高三物理必修二中的機械運動相關知識包括:質點,參考系,時間,位移,速度,加速度,勻速直線運動,勻變速直線運動,自由落體運動,豎直上拋運動等。
題目:一個物體在一條直線上運動,已知它在第1秒內通過了1米的位移,在接下來的第2秒內通過了2米的位移,再接下來的第3秒內通過了3米的位移,依此類推,直到第10秒末停止運動。求:
(1)前5秒內的平均速度;
(2)前5秒內的最大速度;
(3)物體在整個運動過程中的最大速度。
解答:
(1)根據題意,物體在第1秒內通過了1米的位移,在接下來的第2秒內通過了2米的位移,再接下來的第3秒內通過了3米的位移,那么我們可以得到物體在第5秒內的位移為總位移減去前4秒內的位移。
總位移為:s = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15米
前4秒內的位移為:s' = 1 + 2 + 3 = 6米
所以,前5秒內的平均速度為:v = s/t = 15/5 = 3米/秒
(2)在前5秒內,物體先加速后減速,所以前5秒內的最大速度即為物體在前5秒內的平均速度。根據上面的解答可知,最大速度為3米/秒。
(3)物體在整個運動過程中的最大速度即為物體在前5秒內的最大速度,即3米/秒。因為物體在第1秒內通過了1米的位移,說明在第一秒內物體的速度是逐漸增加的,所以物體在整個運動過程中的最大速度應該小于或等于第一秒內的速度。因此,物體在整個運動過程中的最大速度為3米/秒。