题目内容

20.一质点做直线运动,t=0时,位于坐标原点,如图为质点做直线运动的速度-时间图象.由图可知:
(1)该质点的位移随时间变化的关系式是x=-4t+0.2t2
(2)在0-10s的运动方向沿着负方向,位移为-20m,在10-20s的运动方向沿着正方向,位移为20m,在0-20s的位移为0m,在0-20s的路程为40m.

分析 (1)由速度图象的斜率求出物体的加速度,读出初速度,由位移公式写出质点的位移随时间变化的关系式.根据速度的方向分析质点的运动情况,即可知道何时质点距坐标原点最远.
(2)速度图象与两坐标轴所围“面积”大小等于位移,由数学知识求解前10s和后10s内质点的位移,再求出路程.

解答 解:(1)根据速度图象的斜率等于物体的加速度,得质点的加速度为a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{4-(-4)}{20}$=0.4(m/s2),初速度为v0=-4m/s,则质点的位移为x=v0t+$\frac{1}{2}$=-4t+0.2t2
(2)在前10s内的质点沿负向运动,10s后沿正向运动,所以在t=10s时刻,质点距坐标原点最远.
由“面积”大小等于位移,则得到质点在前10s内的位移为x1=-$\frac{1}{2}$×10×4m=-20m,后10s内位移为x2=20m,所以t=0到t=20s内质点的位移是0,路程是S=2x2=40m.
故答案为:(1)-4t+0.2t2;(2)负;-20;正;20;0,40 m.

点评 本题关键抓住速度图象的斜率等于物体的加速度、“面积”大小等于位移进行求解,但要注意位移的方向.

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