运动学典型例题
【例1】汽车从静止开始出发,在水平路上做匀加速直线运动,通过相距为38.4m的甲乙两地需8s,经过乙地的速度是经过甲地时速度的2倍,求汽车的加速度和甲地离汽车出发点的距离。
【分析】这是一道匀变规律的应用题。根据题给条件,可先从汽车在甲乙两地的速度关系,求出汽车从出发点到甲地的时间,再求加速度和甲地离汽车出发点的距离。长城机油
【解答】设汽车的加速度为a,汽车从出发处到甲地所需时间为t,则
伟巴斯特汽车经过甲地时速度为v甲=at (1)
汽车经过乙地时速度为v乙=2v甲=a(t+8) (2)
联立式(1)(2)得t=8(s)
由题意s乙=s甲+38.4 (5)
雪佛兰开拓者3.0用t=8(s)代上式得a=0.4(m/s2)
比亚迪s6到底怎么样【说明】应用匀变规律解题的步骤:(1)根据题意确定研究对象;(2)明确物体运动过程及其特点;(3)选
择合适公式列方程;(4)求解;(5)考察结果的合理性。
【例2】以v=36km/h的速度沿平直公路行驶的汽车,遇障碍物刹车后获得大小为4m/s2的加速度,求刹车后3s内汽车通过的路程。
【分析】应先求汽车从刹车到停止运动所用的时间t0。
【解答】v0=36(km/h)=10(m/s) v t=0
因为t0<3(s),故刹车后汽车通过的路程为
【说明】象汽车这类运动,刹车后会停止运动,不会返回。
【例3】客车以20m/s的速度行驶,突然发现同轨前方120m处有一列货车正以6m/s的速度同向匀速前进,于是客车紧急刹车,刹车引起的加速度大小为0.8m/s2,问两车是否相撞?
【分析】这是多个质点运动问题。两车不相撞的条件是:当客车减速到6m/s时,位移差△s=s 货+s0-s客>0。
2022春节高速路免费的时间【解答】设客车刹车后经时间t两车速度相同。即v2=6(m/s)
此时两车相距为
=-2.5(m)
因为△s<0,故两车会相撞。
【说明】该题中两车速度相等是一个临界状态,解答时应从这些特殊状态中寻隐含条件,如本题中v2=6(m/s)这个条件。
【例4】作匀加速直线运动的物体,在一段时间内通过一段位移,设这段时间中间时刻的速度用v1表示,这段位移中点的速度用v2表示,试比较v1与v2的大小。
【分析】该题可应用中间时刻的速度公式和位移中点的速度公式求解。
【解答】设这段时间内物体的初速度为v0,末速度为v t,则
【说明】运用数学知识求解物理问题,这是高考对能力考查的内容之一,平时应予重视和培养。
【例5】一个气球以4m/s的速度竖直上升,气球下系着一个重物,当气球上升到217m高度时,系重物的绳子断了,那么从这时起,重物要经过多长时间才落回地面?(g=10m/s2)
合肥海康达【分析】该题考察的重点是对运动过程和运动状态的分析。重物随气球上升,与气球具有相同的速度,分离时,重物则以4m/s的速度做竖直上抛运动。
【解答】(解法一)分段分析法
设重物分离后上升的最大高度为h,上升时间为t1,从最高点落回地面的时间为t1,整个时间
为t。
上升过程:重物做匀减速运动,则
下落过程:重物做自由落体运动
则重物从分离到落地经历的时间为:t=t1+t2=0.4+6.6=7(s)
(解法二)整体分析法
把重物从分离到落地的整个过程看作匀变速直线运动,落地点的位移为H=-217(m),则
则重物从分离到落地经历的时间为7(s)。
【说明】(1)计算竖直上抛运动的有关问题,既可用分段法,也可用整体法,具体用哪种方法,视问题的性质和特点而定,解题时要注意各矢量的方向与正负取值。(2)本题属于“分离型”问题,要注意其特点,即分离时“母体”与“子体”具有相同的速度。
【例6】升降机底板及顶板相距2.5m,现升降机从静止开始以加速度a=10m/s2竖直向上运动,某时顶板上一螺钉突然松脱,(1)求螺钉落到底板上需要多少时间?(2)若螺钉在升降机运动1s后松脱,那么,在螺钉落向底板的时间内,螺钉对地位移是多少?(g=10m/s2)
【分析】(1)螺钉松脱后,相对升降机的加速度为a′=a+g,以升降机为参照物,匀变规律仍可适用;(2)螺钉松脱时与升降机同速,以后做竖直上抛运动。
【解答】(1)螺钉相对升降机加速度为a′=a+g,初速度为v0=0,位移为h=2.5(m),由匀变规律得:
(2)螺钉松脱时速度为v0=at0=10×1=10(m/s),螺钉松脱后作竖
【说明】(1)求解该题第(1)问,选用升降机作参照物求解过程比较简单,但应注意加速度、速度、位移都必须是相对升降机这个参照物的值。(2)螺钉下落到底板上的时间是个定值,与下落时升降机的运动速度无关。(3)螺钉松脱后对地作坚直上抛运动,初速与松脱时刻有关。