匀减速直线运动类型的探究

我们知道,当运动物体加速度与速度同向(指a与v的夹角θ在0≤θ<90°)时,则物体将加速运动;当运动物体加速度与速度反向(指a与v的夹角θ在90°<θ≤180°)时,则物体将减速运动.一个做匀减速直线运动的物体当速度减至零时,若加速度仍旧保持不变,则之后物体会改变方向,朝与原来相反的方向继续做匀加速直线运动.由此可见,匀减速直线运动可以分为二种类型(不妨称为二种模式).

一、两种类型

模式1 典例情形:一定质量的物体以一定的初速度在粗糙水平面上滑行.

分析 :当物体减速至零时,物体所受外力合力为零(物体由此开始没有了加速度),之后物体将保持静止状态.用***象描述此运动情形如***1(a)、(b)所示.

特点 :从v-t和x-t***象中可以看出,物体做匀减速直线运动的整个时空过程,加速度矢量(大小和方向)只有一个;速度和位移矢量同向且只有一个方向;每个时刻对应有唯一一个速度矢量或唯一一个位移矢量(指零到该时刻发生的位移),或说每个速度矢量或位移矢量对应有唯一一个时刻(对位移来讲指零到该时刻);当速度减为零时,匀减速直线运动的物体达到最大位移.该运动模式物体只经历一个运动方向的过程.

实例:在现实生活中,汽车关闭发动机后在平直公路上减速的直线运动过程、飞机降落到地面直线滑行过程等都可视作该运动模式的表现.

模式2 典例情形:一定质量的物体,受到与运动方向相反的水平恒力作用,以一定的初速度在光滑水平面上滑行.

分析 :当物体减速至零时,因物体所受外力合力保持不变(物体仍具有原加速度),所以之后物体会改变运动方向,沿反方向继续再经历一个初速度为零的匀加速直线运动过程.用***象描述此运动情形如***2(a)、(b) 所示.

特点 :从v-t和x-t***象中可以看出,物体做匀减速直线运动的整个时空过程,加速度矢量(大小和方向)只有一个;速度矢量有互为相反的两个方向;位移矢量可能是一个正方向(比如物体没有返回或返回运动过程还末回到原初始位置)、也可能是一个负方向(比如物体返回运动过程越过了原初始位置);一个速度矢量大小出现对应两个时刻,一个位移矢量可能有一个时刻(其实指零到该时刻)对应(比如物体达正最大位移时或返回运动过程越过了原初始位置)、也可能出现对应有两个时刻(比如物体返回运动过程还末回到原初始位置).这种运动模式物体经历了互为相反的两个运动方向的过程.

实例 :在现实生活中,给小球一个竖直向上的初速度,当忽略空气阻力时小球的竖直上抛运动就是匀减速直线运动模式2的表现.

从以上可以看到两种运动模式的区别:模式1的物理过程末时所受外力为零、是一个没有调头的匀减速直线运动;模式2的整个物理过程中所受外力恒定保持不变、是一个有调头的匀减速直线运动.

用公式vt=v0-at 和x=v0t-at2/2求解模式1问题时,要注意匀减速直线运动的有效时间(如***1示中的0~t0是对物体发生位移有贡献的有效时间),知道了这个有效时间,就可以避免求解运动速度和位移等问题的错误.

用vt=v0-at 和x=v0t-at2/2公式处理模式2问题时,应注意三点:①从***2(b)中知除了正最大位移和物体反向运动越过原初始位置以后的位移对应有一个时刻外,一般一个位移矢量对应有二个时刻.当用公式求解得出二个时间值后,还应思考这二个时间值中究竟是哪一个符合题意?还是二个都符合题意?要结合题目的具体情况做进一步分析来确定.②利用位移x的正、负、零值,可以判断物体运动时间t时物体的位置情况:若位移x为正值,则知物体运动至初位置的正方向一边;若位移x为零,则知物体回至原初位置上;若位移为负,则知物体越过了原初始位置而运动至初始位置的负方向一边.③从末速度vt与初速度v0值的正、负符号的关系,可以推断匀减速直线运动物体是否发生了往返现象.注意了以上三个问题,能避免求解模式2运动路程等问题的错误.

二、应用示例

例1 在平直公路上,一辆汽车做匀变速直线运动.汽车第1 s内通过的位移是7 m,第2 s末速度是4 m/s,则①汽车5 s时的位移是多少?②汽车发生位移为12 m用时多少?

解 :①根据所给条件有4=v0+a2和7=v0×1+a×12/2解得:v0 =8 m/s ,a =-2 m/s2 ,知汽车做刹车滑行匀减速直线运动.在计算5

s的位移时,如果不注意匀减速直线运动两种模式的区别,易得x5=8×5-2×52/2=15 m的结果而犯上乱套公式的错误.实际上,汽车刹车是关闭了发动机,当汽车减速至零时,因汽车所受到外力的合力为零,所以汽车将保持静止状态.汽车运动属于匀减速直线运动模式1情形,由v0和a值得汽车运动有效时间为4 s.所以5 s时汽车的位移(指0~5 s内发生的位移)和4 s时的位移相等,故x

5=x4=8×4-2×42/2=16 m.

②由12=8t-t2得t1=2 s,t2 =6 s,考虑到汽车是匀减速直线运动模式1情形,汽车运动的有效时间为4 s,则应将t2值舍去,所以汽车发生12 m的位移需要时间为2 s.

例2 如***3所示,在光滑斜面底端有一定质量的一个小球,以初速度v0=16 m/s沿斜面向上滚动,小球在斜面上滚动

加速度大小始终为4 m/s2.问①小球从开始运动到50 s末所经过的路程为多少?②小球发生位移为14 m所需要时间多少?

解 :①利用公式解得5 s末小球所经过的路程s=16×5-4×52/2=30 m,仔细推敲这一结果,会发现这一解法缺乏对小球是否有往返现象作进一步的确认.将v0=16 m/s,a =-4 m/s2 代入vt=v0+at得vt=-4 m/s,可见vt与v0正负符号相反,表明小球沿斜面向上的匀减速运动有往返现象,依模式2情形知,小球4 s末速度减至零(小球上行爬斜面到最高点),则前4 s内位移大小x1=16×4-2×42=32 m,而第5 s内位移大小(做反向的、加速度相同的初速度为零运动1 s)为x2=4×12/2=2 m,所以从开始运动到5 s末小球经过路程是34 m.

②从14=16t-2t2 解得t1=1 s,t2=7 s,考虑到小球在斜面上运动有往返,两个解都符合题意,所以小球发生14 m位移所需要时间分别为1 s和7 s.

综上,在求解匀减速直线运动问题时,应首先判断出物体做匀减速直线运动模式类型,然后结合题给条件正确应用匀减速直线运动规律公式进行解答.

匀减速直线运动类型的探究

转载请注明出处学文网 » 匀减速直线运动类型的探究

学习

玻璃的历史

阅读(25)

本文为您介绍玻璃的历史,内容包括玻璃的历史渊源简单概括,玻璃的历史故事。当提起窗户的时候,恐怕想到的首先是上面的玻璃,玻璃占居了窗户的主要面积,在窗户上安装玻璃,使得窗户满足了透光和挡风两种功能。比起中国古代窗户使用木板和纸,玻璃

学习

浅谈招投标技巧

阅读(22)

本文为您介绍浅谈招投标技巧,内容包括浅谈招投标规范管理,浅谈招投标的一些事。关键词:招标;投标;程序;技巧

学习

基坑围护工程中钻孔压浆工艺的应用

阅读(37)

本文为您介绍基坑围护工程中钻孔压浆工艺的应用,内容包括基坑钻孔减压措施步骤,江苏省深基坑支护方法。摘要:针对钻孔压浆桩工艺的应用实例,具体介绍了本施工工艺的成桩原理、施工方法和应用效果。

学习

大秦帝国之纵横

阅读(37)

本文为您介绍大秦帝国之纵横,内容包括大秦帝国之纵横全文免费,大秦帝国之纵横全集。(接上期)第39集张仪要出使燕国主持会盟,苏萱担心。赢驷和赢疾商议决定让张仪去蜀,不能陪芈八字一起入燕,赢疾觉得张仪插手的秦国事务太多,提议让张仪,慢慢退出

学习

鄂尔多式青铜器鸟纹浅析

阅读(29)

本文为您介绍鄂尔多式青铜器鸟纹浅析,内容包括青铜器鸟纹最盛时期,遍布方格纹的青铜器。关键词:鸟纹;鄂尔多斯式青铜器;表现形式;时代特征

学习

雅贿 第4期

阅读(35)

近年,“雅贿”在国内艺术品市场频现,上个世纪末,中央有关部门下文,禁止拍卖行洗黑钱,可见“雅贿”的猖獗和危害。

学习

涤荡心灵的思想洗礼

阅读(54)

本文为您介绍涤荡心灵的思想洗礼,内容包括心灵得到涤荡和洗礼,心灵的洗礼全文。“只要有一个问题,我不清楚,我不会离开。”

学习

院体画与文人画

阅读(19)

本文为您介绍院体画与文人画,内容包括文人画与院体画联系,院体画和文人画的关系。院体画的艺术风格

学习

论中国古代的侠义精神

阅读(116)

本文为您介绍论中国古代的侠义精神,内容包括中国自古的侠义精神,古代侠义精神。摘要:侠义精神是中国古代文化的精髓之一,古代侠士虽然往往特立独行,居无定所却心存大义,兼爱天下,他们的侠行义举让后人尊敬与赞叹,本文通过论述侠义精神的特点,进

学习

在对比中品咂

阅读(31)

再次备课《祝福》时,摒弃之前读到的关于《祝福》的一切文字,以一种初读的心态,逐字逐句地读,突然发现,《祝福》有不少蕴含对比关系的内容,在一番对比中品咂,竟然有不少的收获。姑且选取两处,做一番品咂。

学习

正确理解“公民”概念

阅读(20)

本文为您介绍正确理解“公民”概念,内容包括人民和公民的概念区别,简述公民概念的含义。贵刊第七期开篇王贵秀的文章《“新三好学生标准”,荒唐!》,对武汉启用“三好学生”的新标准提出置疑,分析得十分精彩。可美中不足的是错用了“公民”概

学习

“中体西用”与“和魂洋才”思想之异同点比较

阅读(18)

摘要:“中体西用”与“和魂洋才”两种思想是在中日两国面对外国入侵,作为处理本国文化与外来文化的指导思想提出来的,其提出的背景及最终目的相同,但两国分别进行了洋务运动和明治维新后,两国现代化出现了极大反差,这反应出两种指导思想的侧重

学习

运动训练适宜负荷原则研究

阅读(21)

本文为您介绍运动训练适宜负荷原则研究,内容包括适宜负荷与适时恢复训练原则,运动训练负荷的构成及其评定指标。一、正确理解适宜负荷原则所应掌握的两个方面心理负荷和生理负荷

学习

运动引起的股后肌群损伤机制及预防训练

阅读(16)

本文为您介绍运动引起的股后肌群损伤机制及预防训练,内容包括股直肌损伤康复治疗,哪些练习能预防股后肌群损伤。摘要股后肌群的损伤是各种跑、跳运动中常见的运动损伤之一。运用文献资料法对股后肌群损伤机制以及预防训练进行研究,以期能

学习

生命在于运动英语范文精选

阅读(37)

本文为您介绍生命在于运动英语范文精选,内容包括生命在于运动英语怎么说,生命在于运动晨起30分钟健身操。生命在于运动英语篇1何为乐趣?翻书寻趣,是欧阳修的醉能同其乐,醒能述以文者?是白居易绿杨荫里白沙堤?是岳飞的笑谈畅饮?是李清照的窗边

学习

浅谈运动员的合理营养

阅读(22)

本文为您介绍浅谈运动员的合理营养,内容包括运动员的一日三餐营养搭配食谱,运动员合理营养要求。运动员在训练时,体内物质代谢加强,热能消耗剧烈,是常人的几十倍,甚至上百倍,因此必须不断地从食物中获得能量以满足机体的需要。

学习

浅谈天体运动问题

阅读(54)

本文为您介绍浅谈天体运动问题,内容包括物理天体运动公式总结,天体运动的哲学知识。“万有引力及天体运动问题”一直是物理教学中的一大重点,也是一大难点.目前我国航天事业飞速发展,越来越需要这方面的人才.所以,在学生的学习时期,为他们打

学习

谈谈排球运动员的选材

阅读(18)

本文为您介绍谈谈排球运动员的选材,内容包括谈谈排球运动员的选材,排球运动员选材的论文。【摘要】笔者通过二十几年体育教学经验和十几年来青少年排球教练员工作的体会,分别从选材年龄、身体形态、生理机能、身体素质、心里素质、智力水

学习

平衡运动好处多

阅读(32)

本文为您介绍平衡运动好处多,内容包括平衡运动对身体有什么好处,平衡运动的好处。平衡运动可以让不常活动的肌肉得到锻炼。倒走、爬行交替运动,这些看似简单的运动能使我们的身体得到平衡。尤其是老年人,由于运动系统功能与神经系统功能衰

学习

圆周运动的向心力探“源”

阅读(21)

本文为您介绍圆周运动的向心力探“源”,内容包括圆周运动向心力增大运动轨迹,圆周运动的向心力产生的原因。向心力是效果力,它可以是某一个力,也可以是几个力的合力.在匀速圆周运动中,它的方向总是指向轨迹的网心;在竖直平面上的非匀速圆周