高中 | 匀变速直线运动的速度位移公式 题目答案及解析

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必修1

第二章 匀变速直线运动的研究

2.4 匀变速直线运动的速度与位移的关系

匀变速直线运动的速度位移公式

如图所示,有一种“草船借箭”的小游戏:固定的弓每次向草船发射初速度$v_{0}=9\;\rm m/s$的箭,箭在飞行过程中水平方向做加速度大小为$a=0.5\;\rm m/s^{2}$的匀减速直线运动,竖直方向的运动忽略不计。初始时刻,草船静止在离弓$L_{0}=17\;\rm m$的位置处,每当上一支箭射中船的同时发射下一支箭,箭每次射中船时立即与船共速,船受水的阻力不计,船和箭的大小都不计。求:

求第一支箭射中船前瞬时速度大小;

[["

$8\\;\\rm m/s$

"]]

设第一支箭射中船前瞬时速度大小为$v_{1}$,有$v_{0}^{2}-v_{1}^{2}=2aL_{0}$

可得$v_{1}=8\;\rm m/s$

若第一支箭射中船后,箭与船共同速度大小为$v'_{1}=3.75\;\rm m/s$,求第二支箭射中船时,船与弓的距离。

[["

$32\\;\\rm m$

"]]

已知第一支箭射中船后,箭与船共同速度大小为$v'_{1}=3.75\;\rm m/s$,设第二支箭射中船时的速度为$v_{2}$,用时$t_{2}$,此过程船前进$x_{1}$,有$v_{0}^{2}-v_{2}^{2}=2a(L_{0}+x_{1})$

$x_{1}=v'_{1}t_{2}$

$v_{2}=v_{0}-at_{2}$

解得$v_{2}=7\;\rm m/s$$t_{2}=4\;\rm s$$x_{1}=15\;\rm m$

所以第二支箭射中船时船到弓的距离$L_{2}=L_{0}+x_{1}=32\;\rm m$

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