值,表示物体位于出发点的前方,若S为负值,表示物体位于出发点之后。(3).注意:以上各式仅适用于匀变速直线运动,包括有往返的情况,对匀变速曲线运动和变加速运动均不成立。
◎例题评析
【例3】跳伞运动员作低空跳伞表演,当飞机离地面224m时,运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动运动一段时间后,立即打开降落伞,展伞后运动员以125ms2的平均加速度匀减速下降为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5ms取g10ms2求:
(1)运动员展伞时,离地面的高度至少为多少着地时相当于从多高处自由落下(2)运动员在空中的最短时间为多少【分析与解答】:运动员跳伞表演的过程可分为两个阶段,即降落伞打开前和打开后由于降落伞的作用,在满足最小高度且安全着地的条件下,可认为vm5ms的着地速度方向是竖直向下的,因此求解过程中只考虑其竖直方向的运动情况即可在竖直方向上的运动情况如图所示
(1)由公式vT2-v02=2as可得
第一阶段:v2=2gh1
①
第二阶段:v2-vm2=2ah2
②
又h1+h2=H
③
解①②③式可得展伞时离地面的高度至少为h2=99m
设以5ms的速度着地相当于从高h处自由下落则h=v252m=125m2g210
(2)由公式sv0t+1at2可得:2
第一阶段:h1=1gt12
④
2
第二阶段:h2=vt2-1at22
⑤
2
又tt1+t2
⑥
解④⑤⑥式可得运动员在空中的最短时间为
t86s
说明:简要地画出运动过程示意图,并且在图上标出相对应的过程量和状态量,不仅能使较复杂的物理过程直观化,长期坚持下去,更能较快地提高分析和解决较复杂物理问题的能力
【例4】以速度为10ms匀速运动的汽车在第2s末关闭发动机,以后为匀减速运动,
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f第3s内平均速度是9ms,则汽车加速度是_______ms2,汽车在10s内的位移是_______m【分析与解答】:第3s初的速度v0=10ms,第35s末的瞬时速度vt9ms〔推论(2)〕
所以汽车的加速度:
avtv0910ms2=-2ms2
t
05
“-”表示a的方向与运动方向相反
汽车关闭发动机后速度减到零所经时间:
t2=0v0010s5s<8sa2
则关闭发动机后汽车8s内的位移为:
s2=0v022a
0102m=252(2)
m
前2s汽车匀速运动:
s1=v0t1=10×2m=20m
汽车10s内总位移:
ss1+s2=20m+25m=45m
说明:(1)求解刹车问题时,一定要判断清楚汽车实际运动时间
(2)本题求s2时也可用公式s1at2计算也就是说“末速度为零的匀减速运动”可倒2
过来看作“初速度为零的匀加速运动”
专题三.汽车做匀变r