20xx滬科版高中物理必修一23勻變速直線運動的規(guī)律(參考版)
2024-11-21 22:37本頁面
【正文】 提高 解析 ： 方法一 ： 利用速度公式和位移公式求解 設(shè)火車開始剎車時的速度為 v0，剎車的加速度為 a，已知剎車末速度 v＝ 0. 由 v＝ v0＋ at得 v0＝ v－ at＝－ 7a ① 火車剎車 7 s 內(nèi)的位移 x7＝ v0t ＋12at2＝ 7 v0＋492a ② 火車剎車 6 s 內(nèi)的位移 x6＝ v0t ＋12at2＝ 6 v0＋ 18 a 因為 x7－ x6＝ 2 m ，所以 7 v0＋492a － (6 v0＋ 18 a ) ＝ 2 ，整理得 v0＋132a ＝ 2 ③ ①③ 聯(lián)立解得 a ＝－ 4 m / s2， v0＝ 28 m / s. 代入 ② 得 x7＝ (7 28 －492 4 ) m ＝ 9 8 m 方法二 ：利用速度公式和由平均速度求位移的公式求解 設(shè)火車開始剎車時的速度為 v0，剎車加速度為 a，已知剎車末速度 v＝ 0，由速度公式 v＝ v0＋ at得 v0＝ v－ at＝－ 7a ① v6＝ v0＋ 6t＝－ 7a＋ 6a＝－ a ② 因為最后 1 s 的位移為 2 m ，根據(jù)由平均速度求位移的公式得 2 m ＝v 6 ＋ 02 1 解之得 v 6 ＝ 4 m / s ，將 v 6 代入 ② 得 a ＝－ 4 m / s2，再將 a 值代入 ① 得 v 0 ＝ 2 8 m / s ，再根據(jù)由平均速度求位移的公式得剎車過程中的總位移 x＝28 ＋ 02 7 m ＝ 9 8 m 方法三： 逆向思維法，應(yīng)用初速度為零的勻加速直線運動的位移公式求解 火車剎車最后 1 s 內(nèi)的位移等于反向初速度為零的勻加速直線運動第 1 s 的位移．由 x1＝12at12得 a ＝2 x1t12 ＝2 212 ＝ 4 m / s2 火車剎車過程中的總位移即 為反 向加速 7 s 的位移； x ＝12at2＝12 4 72 m ＝ 9 8 m 因為 △ A O C ∽△ B D C ，所以S △ AO CS △ B DC＝7212 ＝ 49 ( 相似三角形的面積之比等于相似比的平方 ) 故x 1x＝ 49 ，因此 x ＝ 49 2 m ＝ 9 8 m . 方法四 ：利用 v—t圖像法求解 火車剎車的 v—t圖像如圖所示，圖線與時間軸所包圍的面積對應(yīng)于剎車時所發(fā)生的位移．由圖可知，△ BDC的面積對應(yīng)于剎車最后 1 s內(nèi)的位移 x1，△ AOC的面積對應(yīng)于剎車過程的總位移 x. 答案 ： 98 m 。s2 所以路程中間位置的速度為 v 1 ＝ v 02＋ v22 物體做勻變速直線運動時中間時刻的速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，即 v 2 ＝v 0 ＋ v2 在勻變速或勻速直線運動的過程中， v12－ v22一定為大于或等于零的數(shù)值，所以 v1≥ v2. 答案 ： ABC 第一式的平方減去第二式的平方得： v 1 2 － v 2 2 ＝? v 0 － v ? 24 (2)平均速度公式僅對勻變加直線運動成立，非勻變速運動，不能應(yīng)用該式． 題后反思： (1) 已知時間和初、末速度，利用平均速度公式 v ＝v 0 ＋ v2 列方程求解既方便又快捷． 如圖 2－ 3－ 7,2020年 10月，我國自行研制的“神舟 ”六號載人飛船順利升空，并在內(nèi)蒙古主著陸場成功著陸，返回艙完好無損． “神舟 ”六號載人航天飛船在返回大氣層時，飛船約以 8千米 /秒的速度運行，由于速度很大，飛船和空氣摩擦?xí)a(chǎn)生高溫，船體要經(jīng)受幾千度的高溫，這一區(qū)域稱為 “黑障區(qū) ”．在 “黑障區(qū) ”時飛船會和地面暫時失去無線電聯(lián)系．穿出 “黑障區(qū) ”后飛船速度達到 200米 /秒，這時要相繼打開引導(dǎo)傘、減速傘和主傘，以減小速度．在 “黑障區(qū) ”時飛船與空氣 的巨大摩擦使飛船變成巨大的火球．假設(shè)在 “黑障區(qū)”時飛船做勻減速運動，穿越 “黑障區(qū) ”的時間約為 2分鐘．求飛船穿越 “黑障區(qū) ”所經(jīng)歷的距離． 圖 2－ 3－ 7 解析 ：在穿越 “黑障區(qū) ”時，初速度 v0＝ 8 103 m/s，末速度 v＝ 200 m/s. 答案 ： 492 km 由 v ＝ v 0 ＋ at 得 a ＝v － v 0t＝－ 65 m/s2 由 v2－ v 02＝ 2 as 得 s ＝v2－ v 022 a＝ 492 k m.
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