一质量为2kg的重物被一根轻绳拉住从地面开始沿竖直方向上升,上升到一定高度绳子突然断了,重物运动的速度随时间变化情况如图所示(不计空气阻力,g=10m/s2).求:
(1)重物在第2s末的加速度;
(2)重物在第5s末的加速度;
(3)根据图象判断何时绳子断了;
(4)求重物上升的最大高度.
匀变速直线运动的图像.
【分析】(1)、(2)由速度时间图象的斜率求解加速度.
(3)由图可知,0﹣4s时间匀加速上升,4s末速度开始减小,受力发生变化,即绳子断了;
(4)速度时间图象中图象与坐标轴围成的面积大小表示位移,求解最大高度.
【解答】解:(1)重物在第2s末的加速度 a1===5m/s2,方向向上;
(2)重物在第5s末的加速度 a2===﹣10m/s2,方向向下;
(3)由速度时间图象可知,4s末速度开始减小,即绳子断了;
(4)由图象可知6s末重物上升到最大高度,根据速度时间图象中图象与坐标轴围城面积表示位移,则得,最大高度为 h=m=60m
答:
(1)重物在第2s末的加速度为5m/s2,方向向上;
(2)重物在第5s末的加速度为﹣10m/s2,方向向下;
(3)4s末绳子断了;
(4)重物上升到最大高度是60m.
定义:
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动,即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。
特点:
a=恒量。
匀变速直线运动规律(基本公式):
速度公式:v=v0+at
位移公式:x=v0t+ at2
速度平方公式:v2-v02=2ax
位移—平均速度关系式:x= t= (v0+v)·t
匀变速直线运动的几个重要推论:
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