以下是一份高一物理的计算题及答案和相关例题:
例题:
一物体做匀加速直线运动,初速度为0.5m/s,加速度为0.1m/s^2,求:
(1)物体在4s内的位移;
(2)物体在前2s内的平均速度。
【分析】
(1)根据位移时间公式求出物体在4s内的位移;
(2)根据平均速度公式求出物体在前2s内的平均速度。
【解答】
(1)物体在4s内的位移:$x = v_{0}t + frac{1}{2}at^{2} = 0.5 times 4 + frac{1}{2} times 0.1 times 4^{2}m = 2.8m$;
(2)物体在前2s内的位移:$x_{2} = v_{0}t_{2} + frac{1}{2}at_{2}^{2} = 0.5 times 2 + frac{1}{2} times 0.1 times 2^{2}m = 0.9m$,则物体在前2s内的平均速度:$overset{―}{v} = frac{x_{2}}{t_{2}} = frac{0.9}{2}m/s = 0.45m/s$。
答案:(1)物体在4s内的位移为$2.8m$;(2)物体在前2s内的平均速度为$0.45m/s$。
【例题延伸】
如果物体做匀减速直线运动,加速度大小为$a$,初速度大小为$v_{0}$,那么物体在停止运动前最后$x$米时的平均速度是多少?
【分析】
物体做匀减速直线运动,停止运动前最后$x$米时的速度为零,根据平均速度公式求出最后$x$米时的平均速度。
【解答】
物体做匀减速直线运动,停止运动前最后$x$米时的位移为:$x = v_{0}^{2} - 0^{2}/2a$,则最后$x$米时的平均速度为:$overset{―}{v} = frac{x}{t} = frac{v_{0}^{2}}{2ax}$。
【例题】:
某物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第2秒内的位移为6米,求:
1.物体的加速度大小;
2.物体在5秒内的位移大小。
【分析】:
第$2s$内的位移等于前$2s$内的位移减去前$1s$内的位移,根据匀变速直线运动的位移时间公式即可求解。
【解答】:
1.根据匀变速直线运动的规律,第$2s$内的位移等于前$2s$内的位移减去前$1s$内的位移,即:$x_{2} = frac{1}{2}at^{2} - frac{1}{2}a(t - 1)^{2}$代入数据得:$6 = frac{1}{2}a times 4 - frac{1}{2}a times 1$解得:$a = 4m/s^{2}$
2.物体在$5s$内的位移大小等于前$5s$内的位移减去前$4s$内的位移,即:$x_{5} = frac{1}{2}at^{2} - frac{1}{2}a(t - 5)^{2}$代入数据得:$x_{5} = 47m$
【答案】:
(1)物体的加速度大小为$4m/s^{2}$;
(2)物体在$5s$内的位移大小为$47m$。
高一物理计算及答案和相关例题常见问题
一、自由落体运动
例1:一个物体做自由落体运动,已知它在第1秒内的位移为20米,求它在第2秒内的位移。
【分析】
自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。
【解答】
根据自由落体运动的规律,有
h1 = 1/2gt1²
h2 = 1/2gt2² - 1/2gt1²
代入数据有:
$20 = 1/2 times g times 1 times 1$
$h2 = 1/2 times g times 2 times 2 - 1/2 times g times 1 times 1$
解得:g = 20m/s²
解得:h2 = 35m
二、匀变速直线运动规律的应用
例2:一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,经过2s后速度大小变为10m/s,求在这2s内物体的加速度。
【分析】
根据加速度的定义式求解。
【解答】
解法一:根据加速度的定义式有:a = (v - v0)/t = (10 - 4)/2 = 3m/s²
解法二:根据加速度的定义式有:a = Δv/t = (v - v0)/t = (v + v0)/t = (10 + 4)/2 = 7m/s²。
三、竖直上抛运动
例3:一物体从某一高度做竖直上抛运动,在上升过程中,不计空气阻力,它的速度随时间变化的关系是( )。
A.先减小后增大,最后保持不变 B.先增大后减小,最后保持不变 C.一直减小,最后保持不变 D.先增大后减小,最后再增大
【分析】
竖直上抛运动是初速度向上,只在重力作用下的运动,加速度为g,上升过程做加速度为g的匀减速直线运动;当上升到最高点时,物体速度为零,此后物体做自由落体运动。根据速度时间关系求解。
【解答】
竖直上抛运动是初速度向上,只在重力作用下的运动,加速度为g,上升过程做加速度为g的匀减速直线运动;当上升到最高点时,物体速度为零,此后物体做自由落体运动。整个过程是匀变速直线运动。故C正确ABD错误。
故选C。