题目
已知O、A、B、C为同一直线上的四点、AB间的距离为L1,BC间的距离为L2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.
已知O、A、B、C为同一直线上的四点、AB间的距离为L1,BC间的距离为L2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离.
题目解答
答案
【解答】解:设物体通过AB段与BC段所用的时间均为t.
B点的瞬时速度为:vB=
L1+L2 |
2t |
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量得:△x=L2-L1=at2…②
sOA=sOB-L1 …③
根据速度位移公式得:sOB=
| ||
2a |
联立方程,解得:sOA=
(3L1-L2)2 |
8(L2-L1) |
答:O与A的距离为
(3L1-L2)2 |
8(L2-L1) |
解析
步骤 1:确定物体通过AB段与BC段所用的时间相等
设物体通过AB段与BC段所用的时间均为t。由于物体做匀加速运动,根据匀加速运动的位移公式,可以得到物体在AB段和BC段的位移分别为L1和L2。
步骤 2:计算B点的瞬时速度
根据匀加速运动的平均速度公式,物体通过AB段的平均速度等于物体在A点和B点的瞬时速度的平均值。由于物体从静止开始运动,A点的瞬时速度为0,因此B点的瞬时速度为:
\[ v_B = \frac{L_1 + L_2}{2t} \]
步骤 3:计算加速度
根据匀加速运动的位移差公式,物体在连续相等时间内的位移之差是一恒量,即:
\[ \Delta x = L_2 - L_1 = at^2 \]
解得加速度a为:
\[ a = \frac{L_2 - L_1}{t^2} \]
步骤 4:计算O与A的距离
根据匀加速运动的位移公式,物体从O点到A点的位移为:
\[ s_{OA} = s_{OB} - L_1 \]
其中,s_{OB}为物体从O点到B点的位移,根据速度位移公式,有:
\[ s_{OB} = \frac{v_B^2}{2a} \]
将步骤2和步骤3中的结果代入,得到:
\[ s_{OB} = \frac{\left(\frac{L_1 + L_2}{2t}\right)^2}{2\left(\frac{L_2 - L_1}{t^2}\right)} = \frac{(L_1 + L_2)^2}{8(L_2 - L_1)} \]
因此,O与A的距离为:
\[ s_{OA} = \frac{(L_1 + L_2)^2}{8(L_2 - L_1)} - L_1 = \frac{(3L_1 - L_2)^2}{8(L_2 - L_1)} \]
设物体通过AB段与BC段所用的时间均为t。由于物体做匀加速运动,根据匀加速运动的位移公式,可以得到物体在AB段和BC段的位移分别为L1和L2。
步骤 2:计算B点的瞬时速度
根据匀加速运动的平均速度公式,物体通过AB段的平均速度等于物体在A点和B点的瞬时速度的平均值。由于物体从静止开始运动,A点的瞬时速度为0,因此B点的瞬时速度为:
\[ v_B = \frac{L_1 + L_2}{2t} \]
步骤 3:计算加速度
根据匀加速运动的位移差公式,物体在连续相等时间内的位移之差是一恒量,即:
\[ \Delta x = L_2 - L_1 = at^2 \]
解得加速度a为:
\[ a = \frac{L_2 - L_1}{t^2} \]
步骤 4:计算O与A的距离
根据匀加速运动的位移公式,物体从O点到A点的位移为:
\[ s_{OA} = s_{OB} - L_1 \]
其中,s_{OB}为物体从O点到B点的位移,根据速度位移公式,有:
\[ s_{OB} = \frac{v_B^2}{2a} \]
将步骤2和步骤3中的结果代入,得到:
\[ s_{OB} = \frac{\left(\frac{L_1 + L_2}{2t}\right)^2}{2\left(\frac{L_2 - L_1}{t^2}\right)} = \frac{(L_1 + L_2)^2}{8(L_2 - L_1)} \]
因此,O与A的距离为:
\[ s_{OA} = \frac{(L_1 + L_2)^2}{8(L_2 - L_1)} - L_1 = \frac{(3L_1 - L_2)^2}{8(L_2 - L_1)} \]