体育老师带领学生做了一个游戏,在跑道上距离出发点32m、100m的直线上分别放有1枚硬币,游戏规则是把这2枚硬币全部捡起来(捡硬币时,人的速度为0),看谁用的时间最短.已知某
◎ 题目
体育老师带领学生做了一个游戏,在跑道上距离出发点32m、100m的直线上分别放有1枚硬币,游戏规则是把这2枚硬币全部捡起来(捡硬币时,人的速度为0),看谁用的时间最短.已知某同学做匀加速运动和匀减速运动的加速度大小均为2m/s2,运动的最大速度不超过10m/s.求该同学捡起2枚硬币所需要的最短时间. |
◎ 答案
由题意分析,该同学在运动过程中,平均速度越大时间最短.可能先加速,再减速.因为最大速度为10m/s,也可能先加速,再匀速最后减速. 设经过时间t1捡到第一枚硬币,先设该同学先匀加速速再匀减速运动所需时间最小,根据由运动学公式: 加速段有位移:x加=
因为加速和减速时间相同:t加=t减=
代入x=32m,a=2m/s2,可得同学所需最短时间:t1=8s, 此过程中同学的最大速度:vmax=a
所以该同学捡第一枚硬币的过程中,先加速再减速用时最短. (2)令再经过t2捡第二枚硬币.同理有:
代入a解得:t2=2
加速最大速度:v2=a
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