关于机械运动中变速直线运动的两个重要公式得推导

关于机械运动中变速直线运动的两个重要公式得推导

绵中育才学校 曾俊艺

例1:某一物体做变速直线运动,已知它在前一半路程的速度为4m/s,后一半路程为6m/s,那么它在整个过程中的平均速度是____4.8m/s ____。

解:如图分析设前一半路程为s ,则后一半路程也为s ,全程总路程为2s 。

s s

由公式ν=得t =

t νS S

则有前一半路程所用时间为

s

t 1=2S ν1

s 同理后一半路程所用时间t 2=ν2

全程的平均速度

s 总2ν1ν2 2s 2s 2ν=====

ν1+ν2 t 总t 1+t 2

++ ν1ν2ν1ν2

例2:某一物体做变速直线运动,已知它在前一半时间的速度为4m/s,后一半时间的速度为6m/s,那么它在整个过程中的平均速度是____5m/s ____。

解:如图分析设前一半时间为t ,则后一半路程也为t ,全程总时间为2t 。

s

由公式ν=得s =νt

t t t

则有前一半时间所运动的路程为s 1=ν1t

同理后一半时间的路程为s 2=ν2t

2t

全程的平均速度 s 总s 1+s 2ν1t +ν2t ν1+ν2

ν====

t 总2t 2t 2

以上两例所产生的结论成为二级结论,以后填空题、选择题可直接运用。

例3甲、乙两人沿同一公路都由A 地到达B 地,甲走一半路程后跑步前进,乙走一半时间后也跑步前进,设甲、乙两人走的速度相同,跑的速度也相同,则甲、乙两人从A 到B 的时间T 甲和T 乙的大小关系是 ( B )

A . T 甲=T乙 B. T 甲>T乙 C T 甲

解:法1:

设甲走路的速度为ν1,跑步的速度为ν2。则乙走路的速度也为ν1,跑步的速度也为ν2。 甲

ν甲=

s 总2ν1ν22s 2s 2

====

s s 11t 总t 1+t 2ν1+ν2

++

ν1ν2ν1ν2

乙先走一半时间后跑步,全程的平均速度为ν乙比较

s 总s 1+s 2ν1t +ν2t ν1+ν2

====

t 总2t 2t 2

ν甲与ν乙:

22 2ν1ν2ν1+ν24ν1ν2(ν1+ν2)4ν1ν2(-ν1+ν2)

=

-=-=ν1+ν22(2ν1+ν2)(2ν1+ν2)(2ν1+ν2)

2

2

ν甲-ν乙

2

4ν1ν2(-ν1+ν2+2ν1ν2)(-ν1-ν2)==

(2ν1+ν2)(2ν1+ν2)2

又ν1 ν2则(ν1-ν2) 0

即ν甲-ν乙 0

ν甲 ν乙

s s 由公式ν=得t =

t ν

则t 甲 t 乙

法2:图解

关于机械运动中变速直线运动的两个重要公式得推导

绵中育才学校 曾俊艺

例1:某一物体做变速直线运动,已知它在前一半路程的速度为4m/s,后一半路程为6m/s,那么它在整个过程中的平均速度是____4.8m/s ____。

解:如图分析设前一半路程为s ,则后一半路程也为s ,全程总路程为2s 。

s s

由公式ν=得t =

t νS S

则有前一半路程所用时间为

s

t 1=2S ν1

s 同理后一半路程所用时间t 2=ν2

全程的平均速度

s 总2ν1ν2 2s 2s 2ν=====

ν1+ν2 t 总t 1+t 2

++ ν1ν2ν1ν2

例2:某一物体做变速直线运动,已知它在前一半时间的速度为4m/s,后一半时间的速度为6m/s,那么它在整个过程中的平均速度是____5m/s ____。

解:如图分析设前一半时间为t ,则后一半路程也为t ,全程总时间为2t 。

s

由公式ν=得s =νt

t t t

则有前一半时间所运动的路程为s 1=ν1t

同理后一半时间的路程为s 2=ν2t

2t

全程的平均速度 s 总s 1+s 2ν1t +ν2t ν1+ν2

ν====

t 总2t 2t 2

以上两例所产生的结论成为二级结论,以后填空题、选择题可直接运用。

例3甲、乙两人沿同一公路都由A 地到达B 地,甲走一半路程后跑步前进,乙走一半时间后也跑步前进,设甲、乙两人走的速度相同,跑的速度也相同,则甲、乙两人从A 到B 的时间T 甲和T 乙的大小关系是 ( B )

A . T 甲=T乙 B. T 甲>T乙 C T 甲

解:法1:

设甲走路的速度为ν1,跑步的速度为ν2。则乙走路的速度也为ν1,跑步的速度也为ν2。 甲

ν甲=

s 总2ν1ν22s 2s 2

====

s s 11t 总t 1+t 2ν1+ν2

++

ν1ν2ν1ν2

乙先走一半时间后跑步,全程的平均速度为ν乙比较

s 总s 1+s 2ν1t +ν2t ν1+ν2

====

t 总2t 2t 2

ν甲与ν乙:

22 2ν1ν2ν1+ν24ν1ν2(ν1+ν2)4ν1ν2(-ν1+ν2)

=

-=-=ν1+ν22(2ν1+ν2)(2ν1+ν2)(2ν1+ν2)

2

2

ν甲-ν乙

2

4ν1ν2(-ν1+ν2+2ν1ν2)(-ν1-ν2)==

(2ν1+ν2)(2ν1+ν2)2

又ν1 ν2则(ν1-ν2) 0

即ν甲-ν乙 0

ν甲 ν乙

s s 由公式ν=得t =

t ν

则t 甲 t 乙

法2:图解


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