[例题1]火车紧急刹车后经7s停止,设火车作的是匀减速直线运动,它在最后1s内的位移是2m,则火车在刹车过程中通过的位移和开始刹车时的速度各是多少?
分析:首先将火车视为质点,由题意画出草图:
从题目已知条件分析,直接用匀变速直线运动基本公式求解有一定困难.大家能否用其它方法求解?
解法一:用基本公式、平均速度.
质点在第7s内的平均速度为:
则第6s末的速度:v6=4(m/s)
求出加速度:a=(0-v6)/t=4/1=-4(m/s2)
求初速度:0=v0-at,v0=at=4×7=28(m/s)
解法二:逆向思维,用推论.
倒过来看,将匀减速的刹车过程看作初速度为0,末速度为28m/s,加速度大小为4m/s2的匀加速直线运动的逆过程.
由推论:s1∶s7=1∶72=1∶49
则7s内的位移:s7=49s1=49×2=98(m)
v0=28(m/s)
解法三:逆向思维,用推论.
仍看作初速为0的逆过程,用另一推论:
sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…=1∶3∶5∶7∶9∶11∶13
sⅠ=2(m)
则总位移:s=2(1+3+5+7+9+11+13)
=98(m)
求v0同解法二.
解法四:图像法作出质点的速度-时间图像质点第7s内的位移大小为阴影部分小三角形面积:
小三角形与大三角形相似,有
v6∶v0=1∶7,v0=28(m/s)
总位移为大三角形面积:
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