求证:做匀变速直线运动的物体:(1)在连续相等的时间间隔内的位移之差是一个恒量;(2)在某段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度.(不允许用图象法证

求证:做匀变速直线运动的物体:(1)在连续相等的时间间隔内的位移之差是一个恒量;(2)在某段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度.(不允许用图象法证

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求证:做匀变速直线运动的物体:
(1)在连续相等的时间间隔内的位移之差是一个恒量;
(2)在某段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度.
(不允许用图象法证明.证明过程中用到的物理量如果用字母表示,必须先行设定).
答案
(1)设做匀变速直线运动的物体的加速度为a,在第n个时间T内的初速度为v0,末速度为vT,位移为sn,则vT=v0+aT
sn=v0T+
1
2
aT2

在第n+1个时间T内的位移为sn+1,则sn+1=vTT+
1
2
aT2=(v0+aT)T+
1
2
aT2=v0T+aT2+
1
2
aT2

可得在连续相等的时间间隔内的位移之差为△s=sn+1-sn=aT2
即:做匀变速直线运动的物体,在连续相等的时间间隔内的位移之差是一个恒量.
(2)设物体在上述两个T内的总位移为s,则s=v0•2T+
1
2
a(2T)2

物体在这两个T内的平均速度为
.
v
=
s
2T
=v0+aT=vT

故可证vT即为2T时间内的中间时刻的瞬时速度.
举一反三
人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球,发射了一种类似四轮小车的月球探测器.它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10s向地球发射一次信号.探测器上还装着两个相同的减速器(其中一个是备用的),这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2.某次探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物.此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作.下表为控制中心的显示屏的数据(时刻的读法:9:1020为九时十分二十秒):

已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快.科学家每次分析数据并输入命令最少需要3s.问:
(1)经过数据分析,你认为减速器是否执行了减速命令?
(2)假如你是控制中心的工作人员,应采取怎样的措施?加速度需满足什么条件?请计算说明.
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2012年11月23日上午,中国航母“舰载机歼-15”在“辽宁舰”甲板上通过滑跃式起飞成功.滑跃式起飞主要靠甲板前端的上翘来帮助舰载机起飞,其示意图如图所示.假设某航母起飞跑道主要由长度为L1=160m的水平跑道和长度为L2=20m的倾斜跑道两部分组成,设舰载机在水平跑道上的加速度a1=5m/s2,航母处于静止状态,舰载机可视为质点,倾斜跑道看作斜面,不计拐角处的影响.
(1)由静止开始起飞,求舰载机在水平跑道上运动的时间t1
(2)由静止开始,若要成功起飞,离开倾斜跑道末端时的速度v2不小于42m/s,求舰载机在倾斜跑道上的加速度a2至少为多大?
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汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~40s内汽车的加速度随时间变化的图线如图(1)所示.
(1)求汽车在20s时的速度;
(2)在如图(2)中画出汽车在0~50s内的v-t图线;
(3)求在这50s内汽车行驶的路程.
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在某次载人飞船返回地面的模拟演练中,测得模拟舱距地面9m时速度为12m/s,并以这个速度匀速降落,在距地面1.2m时,模拟舱的缓冲发动机开始向下喷火,舱体开始匀减速降落直至到达地面速度为0.求:
(1)模拟舱匀减速阶段的加速度大小;
(2)模拟舱从9m高处落到地面所用的时间.
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一物体从高处的A点自由下落,经B点到C点,已知经B点时的速度是经C点时速度的
3
4
,B、C间的距离是7m,求A、C间的距离.
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