高三物理必修二中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)包括:質(zhì)點(diǎn),參考系,時(shí)間,位移,速度,加速度,勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),自由落體運(yùn)動(dòng),豎直上拋運(yùn)動(dòng)等。
題目:一個(gè)物體在一條直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng),已知它在第1秒內(nèi)通過(guò)了1米的位移,在接下來(lái)的第2秒內(nèi)通過(guò)了2米的位移,再接下來(lái)的第3秒內(nèi)通過(guò)了3米的位移,依此類(lèi)推,直到第10秒末停止運(yùn)動(dòng)。求:
(1)前5秒內(nèi)的平均速度;
(2)前5秒內(nèi)的最大速度;
(3)物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度。
解答:
(1)根據(jù)題意,物體在第1秒內(nèi)通過(guò)了1米的位移,在接下來(lái)的第2秒內(nèi)通過(guò)了2米的位移,再接下來(lái)的第3秒內(nèi)通過(guò)了3米的位移,那么我們可以得到物體在第5秒內(nèi)的位移為總位移減去前4秒內(nèi)的位移。
總位移為:s = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15米
前4秒內(nèi)的位移為:s' = 1 + 2 + 3 = 6米
所以,前5秒內(nèi)的平均速度為:v = s/t = 15/5 = 3米/秒
(2)在前5秒內(nèi),物體先加速后減速,所以前5秒內(nèi)的最大速度即為物體在前5秒內(nèi)的平均速度。根據(jù)上面的解答可知,最大速度為3米/秒。
(3)物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度即為物體在前5秒內(nèi)的最大速度,即3米/秒。因?yàn)槲矬w在第1秒內(nèi)通過(guò)了1米的位移,說(shuō)明在第一秒內(nèi)物體的速度是逐漸增加的,所以物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度應(yīng)該小于或等于第一秒內(nèi)的速度。因此,物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為3米/秒。