题目内容
物体以一定的初速度从斜面底端A点冲上固定的光滑斜面,斜面总长度为l,到达斜面最高点C时速度恰好为零,如图1.已知物体运动到距斜面底端
l处的B点时,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间.
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图1
解析 方法一:逆向思维法
物体向上匀减速冲上斜面,相当于向下匀加速滑下斜面.
故xBC=
,xAC=
,又xBC=
,
由以上三式解得tBC=t.
方法二:基本公式法
因为物体沿斜面向上做匀减速运动,设物体从B滑到C所用的时间为tBC,由匀变速直线运动的规律可得
v
=2axAC ①
v
=v
-2axAB ②
xAB=
xAC ③
由①②③解得vB=
④
又vB=v0-at ⑤
vB=atBC ⑥
由④⑤⑥解得tBC=t.
方法三:比例法
对于初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间里通过的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1).
因为xCB∶xBA=
∶
=1∶3,而通过xBA的时间为t,所以通过xBC的时间tBC=t.
方法四:中间时刻速度法
利用推论:匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度,
AC=
=
.又v
=2axAC,v
=2axBC,xBC=
.由以上三式解得vB=
.可以看成vB正好等于AC段的平均速度,因此B点是这段位移的中间时刻,因此有tBC=t.
方法五:图象法
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根据匀变速直线运动的规律,画出v-t图象.如图所示.利用相似三角形的规律,面积之比等于对应边的平方比,得
=
,且
=
,OD=t,OC=t+tBC.所以
=
,解得tBC=t.
答案 t