高中同步測(cè)控優(yōu)化設(shè)計(jì)高中物理教科版
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【例題2】一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng),其$v-t$圖像如圖(a)所示。
(1)試分別描述質(zhì)點(diǎn)在0~2s、2~5s、5~8s、8~11s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況。
(2)求質(zhì)點(diǎn)在1s末、4s末、6s末、10s末四個(gè)時(shí)刻的速度。它在6s末、10s末的速度方向相同嗎?
(3)求質(zhì)點(diǎn)在1s末、4s末、6s末、10s末四個(gè)時(shí)刻的加速度。它在6s末、10s末的加速度方向相同嗎?
(4)若0~8s內(nèi)$v-t$圖像如圖(b)所示,則0~2s、5~8s的加速度還是恒定的嗎?質(zhì)點(diǎn)還做勻變速運(yùn)動(dòng)嗎?
答案:(1)0~2s:勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度從0增大到6m/s;2~5s:勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為6m/s;5~8s:勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度從6m/s減小到0;8~11s:反向勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度從0增大到-6m/s(負(fù)號(hào)表示方向與規(guī)定正方向相反)。
(2)1s末:3m/s;4s末:6m/s;6s末:4m/s;10s末:-4m/s。6s末速度為正,10s末速度為負(fù),方向相反。
解析:0~2s斜率$k=\frac{6 - 0}{2 - 0}=3m/s^{2}$,1s末速度$v=0 + 3×1=3m/s$;2~5s速度不變?yōu)?m/s,4s末為6m/s;5~8s斜率$k=\frac{0 - 6}{8 - 5}=-2m/s^{2}$,6s末速度$v=6-2×(6 - 5)=4m/s$;8~11s斜率$k=\frac{-6 - 0}{11 - 8}=-2m/s^{2}$,10s末速度$v=0-2×(10 - 8)=-4m/s$。
(3)1s末:$3m/s^{2}$;4s末:0;6s末:$-2m/s^{2}$;10s末:$-2m/s^{2}$。6s末和10s末加速度均為負(fù),方向相同。
解析:0~2s加速度$3m/s^{2}$,1s末為$3m/s^{2}$;2~5s勻速,加速度0,4s末為0;5~8s加速度$-2m/s^{2}$,6s末為$-2m/s^{2}$;8~11s加速度$-2m/s^{2}$,10s末為$-2m/s^{2}$。
(4)不是恒定的,質(zhì)點(diǎn)不做勻變速運(yùn)動(dòng)。解析:圖(b)中0~2s、5~8s圖像為曲線,斜率變化,加速度變化,不是勻變速運(yùn)動(dòng)。