内容正文:
2022版·物理必修第一册(人教)
第二章 匀变速直线运动的研究
微专题突破课(二) 匀变速直线运动规律的应用
要点1 | 解决匀变速直线运动问题的常用方法
[例1] 物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面,到达斜面最高点C时速度恰好为零,如图所示。已知物体运动到斜面长度 eq \f(3,4) 处的B点,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间。(至少用两种方法解答)
解析:方法1 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=2),\s\do1(BC)) eq \f(at,2)
,xAC= eq \f(a(t+tBC)2,2) ,又xBC= eq \f(xAC,4) ,解得tBC=t。
方法2 比例法
对于初速度为零的匀变速直线运动,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)。现有xBC∶xAB= eq \f(xAC,4) ∶ eq \f(3xAC,4) =1∶3。通过xAB的时间为t,故通过xBC的时间tBC=t。
方法3 中间时刻速度法
利用推论:中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度,
则 eq \o(v,\s\up6(-)) AC= eq \f(v+v0,2) = eq \f(0+v0,2) = eq \f(v0,2)
又v02=2axAC,vB2=2axBC,xBC= eq \f(xAC,4)
由以上各式解得vB= eq \f(v0,2)
可以看出vB正好等于AC段的平均速度,因此B点是中间时刻的位置,因此有tBC=t。
方法4 图像法
利用相似三角形面积之比等于对应边平方比的方法,作出v t图像,如图所示,
则 eq \f(S△AOC,S△BDC) = eq \f(CO2,CD2) ,且S△AOC=4S△BDC,OD=t,OC=t+tBC
所以 eq \f(4,1) =2),\s\do1(BC)) eq \f((t+tBC)2,t)
,得tBC=t。
答案:t
[名师点拨] 解决匀变速直线运动问题的思维流程
方法3 图像法
电动车和汽车运动的vt图像如图所示,
由图可以看出,在相遇前,t1时刻两车速度相等,两车相距最远,此时的距离为阴影三角形的面积。
t1= eq \f(v1,a) = eq \f(6,3) s=2 s
Δx= eq \f(v1t1,2) = eq \f(6×2,2) m=6 m
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