题目
用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1s测量一次其位置,坐标为x,结果如下表所示: t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 0 507 1094 1759 2505 3329 4233 回答下列问题:(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是: ____ ;(2)当x=507m时,该飞行器速度的大小v= ____ m/s;(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a= ____ m/s2(保留2位有效数字)。
用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t=0)开始的一段时间内,该飞行器可视为沿直线运动,每隔1s测量一次其位置,坐标为x,结果如下表所示:
回答下列问题:
(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是: ____ ;
(2)当x=507m时,该飞行器速度的大小v= ____ m/s;
(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a= ____ m/s2(保留2位有效数字)。
| t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| x/m | 0 | 507 | 1094 | 1759 | 2505 | 3329 | 4233 |
(1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动,判断的理由是: ____ ;
(2)当x=507m时,该飞行器速度的大小v= ____ m/s;
(3)这段时间内该飞行器加速度的大小a= ____ m/s2(保留2位有效数字)。
题目解答
答案
解:(1)第1s内的位移507m,第2s内的位移587m,第3s内的位移665m,第4s内的位移746m,第5s内的位移824m,第6s内的位移904m,则相邻1s内的位移之差接近Δx=79m,可知判断飞行器在这段时间内做匀加速运动;
(2)根据匀变速直线运动的规律中间时刻的瞬时速度等于相邻两点的平均速度,知当x=507m时,该飞行器速度的大小v=$\frac{{x}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{1094}{2}$m/s=547m/s;
(3)根据Δx=aT2知,a=$\frac{Δx}{{T}^{2}}$=$\frac{79}{{1}^{2}}$m/s2=79m/s2。
故答案为:根据相邻相等时间内的位移之差近似为一个定值;547m/s;79m/s2。
(2)根据匀变速直线运动的规律中间时刻的瞬时速度等于相邻两点的平均速度,知当x=507m时,该飞行器速度的大小v=$\frac{{x}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{1094}{2}$m/s=547m/s;
(3)根据Δx=aT2知,a=$\frac{Δx}{{T}^{2}}$=$\frac{79}{{1}^{2}}$m/s2=79m/s2。
故答案为:根据相邻相等时间内的位移之差近似为一个定值;547m/s;79m/s2。
解析
考查要点:本题主要考查匀变速直线运动的判断、中间时刻速度的计算以及加速度的求解。
解题核心思路:
- 判断匀加速运动:通过计算相邻相等时间内的位移差是否为定值,若近似相等,则可判断为匀加速运动。
- 中间时刻速度:匀变速直线运动中,某段时间的中间时刻速度等于该段时间的平均速度。
- 加速度计算:利用相邻相等时间内的位移差公式 $\Delta x = aT^2$,结合位移差和时间间隔求解加速度。
破题关键点:
- 位移差的计算:需准确计算每秒内的位移,并求相邻位移的差值。
- 中间时刻的选取:明确所求时刻对应的中间时间段,正确应用平均速度公式。
- 有效数字处理:加速度结果需保留两位有效数字。
第(1)题
判断依据:
-
计算每秒内的位移:
- 第1秒:$x_1 = 507 \, \text{m}$
- 第2秒:$x_2 = 1094 - 507 = 587 \, \text{m}$
- 第3秒:$x_3 = 1759 - 1094 = 665 \, \text{m}$
- 第4秒:$x_4 = 2505 - 1759 = 746 \, \text{m}$
- 第5秒:$x_5 = 3329 - 2505 = 824 \, \text{m}$
- 第6秒:$x_6 = 4233 - 3329 = 904 \, \text{m}$
-
计算相邻位移差:
- $\Delta x_1 = x_2 - x_1 = 587 - 507 = 80 \, \text{m}$
- $\Delta x_2 = x_3 - x_2 = 665 - 587 = 78 \, \text{m}$
- $\Delta x_3 = x_4 - x_3 = 746 - 665 = 81 \, \text{m}$
- $\Delta x_4 = x_5 - x_4 = 824 - 746 = 78 \, \text{m}$
- $\Delta x_5 = x_6 - x_5 = 904 - 824 = 80 \, \text{m}$
-
结论:相邻位移差近似为 $79 \, \text{m}$,说明位移差接近定值,符合匀加速运动特征。
第(2)题
速度计算:
- 当 $x = 507 \, \text{m}$ 时,对应 $t = 1 \, \text{s}$,此时中间时刻为 $t = 0.5 \, \text{s}$。
- 根据匀变速直线运动规律,中间时刻速度等于相邻两点的平均速度:
$v = \frac{x_2}{t_2} = \frac{1094}{2} = 547 \, \text{m/s}$
第(3)题
加速度计算:
- 由 $\Delta x = aT^2$,代入 $\Delta x = 79 \, \text{m}$,$T = 1 \, \text{s}$:
$a = \frac{\Delta x}{T^2} = \frac{79}{1^2} = 79 \, \text{m/s}^2$