Question

17．滑塊以一定的初速度從斜面底端沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，恰好到達(dá)斜面的頂端，若滑塊開始2s內(nèi)的位移是最后2s內(nèi)的位移的兩倍，旦第1s內(nèi)的位移為2.5m．求：
（1）滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；
（2）斜面的長(zhǎng)度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式，以及對(duì)最后2s采用逆向思維，分別列出第1s內(nèi)、開始2s內(nèi)、最后2s內(nèi)的位移表達(dá)式，聯(lián)立方程組求出初速度和加速度的大小，結(jié)合速度時(shí)間公式求出運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度推論求出斜面的長(zhǎng)度．

解答 解：（1）設(shè)滑塊的初速度為v₀，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，第1s內(nèi)的位移為x₁，最后2s內(nèi)的位移為x₂，前2s內(nèi)的位移為2x₂，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：${x}_{1}={v}_{0}{t}_{1}-\frac{1}{2}a{{t}_{1}}^{2}$，
${x}_{2}=\frac{1}{2}a{{t}_{2}}^{2}$，
$2{x}_{2}={v}_{0}{t}_{2}-\frac{1}{2}a{{t}_{2}}^{2}$，
t₁=1s，t₂=2s
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得a=1m/s²，v₀=3m/s，
則滑塊運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=$\frac{{v}_{0}}{a}=\frac{3}{1}s=3s$．
（2）滑塊運(yùn)動(dòng)的總位移x=$\frac{{v}_{0}}{2}t=\frac{3}{2}×3m=4.5m$，
則斜面的長(zhǎng)度為4.5m．
答：（1）滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為3s；
（2）斜面的長(zhǎng)度為4.5m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)用，對(duì)于五個(gè)基本物理量，知其三必然知其二，在本題中，可以對(duì)三段過程，聯(lián)立方程組進(jìn)行求解．對(duì)于第二問，也可以采用速度位移公式、位移時(shí)間公式進(jìn)行求解．