2.应用匀变速直线运动规律解题不仅要灵活运用公式,同时要注意符号关系,必要时应对计算结果进行分析,验证其合理性.
例2 (2015·温州市十校期中)猎豹是目前世界上陆地奔跑速度最快的动物,速度可达每小时110多公里,但不能维持长时间高速奔跑,否则会因身体过热而危及生命.猎豹在一次追击猎物时可认为由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为7.5 m/s2,经过4 s速度达到最大,然后匀速运动保持了4 s仍没追上猎物,为保护自己它放弃了这次行动,然后以大小3 m/s2的加速度做匀减速运动直到停下,设猎豹此次追捕始终沿直线运动.求:
(1)猎豹奔跑的最大速度可达多少?
(2)猎豹从开始做匀减速运动直到停下的位移是多少?
答案 (1) 30 m/s (2) 150 m
解析 (1)设猎豹奔跑的最大速度为v.对于加速过程,有:v=a1t1=7.5×4 m/s=30 m/s.
(2)对于减速过程,根据速度位移公式得:
x== m=150 m.
二、匀变速直线运动的常用结论
[导学探究]
1.一质点做匀变速直线运动的v-t图象如图2所示.已知一段时间内的初速度为v0,末速度为v,求:
图2
(1)这段时间内的平均速度(用v0、v表示).
(2)中间时刻的瞬时速度.
(3)这段位移中间位置的瞬时速度.
答案 (1)因为v-t图象与t轴所围面积表示位移,t时间内质点的位移可表示为x=·t①
平均速度=②
由①②两式得=.
(2)由题图可知中间时刻的瞬时速度的大小等于梯形中位线的长度,即:=.