物理匀速直线运动
一、追及相遇问题
1.同时同位
两物体相遇一定是同一时刻处在同一位置.
(1)位移关系:x 2=x 0+x 1
x 0表示开始运动时两物体间的距离,x 1表示前面被追物体的位移,x 2表示后面追赶物体的位移.
(2)时间关系:t 1=t 2=t
即追及过程经历时间相同,但t 1、t 2不一定是两物体运动的时间.
2.临界状况
当两物体速度相等时可能出现恰能追及、恰好避免相撞、相距最远、相距最近等情况,即该四种情况的临界条件为v 1=v 2.
3.分析v -t 图象
说明:(1)Δx 是开始追及以后,后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移;
(2)x 0是开始追及以前两物体之间的距离;
(3)t 2-t 0=t 0-t 1;
(4)v 1是前面物体的速度,v 2是后面物体的速度
一、匀变速直线运动位移公式的应用
例1 由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第1 s内通过0.4 m的位移,问:
(1)汽车在第1 s末的速度为多大?
(2)汽车在第2 s内通过的位移为多大?
二、灵活应用匀变速直线运动公式
例2 火车沿平直铁轨匀加速前进,通过一路标时的速度为10.8 km/h
1 min后变成54 km/h,又需经一段时间,火车的速度才能达到64.8 km/h.求所述过程中火车的位移是多少.
例3 一物体做匀加速直线运动,第5 s内的位移为10 m,第7 s内的位移为20 m,求物体的加速度大小.(至少用两种方法求解)
三、刹车类问题分析
例3 以10 m/s的速度匀速行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动.若汽车刹车后第2 s内的位移为6.25 m(刹车时间超过2 s),则刹车后6 s内汽车的位移是多大?
四、追及相遇问题
例4 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t =0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v -t 图中(如图所示) ,直线a 、b 分别描述了甲、乙两车在0~20 s的运动情况. 关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是( )
A .在0~10 s内,两车逐渐靠近 B.在10~20 s内,两车逐渐远离
C .在5~15 s内,两车的位移相等 D.在t =10 s时,两车在公路上相遇
在例4的已知条件下,(1)甲追上乙之前,甲、乙之间的最大距离是多少?
(2)5~15 s内乙车的位移大小是多少?
练习:物体做匀变速直线运动时,设连续两段相等的时间T 内的位移分别为xn 、xn +1,则在这两段位移内的平均速度恰等于中间时刻的瞬时速度,如图所示
证明:x n +x n +1v n =2T