匀速直线运动、速度2

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1、匀速直线运动、速度·典型题剖析　例1　对于作匀速直线运动的物体，则　　　　　　[　　　]A．任意2s内的位移一定等于1s内位移的2倍．B．任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程．C．若两物体的速度相同，则它们的速率必然相同，在相同时间内通过的路程相等．D．若两物体的速率相同，则它们的速度必然相同，在相同时间内的位移相等．分析　物体作匀速直线运动时，速度v的大小、方向恒定不变，由公式s=vt知，其位移与时间成正比．又由于速度v方向不变，其轨迹是一条单向的直线，任意时间内的位移大小与路程相等．当v1=v2时，表示两者的大小、方向都相同，相同时间内的路程必相等．但当速率

2、v1

3、=

4、v2

5、时，两物

6、体的运动方向可能不同，相同时间内的位移可以不等．答　A、B、C．例2　在某铁路与公路交叉的道口处安装的自动栏木装置如图2-5所示．当高速列车到达A点时，道口公路上应显示红灯，警告未越过停车线的汽车迅速制动，而已越过停车线的汽车能在列车到达道口前全部安全通过道口．已知高速列车的速度v1=120km／h，汽车过道口的速度v2=5km／h，汽车驶至停车线时立即制动后滑行的距离是s0=5m，道口宽度s=26m，汽车长l=15m．若栏木关闭时间t1=16s，为保障安全需多加时间t2=205．问：列车从A点到道口的距离L应为多少才能确保行车安全？分析　这里有两个研究对象：汽车和高速列车，两者均做匀速直线

7、运动．为保证安全行车，要求高速列车到达A后至道口的运动时间应等于汽车安全过道口的时间、关闭栏木与预留的安全时间三者之和．解答　由示意图知，对于已越过停车线的汽车，要求在高速列车到达道口前通过的距离为s'=s0+s+l=（5+26+15）m=46m．因汽车速度v2=5km/h=1.39m/s，故需时间为保证安全，高速列车从A点到达道口的时间应为T=t+t1+t2=（33+16+20）s=69s．因高速列车速度v1=120km/h=33.3m/s，所以A点到道口的安全距离应为L=v1T=33.3×69m≈2300m．例3　一列队伍长l=120m，行进速度v1=1.6m/s．为了传递一份密件，通讯

8、员从队伍排尾跑步赶到队伍排头，其速度v2=3m/s，然后又立即用与队伍行进速度相同大小的速度返回排尾．问：（1）通讯员从离开队伍到重又回到排尾共需多少时间？（2）通讯员归队处与离队处相距多远？分析　这里有两个研究对象：通讯员和行进中的队伍，两者都作匀速直线运动，其运动示意图如图2-6所示．设队伍原位置为AB，通讯员从排尾赶到排头时，排头已到位置A'，所用时间为t，通讯员返回排尾时，排头的位置为A"，所用时间为t'．在时间t内，通讯员与队伍位移之差等于l；在时间t'内，通讯员与队伍位移大小之和等于l．解答　（1）通讯员从排尾赶到排头时，有关系式：v2t-v1t=l．　　　　　　　　　　　　　　

9、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　①设通讯员从排头返回排尾的速度为v'2，其值为v'2=v1=1.6m/s，又有关系式：v'1t'+v'2t'=2v1t'=l．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②联立两式，得通讯员从离开队伍（排尾）到重新返回排尾共需时间：（2）通讯员归队处与离队处相隔距离就是整个队伍在同样时间内行进的距离，即s'=v1T=1.6×123.2m=197.1m．说明　根据运动的相对性，如果把行进中的队伍作为参照物，就可以简化为一个研究对象，即通讯员相对于“静止”队伍的匀速直线运动．离队时，通讯员以大小等于（v2-v1）的速

10、度向排头做匀速运动，赶到排头队的时间：讨论1．在初中物理课本中写道：“在匀速直线运动中，速度等于运动物体在单位时间内通过的路程”．这样定义，不仅把速度与路程等同起来（见作者所标加重点），混淆了两者在物理含义和单位上的根本差异，而且还缺少了速度的方向．所以，初中物理中关于速度的定义，是为了便于接受，仅从“量”上作了粗浅的介绍，是极不严格的．高中物理中，采用“位移与时间的比值”定义速度，可以完整地反映速度的大小与方向，并包含着单位．类似这样的用比值定义物理量，是物理学中经常采用的方法，应加以领会．2．由于在匀速直线运动中，任何时间内物体的位移与所需时间的比值恒定，因此其速度和位移公式也可表示为式

11、中△s为△t时间内对应的位移．