式求出加速度;
(2)研究物体由t=0到t=1.2s过程,根据斜面上匀加速运动的末速度等于水平面匀减速运动的初速度,由速度公式求出物体在斜面上运动的时间.求出匀减速运动的加速度,再求出匀减速运动的时间,即可求出总时间.
(3)运用平均速度求解斜面的长度.
解答:解:
(1)由表格中最后两组数据可知:物体在水平面上匀减速运动的加速度为:a2=
△v
△t
=-
1.1-0.7
1.4-1.2
m/s2=-2m/s2.
(2)由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为:
   a1=
△v
△t
=
1
0.2
m/s2=5m/s2
研究物体由t=0到t=1.2s过程,设物体在斜面上运动的时间为t,则有:
  vB=a1t
  v1.2=vB+a2(1.2-t)
代入得:v1.2=a1t+a2(1.2-t)
解得:t=0.5s,vB=2.5m/s
匀减速运动的时间:t′=
0-vB
a2
=
0-2.5
-2
s=1.25s
故总时间为 t总=t+t′=0.5s+1.25s=1.75s
(3)斜面的长度 L=
vBt
2
=
2.5×0.5
2
m=0.625m
答:
(1)在水平面上匀减速运动的加速度是-2m/s2.
(2)从开始运动到停止所用的总时间是1.75s.
(3)斜面的长度L是0.625m.
点评:解决本题的关键理清物体的运动规律,结合速度时间公式和位移公式进行求解.
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