2、明確位移與路程的關(guān)系
[例3]關(guān)于路程與位移,下列說法中正確的是( )
A.位移的方向就是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向 B.路程等于位移的大小
C.位移的值不會比路程大 D.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的位移為零時,其運(yùn)動的路程也為零
解析:位移是從始點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段,路程是實(shí)際軌跡的總長度,所以位移總不會大于路程.只有物體在AS一直線上做方向不變的直線運(yùn)動時,位移的大小才等于路程. 答案:c
說明:位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系。位移是矢量,是由初始位置指向終止位置的有向線段;路程是標(biāo)量,是物體運(yùn)動軌跡的總長度。一般情況位移的大小不等于路程,只有當(dāng)物體作單向直線運(yùn)動時路程才等于位移的大小。
[例4]一實(shí)心的長方體,三邊長分別是a、b、c(a>b>c),如圖所示.有一質(zhì)點(diǎn),從頂點(diǎn)A沿表面運(yùn)動到長方體的對角B,求:(1)質(zhì)點(diǎn)的最短路程.(2)質(zhì)點(diǎn)的位移大小.
解析:沿表面的運(yùn)動軌跡與A、B的連線構(gòu)成直角三角形時路程小于鈍角三角形時.
答案(1)
(2)s=![]()
[例5]在與x軸平行的勻強(qiáng)電場中,一帶電量q=1.0×10-8C、質(zhì)量m=2.5×10-3kg的物體在光滑水平面上沿著x軸作直線運(yùn)動,其位移與時間的關(guān)系是x=0.16t-0.02t2,式中x以m為單位,t以s為單位。從開始運(yùn)動到5s末物體所經(jīng)過的路程為 m,克服電場力所做的功為 J。
解:須注意:本題第一問要求的是路程;第二問求功,要用到的是位移。
將x=0.16t-0.02t2和
對照,可知該物體的初速度v0=0.16m/s,加速度大小a=0.04m/s2,方向跟速度方向相反。由v0=at可知在4s末物體速度減小到零,然后反向做勻加速運(yùn)動,末速度大小v5=0.04m/s。前4s內(nèi)位移大小
,第5s內(nèi)位移大小
,因此從開始運(yùn)動到5s末物體所經(jīng)過的路程為0.34m,而位移大小為0.30m,克服電場力做的功W=mas5=3×10-5J。
3、速度、速度變化、加速度的關(guān)系:
①方向關(guān)系:加速度的方向與速度變化的方向一定相同。在直線運(yùn)動中,若a的方向與V0的方向相同,質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動;若a的方向與V0的方向相反,質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動。
②大小關(guān)系:V、△V、a無必然的大小決定關(guān)系。
規(guī)律方法 1、靈活選取參照物
[例1]甲、乙兩輛汽車以相同的恒定速度直線前進(jìn),甲車在前,乙車在后,甲車上的人A和乙車上的人B各用石子瞄準(zhǔn)對方,以相對自身為v0的初速度 同時水平射擊對方,若不考慮石子的豎直下落,則
A、A先被擊中; B、B先被擊中; C、兩同時被擊中; D、可以擊中B而不能擊中A;
解析:由于兩車都以相同而恒的速度運(yùn)動,若以車為參照物,則兩石子做的是速度相同的勻速運(yùn)動,故應(yīng)同時被擊中,答案C
說明:靈活地選取參照物,以相對速度求解有時會更方便。
[例2]如圖所示,在光滑的水平地面上長為L的木板B的右端放一小物體A,開始時A、B靜止。同時給予A、B相同的速率v0,使A向左運(yùn)動,B向右運(yùn)動,已知A、B相對運(yùn)動的過程中,A的加速度向右,大小為a1,B的加速度向左,大小為a2,a2<a1,要使A滑到B的左端時恰好不滑下,v0為多少?
解析:A滑到B左端恰不滑下即A、B相對靜止,選取B為參照物,A對B的初速為2v0,向左,加速度向右,大小為(a2+a1),減速至零,A對B的位移為L,則由vt2-v02=2as得(2v0)2=2(a1+a2)L,即![]()
2、加速度:描述速度變化的快慢和方向的物理量,是速度的變化和所用時間的比值:a=ΔV/Δt,單位:m/s2.加速度是矢量,它的方向與速度變化(ΔV)的方向相同.
1、速度的變化:△V=Vt-V0,描述速度變化的大小和方向,是矢量
3.位移公式:S=vt.
2.特點(diǎn):a=0,v=恒量.
1.定義:在相等的時間里位移相等的直線運(yùn)動叫做勻速直線運(yùn)動.
2.瞬時速度:運(yùn)動物體在某一時刻(或某一位置)的速度,方向沿軌跡上質(zhì)點(diǎn)所在點(diǎn)的切線方向指向前進(jìn)的一側(cè).瞬時速度是對變速運(yùn)動的精確描述.瞬時速度的大小叫速率,是標(biāo)量.
描述物體運(yùn)動的方向和快慢的物理量.
1.平均速度:在變速運(yùn)動中,物體在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值叫做這段時間內(nèi)的平均速度,即
=S/t,單位:m/ s,其方向與位移的方向相同.它是對變速運(yùn)動的粗略描述.公式
=(V0+Vt)/2只對勻變速直線運(yùn)動適用。
位移:描述物體位置的變化,是從物體運(yùn)動的初位置指向末位置的矢量.
路程:物體運(yùn)動軌跡的長度,是標(biāo)量.只有在單方向的直線運(yùn)動中,位移的大小才等于路程。
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