[典例示法] (一题多解)物体以一定的初速度从斜面底端A点冲上固定的光滑斜面,斜面总长度为l,到达斜面最高点C时速度恰好为零,如图所示。已知物3
体运动到距斜面底端l处的B点时,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的
4时间。
思路点拨:解此题把握以下关键信息
(1)“到达斜面最高点C时速度恰好为零”表明该物体做减速到零的匀减速运动,可考虑“逆向思维”。
3l
(2)“距斜面底端l处的B点”表明BC的距离为,可考虑“比例法”应用。
44[解析] 法一:基本公式法
因为物体沿斜面向上做匀减速运动,设初速度为v0,物体从B滑到C所用的时间为tBC,由匀变速直线运动的规律可得 v20=2axAC
2v2B=v0-2axAB
① ②
3
xAB=xAC
4
v0
由①②③解得vB= 2
③
④
又vB=v0-at vB=atBC
由④⑤⑥解得tBC=t。 法二:平均速度法
⑤
⑥
利用推论:匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段位移内的平均速度,然后进一步分析问题。
v0+0v0
vAC==
22
xAC2又v2 0=2axAC,vB=2axBC,xBC=4v0
由以上三式解得vB= 2
可以看出vB正好等于AC段的平均速度,因此B点是这段位移的中间时刻,因此有tBC=t。 法三:逆向思维法
物体向上匀减速冲上斜面,其逆过程为由静止开始向下匀加速滑下斜面。设物体从B到C所用的时间为tBC
112由运动学公式得xBC=at2BC,xAC=a(t+tBC), 22xAC
又xBC=,由以上三式解得tBC=t。
4法四:比例法
对于初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间内通过的位移之比为x1∶x2∶x3∶…∶xn=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
xAC3xAC
因为xBC∶xAB=∶=1∶3,而通过xAB的时间为t,所以通过xBC的时
44间tBC=t。
法五:图象法
根据匀变速直线运动的规律,画出v-t图象 如图所示
利用相似三角形的规律,面积之比等于对应边的平方比 S△AOCCO2S△AOC4得=,且=,OD=t,OC=t+tBC S△BDCCD2S△BDC1
24?t+tBC?所以=,解得tBC=t。
1t2
[答案] t
解决匀变速直线运动问题的两个技巧
(1)把减速到0的匀减速直线运动转化为反向的初速度为0的匀加速直线运动,列方程将非常简便,如果可以进一步利用比例关系解题则更简单。
(2)若已知匀变速直线运动的位移和时间,通常优先考虑应用平均速度公式,求出中间时刻的瞬时速度。
[跟进训练]
1.一物体做匀加速直线运动,通过一段位移Δx所用时间为2t,紧接着通过下一段位移Δx所用时间为t。则物体运动的加速度大小为( ) A.Δx t2
B.
Δx 2t2
ΔxC.2 3t2ΔxD.2
3t
Δx;在2t
C [物体做匀加速直线运动,在第一段位移Δx内的平均速度是v1=
Δx
第二段位移Δx内的平均速度是v2=t;因为某段时间内的平均速度等于中间时t3
刻的瞬时速度,则两个中间时刻的时间差为Δt=t+=t,则物体加速度的大小
22Δvv2-v1Δxa==,解得:a=2,故选C。]
Δt33t
t2
2.如图所示,物体从O点由静止开始做匀加速直线运动,途经A、B、C三点,