例1  物体做竖直上抛运动,取g=10m/s2.若第1s内位移大小恰等于所能上升的最大高度的倍,求物体的初速度.

分析:常会有同学根据题意由基本规律列出形知

     t-gt2=·

的方程来求解,实质上方程左端的t-gt2并不是题目中所说的“位移大小”,而只是“位移”,物理概念不清导致了错误的产生。

  解:由题意有

         =·,

进而解得

      =30m/s,=6m/s,=4.45m/s

例2.摩托车的最大行驶速度为25m/s,为使其静止开始做匀加速运动而在2min内追上前方1000m处以15m/s的速度匀速行驶的卡车,摩托车至少要以多大的加速度行驶?

分析:常见有同学列出如下方程

      at2=υt+s.

将题设条件的t=120s,υ=15m/s,s=1000m代入后可求得

      a=m/s2

上述解答对摩托车的实际运动过程未能作出正确的分析,由于受到最大行驶速度25m/s的制约,摩托车的实际运动过程是:先做初速为零的匀速直线运动,当速度达到最大值后又继续做匀速直线运动。

解:由运动规律列出方程

      +(t-)=υt+s.

将相关数据=25m/s,t=120s,υ=15m/s,s=1000m代入,便可得此例的正确结论

       a=m/s2.

例3  质点帮匀变速直线运动。第2s和第7s内位移分别为2.4m和3.4m,则其运动加速率a=____________m/s2.

分析:若机械地运动匀变速直线运动的基本规律,可以列出如下方程

    (·2+a·22)-(·1+a·12)=2.4,

    (·7+a·72)-(·6+a·62)=3.4

若能灵活运动推论

       △s=aT2,

并考虑到

   s7-s6=s6-s5=s5-s4=s4-s3=s3-s2=aT2,

便可直接得到简捷的解合如下.

解:  a==m/s2=0.2m/s2.

例4.车由静止开始以a=1m/s2的加速度做匀加速直线运动,车后相距s=25m处的人以υ=6m/s的速度匀速运动而追车,问:人能否追上车?

分析:应明确所谓的追及、相遇,其本质就是“不同的物体在同一时刻到达同一位置”.此例可假设经过时间t,人恰能追上车.于是便可得到关于t的二次方程进而求解。

解:        υt=at2+s.

而由其判别式△=υ2-2as= -56<0便可知:t无实根.对应的物理意义实际上就是:人不能追上车.

  例5.小球A自h高处静止释放的同时,小球B从其正下方的地面处竖直向上抛出.欲使两球在B球下落的阶段于空中相遇,则小球B的初速度应满足何种条件?

  分析:选准如下两个临界状态:当小球B的初速度为υ1时,两球恰好同时着地;当小球B的初速度为υ2时,两球相遇点恰在B球上升的最高点处,于是分别列方程求解

  解:

          h=g(2)2,

          h-=g()2

  由此可分别得到

         υ1=<υ0<

  例6.质点做竖直上抛运动,两次经过A点的时间间隔为t1,两次经过A点正上方的B点的时间间隔为t2,则A与B间距离为__________.

  分析:利用竖直上抛运动的“对称特征”可给出简单的解答

  解:由竖直上抛运动的“对称”特征可知:质点从最高点自由落至A、B两点所经历时间必为t1和t2,于是直接可得

      =g(t1)2-g(t2)2=g(-)

例7.质点做匀减速直线运动,第1s内位移为10m,停止运动前最后1s内位移为2m,则质点运动的加速度大小为a=________m/s2,初速度大小为υ0=__________m/s.

分析:通常的思维顺序可依次列出如下方程

s=υ0t-at2,   0=υ0-at,

10=υ0·1-a·12,s-2=υ0 (t-1)-a(t-1)2.

从上述方程组中解得

      a= 4m/s2  , υ0=12m/s.

求解上述方程组是一个很繁琐的过程,若采用逆向思维的方法,把“末速为零的匀减速直线运动”视为“初速战速为零的匀加速直线运动”,则原来的最后1s便成了1s,于是

解:由         2=a·12

即可直接得到

            a=4m/s2;

而考虑到题中给出的两段时间(均为1s)内位移大小的比例关系(2 :10=1 :5),不难判断出运动总时间为

             t=3s.

由此简单得出

     υ0=at=12m/s.

例8 如图所示,长为1m的杆用短线悬在

21m高处,在剪断线的同时地面上一小球以υ0=20m/s的

初速度竖直向上抛出,取g=10m/s2,则经时间t=______s,     

小球与杆的下端等高;再经时间△t=____________s,小球

与杆的上端等高.                      

  分析:以地面为参照物分析两物体的运动关系将会很复杂,不妨换一个参照物求解.

例9  物体做竖直上抛运动,取g=10m/s+2,若在运动的前5s内通过的路程为65m,则其初速度大小可能为多少?

分析:如果列出方程

        s=υ0t-gt2,

并将有关数据s=65m,t=5s代入,即求得

        υ0=38m/s。

此例这一解答是错误的,因为在5s内,做竖直上抛运动的物体的运动情况有如下两种可能性:

①前5s内物体仍未到达最高点.在这种情况下,上述方程中的s确实可以认为是前5s内的路程,但此时υ0应该受到υ0≥50m/s的制约,因此所解得的结论由于不满足这一制约条件而不能成立.

②前5s内物体已经处于下落阶段,在这种情况下,上述方程中的s只能理解为物体在前5s内的位移,它应比前5s内的路程d要小,而此时应用

解:由运动规律可得

        d=+g(t-)2,

在此基础上把有关数据d=65m,t=5s代入后求得

     υ0=20m/s或υ0=30m/s,

例10  质点从A点到B点做匀变速直线运动,通过的位移为s,经历的时间为t,而质点通过A、B中点处时的瞬时速度为υ,则当质点做的是匀加速直线运动时,υ______;当质点做的是匀减速直线运动时,υ_______.(填“>”、“=”“<”=

分析:运动υ-t图线分析求解最为简捷。

 

考虑到υ是质点通过A、B中点时的瞬时速度,因此,图线上纵坐标值为υ的点的前、后两段线下的“面积”应相等;另外考虑到s/t实际上是这段时间内的平均速度,对于匀变速直线而言,数值上又等于时间中点的瞬时速度。由此便可以从图中看出,无论质点做的是匀加速直线运动还是匀减速直线运动,均应有υ>。

 0  299141  299149  299155  299159  299165  299167  299171  299177  299179  299185  299191  299195  299197  299201  299207  299209  299215  299219  299221  299225  299227  299231  299233  299235  299236  299237  299239  299240  299241  299243  299245  299249  299251  299255  299257  299261  299267  299269  299275  299279  299281  299285  299291  299297  299299  299305  299309  299311  299317  299321  299327  299335  447090 

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