9.一辆汽车从原点O由静止出发沿x轴做直线运动,为研究汽车的运动而记下它在各时刻的位置和速度,见下表:
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时刻t/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
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位置的坐标x/m |
0 |
0.5 |
2 |
4.5 |
8 |
12 |
16 |
20 |
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瞬时速度v/(m·s-1) |
1 |
2 |
3 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
(1)汽车在第2 s末的瞬时速度为多少?
(2)汽车在前3 s内的加速度为多少?
(3)汽车在第4 s内的平均速度为多少?
解析:在时间轴上,时刻只是一个点,它与位置、瞬时速度对应,是一个状态量,时间是两个时刻间的一段长度,它与位移、平均速度相对应,是一个过程量.汽车在第2 s末,是指一个时刻,它对应汽车的位置在x=2 m处,瞬时速度为3 m/s.汽车在前3 s内,是一段时间,即汽车从0时刻到3 s初时刻的一段过程,对应汽车的位置从x轴上的0到4.5 m,即位移为4.5 m.同样,汽车在第4 s内,指的是汽车在第4个1 s内,是一段时间,对应的一段位移是s=8 m-4.5 m=3.5 m.所以
(1)汽车在第2 s末的瞬时速度为3 m/s.
(2)汽车在前3 s内的加速度为
a== m/s2=1 m/s2.
(3)汽车在第4 s内的平均速度为
== m/s=3.5 m/s.
答案:(1)3 m/s (2)1 m/s2 (3)3.5 m/s
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图2