(貴州省興義五中 貴州興義 562400)
在勻變速直線運(yùn)動中求解物體通過的位移。大多數(shù)學(xué)生.包括很多老師都習(xí)慣用:
求解,在一些題目中的確很方便,但是如果能巧用平均速度公式:
求解則會讓求解更簡單,特別是在往返直線運(yùn)動中以及在處理時間問題上更能體現(xiàn)出其優(yōu)點(diǎn).在近幾年的高考試題上如果能運(yùn)用好平均速度公式試題就變得簡單,更容易理解·下面就以2017年的兩道高考試題為例說明如何使用平均速度位移公式來解題。體會公式的優(yōu)越性。
一 (2017·全國Ⅱ卷,24)為提高冰球運(yùn)動員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線距離s0和s1(s1<s0)處分別放置一個擋板和一面小旗,如圖所示.訓(xùn)練時,讓運(yùn)動員和冰球都位于起跑線上,教練員將冰球以初速度v0擊出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板;冰球被擊出的同時,運(yùn)動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗.訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達(dá)擋板時,運(yùn)動員至少到達(dá)小旗處.假定運(yùn)動員在滑行過程中做勻加速運(yùn)動,冰球到達(dá)擋板時的速度為v1.重力加速度大小為g.求(1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù);
(2)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動員的最小加速度.
解(1)略
(2)解法一(位移公式法)得冰球到達(dá)擋板時,滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動員中,剛好到達(dá)小旗處的運(yùn)動員的加速度最小.設(shè)這種情況下,冰球和運(yùn)動員的加速度大小分別為a1和a2,所用的時間為t.由運(yùn)動學(xué)公式得
小結(jié):在勻變速直線運(yùn)動中涉及到位移和初,末速度,時間優(yōu)先考慮使用平均速度公式求解這樣會給解題帶來了簡便。避免了位移公式中時間上的平方計算。
(2017·全國Ⅲ卷,25) 如圖,兩個滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA=1 kg和mB=5 kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.5;木板的質(zhì)量為m=4 kg,與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1.某時刻A,B兩滑塊開始相向滑動,初速度大小均為v0=3 m/s.A,B相遇時,A與木板恰好相對靜止.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2.求
(1)B與木板相對靜止時,木板的速度;
(2)A,B開始運(yùn)動時,兩者之間的距離.
解:(1)略
A和B相遇時,A與木板的速度也恰好相同.因此A和B開始運(yùn)動時,兩者之間的距離為s0=sA+s1+sB,聯(lián)立以上各式,并代入數(shù)據(jù)得s0=1.9 m.
解法二(平均速度公式法)
設(shè)B從開始到三者共速的時間為t總。共同速度為
v共2則有對A:vA=-v0+aAt. 對B:vB=v1-a共(t總-t1)
最后相遇有 v共2=VA=VB。 解得t總=0.7s.V共2=0.5m/s
所以兩木板開始運(yùn)動時二者的距離就是兩者位移之和由平均速度公式.規(guī)定向右為正。
則有
在勻變速直線運(yùn)動這一類問題中.應(yīng)該充分運(yùn)用平均速度位移公式來解決與位移.時間.速度有關(guān)的問題。當(dāng)已知位移和時間的關(guān)系時應(yīng)該優(yōu)先考慮平均速度位移公式。這樣會給問題簡單化。