高中物理奧林匹克競賽解題方法講座:(11)圖解法(附答案)
高中物理奧林匹克經典
11.圖像方法
方法介紹
圖解法就是把抽象、復雜的物理過程根據問題的意義,有針對性地表達成物理圖像,把物理量之間的代數關系轉化為幾何關系,利用圖形的直觀、生動、簡練的特點來分析和解決物理問題,達到化難為易、化復雜為簡單的目的。圖解法在處理一定的運動問題和變力做功問題中,是一種非常有效的方法。
競賽題目講解
例1:一列火車從靜止出發,沿直線軌道從A行駛到B,在B處???。A、B兩地距離為s。火車加速時,其最大加速度為a1,減速時,其最大加速度絕對值為a2。由此可知,火車從A到B所需的最短時間為
分析:整個過程中高中物理奧賽方法,列車先勻加速,再勻減速留學之路,加速度最大時,所用時間最短,分段運動可用圖解法求解。
根據問題,畫出vt圖如圖11-1所示。
從圖中我們可以得出:a1=
a2 =v① t1v② t2
11s=v(t1+t2)=vt③ 22
解①、②、③得:
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圖 11
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例2:兩輛相同的汽車在水平直路上以恒定速度v0一前一后行駛。如果前車突然以恒定加速度剎車,當它剛停下時,后車也以與前車相同的加速度開始剎車。已知前車在剎車過程中行駛的距離為s。為保證上述情形下兩車不相撞,兩車勻速行駛時之間的距離至少要為( )
A、sB、2sC、3sD、4s
分析:物體做直線運動時,其位移可以用速度-時間圖來表示。
它可以表示為面積高中物理奧賽方法,因此可以用圖解法來完成。
兩個物體運動的vt圖如圖11-2所示。
s為三角形v0Ot的面積。由于前后車制動加速度相同,
根據對稱性,后車的位移為梯形面積S′=3S。
這個位移差應該是兩輛車勻速行駛而不發生碰撞時應該保持的最小距離2s。
所以答案應該是B。
例3:一只老鼠沿直線從老鼠洞里爬出,已知爬行速度v與距離老鼠洞中心的距離s成反比,當老鼠到達距離老鼠洞中心s1=1m的A點時,速度為v1=20cm/s
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