题目
物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为 v_1=10 m/s, v_2=15 m/s,则物体在整个运动过程中的平均速度是( )A. 13.75 m/sB. 12.5 m/sC. 12 m/sD. 11.75 m/s
物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为
$v_1=10 m/s$,
$v_2=15 m/s$,则物体在整个运动过程中的平均速度是( )
A. 13.75 m/s
B. 12.5 m/s
C. 12 m/s
D. 11.75 m/s
题目解答
答案
C. 12 m/s
解析
步骤 1:定义位移和时间
设物体通过两个连续相等位移的位移大小为 s,通过第一个位移 s 所需时间为 t_1,通过第二个位移 s 所需时间为 t_2。
步骤 2:计算时间
根据平均速度的定义,有 v_1 = s / t_1 和 v_2 = s / t_2。由此可以得到 t_1 = s / v_1 和 t_2 = s / v_2。
步骤 3:计算总时间
物体通过两个连续相等位移的总时间为 t = t_1 + t_2 = s / v_1 + s / v_2。
步骤 4:计算总位移
物体通过两个连续相等位移的总位移为 2s。
步骤 5:计算平均速度
物体在整个运动过程中的平均速度为 v = 总位移 / 总时间 = 2s / (s / v_1 + s / v_2) = 2 / (1 / v_1 + 1 / v_2)。
步骤 6:代入数值
将 v_1 = 10 m/s 和 v_2 = 15 m/s 代入上式,得到 v = 2 / (1 / 10 + 1 / 15) = 2 / (3 / 30 + 2 / 30) = 2 / (5 / 30) = 2 * 30 / 5 = 12 m/s。
设物体通过两个连续相等位移的位移大小为 s,通过第一个位移 s 所需时间为 t_1,通过第二个位移 s 所需时间为 t_2。
步骤 2:计算时间
根据平均速度的定义,有 v_1 = s / t_1 和 v_2 = s / t_2。由此可以得到 t_1 = s / v_1 和 t_2 = s / v_2。
步骤 3:计算总时间
物体通过两个连续相等位移的总时间为 t = t_1 + t_2 = s / v_1 + s / v_2。
步骤 4:计算总位移
物体通过两个连续相等位移的总位移为 2s。
步骤 5:计算平均速度
物体在整个运动过程中的平均速度为 v = 总位移 / 总时间 = 2s / (s / v_1 + s / v_2) = 2 / (1 / v_1 + 1 / v_2)。
步骤 6:代入数值
将 v_1 = 10 m/s 和 v_2 = 15 m/s 代入上式,得到 v = 2 / (1 / 10 + 1 / 15) = 2 / (3 / 30 + 2 / 30) = 2 / (5 / 30) = 2 * 30 / 5 = 12 m/s。