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加速直线运动,在y轴上的分运动是匀速直线运动。从两图线中求出物体的加速度与速度的分量,然后再合成。
1由图象可知,物体在x轴上分运动的加速度大小ax1ms2,在y轴上分运动的加速度为0,故物体的合加速度大小为a1ms2,方向沿x轴的正方向。则物体所受的合力Fma02×1N02N,方向沿x轴的正方向。
2由图象知,可得两分运动的初速度大小为vx00,vy04ms,故物体的初速度
fv0
v2x0

v2y0

042ms4ms,方向沿y轴正方向。
3根据(1)和(2)可知,物体有y正方向的初速度,有x正方向的合力,则物体做匀变速曲线运动。
44s末x和y方向的分速度是vxat4ms,vy4ms,故物体的速度为
v
v2x

v
2y

424242ms,方向与x正向夹角θ,有ta
θvyvx1。
x和y方向的分位移是xat228m,yvyt16m,则物体的位移为
sx2y285m,方向与x正向的夹角φ,有ta
φyx2。
5、已知某船在静水中的速率为v1=4ms,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d=100m,河水的流动速度为v2=3ms,方向与河岸平行。试分析:
⑴欲使船以最短时间渡过河去,航向怎样?最短时间是多少?到达对岸的位置怎样?船发生
的位移是多大?
⑵欲使船渡河过程中的航行距离最短,船的航向又应怎样?渡河所用时间是多少?
【解析】⑴根据运动的独立性和等时性,当船在垂直河岸方向上的分速度
v⊥最大时,渡河所用时间最短,设船头指向上游且与上游河岸夹角为α,其合速度v与分运动速度v1、v2的矢量关系如图1所示。河水流速v2平行于河岸,不影响渡河快慢,船在垂直河岸方向上的分速度v⊥=v1si
α,则船渡
河所用时间为
t=d。v1si

v1
v
αv2
图1
显然,当si
α=1即α=90°时,v⊥最大,t最小,此时船身垂直于河岸,船头始终指向正对
岸,但船实际的航向斜向下游,如图2所示。
渡河的最短时间
tmi
=dv1
=1400
s=25s。
A
v1
v
船的位移为
s=vt=v12v22tmi
=4232×25m=125m。
v2图2
船渡过河时已在正对岸的下游A处,其顺水漂流的位移为
x=v2tmi
=v2dv1
=3×4100
m=75m。
⑵由于v1>v2,故船的合速度与河岸垂直时,船的渡河距离最短。设此时船速v1的方向(船头的指向)斜向上游,且与河岸成θ角,如图6-34所示,则
船的实际速度为
cosθ=v2v1
=34
,θ=41°24′。
v合=v12v22=42-32ms=7ms。
v1
v合
θv2
图6-34
故渡河时间
t′=vd合
=1007
s=1007
7
s≈38s。
f6、如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片,图中A、B、C为三个同时r
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